Λειτουργίες και επιρροή των βακτηρίων στο περιβάλλον και στον άνθρωπο. Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα βακτήρια Τα βακτήρια είναι το πιο σημαντικό πράγμα

VKontakte Facebook Odnoklassniki

Σε όλη της τη ζωή, η μικροβιολόγος Lyn Margulis (1938-2011) προσπάθησε να αποδείξει ότι ο κόσμος των μικροοργανισμών επηρεάζει την εσωτερική βιόσφαιρα - τον κόσμο των ζωντανών όντων - πολύ περισσότερο από ό, τι αναφέρουν οι επιστήμονες

Πρόσφατα, μια ομάδα επιστημόνων από όλο τον κόσμο διεξήγαγε και ανέλυσε εκατοντάδες μελέτες (οι περισσότερες της περασμένης δεκαετίας) που σχετίζονται με αλληλεπιδράσεις ζώων-βακτηρίων και απέδειξε ότι τα συμπεράσματα του Margulis ήταν σωστά. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν αποτέλεσαν ένα σημείο καμπής, μετά το οποίο οι επιστήμονες θα αναγκαστούν να επανεξετάσουν ορισμένες θεμελιώδεις έννοιες στον τομέα των σχέσεων μεταξύ βακτηρίων και άλλων μορφών ζωής.

Η ίδια η ιδέα του έργου προέκυψε όταν αρκετοί επιστήμονες, ανεξάρτητα, συνειδητοποίησαν τη σημασία των βακτηρίων σε πολλούς τομείς δραστηριότητας. Για παράδειγμα, ο Michael Hadfield, καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Manoa, μελετά τη μεταμόρφωση των θαλάσσιων ζώων εδώ και πολλά χρόνια. Ανακάλυψε ότι ένας συγκεκριμένος τύπος βακτηρίων κάνει τις προνύμφες των σκουληκιών να εγκατασταθούν σε ορισμένα σημεία στον βυθό της θάλασσας και στη συνέχεια είναι σε αυτές τις περιοχές που εξελίσσονται σε ενήλικες και ζουν όλη τους τη ζωή.

Βακτήρια γύρω μας

Γενικά, είναι εύκολο να καταλάβουμε γιατί τα βακτήρια παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στον ζωντανό κόσμο. Τα βακτήρια ήταν ένα από τα πρώτα είδη που εμφανίστηκαν στη Γη (εμφανίστηκαν περίπου 3,8 τρισεκατομμύρια χρόνια πριν) και είναι περισσότερο από πιθανό ότι θα ζήσουν περισσότερο από εμάς τους ανθρώπους. Στο δέντρο της ζωής, τα βακτήρια καταλαμβάνουν έναν από τους τρεις κύριους κλάδους, οι άλλοι δύο είναι τα αρχαία και οι ευκαρυώτες, ενώ τα ζώα είναι τα τελευταία. Παρά την τεράστια ποικιλομορφία τους και το γεγονός ότι βρίσκονται σχεδόν παντού στη Γη - στον πυθμένα του ωκεανού, ακόμα και στα έντερά μας - τα βακτήρια εξακολουθούν να έχουν κάτι κοινό. Όλα τα βακτήρια έχουν περίπου το ίδιο μέγεθος (αρκετά μικρόμετρα) και αποτελούνται από ένα ή δύο πυρηνοειδή κύτταρα.

Φυσικά, οι επιστήμονες λαμβάνουν υπόψη εδώ και πολλά χρόνια ότι τα ζώα χρησιμεύουν ως ένα είδος «σπιτιού», ένας βιότοπος για βακτήρια: συγκεκριμένα, ζουν στο στομάχι, στο στόμα ή στο δέρμα. Πρόσφατες μελέτες έχουν δείξει ακόμη πιο ξεκάθαρα πόσο πολλά είναι τα βακτήρια. Έχει βρεθεί ότι υπάρχουν 10 φορές περισσότερα βακτηριακά κύτταρα στο σώμα μας από τα ανθρώπινα κύτταρα (ωστόσο, το συνολικό βάρος των βακτηρίων είναι λιγότερο από μισό κιλό, αφού τα κύτταρά τους είναι πολύ μικρότερα από τα ανθρώπινα). Ενώ ορισμένα βακτήρια απλώς ζουν δίπλα-δίπλα με τα ζώα χωρίς να προσπαθούν να αλληλεπιδράσουν μαζί τους, άλλα βακτήρια αλληλεπιδρούν αρκετά ενεργά. Λέμε συχνά ότι τα βακτήρια είναι τα μικρόβια, ή παθογόνα, ασθενειών, όπως η φυματίωση, η βουβωνική πανώλη και ο σταφυλόκοκκος. Ωστόσο, τα βακτήρια εκτελούν επίσης πολλές λειτουργίες που χρειαζόμαστε και πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι, στην πραγματικότητα, η ζωή χωρίς βακτήρια θα ήταν πολύ διαφορετική.

«Ο πραγματικός αριθμός των βακτηριακών ειδών είναι εκπληκτικά μεγάλος. Εξετάστε τις τελευταίες ανακαλύψεις ψηλά στην ατμόσφαιρα και σε βράχους βαθιά κάτω από τον πυθμένα της θάλασσας, λέει ο Hadvild. - Στον αριθμό τους, προσθέστε είδη βακτηρίων που μπορούν να ζουν σε όλα τα πιθανά περιβάλλοντα, από βόθρους έως θερμές πηγές, καθώς και εκείνα που μπορούν να ζουν σε σχεδόν κάθε ζωντανό οργανισμό. Έτσι, ο αριθμός των ειδών που προκαλούν ασθένειες είναι μικρός σε σχέση με τον όγκο τους. Υποψιάζομαι ότι ο αριθμός των χρήσιμων και απαραίτητων βακτηρίων για τους ζωντανούς οργανισμούς είναι επίσης μικρός, και ο κύριος όγκος τους είναι απλώς ουδέτερος σε σχέση με τα ζωντανά όντα. Ωστόσο, είμαι επίσης πεπεισμένος ότι ο αριθμός των ωφέλιμων ειδών είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των παθογόνων».

Το ποσοστό του ανθρώπινου γονιδιώματος που έχει εξελιχθεί μέσα από μια σειρά εξελικτικών σταδίων. Το 37% των ανθρώπινων γονιδίων προέρχεται από βακτήρια, 28% ευκαρυώτες, 16% ζώα, 13% σπονδυλωτά, 6% πρωτεύοντα. Φωτογραφία από το pnas.org

Ζωική προέλευση και συνεξέλιξη

Με βάση πρόσφατες έρευνες, μπορεί κανείς ακόμη να υποθέσει ότι ήταν βακτήρια που προκάλεσαν την εμφάνιση πολυκύτταρων οργανισμών στη Γη (περίπου 1-2 τρισεκατομμύρια χρόνια πριν) και ζώων (περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια πριν). Ωστόσο, αυτή η προσέγγιση εξακολουθεί να προκαλεί έντονες συζητήσεις και δεν είναι αποδεκτή από όλους τους επιστήμονες.

Έχοντας παίξει το ρόλο τους στην εμφάνιση των ζώων, τα βακτήρια συνέχισαν να συμμετέχουν στη διαδικασία της εξέλιξής τους ή, πιο σωστά, της συνεξέλιξης - της κοινής εξέλιξης ζωντανών οργανισμών και βακτηρίων. Αυτό φαίνεται ξεκάθαρα από την ανάπτυξη της ενδοθερμίας στα θηλαστικά - την ικανότητα διατήρησης σταθερής θερμοκρασίας περίπου 40ºC (100 βαθμοί Φαρενάιτ) μέσω του μεταβολισμού. Και αυτή ακριβώς είναι η θερμοκρασία στην οποία τα βακτήρια των θηλαστικών παράγουν ενέργεια πιο αποτελεσματικά και μειώνουν τις ανάγκες του σώματος για τροφή. Αυτή η ανακάλυψη προσδιόρισε ότι ήταν βακτήρια που προκάλεσαν την εμφάνιση της ενδόθερμης στα ζώα.

Τα βακτήρια στο μικροβίωμα ενός ζώου, όπως αυτά του πεπτικού σωλήνα, του στόματος και του δέρματος, επικοινωνούν μεταξύ τους και ανταλλάσσουν σήματα με τα συστήματα οργάνων του ζώου. Φωτογραφία από το pnas.org

Βακτηριακά σήματα

Τα στοιχεία μιας ισχυρής συμμαχίας ζώου-βακτηρίων υπάρχουν στα γονιδιώματα και των δύο ειδών. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι περίπου το 37% των ανθρώπινων γονιδίων έχουν ομόλογα με βακτήρια και αρχαία. Αυτό σημαίνει ότι τα γονίδια των βακτηρίων και των αρχαίων προέρχονται από έναν κοινό πρόγονο. Πολλά από αυτά τα γονίδια είναι σε θέση να ανταλλάσσουν πληροφορίες μεταξύ τους, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να επηρεάσουν το ένα την ανάπτυξη του άλλου. Η ερευνητική ομάδα του Hadfield ανακάλυψε ότι η αμοιβαία βακτηριακή σηματοδότηση παίζει σημαντικό ρόλο στην προώθηση της μεταμόρφωσης σε ορισμένα θαλάσσια ασπόνδυλα, τις προνύμφες. Σε αυτές τις περιπτώσεις, τα βακτήρια παράγουν σήματα που «λέγουν» για συγκεκριμένους περιβαλλοντικούς παράγοντες.

Άλλες μελέτες έχουν δείξει ότι η βακτηριακή σηματοδότηση επηρεάζει τη φυσιολογική ανάπτυξη του εγκεφάλου στα θηλαστικά και την αναπαραγωγική συμπεριφορά τόσο στα σπονδυλωτά όσο και στα ασπόνδυλα.

Η διακοπή των βακτηριακών οδών σηματοδότησης μπορεί να οδηγήσει σε ασθένειες όπως ο διαβήτης, η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου και οι μολυσματικές ασθένειες.

Στα έντερα

Από αμνημονεύτων χρόνων, τα βακτήρια έπαιζαν σημαντικό ρόλο στη διατροφή των ζώων, βοηθώντας τα στην πέψη της τροφής. Ίσως επηρέασαν επίσης την ανάπτυξη άλλων κοντινών οργάνων και συστημάτων, όπως το αναπνευστικό και το ουρογεννητικό σύστημα. Επιπλέον, η εξέλιξη των ζώων και των βακτηρίων πιθανότατα προχώρησε παράλληλα και οδήγησε στην εξειδίκευση των τελευταίων. Για παράδειγμα, το 90% των βακτηριακών ειδών που βρίσκονται στα έντερα των τερμιτών δεν βρίσκονται πουθενά αλλού. Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα είδος ζώου εξαφανίζεται, ένας ορισμένος αριθμός βακτηριακών ειδών επίσης πεθαίνει.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα βακτήρια στο ανθρώπινο έντερο προσαρμόζονται στις αλλαγές στη διατροφή. Για παράδειγμα, οι περισσότεροι Αμερικανοί έχουν εντερικά βακτήρια προσαρμοσμένα στην πέψη τροφών με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά, ενώ τα βακτήρια των αγροτικών χωρών της Βενεζουέλας είναι πιο διατεθειμένα να διασπούν τους σύνθετους υδατάνθρακες και ορισμένοι Ιάπωνες έχουν ακόμη και βακτήρια που μπορούν να αφομοιώσουν τα φύκια.

Ένα έντομο (1 mm) που ζει κάτω από ένα δάσος (10 m) παρουσιάζει πολλαπλές αλληλεπιδράσεις βακτηρίου-ζώου. Το βακτήριο (1 μικρόμετρο) που κατοικεί στην πεπτική οδό του ζώου (0,1 mm) είναι σημαντικό για την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών κατά τη διατροφή των εντόμων, τα οποία συχνά αποτελούν την πλειοψηφία της ζωικής βιομάζας κάτω από το δάσος. Φωτογραφία από το pnas.org

Η μεγάλη εικόνα

Συνολικά, πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι τα βακτήρια και η άγρια ​​ζωή συνδέονται στενά και μπορούν να επηρεάσουν το ένα την υγεία και την ευημερία του άλλου. Με βάση τα ευρήματα, οι ερευνητές καταλήγουν στο συμπέρασμα ότι παρόμοιες αλληλεπιδράσεις πρέπει να υπάρχουν μεταξύ άλλων ειδών, όπως οι αρχαίες, οι μύκητες, τα φυτά και τα ζώα. Οι υποθέσεις του Μαργκούλη έχουν πλέον επιβεβαιωθεί και οι επιστήμονες προτείνουν να αλλάξει ριζικά η προσέγγιση των βιολογικών επιστημών και, ίσως, ακόμη και η παρουσίασή τους στα σχολικά εγχειρίδια.

