Бактерия как выглядит: Посмотрите, как выглядит самая четкая фотография бактерии

Посмотрите, как выглядит самая четкая фотография бактерии

Наука
26 октября 2021

Далее

Елизавета
Приставка

Новостной редактор

Елизавета
Приставка

Новостной редактор

Исследователи из США и Великобритании сделали снимок палочковидной бактерии Escherichia Coli в беспрецедентном разрешении.

Читайте «Хайтек» в

Полученные снимки с высоким разрешением помогают исследователям лучше понять устройство бактерии, а также создать новые методы борьбы с ними.  

На опубликованных фотографиях — бактерия кишечной палочки. Обычно она не наносит организму человека никакого вреда, но некоторые ее штаммы вызывают серьезные заболевания и даже могут быть устойчивы к антибиотикам. 

С помощью обычного микроскопа можно рассмотреть только очертания бактерии, но не структуру тела или внешнюю мембрану, которая защищает ее от лекарств.

Наружная мембрана бактерии — это барьер против антибиотиков. Именно она защищает их и делает устойчивыми к разным лекарствам.

Барт Хугенбум, нанотехнолог из Университетского колледжа Лондона и соавтор статьи

Авторы использовали атомно-силовую микроскопию (АСМ) — это метод, с помощью которого можно изучить объекты длиной несколько нанометров. Они исследовали поверхность бактерии E. Coli с помощью АСМ и выяснили, что они снаружи выглядит как мозаика из белков.

Большинство областей внешней мембраны покрыты в основном неподвижными белками, но были и небольшие области, в которых вообще отсутствовал какой-либо белок, вместо этого они были заполнены молекулами сахаристых липидов.

Это говорит о том, что барьер не может быть одинаково трудно преодолеть. На нем есть более сильные и более слабые места, на которые также могут воздействовать антибиотики.

Барт Хугенбум, нанотехнолог из Университетского колледжа Лондона и соавтор статьи

Читать далее

«Хаббл» сделал фото одной и той же активной галактики с разницей в 20 лет

Послушайте звуки Марса, которые записала миссия Perseverance

Ученые выявили долгосрочные повреждения мозга, связанные с COVID-19

Читать ещё

Вирусы и бактерии — найди разницу.

Чем опасны, чем полезны и как с ними бороться.

Чтобы понять разницу, нужно подробнее рассмотреть суть и виды обоих понятий. Из чего состоят, как взаимодействуют с другими, чем опасны и чем полезны. Самое короткое объяснение: бактерии — это клетки, вирусы — полноценные организмы. Первые способны жить самостоятельно, а вот вторые — паразиты, погибающие без хозяина.

Что такое бактерия: состав, питание, размножение


Чаще всего бактерии являются одноклеточными. Их клетка содержит РНК или ДНК, плавающие в воде, которая заполняет внутреннее пространство на 70-80%. Это содержимое обычно удерживается оболочкой — клеточной стенкой. «Одиночки» способны собираться в группы, порой весьма многочисленные, приклеиваясь к стенкам друг друга.

Различают три способа питания бактерий. Так они называются сапротрофами, паразитами или симбионтами. Сапротрофы — падальщики, живущие за счет отмершей органики. Паразиты питаются за счет своего живого носителя, а вот симбионты сосуществуют вместе с ним.

Стандартный метод размножения — так называемое деление, способ, не требующий полового различия. При благоприятных условиях оно происходит весьма стремительно.

Вирусы: состав, питание, размножение

Все известные вирусы (не бактерии) являются паразитами, то есть питаются за счет живого существа, в котором поселились. Жить в отсутствие организма-носителя могут недолго, срок зависит от условий окружающей среды. При потере прежнего «уютного домика» паразит подыскивает себе другого хозяина, чтобы продолжать питаться и размножаться.

Одиночное существование не является возможным, так как у этих микроорганизмов отсутствует клеточная оболочка. Отсутствие собственных белков компенсируется свободным использованием клеток организма-хозяина. Это и еда, и транспортное средство, и материал, чтобы воспроизводить копии. Вне живой клетки размножения не происходит, а питание затруднительно.

Каждый из них содержит сложные молекулы ДНК и/или РНК. Эти молекулы имеют «память» и способны переносить информацию на будущие поколения. Каждое последующее поколение может воспроизводить молекулы с мутациями разной степени. Именно это позволяет адаптироваться к изменениям. Вирусы — великолепный пример эволюции внутри вида, базирующийся на выборе самого выгодного и перспективного варианта мутации.

