Полезные бактерии. Роль и значение бактерий в жизни человека. Фото

Значение для человека

Эти самые древние на нашей планете обитатели представляют собой одноклеточные организмы микроскопических размеров. Известно, что примерное время их появления – 3,5 миллиарда лет назад. Долгое время кроме них больше никаких живых существ на Земле не было.

Человечество узнало много интересного о бактериях только в XVII веке, благодаря трудам Антонио Ван Левенгука. Именно этот естествоиспытатель первым изобрел увеличительный прибор, через который можно было увидеть этих крошечных существ.

С течением времени был накоплен большой теоретический материал, подтвержденный практическими исследованиями. Людям стала доступна информация о том, как выглядят микробы, какое строение имеют, было определено значение бактерий в жизни человека.

То, что рассматриваемые организмы – постоянные наши спутники в течение всей жизни, было выяснено не сразу. Большую роль в установлении этого факта сыграл И. И. Мечников. Именно он провел ряд множественных исследований, доказывающих огромное значение бактерий в жизни человека.

Оказывается, наша кожа, слизистые оболочки носа и рта, внутренняя часть желудочно-кишечного тракта, органы малого таза – все эти структуры густо населены различными формами микроорганизмов. Они помогают нам бороться с инфекциями, переваривать пищу, очищать себя изнутри.

Если нарушается естественное состояние микрофлоры кишечника, кожных покровов, желудка и других органов, то у людей развиваются множественные заболевания, часто протекающие в очень тяжелой форме. Именно поэтому учеными, врачами и микробиологами были созданы пробиотики.

Этим значение прокариот не ограничивается. Человек использует их в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, космической отрасли, науке и технике, биосинтезах и молекулярной биологии и многих других областях.

Если же говорить о конкретных видах данных микроорганизмов, которые населяют человека изнутри, то в первую очередь следует обозначить самое «богатое» ими место – кишечник. Именно этот орган, состоящий из нескольких отделов и достигающий в длину (у взрослого человека) до 12 м, является прекрасным домом для самых разных представителей прокариот.

Существует два основных рода, состоящих из нескольких семейств и множества видов и штаммов, которые не просто населяют упомянутый орган, а являются жизненно необходимыми для каждого человека. Это живые бактерии для кишечника, название рода которых произносится на русском языке как лактобациллус и бифидобактриум.

Каждый из этих видов играет свою важную роль в обменных процессах кишечника. Поэтому рассмотрим их подробнее.

Живые бактерии для кишечника, название рода которых звучит как лактобациллус, – это естественные обитатели микрофлоры кишечника при условии его нормального состояния. Они оказывают положительное влияние на общее состояние данного органа, так как:

  • активизируют работу многих важных ферментов и белков, участвующих в иммунных процессах;
  • действуют как антагонисты на патогенные микробы, избавляя организм от интоксикации;
  • ускоряют заживляющие (регенерационные) процессы в слизистых оболочках и прочее.

Именно эти бактерии используются при производстве кисломолочной продукции. То есть их штаммы входят в состав заквасок различного вида, из которых изготавливают:

  • живые йогурты;
  • кефир;
  • простокваши;
  • коктейли и прочие продукты.

Видов этого рода прокариот достаточно много. Поэтому ниже будет представлена таблица. Бактерии данного таксона, которые обитают внутри кишечника, войдут в список представителей вместе со своим названием.

Род бактерий

Семейство и вид

Основная роль

Лактобациллы

Ацидофильная палочка

Обладает способностью вырабатывать молочную кислоту в больших количествах, тем самым подавляя и угнетая патогенные микробы. Восстанавливает микрофлору, быстро и естественно вживаясь в кишечник. Используется в составе лекарственных средств, ацидофильных продуктов питания.

Болгарская палочка

Основные свойства этой бактерии будут рассмотрены отдельно.

Лактобациллы/

лактобактерии Казеи

Действие на организм: снижает артериальное давление, уменьшает риск возникновения гастрита и язвы, оказывает противоопухолевое действие, влияет на метаболизм и улучшает регулярность и качество стула.