Υπό το φως των τελευταίων ανακαλύψεων, σχεδιάζεται να διεξαχθεί μια σειρά από μελέτες για βακτήρια στον τομέα της αλληλεπίδρασής τους με τον άνθρωπο. Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι τα αποτελέσματα της έρευνας θα επιτρέψουν τελικά την ανάπτυξη διεπιστημονικής συνεργασίας μεταξύ επιστημόνων και μηχανικών από διαφορετικούς τομείς, η οποία θα μας επιτρέψει να μελετήσουμε τους μικροοργανισμούς από όλο και περισσότερες νέες οπτικές γωνίες.

Αυτή ακριβώς τη στιγμή, φίλε, όταν διαβάζεις αυτές τις γραμμές, επωφελείσαι από το έργο των βακτηρίων. Από το οξυγόνο που εισπνέουμε μέχρι τα θρεπτικά συστατικά που εξάγει το στομάχι μας από την τροφή μας, έχουμε βακτήρια που πρέπει να ευχαριστήσουμε που ευδοκιμούν σε αυτόν τον πλανήτη. Στο σώμα μας υπάρχουν περίπου δέκα φορές περισσότεροι μικροοργανισμοί, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, από τα δικά μας κύτταρα. Ουσιαστικά, είμαστε περισσότερα μικρόβια παρά άνθρωποι.

Μόλις πρόσφατα αρχίσαμε να καταλαβαίνουμε λίγο για τους μικροσκοπικούς οργανισμούς και την επίδρασή τους στον πλανήτη και την υγεία μας, αλλά η ιστορία δείχνει ότι πριν από αιώνες οι πρόγονοί μας εκμεταλλεύονταν ήδη τη δύναμη των βακτηρίων για τη ζύμωση τροφών και ποτών (όποιος άκουσε για ψωμί και μπύρα?).

Τον 17ο αιώνα, αρχίσαμε να μελετάμε τα βακτήρια απευθείας στο σώμα μας σε στενή σχέση με εμάς - στο στόμα. Η περιέργεια του Antoni van Leeuwenhoek οδήγησε στην ανακάλυψη βακτηρίων όταν εξέτασε μια πλάκα ανάμεσα στα δικά του δόντια. Ο Van Leeuwenhoek είπε ποιητικά για τα βακτήρια, περιγράφοντας την βακτηριακή αποικία στα δόντια του ως «μια μικρή λευκή ουσία, σαν σκληρή ζύμη». Τοποθετώντας το δείγμα κάτω από ένα μικροσκόπιο, ο van Leeuwenhoek είδε ότι οι μικροοργανισμοί κινούνταν. Είναι λοιπόν ζωντανοί!

Θα πρέπει να γνωρίζετε ότι τα βακτήρια έχουν παίξει κρίσιμο ρόλο στη Γη, αποτελώντας το κλειδί για τη δημιουργία αναπνεύσιμου αέρα και τον βιολογικό πλούτο του πλανήτη που ονομάζουμε σπίτι.

Σε αυτό το άρθρο, θα σας παρέχουμε μια επισκόπηση αυτών των μικροσκοπικών αλλά πολύ σημαντικών μικροοργανισμών. Θα εξετάσουμε τους καλούς, τους κακούς και τους εντελώς παράξενους τρόπους με τους οποίους τα βακτήρια διαμορφώνουν την ανθρώπινη και περιβαλλοντική ιστορία. Αρχικά, ας δούμε πώς διαφέρουν τα βακτήρια από άλλους τύπους ζωής.

Βασικά Βακτήρια

Λοιπόν, αν τα βακτήρια είναι αόρατα με γυμνό μάτι, πώς μπορούμε να γνωρίζουμε τόσα πολλά για αυτά;

Οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει ισχυρά μικροσκόπια για να εξετάσουν τα βακτήρια - τα οποία κυμαίνονται σε μέγεθος από ένα έως μερικά μικρά (εκατομμυριοστά του μέτρου) - και να καταλάβουν πώς σχετίζονται με άλλες μορφές ζωής, φυτά, ζώα, ιούς και μύκητες.

Όπως ίσως γνωρίζετε, τα κύτταρα είναι τα δομικά στοιχεία της ζωής, από τους ιστούς του σώματός μας μέχρι το δέντρο που αναπτύσσεται έξω από το παράθυρό μας. Οι άνθρωποι, τα ζώα και τα φυτά έχουν κύτταρα με γενετικές πληροφορίες που περιέχονται σε μια μεμβράνη που ονομάζεται πυρήνας. Αυτοί οι τύποι κυττάρων, που ονομάζονται ευκαρυωτικά κύτταρα, έχουν εξειδικευμένα οργανίδια, καθένα από τα οποία έχει μια μοναδική δουλειά για να βοηθήσει τη λειτουργία του κυττάρου.

Τα βακτήρια, ωστόσο, δεν έχουν πυρήνα και το γενετικό τους υλικό (DNA) επιπλέει ελεύθερα μέσα στο κύτταρο. Αυτά τα μικροσκοπικά κύτταρα δεν έχουν οργανίδια και έχουν άλλες μεθόδους αναπαραγωγής και μεταφοράς γενετικού υλικού. Τα βακτήρια θεωρούνται προκαρυωτικά κύτταρα.

• Επιβιώνουν τα βακτήρια σε περιβάλλον με ή χωρίς οξυγόνο;
• Το σχήμα τους: ράβδοι (βάκιλλοι), κύκλοι (κόκκοι) ή σπείρες (spirillum)
• Τα βακτήρια είναι gram-αρνητικά ή θετικά κατά Gram, δηλαδή έχουν εξωτερική προστατευτική μεμβράνη που εμποδίζει τη χρώση του εσωτερικού του κυττάρου;
• Πώς τα βακτήρια κινούνται και εξερευνούν το περιβάλλον τους (πολλά βακτήρια έχουν μαστίγια, μικροσκοπικές δομές σαν μαστίγιο που τους επιτρέπουν να κινούνται στο περιβάλλον τους)

Μικροβιολογία- η επιστήμη όλων των τύπων μικροβίων, συμπεριλαμβανομένων των βακτηρίων, των αρχαίων, των μυκήτων, των ιών και των πρωτόζωων - διακρίνει τα βακτήρια από τα μικροβιακά τους ξαδέρφια.

Τα προκαρυωτικά που μοιάζουν με βακτήρια, που τώρα ταξινομούνται ως αρχαία, ήταν κάποτε μαζί με βακτήρια, αλλά καθώς οι επιστήμονες έμαθαν περισσότερα γι' αυτά, έδωσαν στα βακτήρια και στα αρχαία τις δικές τους κατηγορίες.

Μικροβιακή διατροφή (και μίασμα)

Όπως οι άνθρωποι, τα ζώα και τα φυτά, τα βακτήρια χρειάζονται τροφή για να επιβιώσουν.

Μερικά βακτήρια—αυτότροφα—χρησιμοποιούν βασικούς πόρους όπως το φως του ήλιου, το νερό και τις περιβαλλοντικές χημικές ουσίες για να δημιουργήσουν τροφή (σκεφτείτε τα κυανοβακτήρια, τα οποία μετατρέπουν το ηλιακό φως σε οξυγόνο για 2,5 εκατομμύρια χρόνια). Άλλα βακτήρια ονομάζονται ετερότροφα από τους επιστήμονες επειδή παίρνουν την ενέργειά τους από την υπάρχουσα οργανική ύλη ως τροφή (για παράδειγμα, νεκρά φύλλα σε δάπεδα δασών).

Η αλήθεια είναι ότι αυτό που μπορεί να είναι νόστιμο για τα βακτήρια θα είναι αηδιαστικό για εμάς. Έχουν εξελιχθεί για να απορροφούν όλους τους τύπους προϊόντων, από πετρελαιοκηλίδες και πυρηνικά υποπροϊόντα μέχρι ανθρώπινα απόβλητα και προϊόντα αποσύνθεσης.

Αλλά η συγγένεια ενός βακτηρίου για μια συγκεκριμένη πηγή τροφής θα μπορούσε να ωφελήσει την κοινωνία. Για παράδειγμα, ειδικοί της τέχνης στην Ιταλία στράφηκαν σε βακτήρια που μπορούν να φάνε υπερβολικά στρώματα αλατιού και κόλλας, μειώνοντας την ανθεκτικότητα των ανεκτίμητων έργων τέχνης. Η ικανότητα των βακτηρίων να επεξεργάζονται οργανική ύλη είναι επίσης πολύ ωφέλιμη για τη Γη, τόσο στο έδαφος όσο και στο νερό.

Από την καθημερινή εμπειρία, γνωρίζετε καλά την οσμή που προκαλούν τα βακτήρια καθώς καταναλώνουν το περιεχόμενο του κάδου απορριμμάτων σας, χωνεύοντας τα υπολείμματα φαγητού και εκπέμποντας τα δικά τους αέρια υποπροϊόντα. Ωστόσο, αυτό δεν είναι μόνο. Μπορείτε επίσης να κατηγορήσετε τα βακτήρια για την πρόκληση αυτών των άβολων στιγμών όταν περνάτε μόνοι σας αέριο.

Μια μεγάλη οικογένεια

Τα βακτήρια αναπτύσσονται και σχηματίζουν αποικίες όταν τους δοθεί η ευκαιρία. Εάν οι συνθήκες των τροφίμων και του περιβάλλοντος είναι ευνοϊκές, αναπαράγονται και σχηματίζουν κολλώδεις συστάδες που ονομάζονται βιοφίλμ για να επιβιώσουν σε επιφάνειες που κυμαίνονται από πέτρες μέχρι τα δόντια του στόματός σας.

Τα βιοφίλμ έχουν τα θετικά και τα αρνητικά τους. Από τη μια πλευρά, είναι αμοιβαία ωφέλιμα για τα φυσικά αντικείμενα (mutualism). Από την άλλη πλευρά, μπορεί να αποτελέσουν σοβαρή απειλή. Για παράδειγμα, οι γιατροί που θεραπεύουν ασθενείς με ιατρικά εμφυτεύματα και συσκευές έχουν σοβαρές ανησυχίες σχετικά με τα βιοφίλμ επειδή παρέχουν ακίνητη περιουσία στα βακτήρια. Μόλις αποικιστούν, τα βιοφίλμ μπορούν να παράγουν υποπροϊόντα που είναι τοξικά —και μερικές φορές θανατηφόρα— για τον άνθρωπο.

Όπως οι άνθρωποι στις πόλεις, τα κύτταρα σε ένα βιοφίλμ επικοινωνούν μεταξύ τους, ανταλλάσσοντας πληροφορίες σχετικά με τα τρόφιμα και τους πιθανούς κινδύνους. Αλλά αντί να καλούν γείτονες στο τηλέφωνο, τα βακτήρια στέλνουν σημειώσεις χρησιμοποιώντας χημικά.

Επίσης, τα βακτήρια δεν φοβούνται να ζήσουν μόνα τους. Ορισμένα είδη έχουν αναπτύξει ενδιαφέροντες τρόπους επιβίωσης σε σκληρά περιβάλλοντα. Όταν δεν υπάρχει πλέον τροφή και οι συνθήκες γίνονται αφόρητες, τα βακτήρια συντηρούνται δημιουργώντας ένα σκληρό κέλυφος, ένα ενδοσπόριο, το οποίο βάζει το κύτταρο σε κατάσταση λήθαργου και διατηρεί το γενετικό υλικό του βακτηρίου.

Οι επιστήμονες βρίσκουν βακτήρια σε τέτοιες χρονοκάψουλες που αποθηκεύτηκαν για 100 ή και 250 εκατομμύρια χρόνια. Αυτό υποδηλώνει ότι τα βακτήρια μπορούν να αυτοαποθηκευτούν για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Τώρα που γνωρίζουμε ποιες ευκαιρίες παρέχουν οι αποικίες στα βακτήρια, ας καταλάβουμε πώς φτάνουν εκεί - μέσω της διαίρεσης και της αναπαραγωγής.