Принцип борьбы с вирусными заболеваниями

Разрушение не имеющего оболочки организма-паразита внутри живого носителя представляется весьма сложной задачей. Потому лечение само по себе не является эффективным. Носитель может избавиться от паразита с помощью иммунной системы. Иммунитет работает по принципу памяти. Клетки записывают каждое нарушение и способ, благодаря чему было устранено несоответствие. «Воспоминания» позволяют выбрать способ подавления размножения организмов-чужаков или заблокировать возможность вносить изменения в свой белок.

На примере человека это выглядит как накопление иммунитета в детстве. Почти каждый ребенок в возрасте от 2 до 9 лет много болеет. Перенесенные болезни оставляют информацию о себе. Впоследствии организм, заметив патологию, просто «поднимает архивы» перенесенных заболеваний и использует наиболее эффективный метод борьбы с вирусами.

На этом принципе построена вакцинация. Намеренное заражение ослабленными в лабораторных условиях микроорганизмами дает возможность клеткам справиться с повторной атакой. Опытный иммунитет распознает знакомые данные и превентивно наносит удар.

Для борьбы с незнакомым вирусом приходится перебирать все известные способы отторжения чужих микроорганизмов. Чем сильнее иммунитет, тем эффективнее он сопротивляется. Внутренняя «система безопасности» пробует блокировать размножение чужеродных ДНК-РНК, не допуская их связи со своими белками. Этот принцип может сослужить и плохую службу. Когда дает сбой система распознавания своих и чужих клеток, организм может начать бороться с собственными. Такой процесс называется аутоиммунным заболеванием.

Принцип борьбы с бактериальными инфекциями

Изучили вирусы, а теперь обсудим бактерии. С одноклеточными бороться гораздо проще, для их уничтожения были созданы антибиотики. Принцип действия антибиотика заключается в разрушении оболочки, той самой клеточной стенки, что удерживает вредоносное содержимое. Минус этого способа в том, что «агрессор» не различает своих-чужих и рубит все головы подряд. При использовании антибиотиков погибают и вредоносные организмы, и родные, которые являются частью микрофлоры. Следствием подавления бактериальной активности является общее снижение иммунитета.

Есть второй способ воздействия антибиотических препаратов — нарушение состава внутренней части клеточных организмов. Методика влияния тоже не отличает вражеские бактерии от дружественных, результат соответствующий — падение работоспособности иммунитета.

Вирусы и бактерии: можно ли одновременно болеть двумя инфекциями?

Ответ однозначен: да. Некоторые инфекционные заболевания в принципе не проходят. Например, герпес способен спокойно сосуществовать в организме хозяина наряду со множеством бактерий, никак не мешая их размножению.

Иногда бактерии и вирусы борются друг против друга. Конкуренция происходит на уровне молекул, когда бактерия просто не дает вирусу перезаписывать свою РНК или ДНК в белок клетки. Чаще всего это часть собственной микрофлоры, которая запрограммирована на защиту. В самых интересных случаях это болезнетворные бактерии, которые при взаимодействии с вирусом взаимоослабляют друг друга

В борьбе с инфекциями организм ослабляется, поэтому после выздоровления следует оберегать его. Рацион, богатый витаминами, аминокислотами и белками поможет быстрее восстановить иммунитет и подготовить к следующей атаке.

Типы, характеристики, места обитания, опасности и многое другое

Бактерии — это микроскопические одноклеточные организмы, которые существуют миллионами в любой среде, как внутри, так и вне других организмов.

Некоторые бактерии вредны, но большинство служит полезной цели. Они поддерживают многие формы жизни, как растений, так и животных, и используются в промышленных и медицинских процессах.

Считается, что бактерии были первыми организмами, появившимися на Земле около 4 миллиардов лет назад. Самые старые известные окаменелости относятся к бактериоподобным организмам.

Бактерии могут использовать большинство органических и некоторые неорганические соединения в качестве пищи, а некоторые могут выживать в экстремальных условиях.

Растущий интерес к функциям кишечного микробиома проливает новый свет на роль бактерий в здоровье человека.

Бактерии — это одноклеточные организмы, не являющиеся ни растениями, ни животными.

Обычно они имеют длину несколько микрометров и существуют вместе в сообществах, насчитывающих миллионы.

