Бактерії

37322

Бактерії — це найпростіша група одноклітинних мікроорганізмів, які відносяться до надцарства прокаріотів. Назва «бактерія» походить від грецького слова «бактеріон», що означає «паличка».

Будова бактерій

Більша частина бактерій — це одноклітинні мікроорганізми розмірами від 0,2 до 10 мкм. Форма клітин бактерій може бути округла (коки), звита (спірили, вібріони), паличкоподібна (бацили, псевдомонади), іноді - зірчасті, кубічні, С-подібні, тощо.

Бактерії найчастіше є поодинокими клітинами. Але вони здатні формувати пари, ланцюжки різної довжини, скупчення у вигляді пакетів по 4, 8 і більше клітин (наприклад, сарціни), розетки, мережі. Для кожного виду бактерій характерний свій тип угруповання. У природі існують також багатоклітинні форми, з яких утворюються мікроколонії - трихоми.

Бактерії можуть бути рухомими або нерухомими. Представники першої групи для пересування використовують джгутики або ковзання (ціанобактерії, спірохети). Ці бактерії починають посилено рухатися при впливі хімічних або фізичних подразників.

У будові бактерій виділяють три обов'язкові клітинні елементи: цитоплазматичну мембрану, нуклеотид, рибосоми. Майже всі бактерії мають зовнішню оболонку - клітинну стінку, завдяки якій форма бактерій постійна. Ця клітинна оболонка виконує основні механічні та фізіологічні функції. Її головний структурний елемент - біополімер муреїн. Мікробіологи ділять усі види бактерій на грампозитивні, грамнегативні та бактерії без клітинної стінки (мікоплазми). У грампозитивних бактерій стінка потовщена і містить більшу кількість муреїна, тоді як у грамнегативних видів клітинна стінка тонка, а зовні є мембрана, що включає білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди. Головна функція зовнішньої мембрани - транспортна. Деякі бактерії покриті зовні слизовими капсулами, що складаються з полісахаридів (в деяких випадках поліпептидів або глікопротеїнів).

Від клітинної стінки бактерій цитоплазму відокремлює цитоплазматична мембрана. Її основна функція - створення осмотичного бар'єру в клітці, регуляція транспорту речовин. Такі важливі для життєдіяльності організму процеси, як дихання, хемосинтез, фіксація азоту та інші, відбуваються в мембрані. Часто формуються вирости цитоплазматичної мембрани - мезосоми. У мембрані здійснюється біосинтез клітинної стінки, а також спороутворення. Джгутики і геномна ДНК тісно пов'язані з даним структурним елементом клітини бактерії.

Життєдіяльність кожного виду бактерій здійснюється за певних сприятливих умов навколишнього середовища - оптимальної температури, вологості, наявності поживних речовин. При настанні несприятливих умов бактерія покривається щільною оболонкою і перетворюється в спору. Спори багатьох бактерій здатні витримувати тривале зневоднення, вплив високих і низьких температур, хімічних речовин. Потрапивши в сприятливі умови, спора проростає і трансформується в живу бактерію. Завдяки такому пристосуванню, бактерії зберігають своє існування. Бактерії ростуть і розмножуються з неймовірною швидкістю, тому вони швидко поширюються.

Багато бактерій шкідливі. Вони провокують небезпечні захворювання тварин, людини. Деякі з них можуть викликати псування продуктів. Існує багато корисних бактерій, зокрема, грунтові бактерії, які підвищують родючість грунту, бульбочкові бактерії, що продукують азотовмісні органічні сполуки у симбіотичному зв’язку з вищими рослинами, тощо.

Читати по темі: Бактеріози: проблема, на яку вже слід зважати

Поширення бактерій

Бактерії поширені у повітрі, ґрунті, воді, живих організмах. Число бактерій у навколишньому середовищі змінюється під впливом різних факторів (інсоляція, обробіток ґрунту тощо).

Кількість бактерій в 1 г ґрунту може досягати сотень мільйонів і навіть кількох мільярдів і залежить від типу ґрунту. Найменше їх міститься в підзолистих цілинних ґрунтах, найбільше - в окультуреному чорноземі. Бактерії проникають у ґрунт на глибину до 5 метрів. Мікрофлора є одним з факторів, що сприяють утворенню ґрунту.

Багато видів бактерій сприяють активній фіксації атмосферного азоту і переводять його в органічну форму, що підвищує родючість ґрунтів. Особливо велике значення мають бактерії, що розкладають целюлозу й пектинові речовини, які є основним джерелом вуглецю для життєдіяльності мікроорганізмів ґрунту.

За способом живлення вони поділяються на гетерогенні та автотрофні, а за типом дихання — на аеробні та анаеробні.

Гетерогенні аеробні бактерії окислюють складні органічні сполуки, які є компонентом мертвих рослин і мікробних решток, до аміаку, води і вуглекислого газу. Гетерогенні анаеробні бактерії викликають процес гниття компонентів рослинних і мікробних залишків також до простих, але недоокислених, органічних, а вже потім до мінеральних сполук. Гетеротрофні бактерії викликають такі процеси, як амоніфікація і денітрифікація або десульфофікація.
Автотрофні бактерії сприяють у ґрунті окисленню недоокисленних мінеральних сполук, які утворюються у процесі життєдіяльності гетеротрофів. За рахунок цього у ґрунті відбуваються нітрифікація, сульфофікація, окислення заліза і водню.

Основні види ґрунтових бактерій

Нітрифікуючі бактерії – група автотрофних мікроорганізмів, які здатні отримувати енергію для своєї життєдіяльності за рахунок окиснення аміаку до нітратів, які, як відомо, найбільш доступні рослинам.
Денітрифікуючі бактерії – бактерії, що відновлюють нітрати до молекулярного азоту. Всі вони аероби і можуть окислювати органічну речовину за рахунок кисню повітря, але, потрапляючи в анаеробні умови, вони використовують кисень нітратів як акцептор електронів. Ці бактерії поширені в ґрунті, воді і осадах водойм.
Азотфіксуючі бактерії – це бактерії, здатні засвоювати безпосередньо з атмосфери молекулярний азот. Після відмирання клітин бактерій або при їх виділеннях під час життя азот повертається в екосистему в доступній для засвоєння рослинами формі. З азотфіксуючих в природі найбільш поширені бульбочкові бактерії, які вступають в симбіоз з кореневою системою бобових рослин.
Сіркобактерії, або тіобактерії – група бактерій і архей, що спеціалізуються на отриманні енергії за рахунок сірчаного циклу, тобто окислення або відновлення елементарної сірки на сульфіди, сульфати з воднем або органічними сполуками.
Залізобактерії – мікроорганізми, окислюють солі двовалентного заліза до тривалентного. Завдяки їх життєдіяльності на дні боліт і морів утворюється величезна кількість відкладених руд заліза і марганцю.