Αναπαραγωγή βακτηρίων

Πώς τα βακτήρια δημιουργούν αποικίες; Όπως και άλλες μορφές ζωής στη Γη, τα βακτήρια πρέπει να αναπαραχθούν για να επιβιώσουν. Άλλοι οργανισμοί το κάνουν αυτό μέσω της σεξουαλικής αναπαραγωγής, αλλά όχι τα βακτήρια. Αλλά πρώτα, ας συζητήσουμε γιατί η διαφορετικότητα είναι καλή.

Η ζωή υφίσταται φυσική επιλογή ή οι επιλεκτικές δυνάμεις ενός συγκεκριμένου περιβάλλοντος επιτρέπουν σε έναν τύπο να ανθίσει και να αναπαραχθεί περισσότερο από έναν άλλο. Ίσως θυμάστε ότι τα γονίδια είναι ο μηχανισμός που καθοδηγεί ένα κύτταρο τι να κάνει και καθορίζει τι χρώμα θα έχουν τα μαλλιά και τα μάτια σας. Παίρνετε γονίδια από τους γονείς σας. Η σεξουαλική αναπαραγωγή έχει ως αποτέλεσμα μεταλλάξεις ή τυχαίες αλλαγές στο DNA, που δημιουργούν ποικιλομορφία. Όσο περισσότερη γενετική ποικιλότητα υπάρχει, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα ένας οργανισμός να είναι σε θέση να προσαρμοστεί στους περιβαλλοντικούς περιορισμούς.

Για τα βακτήρια, η αναπαραγωγή δεν εξαρτάται από τη συνάντηση του σωστού μικροβίου. απλά αντιγράφουν το δικό τους DNA και χωρίζονται σε δύο πανομοιότυπα κύτταρα. Αυτή η διαδικασία, που ονομάζεται δυαδική σχάση, συμβαίνει όταν ένα βακτήριο χωρίζεται στα δύο, αντιγράφοντας το DNA και μεταφέροντάς το και στα δύο μέρη του διαιρεμένου κυττάρου.

Δεδομένου ότι το προκύπτον κύτταρο θα είναι τελικά πανομοιότυπο με αυτό από το οποίο γεννήθηκε, αυτή η μέθοδος πολλαπλασιασμού δεν είναι η καλύτερη για τη δημιουργία μιας ποικιλόμορφης γονιδιακής δεξαμενής. Πώς τα βακτήρια αποκτούν νέα γονίδια;

Αποδεικνύεται ότι τα βακτήρια χρησιμοποιούν ένα έξυπνο κόλπο: οριζόντια μεταφορά γονιδίων ή ανταλλαγή γενετικού υλικού χωρίς αναπαραγωγή. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να το κάνουν αυτό. Μια μέθοδος περιλαμβάνει τη συλλογή γενετικού υλικού από το περιβάλλον έξω από το κύτταρο - από άλλα μικρόβια και βακτήρια (μέσω μορίων που ονομάζονται πλασμίδια). Ένας άλλος τρόπος είναι οι ιοί, που χρησιμοποιούν τα βακτήρια ως σπίτι. Όταν οι ιοί μολύνουν ένα νέο βακτήριο, αφήνουν το γενετικό υλικό του προηγούμενου βακτηρίου στο νέο.

Η ανταλλαγή γενετικού υλικού δίνει στα βακτήρια την ευελιξία να προσαρμοστούν και προσαρμόζονται εάν αισθανθούν στρεσογόνες αλλαγές στο περιβάλλον, όπως ελλείψεις τροφίμων ή χημικές αλλαγές.

Η κατανόηση του τρόπου προσαρμογής των βακτηρίων είναι εξαιρετικά σημαντική για την καταπολέμησή τους και τη δημιουργία αντιβιοτικών για την ιατρική. Τα βακτήρια μπορούν να ανταλλάσσουν γενετικό υλικό τόσο συχνά που μερικές φορές οι θεραπείες που είχαν αποτέλεσμα πριν δεν λειτουργούν πλέον.

Χωρίς ψηλά βουνά, χωρίς μεγάλα βάθη

Εάν κάνετε την ερώτηση "πού είναι τα βακτήρια;", είναι πιο εύκολο να ρωτήσετε "πού δεν υπάρχουν βακτήρια;"

Τα βακτήρια βρίσκονται σχεδόν παντού στη Γη. Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς τον αριθμό των βακτηρίων στον πλανήτη ανά πάσα στιγμή, αλλά ορισμένες εκτιμήσεις ανεβάζουν τον αριθμό τους (βακτήρια και αρχαία μαζί) σε 5 οκτίλια - αριθμός με 27 μηδενικά.

Η ταξινόμηση των βακτηριακών ειδών είναι εξαιρετικά δύσκολη για προφανείς λόγους. Υπάρχουν τώρα περίπου 30.000 επίσημα αναγνωρισμένα είδη, αλλά η βάση γνώσεων αυξάνεται συνεχώς και υπάρχουν απόψεις ότι είμαστε μόνο η κορυφή του παγόβουνου όλων των τύπων βακτηρίων.

Η αλήθεια είναι ότι τα βακτήρια υπάρχουν εδώ και πολύ καιρό. Παρήγαγαν μερικά από τα παλαιότερα απολιθώματα, που χρονολογούνται πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια. Η επιστημονική έρευνα δείχνει ότι τα κυανοβακτήρια άρχισαν να δημιουργούν οξυγόνο πριν από περίπου 2,3-2,5 δισεκατομμύρια χρόνια στους ωκεανούς του κόσμου, κορεσίζοντας την ατμόσφαιρα της Γης με το οξυγόνο που αναπνέουμε μέχρι σήμερα.

Τα βακτήρια μπορούν να επιβιώσουν στον αέρα, το νερό, το έδαφος, τον πάγο, τη θερμότητα, στα φυτά, στα έντερα, στο δέρμα - παντού.

Ορισμένα βακτήρια είναι ακραιόφιλα, που σημαίνει ότι μπορούν να αντέξουν σε ακραίες συνθήκες που είναι είτε πολύ ζεστές είτε κρύες, είτε στερούνται τα θρεπτικά συστατικά και τις χημικές ουσίες που συνήθως συνδέουμε με τη ζωή. Οι ερευνητές βρήκαν τέτοια βακτήρια στην Τάφρο Μαριάνα, το βαθύτερο σημείο της Γης στον πυθμένα του Ειρηνικού Ωκεανού, κοντά σε υδροθερμικές οπές στο νερό και τον πάγο. Υπάρχουν επίσης βακτήρια που τους αρέσουν οι υψηλές θερμοκρασίες, όπως αυτά που χρωματίζουν την ιριδίζουσα πισίνα στο Εθνικό Πάρκο Yellowstone.

Κακό (για εμάς)

Ενώ τα βακτήρια συμβάλλουν σημαντικά στην ανθρώπινη και πλανητική υγεία, έχουν επίσης μια σκοτεινή πλευρά. Ορισμένα βακτήρια μπορεί να είναι παθογόνα, που σημαίνει ότι προκαλούν ασθένειες και ασθένειες.

Σε όλη τη διάρκεια της ανθρώπινης ιστορίας, ορισμένα βακτήρια (λογικά) έχουν πάρει ένα κακό ραπ, προκαλώντας πανικό και υστερία. Πάρτε για παράδειγμα την πανούκλα. Το βακτήριο που προκαλεί την πανώλη, το Yersinia pestis, όχι μόνο σκότωσε περισσότερους από 100 εκατομμύρια ανθρώπους, αλλά μπορεί να συνέβαλε στην κατάρρευση της Ρωμαϊκής Αυτοκρατορίας. Πριν από την εμφάνιση των αντιβιοτικών, φαρμάκων που βοηθούν στην καταπολέμηση των βακτηριακών λοιμώξεων, ήταν πολύ δύσκολο να σταματήσουν.

Ακόμη και σήμερα, αυτά τα παθογόνα βακτήρια μας τρομάζουν σοβαρά. Χάρη στην ανάπτυξη αντοχής στα αντιβιοτικά, βακτήρια που προκαλούν άνθρακα, πνευμονία, μηνιγγίτιδα, χολέρα, σαλμονέλωση, αμυγδαλίτιδα και άλλες ασθένειες που παραμένουν ακόμα κοντά μας αποτελούν πάντα κίνδυνο για εμάς.

Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τον Staphylococcus aureus, το βακτήριο που ευθύνεται για τις λοιμώξεις από σταφυλόκοκκο. Αυτό το «υπερβακτηρίδιο» προκαλεί πολυάριθμα προβλήματα στις κλινικές, καθώς οι ασθενείς πολύ συχνά προσβάλλονται από αυτή τη μόλυνση όταν εμφυτεύουν ιατρικά εμφυτεύματα και καθετήρες.

Έχουμε ήδη μιλήσει για τη φυσική επιλογή και για το πώς ορισμένα βακτήρια παράγουν μια ποικιλία γονιδίων που τα βοηθούν να αντιμετωπίσουν τις περιβαλλοντικές συνθήκες. Εάν έχετε λοίμωξη και μερικά από τα βακτήρια στο σώμα σας είναι διαφορετικά από άλλα, τα αντιβιοτικά μπορεί να επηρεάσουν το μεγαλύτερο μέρος του βακτηριακού πληθυσμού. Αλλά αυτά τα βακτήρια που επιβιώνουν θα αναπτύξουν αντοχή στο φάρμακο και θα παραμείνουν, περιμένοντας την επόμενη ευκαιρία. Ως εκ τούτου, οι γιατροί συνιστούν την ολοκλήρωση της πορείας των αντιβιοτικών μέχρι το τέλος και γενικά τη χρήση τους όσο το δυνατόν πιο σπάνια, μόνο ως έσχατη λύση.

Τα βιολογικά όπλα είναι μια άλλη τρομακτική πτυχή αυτής της συζήτησης. Τα βακτήρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως όπλο σε ορισμένες περιπτώσεις, ιδιαίτερα ο άνθρακας χρησιμοποιήθηκε κάποτε. Επιπλέον, όχι μόνο οι άνθρωποι υποφέρουν από βακτήρια. Ένα ξεχωριστό είδος, το Halomonas titanicae, έχει δείξει όρεξη για το βυθισμένο υπερωκεάνιο Τιτανικό, καταβροχθίζοντας το μέταλλο του ιστορικού πλοίου.

Φυσικά, τα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν κάτι περισσότερο από κακό.

Ηρωικά βακτήρια

Ας εξερευνήσουμε την καλή πλευρά των βακτηρίων. Εξάλλου, αυτά τα μικρόβια μας έδωσαν νόστιμα φαγητά όπως τυρί, μπύρα, προζύμι και άλλα στοιχεία που έχουν υποστεί ζύμωση. Βελτιώνουν επίσης την ανθρώπινη υγεία και χρησιμοποιούνται στην ιατρική.

Τα μεμονωμένα βακτήρια μπορούν να ευχαριστηθούν για τη διαμόρφωση της ανθρώπινης εξέλιξης. Η επιστήμη συλλέγει όλο και περισσότερα δεδομένα σχετικά με τη μικροχλωρίδα - μικροοργανισμούς που ζουν στο σώμα μας, ειδικά στο πεπτικό σύστημα και τα έντερα. Η έρευνα δείχνει ότι τα βακτήρια, τα νέα γενετικά υλικά και η ποικιλομορφία που φέρνουν στο σώμα μας επιτρέπουν στους ανθρώπους να προσαρμοστούν σε νέες πηγές τροφής που δεν έχουν εκμεταλλευτεί στο παρελθόν.

Ας το δούμε με αυτόν τον τρόπο: με την επένδυση της επιφάνειας του στομάχου και των εντέρων σας, τα βακτήρια «δουλεύουν» για εσάς. Όταν τρώτε, τα βακτήρια και άλλα μικρόβια σας βοηθούν να διασπάσετε και να εξάγετε θρεπτικά συστατικά από το φαγητό σας, ειδικά υδατάνθρακες. Όσο πιο διαφορετικά είναι τα βακτήρια που καταναλώνουμε, τόσο μεγαλύτερη ποικιλομορφία αποκτά το σώμα μας.

Αν και οι γνώσεις μας για τα δικά μας μικρόβια είναι πολύ περιορισμένες, υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι η απουσία ορισμένων μικροβίων και βακτηρίων στο σώμα μπορεί να σχετίζεται με την ανθρώπινη υγεία, το μεταβολισμό και την ευαισθησία στα αλλεργιογόνα. Προκαταρκτικές μελέτες σε ποντίκια έδειξαν ότι οι μεταβολικές ασθένειες όπως η παχυσαρκία συνδέονται με μια ποικιλόμορφη και υγιή μικροχλωρίδα, αντί της επικρατούσας νοοτροπίας μας «θερμίδες εισόδου, θερμίδες έξω».