Грамм почвы обычно содержит около 40 миллионов бактериальных клеток. Миллилитр пресной воды обычно содержит около одного миллиона бактериальных клеток.

По оценкам, Земля содержит не менее 5 нониллионов бактерий, и считается, что большая часть земной биомассы состоит из бактерий.

Существует множество различных типов бактерий. Один из способов их классификации — по форме. Есть три основных формы.

• Сферические: Бактерии в форме шара называются кокками, а отдельная бактерия – кокком. Примеры включают группу стрептококков, ответственных за «ангину».
• Палочковидные: известны как бациллы (единственная бацилла). Некоторые палочковидные бактерии изогнуты. Они известны как вибрион. Примеры палочковидных бактерий включают Bacillus anthracis ( B. anthracis ), или сибирская язва.
• Спиральные: известны как спириллы (единственное число спирилл). Если их спираль очень тугая, они известны как спирохеты. Бактерии этой формы вызывают лептоспироз, болезнь Лайма и сифилис.

Каждая группа форм имеет множество вариаций.

Бактериальные клетки отличаются от клеток растений и животных. Бактерии — прокариоты, то есть у них нет ядра.

Бактериальная клетка включает:

• Капсула: Слой на внешней стороне клеточной стенки некоторых бактерий.
• Клеточная стенка: Слой, состоящий из полимера, называемого пептидогликаном. Клеточная стенка придает бактериям форму. Он расположен вне плазматической мембраны. Клеточная стенка толще у некоторых бактерий, называемых грамположительными бактериями.
• Плазматическая мембрана: находится в клеточной стенке, вырабатывает энергию и транспортирует химические вещества. Мембрана проницаема, а значит, через нее могут проходить вещества.
• Цитоплазма: желеобразное вещество внутри плазматической мембраны, содержащее генетический материал и рибосомы.
• ДНК: содержит все генетические инструкции, используемые при развитии и функционировании бактерии. Он расположен внутри цитоплазмы.
• Рибосомы: Здесь производятся или синтезируются белки. Рибосомы представляют собой сложные частицы, состоящие из гранул, богатых РНК.
• Жгутик: используется для передвижения некоторых видов бактерий. Есть некоторые бактерии, которые могут иметь более одного.
• Пили: Эти похожие на волосы придатки на внешней стороне клетки позволяют ей прикрепляться к поверхностям и передавать генетический материал другим клеткам. Это может способствовать распространению болезни среди людей.

Бактерии питаются по-разному.

Гетеротрофные бактерии, или гетеротрофы, получают энергию за счет потребления органического углерода. Большинство поглощает мертвый органический материал, такой как разлагающаяся плоть. Некоторые из этих паразитических бактерий убивают своего хозяина, а другие помогают ему.

Автотрофные бактерии (или просто автотрофы) производят себе пищу либо посредством:

• фотосинтеза с использованием солнечного света, воды и двуокиси углерода, либо
• хемосинтеза с использованием двуокиси углерода, воды и химических веществ, таких как аммиак, азот, сера и др.

Бактерии, использующие фотосинтез, называются фотоавтотрофами. Некоторые виды, например цианобактерии, выделяют кислород. Вероятно, они сыграли жизненно важную роль в создании кислорода в земной атмосфере. Другие, такие как гелиобактерии, не производят кислород.

Те, которые используют хемосинтез, известны как хемоавтотрофы. Эти бактерии обычно встречаются в жерлах океана и в корнях бобовых, таких как люцерна, клевер, горох, бобы, чечевица и арахис.

Поделиться на PinterestБактерии могут процветать даже в экстремальных условиях, таких как ледники.

Бактерии можно найти в почве, воде, растениях, животных, радиоактивных отходах, глубоко в земной коре, арктических льдах и ледниках, а также в горячих источниках. Бактерии обитают в стратосфере, на высоте от 6 до 30 миль в атмосфере, и в глубинах океана, на глубине до 32 800 футов или 10 000 метров.

Аэробы или аэробные бактерии могут расти только там, где есть кислород. Некоторые типы могут вызывать проблемы для окружающей среды человека, такие как коррозия, загрязнение, проблемы с прозрачностью воды и неприятные запахи.

Анаэробы, или анаэробные бактерии, могут расти только там, где нет кислорода. У людей это в основном желудочно-кишечный тракт. Они также могут вызывать газы, гангрену, столбняк, ботулизм и большинство стоматологических инфекций.