Лактококки: диацетилактис, креморис

Естественными представителями микрофлоры не являются, однако используются при изготовлении молочнокислых продуктов, сыров. Влияют на выработку некоторых ферментов.

Термофильный стрептококк

Способствует нормализации работы ЖКТ и устраняет микробы.

Лейконосток лактис

В ходе жизнедеятельности формирует белковые молекулы, которые борются с инфекционными и патогенными микробами.

К данному роду относятся живые бактерии, названия которых следующие:

  • ангулатум;
  • анималис;
  • астероидус;
  • бифидум;
  • лонгум;
  • магнум;
  • субтил и другие.

Всего около 35 видов организмов. Составляют подавляющее большинство бактерий кишечника (около 80-90 % от общей массы обитателей). Значение следующее:

  1. Поддержание гомеостаза.
  2. Укрепление и формирование иммунитета.
  3. Выработка витаминов и ферментов.
  4. Восстановление нормальной микрофлоры.
  5. Активное участие в метаболизме.

Человеческий организм населяют и полезные и вредные бактерии. Существующий баланс между организмом человека и бактериями отшлифовывался веками.

Как подсчитали ученые, в организме человека содержится от 500 до 1000 всевозможных видов бактерий или триллионы этих удивительных жильцов, что составляет до 4-х кг совокупного веса. До 3-х килограмм микробных тел находится только в кишечнике.

Остальная их часть находится в мочеполовых путях, на коже и других полостях человеческого тела. Микробы заполняют организм новорожденного уже с первых минут его жизни и окончательно формируют состав кишечной микрофлоры к 10-13 годам.

В кишечнике обитают стрептококки, лактобактерии, бифидобактерии, энтеробактерии, грибы, кишечные вирусы, непатогенные простейшие. Лактобактерии и бифидобактерии составляют 60% кишечной флоры. Состав этой группы всегда постоянный, они самые многочисленные и осуществляющие основные функции.

Бифидобактерии

Значение бактерий этого вида огромно.

  • Благодаря им вырабатываются ацетат и молочная кислота. Закисляя среду обитания, они подавляют рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
  • Благодаря бифидобактериям снижается риск развития аллергии к пищевым продуктам у малышей.
  • Они обеспечивают антиоксидантный и противоопухолевый эффект.
  • Бифидобактерии принимают участие в синтезе витамина С.
  • Бифидо- и лактобактерии принимают участие в процессах по усвоению витамина Д, кальция и железа.

Рис. 1. На фото бифидобактерии. Компьютерная визуализация.

Кишечная палочка

Значение бактерий этого вида для человека большое.

  • Особое значение уделяется представителю этого рода Escherichia coli M17. Она способна вырабатывать вещество коцилин, которое угнетает рост целого ряда болезнетворных микробов.
  • При участии кишечной палочки синтезируются витамины К, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.

Рис. 2. На фото кишечная палочка (трехмерное компьютерное изображение).

  • При участии бифидо-, лакто-, и энтеробактерий синтезируются витамины К, С, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.
  • Благодаря микрофлоре кишечника расщепляются непереваренные компоненты пищи из верхних отделов кишечника – крахмал, целлюлоза, белковые и жировые фракции.
  • Кишечная микрофлора поддерживает водно-солевой обмен и ионный гомеостаз.
  • Благодаря секреции особых веществ микрофлора кишечника подавляет рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
  • Бифидо-, лакто-, и энтеробактерии принимает участие в детоксикации веществ, попадающих извне и образующихся внутри самого организма.
  • Кишечная микрофлора играет большую роль в восстановлении местного иммунитета. Благодаря ей увеличивается количество лимфоцитов, активность фагоцитов и выработка иммуноглобулина А.
  • Благодаря кишечной микрофлоре стимулируется развитие лимфоидного аппарата.
  • Повышается устойчивость эпителия кишечника к канцерогенам.
  • Микрофлора защищают слизистую стенку кишечника и обеспечивает энергией кишечный эпителий.
  • Они регулируют перистальтику кишечника.
  • Кишечная флора приобретает навыки по захвату и выводу вирусов из организма хозяина, с которым долгие годы она находилась в симбиозе.
  • Велико значение бактерий в поддержке теплового баланса организма. Кишечная микрофлора питается за счет веществ, непереваренных ферментативной системой, которые поступают из верхних отделов желудочно-кишечного тракта. В результате сложных биохимических реакций вырабатывается огромное количество тепловой энергии. Тепло с током крови разносится по всему организму и поступает во все внутренние органы. Вот почему при голодании человек всегда мерзнет.
  • Кишечная микрофлора регулирует обратное всасывание компонентов желчных кислот (холестерина), гормонов и др.