Η δυνατότητα εισαγωγής ορισμένων μικροβίων και βακτηρίων στο ανθρώπινο σώμα που μπορεί να παρέχουν ορισμένα οφέλη διερευνάται επί του παρόντος ενεργά, αλλά κατά τη στιγμή της σύνταξης, δεν έχουν ακόμη καθιερωθεί γενικές συστάσεις για τη χρήση τους.

Επιπλέον, τα βακτήρια έπαιξαν σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της επιστημονικής σκέψης και της ανθρώπινης ιατρικής. Τα βακτήρια έπαιξαν πρωταγωνιστικό ρόλο στην ανάπτυξη των αξιωμάτων του Koch του 1884, τα οποία οδήγησαν στη γενική κατανόηση ότι η ασθένεια προκαλείται από έναν συγκεκριμένο τύπο μικροβίου.

Ερευνητές που μελετούσαν βακτήρια ανακάλυψαν κατά λάθος πενικιλίνη, ένα αντιβιοτικό που έσωσε πολλές ζωές. Επίσης, πολύ πρόσφατα, σε σχέση με αυτό, ανακαλύφθηκε ένας εύκολος τρόπος επεξεργασίας του γονιδιώματος των οργανισμών, που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στην ιατρική.

Στην πραγματικότητα, μόλις αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πώς να επωφεληθούμε από τη συμβίωση μας με αυτούς τους μικρούς φίλους. Επιπλέον, δεν είναι σαφές ποιος είναι ο πραγματικός ιδιοκτήτης της Γης: άνθρωποι ή μικρόβια.

22 Ιουλίου 2017 Γεννάντι

Έλεγχος της εργασίας 33 σελ. σελ. 148 Κάθε βακτήριο χωρίζεται στα δύο μέσα σε 1 λεπτό. Στην αρχική στιγμή υπάρχει ένα βακτήριο. Κάντε ένα διάγραμμα ροής για τον υπολογισμό του αριθμού των βακτηρίων μετά από 10 λεπτά. Εκτελέστε τον αλγόριθμο, καταγράφοντας κάθε βήμα σε έναν πίνακα τιμών μεταβλητών. alg διαίρεση βακτηρίων ξεκινά f:= 1 nts για i από 1 έως 10 f:= f * 2 cts έξοδος f τέλος αρχή τέλος f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f λίστα δεδομένων i, f - ενθ

Έλεγχος της εργασίας 33 σελ. σελ. 148 αρχή τέλος f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f λίστα δεδομένων i, f - ακέραιος Βήματα του αλγορίθμου if Έξοδος

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΣΜΟΥ Μάθημα 31 Σε αυτό το θέμα Μάθημα 10 Εργασία στην τάξη

Συνεπής κατασκευή του αλγορίθμου Απλοποίηση εντολών δήλωσης εργασιών Η εργασία χωρίζεται σε απλούστερα μέρη Η λύση σε κάθε μέρος του προβλήματος διατυπώνεται σε ξεχωριστή εντολή (εντολή) Οδηγίες που υπερβαίνουν τις δυνατότητες του εκτελεστή παρουσιάζονται με τη μορφή απλούστερων εντολές δεν μπορώ να λύσω το πρόβλημα!?

Ανάπτυξη αλγορίθμου με τη μέθοδο της διαδοχικής βελτίωσης για τον ερμηνευτή Ρομπότ Το ρομπότ βρίσκεται σε ένα συγκεκριμένο κελί του οριζόντιου διαδρόμου. Κανένα από τα κελιά του διαδρόμου δεν είναι βαμμένο. Το ρομπότ πρέπει να βάψει όλα τα κελιά σε αυτόν τον διάδρομο και να επιστρέψει στην αρχική του θέση.

Αλγόριθμος για τον υπολογισμό του βαθμού y = a x, όπου x είναι ακέραιος, a 0. 1 για x = 0 a x για x >0, y = για x 0, y = για x 0, y = για x 0, y = για x 0 , y = στο x
Διάγραμμα ροής για την επίλυση του προβλήματος: Έναρξη y ναι όχι st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 Τέλος x > 0 st (1/a, x, y) ναι όχι 0 st (1/a, x, y) ναι όχι"> 0 st (1/a, x, y) ναι όχι"> 0 st (1/a, x, y) ναι όχι" title="(!LANG :Διάγραμμα ροής για την επίλυση του προβλήματος: Έναρξη y ναι όχι st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 Τέλος x > 0 st (1/a, x, y) ναι όχι"> title="Διάγραμμα ροής για την επίλυση του προβλήματος: Έναρξη y ναι όχι st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 Τέλος x > 0 st (1/a, x, y) ναι όχι"> !}

Οι τυπικές παράμετροι χρησιμοποιούνται για την περιγραφή του αλγόριθμου. Οι πραγματικές παράμετροι είναι εκείνες οι τιμές για τις οποίες θα εκτελεστεί ο βοηθητικός αλγόριθμος. Οι τύποι, ο αριθμός και η σειρά των τυπικών και πραγματικών παραμέτρων πρέπει να ταιριάζουν. Τυπικές και πραγματικές παράμετροι

Παράδειγμα. Ένας αλγόριθμος για τον υπολογισμό ενός βαθμού με φυσικό εκθέτη n για οποιονδήποτε πραγματικό αριθμό a, που παρουσιάζεται ως αναδρομικός αλγόριθμος Αναδρομικός αλγόριθμος Έναρξη a, n st (a, n-1,y) y:=a*y y Τέλος Ένας αλγόριθμος που άμεσα ή εμμέσως περιέχει μια αναφορά χρησιμοποιώντας την ως βοηθητικό αλγόριθμο ονομάζεται αναδρομικός.

Παράδειγμα νιφάδας χιονιού του Koch. Ας εξετάσουμε έναν αλγόριθμο για την κατασκευή ενός γεωμετρικού σχήματος που ονομάζεται χιονονιφάδα Koch. Το βήμα της διαδικασίας κατασκευής συνίσταται στην αντικατάσταση του μεσαίου τρίτου καθενός από τα υπάρχοντα τμήματα με δύο νέα του ίδιου μήκους. Με κάθε βήμα η φιγούρα γίνεται όλο και πιο περίεργη. Το όριο της νιφάδας χιονιού Koch είναι η θέση της καμπύλης μετά την ολοκλήρωση ενός άπειρου αριθμού βημάτων. Αρχική θέση Πρώτο βήμα Δεύτερο βήμα Τρίτο βήμα
Το πιο σημαντικό πράγμα είναι η μέθοδος διαδοχικής κατασκευής ενός αλγορίθμου: το αρχικό πρόβλημα χωρίζεται σε πολλά μέρη, καθένα από τα οποία είναι απλούστερο από ολόκληρο το πρόβλημα και η λύση σε κάθε μέρος διατυπώνεται σε ξεχωριστή ομάδα. εάν ληφθούν εντολές που υπερβαίνουν τις δυνατότητες του εκτελεστή, τότε παρουσιάζονται με τη μορφή ενός συνόλου ακόμη απλούστερων εντολών. η διαδικασία συνεχίζεται έως ότου όλες οι οδηγίες είναι σαφείς στον εκτελεστή. Ένας βοηθητικός αλγόριθμος είναι ένας αλγόριθμος που χρησιμοποιείται εξ ολοκλήρου ως μέρος ενός άλλου αλγόριθμου. Ένας αλγόριθμος που περιέχει άμεσα ή έμμεσα μια αναφορά στον εαυτό του ως βοηθητικός αλγόριθμος ονομάζεται αναδρομικός.

Ερωτήσεις και εργασίες Γιατί είναι δύσκολο να προσδιορίσετε αμέσως όλες τις απαραίτητες ενέργειες κατά την επίλυση ενός σύνθετου προβλήματος; Ποια είναι η μέθοδος διαδοχικής βελτίωσης κατά την κατασκευή ενός αλγορίθμου; Ποια είναι η σχέση μεταξύ της μεθόδου διαδοχικής κατασκευής αλγορίθμων και διαδικασιών όπως η συγγραφή ενός δοκιμίου ή η προετοιμασία για ένα πολυήμερο ταξίδι κατασκήνωσης; Το ύψος καθενός από τους Ν μαθητές στην τάξη 9Α και Μ μαθητές στην τάξη 9Β είναι γνωστό. Περιγράψτε σε μεγάλα μπλοκ έναν αλγόριθμο για τη σύγκριση του μέσου ύψους των μαθητών σε αυτές τις τάξεις. Σε μια σειρά δέκα κελιών στα δεξιά του ρομπότ, ορισμένα κελιά είναι σκιασμένα. Το τελευταίο βαμμένο κελί μπορεί να βρίσκεται δίπλα σε τοίχο. Γράψτε έναν αλγόριθμο που σκιάζει τα κελιά πάνω και κάτω από κάθε σκιασμένο κελί. Ελέγξτε τη λειτουργία του αλγορίθμου στις ακόλουθες περιπτώσεις: * * Γιατί χρειάζονται βοηθητικοί αλγόριθμοι; Περιγράψτε τη διαδικασία εκτέλεσης μιας εντολής για την κλήση ενός βοηθητικού αλγόριθμου στον κύριο αλγόριθμο. Έχετε συναντήσει την ιδέα των τυπικών και πραγματικών παραμέτρων κατά τη μελέτη των μαθηματικών και της φυσικής; Δώσε ένα παράδειγμα. Ποιοι αλγόριθμοι ονομάζονται αναδρομικοί; Δώστε ένα παράδειγμα αναδρομής από τη ζωή. Δημιουργήστε αλγόριθμους υπό τον έλεγχο των οποίων το Ρομπότ θα ζωγραφίσει πάνω από τα υποδεικνυόμενα κελιά. *** α Β Γ

Βασική περίληψη Η μέθοδος διαδοχικής κατασκευής αλγορίθμων είναι μια από τις κύριες μεθόδους κατασκευής αλγορίθμων. Απλοποίηση εντολών διαμόρφωσης εργασιών Η εργασία χωρίζεται σε απλούστερες. Η λύση σε κάθε μέρος του προβλήματος διατυπώνεται σε ξεχωριστή εντολή. Οδηγίες που ξεπερνούν τις δυνατότητες του εκτελεστή παρουσιάζονται με τη μορφή απλούστερων εντολών. Ένας βοηθητικός αλγόριθμος είναι έναν αλγόριθμο που χρησιμοποιείται εξ ολοκλήρου ως μέρος ενός άλλου αλγορίθμου.

ΒΑΚΤΗΡΙΑ
μια μεγάλη ομάδα μονοκύτταρων μικροοργανισμών που χαρακτηρίζεται από την απουσία ενός κυτταρικού πυρήνα που περιβάλλεται από μια μεμβράνη. Ταυτόχρονα, το γενετικό υλικό του βακτηρίου (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ, ή DNA) καταλαμβάνει μια πολύ συγκεκριμένη θέση στο κύτταρο - μια ζώνη που ονομάζεται νουκλεοειδές. Οι οργανισμοί με μια τέτοια κυτταρική δομή ονομάζονται προκαρυώτες ("προπυρηνικοί"), σε αντίθεση με όλους τους άλλους - ευκαρυώτες ("αληθινοί πυρηνικοί"), των οποίων το DNA βρίσκεται στον πυρήνα που περιβάλλεται από ένα κέλυφος. Τα βακτήρια, που παλαιότερα θεωρούνταν μικροσκοπικά φυτά, ταξινομούνται τώρα στο ανεξάρτητο βασίλειο Monera - ένα από τα πέντε στο τρέχον σύστημα ταξινόμησης, μαζί με φυτά, ζώα, μύκητες και πρωτίστες.