Факультативные анаэробы или факультативно-анаэробные бактерии могут жить как с кислородом, так и без него, но они предпочитают среду, где есть кислород. В основном они встречаются в почве, воде, растительности и некоторых нормальных растениях человека и животных. Примеры включают Сальмонелла .

Мезофилы, или мезофильные бактерии, являются бактериями, ответственными за большинство инфекций человека. Они процветают при умеренных температурах, около 37°C. Это температура человеческого тела.

Примеры включают Listeria Monocytogenes , Pesudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Стафилококка Aureus , Стрептокус Стрепптокус , 66, Стрепптокус.0027 и Clostridium kluyveri .

Кишечная флора человека, или кишечный микробиом, содержит полезные мезофильные бактерии, такие как диетические Lactobacillus acidophilus .

Экстремофилы, или экстремофильные бактерии, могут выдерживать условия, считающиеся слишком экстремальными для большинства форм жизни.

Термофилы могут жить при высоких температурах, от 75 до 80°C, а гипертермофилы могут выживать при температурах до 113°C.

Глубоко в океане бактерии живут в полной темноте у термальных жерл, где и температура, и давление высоки. Они делают себе пищу, окисляя серу, поступающую из недр земли.

К другим экстремофилам относятся:

• галофилы, обитающие только в соленой среде
• ацидофилы, некоторые из которых обитают в кислой среде вплоть до pH 0
• алкалифилы, обитающие в щелочной среде до pH 10,5 низкие температуры, например, в ледниках

Экстремофилы могут выжить там, где другие организмы не могут.

Бактерии могут размножаться и изменяться следующими способами:

• Бинарное деление: бесполая форма размножения, при которой клетка продолжает расти до тех пор, пока новая клеточная стенка не прорастет через центр, образуя две клетки. Они разделяются, образуя две клетки с одинаковым генетическим материалом.
• Перенос генетического материала: Клетки приобретают новый генетический материал посредством процессов, известных как конъюгация, трансформация или трансдукция. Эти процессы могут сделать бактерии более сильными и способными противостоять угрозам, таким как антибиотики.
• Споры: Когда у некоторых видов бактерий мало ресурсов, они могут образовывать споры. Споры содержат материал ДНК организма и ферменты, необходимые для прорастания. Они очень устойчивы к стрессам окружающей среды. Споры могут оставаться неактивными веками, пока не возникнут подходящие условия. Затем они могут реактивироваться и стать бактериями.
• Споры могут выживать в периоды воздействия окружающей среды, включая ультрафиолетовое (УФ) и гамма-излучение, высыхание, голодание, химическое воздействие и экстремальные температуры.

Некоторые бактерии производят эндоспоры или внутренние споры, в то время как другие производят экзоспоры, которые выделяются наружу. Они известны как кисты.

Clostridium является примером бактерии, образующей эндоспоры. Существует около 100 видов Clostridium , в том числе Clostridium botuliim ( C. botulinim ) или ботулизм, вызывающий потенциально смертельное пищевое отравление, и Clostridium difficile ( C. Difficile ), вызывающий колит и другие кишечные расстройства.

Бактерии часто считаются вредными, но многие из них полезны. Без них мы бы не существовали. Кислород, которым мы дышим, вероятно, был создан в результате деятельности бактерий.

Выживание человека

Многие бактерии в организме играют важную роль в выживании человека. Бактерии в пищеварительной системе расщепляют питательные вещества, такие как сложные сахара, в формы, которые организм может использовать.

Неопасные бактерии также помогают предотвратить болезни, занимая места, к которым стремятся прикрепиться патогенные или болезнетворные бактерии. Некоторые бактерии защищают нас от болезней, атакуя патогены.

Фиксация азота

Бактерии поглощают азот и выделяют его для использования растениями после гибели. Растениям для жизни нужен азот в почве, но сами они этого сделать не могут. Чтобы гарантировать это, многие семена растений имеют небольшой контейнер с бактериями, который используется, когда растение прорастает.

Пищевая технология

Поделиться на PinterestВ производстве сыра участвуют бактерии.

Молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus и Lactococcus , вместе с дрожжами и плесенью или грибками используются для приготовления таких пищевых продуктов, как сыр, соевый соус, натто (ферментированные соевые бобы), уксус, йогурт и соленья .