Рис. 3. На фото полезные бактерии — лактобактерии (трехмерное компьютерное изображение).

Жизнедеятельность животных сопровождается выделением огромного количества навоза. Из него некоторые микроорганизмы могут производить метан («болотный газ»), который используется, как топливо и сырье в органическом синтезе.

Рис. 17. Газ метан как топливо для автомобилей.

Еще Пастер доказал, что в уксуснокислом окислении принимают участие особые микроорганизмы — уксусные палочки, которые широко встречаются в природе. Они поселяются на растения, проникают в созревшие овощи и фрукты. Их много в квашеных овощах и фруктах, вине, пиве и квасе.

Предлагаем ознакомиться:  Масло монарды от грибка ногтей

Способность уксусных палочек окислять этиловый спирт до уксусной кислоты используется сегодня для получения уксуса, применяемого в пищевых целях и при заготовке кормов для животных — силосовании (консервировании).

Рис. 27. Процесс силосования кормов. Силос — сочный корм, обладающий высокой кормовой ценностью.

Изучение жизнедеятельности микробов позволило ученым применять некоторые бактерии для синтеза антибактериальных препаратов, витаминов, гормонов и ферментов.

Роль бактерий в природе: круговорот углерода

Она, безусловно, важна и многогранна. Однако можно выделить главные процессы в природе, которые совсем не обходятся без рассматриваемых организмов:

  1. Круговорот веществ. В том числе элементов (азота, углерода, серы, железа).
  2. Почвообразование.
  3. Разложение органических остатков.

Таким образом, бактерии в природе играют весьма значительную роль, находясь в тесном взаимодействии со всеми остальными живыми существами.

Аммонифицирующие микробы (вызывающие гниение) с помощью ряда имеющихся у них ферментов способны разлагать останки погибших животных и растений. При разложении белков выделяются азот и аммиак.

Уробактерии разлагают мочевину, которую человек и все животные планеты выделяют ежесуточно. Ее количество огромно и достигает 50 млн. тонн в год.

Определенный вид бактерий участвует в окислении аммиака. Этот процесс называется нитрофикацией.

Денитрифицирующие микробы возвращают молекулярный кислород из почвы в атмосферу.

Рис. 4. На фото полезные бактерии — аммонифицирующие микробы. Они подвергают останки погибших животных и растений разложению.

Значение бактерий в жизнедеятельности человека, животных, растений, грибов и бактерий огромно. Как известно, для нормального их существования необходим азот. Но усваивать азот в газообразном состоянии бактерии не могут.

Оказывается, связывать азот и образовывать аммиак умеют сине-зеленые водоросли (Цианобактерии), свободноживущие азотофиксаторы и особые клубеньковые бактерии. Все эти полезные бактерии производят до 90% связанного азота и вовлекают до 180 млн. т. азота в азотный фонд почвы.

Клубеньковые бактерии прекрасно сожительствуют с бобовыми растениями и облепихой.

Такие растения, как люцерна, горох, люпин и другие бобовые имеют на своих корнях так называемые «квартиры» для клубеньковых бактерий. Эти растения высаживаются на истощенные почвы для обогащения их азотом.

Рис. 5. На фото клубеньковые бактерии на поверхности корневого волоска бобового растения.

Рис. 6. Фото корня бобового растения.

Рис. 7. На фото полезные бактерии — цианобактерии.

Углерод является важнейшим клеточным веществом животного и растительного мира, а так же мира растений. Он составляет 50% сухого остатка вещества клетки.

Много углерода содержится в клетчатке, которой питаются животные. В их желудке клетчатка под действием микробов разлагается и далее, в виде навоза, попадает наружу.