Απολιθώματα. Τα βακτήρια είναι πιθανώς η παλαιότερη γνωστή ομάδα οργανισμών. Πολυεπίπεδες λιθοδομές - στρωματόλιθοι - χρονολογούνται σε ορισμένες περιπτώσεις στις αρχές του Αρχαιοζωικού (Αρχείου), δηλ. προέκυψε πριν από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, - το αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων, συνήθως φωτοσύνθεσης, το λεγόμενο. γαλαζοπράσινα φύκια. Παρόμοιες δομές (βακτηριακές μεμβράνες εμποτισμένες με ανθρακικά) σχηματίζονται ακόμη και σήμερα, κυρίως στις ακτές της Αυστραλίας, στις Μπαχάμες, στην Καλιφόρνια και στον Περσικό Κόλπο, αλλά είναι σχετικά σπάνιες και δεν φτάνουν σε μεγάλα μεγέθη, επειδή φυτοφάγοι οργανισμοί, όπως τα γαστερόποδα , τρέφονται με αυτά. Σήμερα, οι στρωματόλιθοι αναπτύσσονται κυρίως όπου αυτά τα ζώα απουσιάζουν λόγω της υψηλής αλατότητας του νερού ή για άλλους λόγους, αλλά πριν από την εμφάνιση φυτοφάγων μορφών κατά την εξέλιξη, μπορούσαν να φτάσουν σε τεράστια μεγέθη, αποτελώντας ουσιαστικό στοιχείο των ρηχών ωκεανών, συγκρίσιμο με το σύγχρονο οι κοραλλιογενείς ύφαλοι. Σε ορισμένους αρχαίους βράχους, έχουν βρεθεί μικροσκοπικές απανθρακωμένες σφαίρες, οι οποίες πιστεύεται επίσης ότι είναι υπολείμματα βακτηρίων. Τα πρώτα πυρηνικά, δηλ. ευκαρυωτικά, κύτταρα εξελίχθηκαν από βακτήρια περίπου πριν από 1,4 δισεκατομμύρια χρόνια.
Οικολογία.Τα βακτήρια είναι άφθονα στο έδαφος, στον πυθμένα των λιμνών και των ωκεανών - οπουδήποτε συσσωρεύεται οργανική ύλη. Ζουν στο κρύο, όταν το θερμόμετρο είναι ακριβώς πάνω από το μηδέν, και σε θερμές όξινες πηγές με θερμοκρασίες πάνω από 90 ° C. Ορισμένα βακτήρια ανέχονται πολύ υψηλή αλατότητα. συγκεκριμένα, είναι οι μόνοι οργανισμοί που βρέθηκαν στη Νεκρά Θάλασσα. Στην ατμόσφαιρα, υπάρχουν σε σταγονίδια νερού και η αφθονία τους εκεί συνήθως συσχετίζεται με τη σκόνη του αέρα. Έτσι, στις πόλεις, το νερό της βροχής περιέχει πολύ περισσότερα βακτήρια από ό,τι στις αγροτικές περιοχές. Υπάρχουν λίγα από αυτά στον κρύο αέρα των ψηλών βουνών και των πολικών περιοχών, ωστόσο, βρίσκονται ακόμη και στο κατώτερο στρώμα της στρατόσφαιρας σε υψόμετρο 8 km. Το πεπτικό σύστημα των ζώων είναι πυκνοκατοικημένο με βακτήρια (συνήθως αβλαβή). Πειράματα έδειξαν ότι δεν είναι απαραίτητα για τη ζωή των περισσότερων ειδών, αν και μπορούν να συνθέσουν κάποιες βιταμίνες. Ωστόσο, στα μηρυκαστικά (αγελάδες, αντιλόπες, πρόβατα) και σε πολλούς τερμίτες, συμμετέχουν στην πέψη της φυτικής τροφής. Επιπλέον, το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ζώου που εκτρέφεται υπό στείρες συνθήκες δεν αναπτύσσεται κανονικά λόγω έλλειψης βακτηριακής διέγερσης. Η φυσιολογική βακτηριακή χλωρίδα των εντέρων είναι επίσης σημαντική για την καταστολή των επιβλαβών μικροοργανισμών που εισέρχονται εκεί.

ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΖΩΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Τα βακτήρια είναι πολύ μικρότερα από τα κύτταρα των πολυκύτταρων φυτών και ζώων. Το πάχος τους είναι συνήθως 0,5-2,0 μικρά και το μήκος τους είναι 1,0-8,0 μικρά. Ορισμένες μορφές είναι ελάχιστα ορατές στην ανάλυση τυπικών μικροσκοπίων φωτός (περίπου 0,3 μικρά), αλλά είναι επίσης γνωστά είδη με μήκος μεγαλύτερο από 10 μικρά και πλάτος που υπερβαίνει επίσης τα καθορισμένα όρια, ενώ ένας αριθμός πολύ λεπτών βακτηρίων μπορεί να υπερβαίνει τα 50 μικρά σε μήκος. Στην επιφάνεια που αντιστοιχεί στο σημείο που σημειώνεται με μολύβι, θα χωρέσουν ένα τέταρτο του εκατομμυρίου μεσαίου μεγέθους εκπρόσωποι αυτού του βασιλείου.
Δομή.Με βάση τα μορφολογικά τους χαρακτηριστικά, διακρίνονται οι ακόλουθες ομάδες βακτηρίων: κόκκοι (λιγότερο ή περισσότερο σφαιρικοί), βάκιλλοι (ράβδοι ή κύλινδροι με στρογγυλεμένες άκρες), σπιρίλιες (άκαμπτες σπείρες) και σπειροχαίτες (λεπτές και εύκαμπτες μορφές που μοιάζουν με τρίχες). Μερικοί συγγραφείς τείνουν να συνδυάζουν τις δύο τελευταίες ομάδες σε μία - σπιρίλα. Οι προκαρυώτες διαφέρουν από τους ευκαρυώτες κυρίως λόγω της απουσίας σχηματισμένου πυρήνα και της τυπικής παρουσίας ενός μόνο χρωμοσώματος - ενός πολύ μεγάλου κυκλικού μορίου DNA που συνδέεται σε ένα σημείο στην κυτταρική μεμβράνη. Οι προκαρυώτες επίσης δεν έχουν ενδοκυτταρικά οργανίδια που καλύπτονται από τη μεμβράνη που ονομάζονται μιτοχόνδρια και χλωροπλάστες. Στους ευκαρυώτες, τα μιτοχόνδρια παράγουν ενέργεια κατά την αναπνοή και η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα στους χλωροπλάστες (βλ. επίσης ΚΥΤΤΑΡΟ). Στους προκαρυώτες, ολόκληρο το κύτταρο (και κυρίως η κυτταρική μεμβράνη) αναλαμβάνει τη λειτουργία μιτοχονδρίου και σε φωτοσυνθετικές μορφές αναλαμβάνει επίσης τη λειτουργία ενός χλωροπλάστη. Όπως και οι ευκαρυώτες, μέσα στα βακτήρια υπάρχουν μικρές δομές νουκλεοπρωτεϊνών - ριβοσώματα, απαραίτητες για τη σύνθεση πρωτεϊνών, αλλά δεν συνδέονται με καμία μεμβράνη. Με ελάχιστες εξαιρέσεις, τα βακτήρια δεν είναι σε θέση να συνθέσουν στερόλες, σημαντικά συστατικά των μεμβρανών των ευκαρυωτικών κυττάρων. Έξω από την κυτταρική μεμβράνη, τα περισσότερα βακτήρια καλύπτονται με ένα κυτταρικό τοίχωμα, που θυμίζει κάπως το τοίχωμα κυτταρίνης των φυτικών κυττάρων, αλλά αποτελείται από άλλα πολυμερή (περιλαμβάνουν όχι μόνο υδατάνθρακες, αλλά και αμινοξέα και ειδικές για βακτήρια ουσίες). Αυτή η μεμβράνη εμποδίζει το βακτηριακό κύτταρο να σκάσει όταν το νερό εισέρχεται σε αυτό μέσω όσμωσης. Στην κορυφή του κυτταρικού τοιχώματος βρίσκεται συχνά μια προστατευτική βλεννώδης κάψουλα. Πολλά βακτήρια είναι εξοπλισμένα με μαστίγια, με τα οποία κολυμπούν ενεργά. Τα βακτηριακά μαστίγια είναι δομημένα πιο απλά και κάπως διαφορετικά από παρόμοιες δομές ευκαρυωτών.

«ΤΥΠΙΚΟ» ΒΑΚΤΗΡΙΑΚΟ ΚΥΤΤΑΡΟκαι τις βασικές του δομές.

Αισθητηριακές λειτουργίες και συμπεριφορά.Πολλά βακτήρια έχουν χημικούς υποδοχείς που ανιχνεύουν αλλαγές στην οξύτητα του περιβάλλοντος και τη συγκέντρωση διαφόρων ουσιών, όπως σάκχαρα, αμινοξέα, οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα. Κάθε ουσία έχει τον δικό της τύπο τέτοιων υποδοχέων «γεύσης» και η απώλεια ενός από αυτούς ως αποτέλεσμα μετάλλαξης οδηγεί σε μερική «γευστική τύφλωση». Πολλά κινητικά βακτήρια ανταποκρίνονται επίσης στις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και τα φωτοσυνθετικά είδη ανταποκρίνονται σε αλλαγές στην ένταση του φωτός. Ορισμένα βακτήρια αντιλαμβάνονται την κατεύθυνση των γραμμών του μαγνητικού πεδίου, συμπεριλαμβανομένου του μαγνητικού πεδίου της Γης, με τη βοήθεια σωματιδίων μαγνητίτη (μαγνητικό σιδηρομετάλλευμα - Fe3O4) που υπάρχουν στα κύτταρά τους. Στο νερό, τα βακτήρια χρησιμοποιούν αυτή την ικανότητα για να κολυμπήσουν κατά μήκος των γραμμών δύναμης αναζητώντας ένα ευνοϊκό περιβάλλον. Τα εξαρτημένα αντανακλαστικά στα βακτήρια είναι άγνωστα, αλλά έχουν ένα ορισμένο είδος πρωτόγονης μνήμης. Ενώ κολυμπούν, συγκρίνουν την αντιληπτή ένταση του ερεθίσματος με την προηγούμενη τιμή του, δηλ. προσδιορίστε εάν έχει γίνει μεγαλύτερο ή μικρότερο και, με βάση αυτό, διατηρήστε την κατεύθυνση κίνησης ή αλλάξτε την.
Αναπαραγωγή και γενετική.Τα βακτήρια αναπαράγονται ασεξουαλικά: το DNA στο κύτταρο τους αντιγράφεται (διπλασιάζεται), το κύτταρο διαιρείται στα δύο και κάθε θυγατρικό κύτταρο λαμβάνει ένα αντίγραφο του γονικού DNA. Το βακτηριακό DNA μπορεί επίσης να μεταφερθεί μεταξύ μη διαιρούμενων κυττάρων. Ταυτόχρονα, η σύντηξή τους (όπως στους ευκαρυώτες) δεν συμβαίνει, ο αριθμός των ατόμων δεν αυξάνεται και συνήθως μόνο ένα μικρό μέρος του γονιδιώματος (το πλήρες σύνολο των γονιδίων) μεταφέρεται σε άλλο κύτταρο, σε αντίθεση με το «πραγματική» σεξουαλική διαδικασία, κατά την οποία ο απόγονος λαμβάνει ένα πλήρες σύνολο γονιδίων από κάθε γονέα. Αυτή η μεταφορά DNA μπορεί να συμβεί με τρεις τρόπους. Κατά τη διάρκεια του μετασχηματισμού, το βακτήριο απορροφά «γυμνό» DNA από το περιβάλλον, το οποίο έφτασε εκεί κατά την καταστροφή άλλων βακτηρίων ή σκόπιμα «γλίστρησε» από τον πειραματιστή. Η διαδικασία ονομάζεται μετασχηματισμός επειδή στα πρώτα στάδια της μελέτης της η κύρια προσοχή δόθηκε στη μετατροπή (μετατροπή) των αβλαβών οργανισμών σε λοιμογόνους με αυτόν τον τρόπο. Θραύσματα DNA μπορούν επίσης να μεταφερθούν από βακτήρια σε βακτήρια με ειδικούς ιούς - βακτηριοφάγους. Αυτό ονομάζεται μεταγωγή. Είναι επίσης γνωστή μια διαδικασία που θυμίζει γονιμοποίηση και ονομάζεται σύζευξη: τα βακτήρια συνδέονται μεταξύ τους με προσωρινές σωληναριακές προεξοχές (συσσωρευτικοί κροσσοί), μέσω των οποίων το DNA περνά από ένα «αρσενικό» κύτταρο σε ένα «θηλυκό». Μερικές φορές τα βακτήρια περιέχουν πολύ μικρά πρόσθετα χρωμοσώματα - πλασμίδια, τα οποία μπορούν επίσης να μεταφερθούν από άτομο σε άτομο. Εάν τα πλασμίδια περιέχουν γονίδια που προκαλούν αντίσταση στα αντιβιοτικά, μιλούν για λοιμώδη αντίσταση. Είναι σημαντικό από ιατρικής άποψης γιατί μπορεί να εξαπλωθεί μεταξύ διαφορετικών ειδών, ακόμη και γενών βακτηρίων, με αποτέλεσμα ολόκληρη η βακτηριακή χλωρίδα, ας πούμε, των εντέρων να γίνεται ανθεκτική στη δράση ορισμένων φαρμάκων.