Ферментация не только полезна для сохранения продуктов, но и некоторые из этих продуктов могут быть полезны для здоровья.

Например, некоторые ферментированные продукты содержат типы бактерий, схожие с теми, которые связаны со здоровьем желудочно-кишечного тракта. Некоторые процессы ферментации приводят к образованию новых соединений, таких как молочная кислота, которые обладают противовоспалительным действием.

Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить пользу ферментированных продуктов для здоровья.

Бактерии в промышленности и научных исследованиях

Бактерии могут расщеплять органические соединения. Это полезно для таких видов деятельности, как переработка отходов и очистка разливов нефти и токсичных отходов.

Фармацевтическая и химическая промышленность использует бактерии при производстве некоторых химических веществ.

Бактерии используются в молекулярной биологии, биохимии и генетических исследованиях, поскольку они могут быстро расти и с ними относительно легко манипулировать. Ученые используют бактерии для изучения работы генов и ферментов.

Бактерии необходимы для производства антибиотиков.

Bacillus thuringiensis (Bt) — бактерия, которую можно использовать в сельском хозяйстве вместо пестицидов. Он не имеет нежелательных экологических последствий, связанных с использованием пестицидов.

Некоторые виды бактерий могут вызывать заболевания у людей, такие как холера, дифтерия, дизентерия, бубонная чума, пневмония, туберкулез (ТБ), брюшной тиф и многие другие.

Если организм человека подвергается воздействию бактерий, которые организм не считает полезными, иммунная система атакует их. Эта реакция может привести к симптомам отека и воспаления, которые мы наблюдаем, например, в инфицированной ране.

В 1900 году пневмония, туберкулез и диарея были тремя основными причинами смерти в Соединенных Штатах. Методы стерилизации и антибиотики привели к значительному снижению смертности от бактериальных заболеваний.

Однако чрезмерное использование антибиотиков затрудняет лечение бактериальной инфекции. По мере мутации бактерий они становятся более устойчивыми к существующим антибиотикам, что затрудняет лечение инфекций. Бактерии трансформируются естественным образом, но чрезмерное использование антибиотиков ускоряет этот процесс.

«Даже если будут разработаны новые лекарства, без изменения поведения устойчивость к антибиотикам останется серьезной угрозой».

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

По этой причине ученые и органы здравоохранения призывают врачей не назначать антибиотики без крайней мытье, вакцинация и использование презервативов.

Недавние исследования привели к новым и растущим знаниям о том, как человеческий организм взаимодействует с бактериями, и особенно с сообществами бактерий, живущими в кишечном тракте, известными как кишечный микробиом или кишечная флора.

В 2009 году исследователи опубликовали результаты, свидетельствующие о том, что женщины с ожирением чаще имеют определенный вид бактерий, Selenomonas noxia ( S. noxia ) , во рту.

В 2015 году ученые из Университета Северной Каролины обнаружили, что кишечник людей с анорексией содержит «совсем другие» бактерии или микробные сообщества по сравнению с людьми, не страдающими этим заболеванием. Они предполагают, что это может иметь психологическое воздействие.

Более 2000 лет назад римский писатель Марк Теренций Варрон предположил, что болезни могут быть вызваны крошечными животными, парящими в воздухе. Он советовал людям избегать болотистых мест во время строительных работ, потому что там могут содержаться насекомые, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть глазом, которые проникают в тело через рот и ноздри и вызывают болезни.

В 17 веке голландский ученый Антони ван Левенгук создал однолинзовый микроскоп, с помощью которого он увидел то, что он назвал анималкулами, позже известными как бактерии. Он считается первым микробиологом.

В 19 веке химики Луи Пастер и Роберт Кох утверждали, что болезни вызываются микробами. Это было известно как теория микробов.

В 1910 году ученый Пауль Эрлих объявил о разработке первого антибиотика сальварсана. Он использовал его для лечения сифилиса. Он также был первым ученым, обнаружившим бактерии с помощью окраски.

В 2001 году Джошуа Ледербург ввел термин «кишечный микробиом», и в настоящее время ученые всего мира стремятся более точно описать и понять структуры, типы и использование «кишечной флоры» или бактерий в организме человека.

Ожидается, что со временем эта работа прольет новый свет на широкий спектр заболеваний.