Разлагают клетчатку целлюлозные бактерии. В результате их работы почва обогащается гумусом, что значительно повышает ее плодородие, а углекислота возвращается в атмосферу.

Рис. 8. Зеленым цветом окрашены внутриклеточные симбионты, желтым – масса перерабатываемой древесины.

Бактерии, принимающие активное участие в минерализации органических соединений, считаются чистильщиками (санитарами) планеты Земля. С их помощью органические вещества погибших растений и животных превращаются в перегной, который почвенные микроорганизмы превращают в минеральные соли, так необходимые для построения корневой, стеблевой и листовой систем растений.

Рис. 11. Минерализация органических веществ, поступающих в водоем, происходит в результате биохимического окисления.

Клетки растительных организмов связываются друг с другом (цементируются) специальным веществом, которое называется пектин. Некоторые виды маслянокислых бактерий обладают способностью сбраживать это вещество, которое при нагревании превращая в студенистую массу (пектис). Эта особенность используется при замачивании растений, содержащих много волокон (лен, конопля).

Рис. 12. Существует несколько способов получения тресты. Самым распространённым является биологический способ, при котором связь волокнистой части с окружающими тканями разрушается под влиянием микроорганизмов. Процесс брожения пектиновых веществ лубяных растений называется мочкой, а вымоченная солома — трестой.

Маслянокислые микробы находятся повсюду. Насчитывается более 25-и видов этих микробов. Они принимают участие в процессе разложения белков, жиров и углеводов.

Маслянокислое брожение вызывают анаэробные спорообразующие бактерии, относящиеся к роду клостридиум. Они способны сбраживать различные сахара, спирты, органические кислоты, крахмал, клетчатку.

Рис. 16. На фото маслянокислые микроорганизмы (компьютерная визуализация).

Используя технологию генной инженерии, сегодня ученые научились использовать кишечную палочку для производства инсулина и интерферона.

Ряд бактерий предполагается использовать для получения специального белка, который можно будет добавлять в корм скоту и в пищу человеку.

Рис. 28. На фото споры сенной палочки или Bacillus subtilis (окрашены в синий цвет).

Рис. 29. Биоспорин-Биофарма — отечественный препарат, содержащий апатогенные бактерии рода Bacillus.

Сегодня широко используется методика применения фитобактерий для производства безопасных гербицидов. Токсины Bacillus thuringiensis выделяют опасные для насекомых Cry-токсины, что позволяет использовать эту особенность микроорганизмов в борьбе с вредителями растений.

Протеазы или протеолитические ферменты расщепляют пептидные связи между аминокислотами, из которых состоят белки. Амилаза расщепляет крахмал. Сенная палочка (B. subtilis) продуцирует протеазы и амилазы. Бактериальные амилазы используются при производстве стирального порошка.

Рис. 30. Изучение жизнедеятельности микробов позволяет ученым применять некоторые их свойства для блага человека.

условия для размножения бактерий

Значение бактерий в жизни человека огромно. Полезные бактерии являются постоянными спутниками человека много тысячелетий. Задача человечества — не нарушить это тонкое равновесие, которое сложилось между микроорганизмами, живущими внутри нас и в окружающей среде.

Предлагаем ознакомиться:  Проявления распространенного псориаза

Роль бактерий в жизни человека огромна. Ученые постоянно открывают полезные свойства микроорганизмов, использование которых в повседневной жизни и на производстве ограничивается только их свойствами.

Бактерии также играют огромную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Многие виды бактерий способствуют активной фиксации атмосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв.

Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий.

Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные вещества в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.

Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными питательными веществами. Бактерицидные препараты успешно используются для борьбы с многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др.).

Многие виды бактерий используются в различных отраслях промышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спиртов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.

Без бактерий невозможны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и других лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т.д.

Особенности строения

Клетка бактерии отличается не только тем, что в ней нет ядра, но и отсутствием митохондрий и пластид. ДНК данного прокариота находится в специальной ядерной зоне и имеет вид замкнутого в кольцо нуклеоида.