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Εν μέρει λόγω του μικρού μεγέθους των βακτηρίων, ο μεταβολικός ρυθμός τους είναι πολύ υψηλότερος από αυτόν των ευκαρυωτών. Κάτω από τις πιο ευνοϊκές συνθήκες, ορισμένα βακτήρια μπορούν να διπλασιάσουν τη συνολική μάζα και τον αριθμό τους περίπου κάθε 20 λεπτά. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ορισμένα από τα πιο σημαντικά ενζυμικά τους συστήματα λειτουργούν με πολύ υψηλή ταχύτητα. Έτσι, ένα κουνέλι χρειάζεται λίγα λεπτά για να συνθέσει ένα μόριο πρωτεΐνης, ενώ τα βακτήρια χρειάζονται δευτερόλεπτα. Ωστόσο, σε ένα φυσικό περιβάλλον, για παράδειγμα στο έδαφος, τα περισσότερα βακτήρια είναι «σε δίαιτα λιμοκτονίας», οπότε αν τα κύτταρά τους διαιρούνται, δεν είναι κάθε 20 λεπτά, αλλά μία φορά κάθε λίγες μέρες.
Θρέψη.Τα βακτήρια είναι αυτότροφα και ετερότροφα. Τα αυτότροφα («αυτοτρέφονται») δεν χρειάζονται ουσίες που παράγονται από άλλους οργανισμούς. Χρησιμοποιούν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) ως κύρια ή μοναδική πηγή άνθρακα. Ενσωματώνοντας CO2 και άλλες ανόργανες ουσίες, ιδιαίτερα την αμμωνία (NH3), τα νιτρικά (NO-3) και διάφορες θειούχες ενώσεις, σε πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις, συνθέτουν όλα τα βιοχημικά προϊόντα που χρειάζονται. Τα ετερότροφα («τρέφονται με άλλους») χρησιμοποιούν οργανικές (που περιέχουν άνθρακα) ουσίες που συντίθενται από άλλους οργανισμούς, ιδίως σάκχαρα, ως κύρια πηγή άνθρακα (ορισμένα είδη χρειάζονται επίσης CO2). Όταν οξειδώνονται, αυτές οι ενώσεις παρέχουν ενέργεια και μόρια απαραίτητα για την ανάπτυξη και τη λειτουργία των κυττάρων. Υπό αυτή την έννοια, τα ετερότροφα βακτήρια, που περιλαμβάνουν τη συντριπτική πλειοψηφία των προκαρυωτικών, είναι παρόμοια με τους ανθρώπους.
Κύριες πηγές ενέργειας.Εάν χρησιμοποιείται κυρίως φωτεινή ενέργεια (φωτόνια) για το σχηματισμό (σύνθεση) κυτταρικών συστατικών, τότε η διαδικασία ονομάζεται φωτοσύνθεση και τα είδη που είναι ικανά για αυτήν ονομάζονται φωτότροφα. Τα φωτοτροφικά βακτήρια χωρίζονται σε φωτοετερότροφα και φωτοαυτοτροφικά ανάλογα με το ποιες ενώσεις - οργανικές ή ανόργανες - χρησιμεύουν ως κύρια πηγή άνθρακα. Τα φωτοαυτοτροφικά κυανοβακτήρια (γαλαζοπράσινα φύκια), όπως τα πράσινα φυτά, διασπούν τα μόρια του νερού (H2O) χρησιμοποιώντας φωτεινή ενέργεια. Αυτό απελευθερώνει ελεύθερο οξυγόνο (1/2O2) και παράγει υδρογόνο (2H+), το οποίο μπορούμε να πούμε ότι μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) σε υδατάνθρακες. Τα πράσινα και μοβ βακτήρια θείου χρησιμοποιούν φωτεινή ενέργεια για να διασπάσουν άλλα ανόργανα μόρια, όπως το υδρόθειο (H2S), αντί του νερού. Το αποτέλεσμα παράγει επίσης υδρογόνο, το οποίο μειώνει το διοξείδιο του άνθρακα, αλλά δεν απελευθερώνεται οξυγόνο. Αυτός ο τύπος φωτοσύνθεσης ονομάζεται ανοξυγονικός. Τα φωτοετερότροφα βακτήρια, όπως τα μωβ μη θειούχα βακτήρια, χρησιμοποιούν φωτεινή ενέργεια για να παράγουν υδρογόνο από οργανικές ουσίες, ιδίως ισοπροπανόλη, αλλά η πηγή τους μπορεί επίσης να είναι αέριο Η2. Εάν η κύρια πηγή ενέργειας στο κύτταρο είναι η οξείδωση των χημικών ουσιών, τα βακτήρια ονομάζονται χημειοετερότροφα ή χημειοαυτοτροφικά, ανάλογα με το αν τα μόρια χρησιμεύουν ως η κύρια πηγή άνθρακα - οργανικός ή ανόργανος. Για τους πρώτους, η οργανική ύλη παρέχει τόσο ενέργεια όσο και άνθρακα. Τα χημειοαυτοτροφικά παίρνουν ενέργεια από την οξείδωση ανόργανων ουσιών, όπως το υδρογόνο (στο νερό: 2H4 + O2 έως 2H2O), ο σίδηρος (Fe2+ έως Fe3+) ή το θείο (2S + 3O2 + 2H2O έως 2SO42- + 4H+) και ο άνθρακας από το CO2. Αυτοί οι οργανισμοί ονομάζονται επίσης χημειολιθότροφοι, τονίζοντας έτσι ότι «τρέφονται» με βράχους.
Αναπνοή.Η κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία απελευθέρωσης χημικής ενέργειας που αποθηκεύεται σε μόρια «τροφής» για περαιτέρω χρήση σε ζωτικές αντιδράσεις. Η αναπνοή μπορεί να είναι αερόβια και αναερόβια. Στην πρώτη περίπτωση, απαιτεί οξυγόνο. Χρειάζεται για το έργο του λεγόμενου. Σύστημα μεταφοράς ηλεκτρονίων: τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το ένα μόριο στο άλλο (απελευθερώνεται ενέργεια) και τελικά ενώνουν το οξυγόνο μαζί με τα ιόντα υδρογόνου - σχηματίζεται νερό. Οι αναερόβιοι οργανισμοί δεν χρειάζονται οξυγόνο και για ορισμένα είδη αυτής της ομάδας είναι ακόμη και δηλητηριώδες. Τα ηλεκτρόνια που απελευθερώνονται κατά την αναπνοή συνδέονται με άλλους ανόργανους δέκτες, όπως νιτρικά, θειικά ή ανθρακικά, ή (σε μια μορφή τέτοιας αναπνοής - ζύμωσης) σε ένα συγκεκριμένο οργανικό μόριο, ιδιαίτερα τη γλυκόζη. Δείτε επίσης ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ.

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ

Στους περισσότερους οργανισμούς, ένα είδος θεωρείται μια αναπαραγωγικά απομονωμένη ομάδα ατόμων. Με την ευρεία έννοια, αυτό σημαίνει ότι οι εκπρόσωποι ενός συγκεκριμένου είδους μπορούν να παράγουν γόνιμους απογόνους ζευγαρώνοντας μόνο με το δικό τους είδος, αλλά όχι με άτομα άλλων ειδών. Έτσι, τα γονίδια ενός συγκεκριμένου είδους, κατά κανόνα, δεν εκτείνονται πέρα ​​από τα όριά του. Ωστόσο, στα βακτήρια, η ανταλλαγή γονιδίων μπορεί να συμβεί μεταξύ ατόμων όχι μόνο διαφορετικών ειδών, αλλά και διαφορετικών γενών, επομένως δεν είναι απολύτως σαφές εάν είναι θεμιτό να εφαρμόζονται εδώ οι συνήθεις έννοιες της εξελικτικής προέλευσης και της συγγένειας. Λόγω αυτής και άλλων δυσκολιών, δεν υπάρχει ακόμη γενικά αποδεκτή ταξινόμηση των βακτηρίων. Παρακάτω είναι μια από τις ευρέως χρησιμοποιούμενες παραλλαγές.
ΒΑΣΙΛΕΙΟ ΤΗΣ ΜΟΝΕΡΑ

Phylum Gracilicutes (λεπτό τοίχωμα αρνητικά κατά Gram βακτήρια)

Κατηγορία Scotobacteria (μη φωτοσυνθετικές μορφές, όπως μυξοβακτήρια) Κατηγορία Anoxyphotobacteria (φωτοσυνθετικές μορφές που δεν παράγουν οξυγόνο, όπως βακτήρια μωβ θείου) Κατηγορία Oxyphotobacteria (φωτοσυνθετικές μορφές που παράγουν οξυγόνο, όπως cyano)

Phylum Firmicutes (παχύ τοιχώματα θετικά κατά Gram βακτήρια)

Κατηγορία Firmibacteria (σκληρόκυτταρικές μορφές, όπως κλωστρίδια)
Κατηγορία Thallobacteria (διακλαδισμένες μορφές, π.χ. ακτινομύκητες)

Phylum Tenericutes (Gram-αρνητικά βακτήρια χωρίς κυτταρικό τοίχωμα)

Κατηγορία Mollicutes (μορφές με μαλακά κύτταρα, όπως μυκόπλασμα)

Phylum Mendosicutes (βακτήρια με ελαττωματικά κυτταρικά τοιχώματα)

Κατηγορία Αρχαιβακτηρίων (αρχαίες μορφές, π.χ. σχηματισμός μεθανίου)

Τομείς.Πρόσφατες βιοχημικές μελέτες έδειξαν ότι όλοι οι προκαρυώτες χωρίζονται ξεκάθαρα σε δύο κατηγορίες: μια μικρή ομάδα αρχαιβακτηρίων (Archaebacteria - «αρχαία βακτήρια») και όλα τα υπόλοιπα, που ονομάζονται ευβακτήρια (Eubacteria - «αληθινά βακτήρια»). Πιστεύεται ότι τα αρχαιοβακτήρια, σε σύγκριση με τα ευβακτήρια, είναι πιο πρωτόγονα και πιο κοντά στον κοινό πρόγονο των προκαρυωτών και των ευκαρυωτών. Διαφέρουν από άλλα βακτήρια σε πολλά σημαντικά χαρακτηριστικά, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης μορίων ριβοσωμικού RNA (rRNA) που εμπλέκονται στη σύνθεση πρωτεϊνών, τη χημική δομή των λιπιδίων (ουσιών που μοιάζουν με λίπος) και την παρουσία στο κυτταρικό τοίχωμα ορισμένων άλλων ουσιών αντί του πρωτεΐνη-υδατάνθρακα πολυμερές μουρεΐνη. Στο παραπάνω σύστημα ταξινόμησης, τα αρχαιβακτήρια θεωρούνται μόνο ένας από τους τύπους του ίδιου βασιλείου, που ενώνει όλα τα ευβακτήρια. Ωστόσο, σύμφωνα με ορισμένους βιολόγους, οι διαφορές μεταξύ των αρχαιβακτηρίων και των ευβακτηρίων είναι τόσο βαθιές που είναι πιο σωστό να θεωρήσουμε τα αρχαιοβακτήρια εντός του Monera ως ένα ειδικό υποβασίλειο. Πρόσφατα εμφανίστηκε μια ακόμη πιο ριζοσπαστική πρόταση. Η μοριακή ανάλυση έχει αποκαλύψει τόσο σημαντικές διαφορές στη δομή των γονιδίων μεταξύ αυτών των δύο ομάδων προκαρυωτικών που ορισμένοι θεωρούν την παρουσία τους στο ίδιο βασίλειο οργανισμών παράλογη. Από αυτή την άποψη, προτείνεται να δημιουργηθεί μια ταξινομική κατηγορία (ταξόνιο) ακόμη υψηλότερης βαθμίδας, αποκαλώντας την περιοχή, και να διαιρεθούν όλα τα έμβια όντα σε τρεις τομείς - Eucarya (ευκαρυώτες), Archaea (αρχαιβακτήρια) και βακτήρια (σημερινά ευβακτήρια). .