Типы, характеристики, места обитания, опасности и многое другое

Бактерии — это микроскопические одноклеточные организмы, которые существуют миллионами в любой среде, как внутри, так и вне других организмов.

Некоторые бактерии вредны, но большинство служит полезной цели. Они поддерживают многие формы жизни, как растений, так и животных, и используются в промышленных и медицинских процессах.

Считается, что бактерии были первыми организмами, появившимися на Земле около 4 миллиардов лет назад. Самые старые известные окаменелости относятся к бактериоподобным организмам.

Бактерии могут использовать большинство органических и некоторые неорганические соединения в качестве пищи, а некоторые могут выживать в экстремальных условиях.

Растущий интерес к функциям кишечного микробиома проливает новый свет на роль бактерий в здоровье человека.

Бактерии — это одноклеточные организмы, не являющиеся ни растениями, ни животными.

Они обычно имеют длину несколько микрометров и существуют вместе в сообществах, насчитывающих миллионы.

Грамм почвы обычно содержит около 40 миллионов бактериальных клеток. Миллилитр пресной воды обычно содержит около одного миллиона бактериальных клеток.

По оценкам, Земля содержит не менее 5 нониллионов бактерий, и считается, что большая часть земной биомассы состоит из бактерий.

Существует множество различных типов бактерий. Один из способов их классификации — по форме. Есть три основных формы.

• Сферические: Бактерии в форме шара называются кокками, а отдельная бактерия – кокком. Примеры включают группу стрептококков, ответственных за «ангину».
• Палочковидные: известны как бациллы (единственная бацилла). Некоторые палочковидные бактерии изогнуты. Они известны как вибрион. Примеры палочковидных бактерий включают Bacillus anthracis ( B. anthracis ) или сибирскую язву.
• Спиральные: известны как спириллы (единственное число спирилл). Если их спираль очень тугая, они известны как спирохеты. Бактерии этой формы вызывают лептоспироз, болезнь Лайма и сифилис.

Каждая группа форм имеет множество вариаций.

Бактериальные клетки отличаются от клеток растений и животных. Бактерии — прокариоты, то есть у них нет ядра.

Бактериальная клетка включает:

• Капсула: Слой, находящийся снаружи клеточной стенки у некоторых бактерий.
• Клеточная стенка: Слой, состоящий из полимера, называемого пептидогликаном. Клеточная стенка придает бактериям форму. Он расположен вне плазматической мембраны. Клеточная стенка толще у некоторых бактерий, называемых грамположительными бактериями.
• Плазматическая мембрана: находится в клеточной стенке, вырабатывает энергию и транспортирует химические вещества. Мембрана проницаема, а значит, через нее могут проходить вещества.
• Цитоплазма: желеобразное вещество внутри плазматической мембраны, содержащее генетический материал и рибосомы.
• ДНК: содержит все генетические инструкции, используемые при развитии и функционировании бактерии. Он расположен внутри цитоплазмы.
• Рибосомы: Здесь производятся или синтезируются белки. Рибосомы представляют собой сложные частицы, состоящие из гранул, богатых РНК.
• Жгутик: используется для передвижения некоторых видов бактерий. Есть некоторые бактерии, которые могут иметь более одного.
• Пили: эти похожие на волосы придатки на внешней стороне клетки позволяют ей прикрепляться к поверхностям и передавать генетический материал другим клеткам. Это может способствовать распространению болезни среди людей.

Бактерии питаются по-разному.

Гетеротрофные бактерии, или гетеротрофы, получают энергию за счет потребления органического углерода. Большинство поглощает мертвый органический материал, такой как разлагающаяся плоть. Некоторые из этих паразитических бактерий убивают своего хозяина, а другие помогают ему.

Автотрофные бактерии (или просто автотрофы) производят себе пищу посредством:

• фотосинтеза с использованием солнечного света, воды и двуокиси углерода или
• хемосинтеза с использованием двуокиси углерода, воды и химических веществ, таких как аммиак, азот, сера и др.

Бактерии, использующие фотосинтез, называются фотоавтотрофами. Некоторые виды, например цианобактерии, выделяют кислород. Вероятно, они сыграли жизненно важную роль в создании кислорода в земной атмосфере. Другие, такие как гелиобактерии, не производят кислород.

Те, которые используют хемосинтез, известны как хемоавтотрофы. Эти бактерии обычно встречаются в жерлах океана и в корнях бобовых, таких как люцерна, клевер, горох, бобы, чечевица и арахис.