У бактерии строение клетки состоит из клеточной стенки, капсулы, капсулоподобной оболочки, жгутиков, пили и цитоплазматичной мембраны. Внутреннее строение оформляют цитоплазма, гранулы, мезосомы, рибосомы, плазмиды, включения и нуклеоид.

Клеточная стенка бактерии выполняет функцию обороны и опоры. Вещества могут свободно протекать сквозь неё, благодаря проницаемости. Данная оболочка имеет в своем составе пектин и гемицеллюлозу. Некоторые бактерии выделяют особую слизь, которая может помочь защититься от пересыхания.

Слизь формирует капсулу – полисахарид по химическому составу. В такой форме бактерия способна переносить даже очень большие температуры. Также она выполняет и другие функции, к примеру слипание с любыми поверхностями.

На поверхности клетки бактерии находятся тонкие белковые ворсинки – пили. Их может быть большая численность. Пили помогают клетке передавать генетический материал, а также обеспечивают слипание с другими клетками.

Под плоскостью стенки находится трехслойная цитоплазматичная мембрана. Она гарантирует транспорт веществ, а также имеет немалую роль в образовании спор.

Цитоплазма бактерий на 75 процентов произведена из воды. Состав цитоплазмы:

  • Рыбосомы;
  • мезосомы;
  • аминокислоты;
  • ферменты;
  • пигменты;
  • сахар;
  • гранулы и включения;
  • нуклеоид.

Обмен веществ у прокариотов возможен, как с участием кислорода, так и без его него. Большая их часть питаются уже готовыми питательными веществами органического происхождения. Очень мало видов способны сами синтезировать органические вещества из неорганических.

Так, стало ясно, что бактерии – это прокариотические организмы, то есть не содержащие в составе своей клетки оформленного ядра. Кроме того, для них характерен ряд следующих особенностей в фенотипе и внутреннем строении:

  1. Форма тела может быть различной: шаровидная (кокки), палочкообразная (бациллы), в форме грозди винограда (стафилококки), вибрионы, спириллы и прочие.
  2. Могут существовать одиночно, однако часто создают целые колонии.
  3. Окраски в большинстве случаев не имеют, однако некоторые формы могут быть красивого пурпурного или зеленого цвета. Чаще всего окрашиваются именно колонии за счет выделения в окружающее пространство специальных пигментов.
  4. Генетический материал внутри клетки представлен молекулой ДНК, которая распределена в центре структуры.
  5. Передвижение в пространстве осуществляется за счет жгутиков, газовых вакуолей или слизевой капсулы, покрывающей тело.
  6. Снаружи тело покрыто клеточной стенкой и капсулой, под которой расположены все органеллы клетки.
  7. Структурные части клетки аналогичны тем, что встречаются у животных, растительных структур. Особенными являются углеводные или липидные капельки включений, выполняющие энергетическую функцию.
  8. Вместо ядра в клетке присутствует нуклеоид, состоящей из нити ДНК.

На самом деле живые бактерии имеют достаточно интересное строение. Образ жизни этих микроорганизмов также вызывал жгучее любопытство ученых всего мира. Благодаря их трудам человечество получило доступ к новой информации, имеющей, несомненно, огромное значение для науки в целом и отдельных её отраслей.

Формы бактерий

Рамки нашей статьи не позволяют обсудить все эти моменты более подробно. Поэтому мы остановимся лишь на общем представлении об этих организмах и уделим особое внимание их роли и значению в нашей жизни.

Подавляющее большинство бактерий (за исключением актиномицетов и нитчатых цианобактерий) одноклеточны. По форме клеток они могут быть округлыми (кокки), палочковидными (бациллы, клостридии, псевдомонады), извитыми (вибрионы, спириллы, спирохеты), реже — звёздчатыми, тетраэдрическими, кубическими, C- или O-образными. Формой определяются такие способности бактерий, как прикрепление к поверхности, подвижность, поглощение питательных веществ. Отмечено, например, что олиготрофы, то есть бактерии, живущие при низком содержании питательных веществ в среде, стремятся увеличить отношение поверхности к объёму, например, с помощью образования выростов (т. н. простек).