ΟΙΚΟΛΟΓΙΑ

Οι δύο πιο σημαντικές οικολογικές λειτουργίες των βακτηρίων είναι η δέσμευση του αζώτου και η ανοργανοποίηση των οργανικών υπολειμμάτων.
Στερέωση αζώτου.Η δέσμευση του μοριακού αζώτου (N2) για το σχηματισμό αμμωνίας (NH3) ονομάζεται αζωτοδέσμευση και η οξείδωση του τελευταίου σε νιτρώδη (NO-2) και νιτρικά (NO-3) ονομάζεται νιτροποίηση. Αυτές είναι ζωτικές διαδικασίες για τη βιόσφαιρα, καθώς τα φυτά χρειάζονται άζωτο, αλλά μπορούν να απορροφήσουν μόνο τις δεσμευμένες μορφές του. Επί του παρόντος, περίπου το 90% (περίπου 90 εκατομμύρια τόνοι) της ετήσιας ποσότητας αυτού του «σταθερού» αζώτου παρέχεται από βακτήρια. Το υπόλοιπο παράγεται από χημικά εργοστάσια ή εμφανίζεται κατά τη διάρκεια κεραυνών. Άζωτο στον αέρα, το οποίο είναι περίπου. Το 80% της ατμόσφαιρας δεσμεύεται κυρίως από το αρνητικό κατά gram γένος Rhizobium και τα κυανοβακτήρια. Τα είδη Rhizobium εισέρχονται σε συμβίωση με περίπου 14.000 είδη ψυχανθών (οικογένεια Leguminosae), τα οποία περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τριφύλλι, μηδική, σόγια και μπιζέλια. Αυτά τα βακτήρια ζουν στο λεγόμενο. οζίδια - οιδήματα που σχηματίζονται στις ρίζες παρουσία τους. Τα βακτήρια λαμβάνουν οργανικές ουσίες (θρέψη) από το φυτό και σε αντάλλαγμα παρέχουν στον ξενιστή σταθερό άζωτο. Κατά τη διάρκεια ενός έτους, καθορίζονται με αυτόν τον τρόπο έως και 225 kg αζώτου ανά εκτάριο. Τα μη οσπριανά φυτά, όπως η σκλήθρα, εισέρχονται επίσης σε συμβίωση με άλλα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο. Τα κυανοβακτήρια φωτοσυνθέτουν, όπως τα πράσινα φυτά, απελευθερώνοντας οξυγόνο. Πολλά από αυτά είναι επίσης ικανά να δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό άζωτο, το οποίο στη συνέχεια καταναλώνεται από τα φυτά και τελικά τα ζώα. Αυτοί οι προκαρυώτες χρησιμεύουν ως σημαντική πηγή σταθερού αζώτου στο έδαφος γενικά και στους ορυζώνες στην Ανατολή ειδικότερα, καθώς και ως κύριος προμηθευτής του για τα ωκεάνια οικοσυστήματα.
Ορυκτοποίηση.Αυτό είναι το όνομα που δίνεται στην αποσύνθεση των οργανικών υπολειμμάτων σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2), νερό (H2O) και μεταλλικά άλατα. Από χημική άποψη, αυτή η διαδικασία είναι ισοδύναμη με την καύση, επομένως απαιτεί μεγάλες ποσότητες οξυγόνου. Το ανώτερο στρώμα του εδάφους περιέχει από 100.000 έως 1 δισεκατομμύριο βακτήρια ανά 1 g, δηλ. περίπου 2 τόνοι ανά εκτάριο. Τυπικά, όλα τα οργανικά υπολείμματα, όταν βρίσκονται στο έδαφος, οξειδώνονται γρήγορα από βακτήρια και μύκητες. Πιο ανθεκτική στην αποσύνθεση είναι μια καφετιά οργανική ουσία που ονομάζεται χουμικό οξύ, η οποία σχηματίζεται κυρίως από τη λιγνίνη που περιέχεται στο ξύλο. Συσσωρεύεται στο έδαφος και βελτιώνει τις ιδιότητές του.

ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ

Δεδομένης της ποικιλίας των χημικών αντιδράσεων που καταλύουν τα βακτήρια, δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στην κατασκευή, σε ορισμένες περιπτώσεις από την αρχαιότητα. Οι προκαρυώτες μοιράζονται τη δόξα τέτοιων μικροσκοπικών ανθρώπινων βοηθών με μύκητες, κυρίως μαγιά, που παρέχουν τις περισσότερες από τις διαδικασίες αλκοολικής ζύμωσης, για παράδειγμα, στην παραγωγή κρασιού και μπύρας. Τώρα που κατέστη δυνατή η εισαγωγή χρήσιμων γονιδίων στα βακτήρια, προκαλώντας τη σύνθεση πολύτιμων ουσιών όπως η ινσουλίνη, η βιομηχανική εφαρμογή αυτών των ζωντανών εργαστηρίων έχει λάβει ένα νέο ισχυρό κίνητρο. Δείτε επίσης ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ.
Βιομηχανία τροφίμων.Επί του παρόντος, τα βακτήρια χρησιμοποιούνται από αυτή τη βιομηχανία κυρίως για την παραγωγή τυριών, άλλων γαλακτοκομικών προϊόντων που έχουν υποστεί ζύμωση και ξιδιού. Οι κύριες χημικές αντιδράσεις εδώ είναι ο σχηματισμός οξέων. Έτσι, όταν παράγουν ξύδι, τα βακτήρια του γένους Acetobacter οξειδώνουν την αιθυλική αλκοόλη που περιέχεται στον μηλίτη ή άλλα υγρά σε οξικό οξύ. Παρόμοιες διαδικασίες συμβαίνουν όταν το λάχανο είναι ξινολάχανο: τα αναερόβια βακτήρια ζυμώνουν τα σάκχαρα που περιέχονται στα φύλλα αυτού του φυτού σε γαλακτικό οξύ, καθώς και οξικό οξύ και διάφορες αλκοόλες.
Έκπλυση μεταλλεύματος.Τα βακτήρια χρησιμοποιούνται για την έκπλυση μεταλλευμάτων χαμηλής ποιότητας, δηλ. μετατρέποντάς τα σε διάλυμα αλάτων πολύτιμων μετάλλων, κυρίως χαλκού (Cu) και ουρανίου (U). Ένα παράδειγμα είναι η επεξεργασία του χαλκοπυρίτη, ή του χαλκοπυρίτη (CuFeS2). Οι σωροί αυτού του μεταλλεύματος ποτίζονται περιοδικά με νερό, το οποίο περιέχει χημειολιθοτροφικά βακτήρια του γένους Thiobacillus. Κατά τη διάρκεια της ζωής τους, οξειδώνουν το θείο (S), σχηματίζοντας διαλυτά θειικά άλατα χαλκού και σιδήρου: CuFeS2 + 4O2 σε CuSO4 + FeSO4. Τέτοιες τεχνολογίες απλοποιούν σε μεγάλο βαθμό την εξόρυξη πολύτιμων μετάλλων από μεταλλεύματα. κατ 'αρχήν, είναι ισοδύναμες με τις διεργασίες που συμβαίνουν στη φύση κατά τη διάβρωση των πετρωμάτων.
Ανακύκλωση.Τα βακτήρια χρησιμεύουν επίσης για τη μετατροπή των απορριμμάτων, όπως τα λύματα, σε λιγότερο επικίνδυνα ή ακόμη και χρήσιμα προϊόντα. Τα λύματα είναι ένα από τα πιο πιεστικά προβλήματα της σύγχρονης ανθρωπότητας. Η πλήρης ανοργανοποίησή τους απαιτεί τεράστιες ποσότητες οξυγόνου και σε συνηθισμένες δεξαμενές όπου συνηθίζεται να απορρίπτονται αυτά τα απόβλητα, δεν υπάρχει πλέον αρκετό οξυγόνο για να τα «εξουδετερώσει». Η λύση βρίσκεται στον πρόσθετο αερισμό των λυμάτων σε ειδικές δεξαμενές (δεξαμενές αερισμού): ως αποτέλεσμα, τα βακτήρια ανοργανοποίησης έχουν αρκετό οξυγόνο για να αποσυνθέσουν πλήρως την οργανική ύλη και στις πιο ευνοϊκές περιπτώσεις, το πόσιμο νερό γίνεται ένα από τα τελικά προϊόντα της διαδικασίας. Το αδιάλυτο ίζημα που παραμένει στην πορεία μπορεί να υποβληθεί σε αναερόβια ζύμωση. Για να διασφαλιστεί ότι τέτοιες μονάδες επεξεργασίας νερού καταλαμβάνουν όσο το δυνατόν λιγότερο χώρο και χρήματα, είναι απαραίτητη η καλή γνώση της βακτηριολογίας.
Άλλες χρήσεις.Άλλοι σημαντικοί τομείς βιομηχανικής εφαρμογής βακτηρίων περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, τον λοβό λίνου, δηλ. ο διαχωρισμός των κλωστικών ινών του από άλλα μέρη του φυτού, καθώς και η παραγωγή αντιβιοτικών, ιδίως στρεπτομυκίνης (βακτήρια του γένους Streptomyces).

ΚΑΤΑΠΟΛΕΜΗΣΗ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ ΣΤΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ

Τα βακτήρια δεν είναι μόνο ωφέλιμα. Η καταπολέμηση της μαζικής αναπαραγωγής τους, για παράδειγμα σε προϊόντα διατροφής ή στα συστήματα νερού των εργοστασίων χαρτοπολτού και χαρτιού, έχει γίνει ένας ολόκληρος τομέας δραστηριότητας. Το φαγητό χαλάει υπό την επίδραση βακτηρίων, μυκήτων και των δικών του ενζύμων που προκαλούν αυτόλυση («αυτοπέψη»), εκτός εάν αδρανοποιηθούν με θερμότητα ή άλλα μέσα. Δεδομένου ότι τα βακτήρια είναι η κύρια αιτία αλλοίωσης, η ανάπτυξη αποτελεσματικών συστημάτων αποθήκευσης τροφίμων απαιτεί γνώση των ορίων ανοχής αυτών των μικροοργανισμών. Μία από τις πιο κοινές τεχνολογίες είναι η παστερίωση του γάλακτος, η οποία σκοτώνει τα βακτήρια που προκαλούν, για παράδειγμα, φυματίωση και βρουκέλλωση. Το γάλα διατηρείται στους 61-63°C για 30 λεπτά ή στους 72-73°C μόνο για 15 δευτερόλεπτα. Αυτό δεν αλλοιώνει τη γεύση του προϊόντος, αλλά απενεργοποιεί τα παθογόνα βακτήρια. Κρασί, μπύρα και χυμοί φρούτων μπορούν επίσης να παστεριωθούν. Τα οφέλη της αποθήκευσης τροφίμων στο κρύο είναι γνωστά εδώ και καιρό. Οι χαμηλές θερμοκρασίες δεν σκοτώνουν τα βακτήρια, αλλά τα εμποδίζουν να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν. Είναι αλήθεια ότι όταν καταψύχονται, για παράδειγμα, στους -25 ° C, ο αριθμός των βακτηρίων μειώνεται μετά από μερικούς μήνες, αλλά ένας μεγάλος αριθμός από αυτούς τους μικροοργανισμούς εξακολουθεί να επιβιώνει. Σε θερμοκρασίες λίγο κάτω από το μηδέν, τα βακτήρια συνεχίζουν να πολλαπλασιάζονται, αλλά πολύ αργά. Οι βιώσιμες καλλιέργειές τους μπορούν να αποθηκευτούν σχεδόν επ' αόριστον μετά από λυοφιλοποίηση (λυοφιλοποίηση) σε μέσο που περιέχει πρωτεΐνη, όπως ορός αίματος. Άλλες γνωστές μέθοδοι αποθήκευσης τροφίμων περιλαμβάνουν το στέγνωμα (ξήρανση και κάπνισμα), την προσθήκη μεγάλων ποσοτήτων αλατιού ή ζάχαρης, που είναι φυσιολογικά ισοδύναμο με αφυδάτωση, και το πάστωμα, δηλ. τοποθετώντας σε πυκνό διάλυμα οξέος. Όταν η οξύτητα του περιβάλλοντος αντιστοιχεί σε pH 4 και κάτω, η ζωτική δραστηριότητα των βακτηρίων συνήθως αναστέλλεται πολύ ή διακόπτεται.