Поделиться на PinterestБактерии могут процветать даже в экстремальных условиях, таких как ледники.

Бактерии можно найти в почве, воде, растениях, животных, радиоактивных отходах, глубоко в земной коре, арктических льдах и ледниках, а также в горячих источниках. Бактерии обитают в стратосфере, на высоте от 6 до 30 миль в атмосфере, и в глубинах океана, на глубине до 32 800 футов или 10 000 метров.

Аэробы или аэробные бактерии могут расти только там, где есть кислород. Некоторые типы могут вызывать проблемы для окружающей среды человека, такие как коррозия, загрязнение, проблемы с прозрачностью воды и неприятные запахи.

Анаэробы, или анаэробные бактерии, могут расти только там, где нет кислорода. У людей это в основном желудочно-кишечный тракт. Они также могут вызывать газы, гангрену, столбняк, ботулизм и большинство стоматологических инфекций.

Факультативные анаэробы или факультативно-анаэробные бактерии могут жить как с кислородом, так и без него, но они предпочитают среду, где есть кислород. В основном они встречаются в почве, воде, растительности и некоторых нормальных растениях человека и животных. Примеры включают Сальмонелла .

Мезофилы, или мезофильные бактерии, являются бактериями, ответственными за большинство инфекций человека. Они процветают при умеренных температурах, около 37°C. Это температура человеческого тела.

Примеры включают Listeria Monocytogenes , Pesudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Стафилококка Aureus , Стрептокус Стрепптокус , 66, Стрепптокус.0027 и Clostridium kluyveri .

Кишечная флора человека, или кишечный микробиом, содержит полезные мезофильные бактерии, такие как диетические Lactobacillus acidophilus .

Экстремофилы, или экстремофильные бактерии, могут выдерживать условия, считающиеся слишком экстремальными для большинства форм жизни.

Термофилы могут жить при высоких температурах, от 75 до 80°C, а гипертермофилы могут выживать при температурах до 113°C.

Глубоко в океане бактерии живут в полной темноте у термальных жерл, где и температура, и давление высоки. Они делают себе пищу, окисляя серу, поступающую из недр земли.

К другим экстремофилам относятся:

• галофилы, обитающие только в соленой среде
• ацидофилы, некоторые из которых обитают в кислой среде вплоть до pH 0
• алкалифилы, обитающие в щелочной среде до pH 10,5 низкие температуры, например, в ледниках

Экстремофилы могут выжить там, где другие организмы не могут.

Бактерии могут размножаться и изменяться следующими способами:

• Бинарное деление: бесполая форма размножения, при которой клетка продолжает расти до тех пор, пока новая клеточная стенка не прорастет через центр, образуя две клетки. Они разделяются, образуя две клетки с одинаковым генетическим материалом.
• Перенос генетического материала: Клетки приобретают новый генетический материал посредством процессов, известных как конъюгация, трансформация или трансдукция. Эти процессы могут сделать бактерии более сильными и способными противостоять угрозам, таким как антибиотики.
• Споры: Когда у некоторых видов бактерий мало ресурсов, они могут образовывать споры. Споры содержат материал ДНК организма и ферменты, необходимые для прорастания. Они очень устойчивы к стрессам окружающей среды. Споры могут оставаться неактивными веками, пока не возникнут подходящие условия. Затем они могут реактивироваться и стать бактериями.
• Споры могут выживать в периоды воздействия окружающей среды, включая ультрафиолетовое (УФ) и гамма-излучение, высыхание, голодание, химическое воздействие и экстремальные температуры.

Некоторые бактерии производят эндоспоры или внутренние споры, в то время как другие производят экзоспоры, которые выделяются наружу. Они известны как кисты.

Clostridium является примером бактерии, образующей эндоспоры. Существует около 100 видов Clostridium , в том числе Clostridium botuliim ( C. botulinim ) или ботулизм, вызывающий потенциально смертельное пищевое отравление, и Clostridium difficile ( C. Difficile ), вызывающий колит и другие кишечные расстройства.

Бактерии часто считаются вредными, но многие из них полезны. Без них мы бы не существовали. Кислород, которым мы дышим, вероятно, был создан в результате деятельности бактерий.

Выживание человека

Многие бактерии в организме играют важную роль в выживании человека. Бактерии в пищеварительной системе расщепляют питательные вещества, такие как сложные сахара, в формы, которые организм может использовать.