Из обязательных клеточных структур выделяют три:

  • нуклеоид
  • рибосомы
  • цитоплазматическая мембрана (ЦПМ)

С внешней стороны от ЦПМ находятся несколько слоёв (клеточная стенка, капсула, слизистый чехол), называемых клеточной оболочкой, а также поверхностные структуры (жгутики, ворсинки). ЦПМ и цитоплазму объединяют вместе в понятие протопласт. ЦПМ ограничивает содержимое клетки (цитоплазму) от внешней среды. Гомогенная фракция цитоплазмы, содержащая набор растворимых РНК, белков, продуктов и субстратов метаболических реакций, названа цитозолем. Другая часть цитоплазмы представлена различными структурными элементами.

Одним из основных отличий клетки бактерий от клетки эукариот является отсутствие ядерной мембраны и, строго говоря, отсутствие вообще внутрицитоплазматических мембран, не являющихся производными ЦПМ. Однако у разных групп прокариот (особенно часто у грамположительных бактерий) имеются локальные впячивания ЦПМ — мезосомы, выполняющие в клетке разнообразные функции и разделяющие её на функционально различные части.

Предлагаем ознакомиться:  Как правильно лечить псориаз прополисом в домашних условиях

У многих фотосинтезирующих бактерий существует развитая сеть производных от ЦПМ фотосинтетических мембран. У пурпурных бактерий они сохранили связь с ЦПМ, легко обнаруживаемую на срезах под электронным микроскопом, у цианобактерий эта связь либо трудно обнаруживается, либо утрачена в процессе эволюции.

Вся необходимая для жизнедеятельности бактерий генетическая информация содержится в одной ДНК (бактериальная хромосома), чаще всего имеющей форму ковалентно замкнутого кольца (линейные хромосомы обнаружены у Streptomyces и Borrelia).

Она в одной точке прикреплена к ЦПМ и помещается в структуре, обособленной, но не отделённой мембраной от цитоплазмы, и называемой нуклеоид. ДНК в развёрнутом состоянии имеет длину более 1 мм. Бактериальная хромосома представлена обычно в единственном экземпляре, то есть практически все прокариоты гаплоидны, хотя в определённых условиях одна клетка может содержать несколько копий своей хромосомы, а Burkholderia cepacia имеет три разных кольцевых хромосомы (длиной 3,6;

Помимо этих структур, в цитоплазме также могут находиться включения запасных веществ.

Образ жизни бактерий

Бактерии наряду с археями были одними из первых живых организмов на Земле, появившись около 3,9—3,5 млрд лет назад. Эволюционные взаимоотношения между этими группами ещё до конца не изучены, есть как минимум три основные гипотезы[6]: Н. Пэйс предполагает наличие у них общего предка протобактерии, Заварзин считает архей тупиковой ветвью эволюции эубактерий, освоившей экстремальные местообитания; наконец, по третьей гипотезе археи — первые живые организмы, от которых произошли бактерии.

Эукариоты возникли в результате симбиогенеза из бактериальных клеток намного позже: около 1,9—1,3 млрд лет назад. Для эволюции бактерий характерен ярко выраженный физиолого-биохимический уклон: при относительной бедности жизненных форм и примитивном строении, они освоили практически все известные сейчас биохимические процессы.

Прокариотная биосфера имела уже все существующие сейчас пути трансформации вещества. Эукариоты, внедрившись в неё, изменили лишь количественные аспекты их функционирования, но не качественные, на многих этапах циклов элементов бактерии по-прежнему сохраняют монопольное положение.

Одними из древнейших бактерий являются цианобактерии. В породах, образованных 3,5 млрд лет назад, обнаружены продукты их жизнедеятельности — строматолиты, бесспорные свидетельства существования цианобактерий относятся ко времени 2,2—2,0 млрд лет назад.

Благодаря ним в атмосфере начал накапливаться кислород, который 2 млрд лет назад достиг концентраций, достаточных для начала аэробного дыхания. К этому времени относятся образования, свойственные облигатно аэробной Metallogenium.

Появление кислорода в атмосфере нанесло серьёзный удар по анаэробным бактериям. Они либо вымирают, либо уходят в локально сохранившиеся бескислородные зоны. Общее видовое разнообразие бактерий в это время сокращается.