ΒΑΚΤΗΡΙΑ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ

ΜΕΛΕΤΗΣ ΒΑΚΤΗΡΙΩΝ

Πολλά βακτήρια είναι εύκολο να αναπτυχθούν στα λεγόμενα. μέσο καλλιέργειας, το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει ζωμό κρέατος, μερικώς χωνεμένη πρωτεΐνη, άλατα, δεξτρόζη, πλήρες αίμα, τον ορό του και άλλα συστατικά. Η συγκέντρωση των βακτηρίων σε τέτοιες συνθήκες συνήθως φτάνει περίπου το ένα δισεκατομμύριο ανά κυβικό εκατοστό, με αποτέλεσμα το περιβάλλον να γίνεται θολό. Για τη μελέτη των βακτηρίων, είναι απαραίτητο να μπορέσουμε να αποκτήσουμε τις καθαρές καλλιέργειές τους, ή τους κλώνους τους, που είναι απόγονοι ενός μόνο κυττάρου. Αυτό είναι απαραίτητο, για παράδειγμα, για να προσδιοριστεί ποιος τύπος βακτηρίων μόλυνε τον ασθενή και σε ποιο αντιβιοτικό είναι ευαίσθητος αυτός ο τύπος. Μικροβιολογικά δείγματα, όπως επιχρίσματα λαιμού ή πληγών, αίμα, νερό ή άλλα υλικά, αραιώνονται σε μεγάλο βαθμό και εφαρμόζονται στην επιφάνεια ενός ημι-στερεού μέσου, όπου αναπτύσσονται στρογγυλές αποικίες από μεμονωμένα κύτταρα. Ο σκληρυντικός παράγοντας για το μέσο καλλιέργειας είναι συνήθως το άγαρ, ένας πολυσακχαρίτης που λαμβάνεται από ορισμένα φύκια και είναι δύσπεπτος από σχεδόν οποιοδήποτε είδος βακτηρίων. Τα μέσα άγαρ χρησιμοποιούνται με τη μορφή «κοπαδιών», δηλ. κεκλιμένες επιφάνειες που σχηματίζονται σε δοκιμαστικούς σωλήνες που στέκονται σε μεγάλη γωνία όταν στερεοποιείται το τηγμένο μέσο καλλιέργειας ή με τη μορφή λεπτών στρωμάτων σε γυάλινα τρυβλία Petri - επίπεδα στρογγυλά δοχεία, κλειστά με καπάκι του ίδιου σχήματος, αλλά ελαφρώς μεγαλύτερης διαμέτρου. Συνήθως, μέσα σε μια μέρα, το βακτηριακό κύτταρο καταφέρνει να πολλαπλασιαστεί τόσο πολύ ώστε να σχηματίσει μια αποικία που είναι εύκολα ορατή με γυμνό μάτι. Μπορεί να μεταφερθεί σε άλλο περιβάλλον για περαιτέρω μελέτη. Όλα τα μέσα καλλιέργειας πρέπει να είναι αποστειρωμένα πριν αρχίσουν να αναπτύσσονται βακτήρια και στο μέλλον θα πρέπει να λαμβάνονται μέτρα για την αποφυγή της εναπόθεσης ανεπιθύμητων μικροοργανισμών σε αυτά. Για να εξετάσετε τα βακτήρια που αναπτύσσονται με αυτόν τον τρόπο, θερμάνετε ένα λεπτό συρμάτινο βρόχο σε φλόγα, αγγίξτε το πρώτα σε μια αποικία ή κηλίδα και μετά σε μια σταγόνα νερού που εφαρμόστηκε σε μια γυάλινη πλάκα. Έχοντας κατανείμει ομοιόμορφα το ληφθέν υλικό σε αυτό το νερό, το ποτήρι στεγνώνει και περνά γρήγορα πάνω από τη φλόγα του καυστήρα δύο ή τρεις φορές (η πλευρά με τα βακτήρια πρέπει να είναι στραμμένη προς τα επάνω): ως αποτέλεσμα, οι μικροοργανισμοί, χωρίς να καταστραφούν, είναι σταθεροί. προσαρτάται στο υπόστρωμα. Η βαφή στάζει στην επιφάνεια του παρασκευάσματος, στη συνέχεια το ποτήρι πλένεται σε νερό και στεγνώνει ξανά. Τώρα μπορείτε να εξετάσετε το δείγμα κάτω από ένα μικροσκόπιο. Οι καθαρές καλλιέργειες βακτηρίων αναγνωρίζονται κυρίως από τα βιοχημικά τους χαρακτηριστικά, δηλ. προσδιορίστε εάν σχηματίζουν αέριο ή οξέα από ορισμένα σάκχαρα, εάν είναι σε θέση να αφομοιώσουν την πρωτεΐνη (ρευστοποιούν τη ζελατίνη), εάν χρειάζονται οξυγόνο για την ανάπτυξη κ.λπ. Ελέγχουν επίσης αν έχουν λερωθεί με συγκεκριμένες βαφές. Η ευαισθησία σε ορισμένα φάρμακα, όπως τα αντιβιοτικά, μπορεί να προσδιοριστεί τοποθετώντας μικρούς δίσκους διηθητικού χαρτιού εμποτισμένους με αυτές τις ουσίες σε μια επιφάνεια μολυσμένη από βακτήρια. Εάν κάποια χημική ένωση σκοτώνει βακτήρια, σχηματίζεται μια ζώνη απαλλαγμένη από βακτήρια γύρω από τον αντίστοιχο δίσκο.

Εγκυκλοπαίδεια Collier. - Ανοικτή Κοινωνία. 2000 .

Η ζωή στον πλανήτη μας ξεκίνησε με βακτήρια. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι εδώ τελειώνουν όλα. Υπάρχει ένα αστείο ότι όταν οι εξωγήινοι μελέτησαν τη Γη, δεν μπορούσαν να καταλάβουν ποιος ήταν ο πραγματικός ιδιοκτήτης της - ένα άτομο ή ένας βάκιλος. Τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία για τα βακτήρια επιλέγονται παρακάτω.

Ένα βακτήριο είναι ένας ξεχωριστός οργανισμός που αναπαράγεται με διαίρεση. Όσο πιο ευνοϊκός είναι ο βιότοπος, τόσο πιο γρήγορα διαιρείται. Αυτοί οι μικροοργανισμοί ζουν σε όλα τα έμβια όντα, καθώς και στο νερό, τα τρόφιμα, τα σάπια δέντρα και τα φυτά.

Η λίστα δεν περιορίζεται σε αυτό. Οι βάκιλλοι επιβιώνουν καλά σε αντικείμενα που έχουν αγγίξει ο άνθρωπος. Για παράδειγμα, στην κουπαστή στα μέσα μαζικής μεταφοράς, στη λαβή του ψυγείου, στην άκρη ενός μολυβιού. Ενδιαφέροντα στοιχεία για τα βακτήρια ανακαλύφθηκαν πρόσφατα από το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα. Σύμφωνα με τις παρατηρήσεις τους, στον Άρη ζουν μικροοργανισμοί «κοιμισμένοι». Οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι αυτή είναι μια από τις αποδείξεις της ύπαρξης ζωής σε άλλους πλανήτες· επιπλέον, κατά τη γνώμη τους, τα εξωγήινα βακτήρια μπορούν να «αναβιώσουν» στη Γη.

Ο μικροοργανισμός εξετάστηκε για πρώτη φορά σε οπτικό μικροσκόπιο από τον Ολλανδό επιστήμονα Antonius van Leeuwenhoek στα τέλη του 17ου αιώνα. Επί του παρόντος, υπάρχουν περίπου δύο χιλιάδες γνωστά είδη βακίλλων. Όλα αυτά μπορούν να χωριστούν σε:

• επιβλαβής;
• χρήσιμος;
• ουδέτερος.

Ταυτόχρονα, τα βλαβερά συνήθως παλεύουν με τα ωφέλιμα και ουδέτερα. Αυτός είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους λόγους για τους οποίους ένα άτομο αρρωσταίνει.

Τα πιο ενδιαφέροντα γεγονότα

Γενικά, οι μονοκύτταροι οργανισμοί συμμετέχουν σε όλες τις διαδικασίες της ζωής.

Βακτήρια και άνθρωποι

Από τη γέννησή του, ένα άτομο εισέρχεται σε έναν κόσμο γεμάτο από διάφορους μικροοργανισμούς. Κάποιοι τον βοηθούν να επιβιώσει, άλλοι προκαλούν λοιμώξεις και ασθένειες.

Τα πιο περίεργα ενδιαφέροντα γεγονότα για τα βακτήρια και τους ανθρώπους:

Αποδεικνύεται ότι ο βάκιλος μπορεί είτε να θεραπεύσει εντελώς έναν άνθρωπο είτε να καταστρέψει το είδος μας. Επί του παρόντος, υπάρχουν ήδη βακτηριακές τοξίνες.

Πώς μας βοήθησαν τα βακτήρια να επιβιώσουμε;

Ακολουθούν μερικά ακόμη ενδιαφέροντα στοιχεία για τα βακτήρια που ωφελούν τον άνθρωπο:

• ορισμένοι τύποι βακίλλων προστατεύουν τους ανθρώπους από αλλεργίες.
• με τη βοήθεια βακτηρίων μπορείτε να πετάξετε επικίνδυνα απόβλητα (για παράδειγμα, προϊόντα πετρελαίου).
• Χωρίς μικροοργανισμούς στα έντερα, ένα άτομο δεν θα επιζούσε.

Πώς να πείτε στα παιδιά για τους βάκιλλους;

Τα παιδιά είναι έτοιμα να μιλήσουν για τους βάκιλλους στην ηλικία των 3-4 ετών. Για να μεταφέρουμε σωστά τις πληροφορίες, αξίζει να πούμε ενδιαφέροντα γεγονότα για τα βακτήρια. Για τα παιδιά, για παράδειγμα, είναι πολύ σημαντικό να καταλάβουν ότι υπάρχουν κακά και καλά μικρόβια. Ότι οι καλοί μπορούν να μετατρέψουν το γάλα σε ζυμωμένο ψημένο γάλα. Και επίσης ότι βοηθούν την κοιλιά να αφομοιώσει την τροφή.

Πρέπει να δοθεί προσοχή στα κακά βακτήρια. Πείτε τους ότι είναι πολύ μικρά, άρα δεν φαίνονται. Ότι όταν μπαίνουν στο ανθρώπινο σώμα, γρήγορα υπάρχουν πολλά μικρόβια, και αρχίζουν να μας τρώνε από μέσα.

Το παιδί πρέπει να ξέρει για να αποτρέψει την είσοδο του κακού μικροβίου στο σώμα:

• Πλένετε τα χέρια σας αφού βγείτε έξω και πριν φάτε.
• Μην τρώτε πολλά γλυκά.
• Εμβολιαστείτε.

Ο καλύτερος τρόπος για να αποδείξετε τα βακτήρια είναι μέσω εικόνων και εγκυκλοπαίδειες.

Τι πρέπει να γνωρίζει κάθε μαθητής;

Με ένα μεγαλύτερο παιδί, είναι καλύτερα να μην μιλάμε για μικρόβια, αλλά για βακτήρια. Είναι σημαντικό να δίνονται λόγοι για ενδιαφέροντα γεγονότα για τους μαθητές. Δηλαδή, όταν μιλάμε για τη σημασία του πλυσίματος των χεριών, μπορείτε να πείτε ότι 340 αποικίες επιβλαβών βακίλλων ζουν στις λαβές της τουαλέτας.

Μπορείτε να βρείτε μαζί πληροφορίες σχετικά με τα βακτήρια που προκαλούν τερηδόνα. Και επίσης πείτε στον μαθητή ότι η σοκολάτα σε μικρές ποσότητες έχει αντιβακτηριδιακή δράση.

Ακόμα και ένας μαθητής δημοτικού μπορεί να καταλάβει τι είναι εμβόλιο. Αυτό συμβαίνει όταν μια μικρή ποσότητα ιού ή βακτηρίων εισάγεται στο σώμα και το ανοσοποιητικό σύστημα το νικάει. Γι' αυτό είναι τόσο σημαντικό να εμβολιαστείτε.

Ήδη από την παιδική ηλικία, πρέπει να γίνει κατανοητό ότι η χώρα των βακτηρίων είναι ένας ολόκληρος κόσμος που δεν έχει ακόμη μελετηθεί πλήρως. Και όσο υπάρχουν αυτοί οι μικροοργανισμοί, υπάρχει και το ίδιο το ανθρώπινο είδος.