Неопасные бактерии также помогают предотвратить болезни, занимая места, к которым стремятся прикрепиться патогенные или болезнетворные бактерии. Некоторые бактерии защищают нас от болезней, атакуя патогены.

Фиксация азота

Бактерии поглощают азот и выделяют его для использования растениями после гибели. Растениям для жизни нужен азот в почве, но сами они этого сделать не могут. Чтобы гарантировать это, многие семена растений имеют небольшой контейнер с бактериями, который используется, когда растение прорастает.

Пищевая технология

Поделиться на PinterestВ производстве сыра участвуют бактерии.

Молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus и Lactococcus , вместе с дрожжами и плесенью или грибками используются для приготовления таких пищевых продуктов, как сыр, соевый соус, натто (ферментированные соевые бобы), уксус, йогурт и соленья .

Ферментация не только полезна для сохранения продуктов, но и некоторые из этих продуктов могут быть полезны для здоровья.

Например, некоторые ферментированные продукты содержат типы бактерий, схожие с теми, которые связаны со здоровьем желудочно-кишечного тракта. Некоторые процессы ферментации приводят к образованию новых соединений, таких как молочная кислота, которые обладают противовоспалительным действием.

Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить пользу ферментированных продуктов для здоровья.

Бактерии в промышленности и научных исследованиях

Бактерии могут расщеплять органические соединения. Это полезно для таких видов деятельности, как переработка отходов и очистка разливов нефти и токсичных отходов.

Фармацевтическая и химическая промышленность использует бактерии при производстве некоторых химических веществ.

Бактерии используются в молекулярной биологии, биохимии и генетических исследованиях, поскольку они могут быстро расти и с ними относительно легко манипулировать. Ученые используют бактерии для изучения работы генов и ферментов.

Бактерии необходимы для производства антибиотиков.

Bacillus thuringiensis (Bt) — бактерия, которую можно использовать в сельском хозяйстве вместо пестицидов. Он не имеет нежелательных экологических последствий, связанных с использованием пестицидов.

Некоторые виды бактерий могут вызывать заболевания у людей, такие как холера, дифтерия, дизентерия, бубонная чума, пневмония, туберкулез (ТБ), брюшной тиф и многие другие.

Если организм человека подвергается воздействию бактерий, которые организм не считает полезными, иммунная система атакует их. Эта реакция может привести к симптомам отека и воспаления, которые мы наблюдаем, например, в инфицированной ране.

В 1900 году пневмония, туберкулез и диарея были тремя основными причинами смерти в Соединенных Штатах. Методы стерилизации и антибиотики привели к значительному снижению смертности от бактериальных заболеваний.

Однако чрезмерное использование антибиотиков затрудняет лечение бактериальной инфекции. По мере мутации бактерий они становятся более устойчивыми к существующим антибиотикам, что затрудняет лечение инфекций. Бактерии трансформируются естественным образом, но чрезмерное использование антибиотиков ускоряет этот процесс.

«Даже если будут разработаны новые лекарства, без изменения поведения устойчивость к антибиотикам останется серьезной угрозой».

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

По этой причине ученые и органы здравоохранения призывают врачей не назначать антибиотики без крайней мытье, вакцинация и использование презервативов.

Недавние исследования привели к новым и растущим знаниям о том, как человеческий организм взаимодействует с бактериями, и особенно с сообществами бактерий, живущими в кишечном тракте, известными как кишечный микробиом или кишечная флора.

В 2009 году исследователи опубликовали результаты, свидетельствующие о том, что женщины с ожирением чаще имеют определенный вид бактерий, Selenomonas noxia ( S. noxia ) , во рту.

В 2015 году ученые из Университета Северной Каролины обнаружили, что кишечник людей с анорексией содержит «совсем другие» бактерии или микробные сообщества по сравнению с людьми, не страдающими этим заболеванием. Они предполагают, что это может иметь психологическое воздействие.

Более 2000 лет назад римский писатель Марк Теренций Варрон предположил, что болезни могут быть вызваны крошечными животными, парящими в воздухе. Он советовал людям избегать болотистых мест во время строительных работ, потому что там могут содержаться насекомые, слишком маленькие, чтобы их можно было увидеть глазом, которые проникают в тело через рот и ноздри и вызывают болезни.