Предполагается, что из-за отсутствия полового процесса, эволюция бактерий идёт по совершенно иному механизму, нежели у эукариот[6]. Постоянный горизонтальный перенос генов приводит к неоднозначностям в картине эволюционных связей, эволюция протекает крайне медленно (а, возможно, с появлением эукариот и вовсе прекратилась), зато в изменяющихся условиях происходит быстрое перераспределение генов между клетками при неизменном общем генетическом пуле.

Кишечная палочка

Множество видов животного мира питается растениями, основу которых составляет клетчатка. Переваривать клетчатку (целлюлозу) животным помогают особые микробы, местом пребывания которых являются определенные отделы желудочно-кишечного тракта.

Благодаря невероятной неприхотливости к условиям обитания, бактерии сумели расселиться по всему земному шару. Для них не являются преградами ни холод, ни слишком высокие температуры, ни кислотность или основность, засоленность почвы. Бактерии, фото которых можно встретить в статье, заселяют:

  • воду;
  • воздух;
  • почву;
  • горячие термальные источники;
  • пустыни;
  • снега и льды;
  • бескислородные места обитания.

Строение бактерии

Очевидно, что распространение этих существ повсеместное. Сложно найти хоть один предмет в любой среде, на котором не встретились бы бактерии. Даже чистейшая родниковая вода содержит их в достаточно большом количестве.

Жизнь бактерий сводится к основополагающим процессам: питание, размножение, передвижение в поисках пищи, переживание неблагоприятных условий. Как и все одноклеточные, иных целей существования они не имеют.

Первая группа включает в себя разные бактерии. Фото можно увидеть ниже. В целом среди них можно выделить такие группы.

  1. Фотосинтетические – сами аккумулируют энергию солнца в процессе фотосинтеза.
  2. Хемосинтетики – окисляют неорганические соединения (серу, азот, железо) и перерабатывают их в органику.
  3. Метановые, или метилотрофы – используют энергию окисления углеродсодержащих веществ для обеспечения жизнедеятельности.

Гетеротрофные виды потребляют готовые органические вещества. Для их получения микроорганизмы используют разные способы. Так, можно выделить три группы бактерий-гетеротрофов:

  • сапрофиты – разлагают мертвые остатки растений и животных;
  • симбионты – вступают во взаимополезное сожительство с хозяином;
  • паразиты – вредоносные и разрушающие здоровье хозяина формы.

Также жизнедеятельность бактерий имеет еще одну особенность – спорообразование. В период крайне неблагоприятных условий клетка способна останавливать внутри себя все процессы жизнедеятельности и словно засыпать, покрываясь плотной оболочкой.

Фотографии бактерий под микроскопом

Такое состояние называется спорой. Так организм может прожить десятки лет, пребывая в ожидании подходящих условий окружающей среды. Споры крайне устойчивы к замораживанию и термической обработке даже длительного действия.

Роль бактерий в превращении фосфора, железа и серы

В белках и липидах содержится большое количество фосфора, минерализация которого осуществляется Вас. megatherium (из рода гнилостных бактерий).

Железобактерии участвуют в процессах минерализации органических соединений, содержащих железо. В результате их деятельности в болотах и озерах образуется большое количество железной руды и железомарганцевых отложений.

Серобактерии живут в воде и почве. Их много в навозе. Они участвуют в процессе минерализации серосодержащих веществ органического происхождения. В процессе разложения органических серосодержащих веществ выделяется газ сероводород, который крайне ядовит для окружающей среды, в том числе для всего живого.

Рис. 9. Несмотря на кажущуюся безжизненность, в реке Рио Тинто жизнь всё-таки есть. Это различные, окисляющие железо, бактерии и множество других их видов, которые можно встретить только в этом месте.

Рис. 10. Зелёные серобактерии в колонне Виноградского.

Лактобациллы реутери

Известно о них стало только в XX веке. Однако исследования ученых разных стран показали, что данные микроорганизмы входят в состав ЖКТ всех млекопитающих животных. У человека значительная часть микрофлоры также состоит из штаммов этого вида.

Классификация бактерий по способу питания

Лактобациллы реутери – это живые бактерии для кишечника, название которым дал немецкий микробиолог, впервые выделивший и идентифицировавший их родовую принадлежность к лактобактериям. Значение их такое же, что и у всех рассмотренных выше обитателей кишечника.

Роль бактерий в очистке воды

Бактерии, очищающие воду, стабилизируют уровень ее кислотности. С их помощью сокращаются донные отложения, улучшается здоровье рыб и растений, живущих в воде.

Недавно группой ученых из разных стран были обнаружены бактерии, которые разрушают детергенты, входящие в состав синтетических моющих средств и некоторые лекарственные препараты.

Рис. 13. Широко применяется деятельность ксенобактерий для очистки почв и водоемов, загрязненных нефтепродуктами.

Рис. 14. Пластиковые купола, очищающие воду. В них содержатся гетеротрофные бактерии, питаюшиеся углеродосодержащими материалами, и автотрофные бактерии, питаюшиеся аммиак- и азотсодержащие материалами. Система трубок поддерживает их жизнеобеспечение.

Использование бактерий при обогащении руд

Способность тионовых сероокисляющих бактерий используется для обогащения медных и урановых руд.

Рис. 15. На фото полезные бактерии — Тиобациллы и Acidithiobacillus ferrooxidans (электронная микрофотография). Они способны извлекать ионы меди для выщелачивания отходов, которые образуются при флотационном обогащении сульфидных руд.

Роль бактерий в жизни человека огромна. Широко применяются в пищевой промышленности молочнокислые бактерии:

  • при производстве простокваши, сыров, сметаны и кефира;
  • при сквашивании капусты и засолке огурцов, принимают участие в мочении яблок и мариновании овощей;
  • они придают особый аромат винам;
  • вырабатывают молочную кислоту, сквашивающую молоко. Это свойство используется для производства простокваши и сметаны;
  • при приготовлении сыров и йогуртов в промышленных масштабах;
  • в процессе засаливания молочная кислота служит консервантом.

живые бактерии для кишечника название

К молочнокислым бактериям относятся молочные стрептококки, сливочные стрептококки, палочки болгарская, ацидофильная, зерновая термофильная и огуречная. Бактерии рода стрептококков и лактобацилл придают продуктам более густую консистенцию.

Рис. 18. На фото полезные бактерии — лактобактерии (розовый цвет), болгарская палочка и термофильный стрептококк.

Рис. 19. На фото полезные бактерии — кефирный (тибетский или молочный) гриб и молочнокислые палочки перед непосредственным внесением в молоко.

Рис. 20. Кисломолочная продукция.

Рис. 21. Термофильные стрептококки (Streptococcus thermophilus) применяются при приготовлении сыра моцарелла.

Рис. 22. Вариантов плесневого пенициллина множество. Бархатистая корочка, зеленоватые прожилки, неповторимый вкус и лекарственно-аммиачный аромат сыров уникален. Грибной вкус сыров зависит от места и длительности созревания.

Рис. 23. Бифилиз – биопрепарат для приема внутрь, содержащий массу живых бифидобактерий и лизоцим.

В пищевой промышленности используются преимущественно вид дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Они осуществляют спиртовое брожение, из-за чего широко применяются в хлебопекарном деле. Спирт при выпечке испаряется, а пузырьки углекислого газа формируют хлебный мякиш.

Дрожжи содержат до 65% белка, 10% которого составляют незаменимые аминокислоты, что позволяет их широко использовать в процессе обогащения пищи для человека белками и корма для животных. Кроме того дрожжи содержат много жиров и витаминов.

С 1910 года дрожжи стали добавлять в колбасы. Дрожжи вида Saccharomyces cerevisiae применяются для производства вин, пива и кваса.

Рис. 24. Чайный гриб – это дружеский симбиоз уксусной палочки и дрожжевых грибков. Он появился в наших краях еще в прошлом веке.

Рис. 25. Дрожжи сухие и мокрые широко используются в хлебопекарной промышленности.

Рис. 26. Вид клеток дрожжей Saccharomyces cerevisiae под микроскопом и Saccharomyces cerevisiae — «настоящие» винные дрожжи.

Ссылка на основную публикацию

Adblock detector