Значение бактерий в природе и жизни человека

Микроорганизмы являются важным звеном в круговороте веществ в природе, разлагают растительные и животные остатки, очищают загрязненные органикой водоемы. Без них не могла бы существовать жизнь на земле.

Микроорганизмы и наука

Изучением простейших микроскопических организмом занимается специальная наука микробиология. По определению ученых, микроорганизм — это мельчайшие формы жизни, преимущественно одноклеточные. Реже, но случаются и бесклеточные или многоклеточные микробы. Размеры этих форм жизни измеряются десятыми и сотыми частями миллиметров и никак не видимы невооруженному человеческому глазу. Биологи разделили микробы на группы: бактерии, мицелярные грибы, микроводоросли и дрожжи.

Микроскопические вирусы выделены в отдельную отрасль изучения, они не относятся к живым организмам, однако обнаружены формы, которые представляют собой нечто переходное между вирусом и бактерией. Их назвали риккетсии. Основная цель научных исследований — определить истинную роль микроорганизмов различных форм в жизни человека и обезопасить его здоровье.

Размножение бактерий

Условия, в которых происходит размножение бактерий разных видов, схожи между собой. Для этого им требуется тепло (от +15 С до +35 С), влажность, темнота и питательные вещества — такие условия бактерии находят на теле любого человека в области паха и подмышечных впадин. Некоторым бактериям даже не нужен кислород — анаэробные бактерии, развивающиеся внутри старых консервов, при попадании в организм  провоцируют развитие ботулизма. Холод делает бактерии малоподвижными, солнечный свет (ультрафиолет) разрушает бактерии также как и термообработка. Сухой теплый воздух высушивает бактерии, превращая их в споры, которые долгое время сохраняют способность к возобновлению своей деятельности при попадании в питательную среду.

Полезные бактерии в природе

Размножение бактерий

В дикой природе бактерии перерабатывают отходы животных, они ускоряют процесс их разложения и образования веществ, насыщающих почву, передающую эти вещества растениям. Без вмешательства бактерий поверхность всей планеты была бы покрыта толстым слоем не переработанных отходов. Эту ситуацию легко увидеть на мусорных свалках, где накопилось много отходов искусственного происхождения, которые не являются пищей для бактерий.  Вода из канализационных стоков больших городов проходит стадию очистки бактериями на очистительных станциях и подается в трубы водопровода. Без симбиоза с бактериями травоядные животные, так же как и люди, не смогли бы перерабатывать целлюлозу (растительную клетчатку) на глюкозу, дающую энергетический заряд всему телу. Простого пережевывания растительной пищи не достаточно для правильного расщепления растительной клетчатки, из которой организм способен синтезировать и усваивать многие витамины. Этот процесс необходим и при переваривании фруктовой мякоти, которая также имеет в своей структуре волокна,  особенно если речь идет о кожуре фрукта. Волокна, которые не способны переработать бактерии (обезвоженная оболочка растений, кора деревьев), становятся пищей для грибковой плесени.

Бактерии полезные для человека

Кисломолочные бактерии, попадающие в желудок вместе с кисломолочной продукцией, способствуют перевариванию и усваиванию питательных веществ содержащихся в молоке. К новорожденным детям такие бактерии передаются с молоком матери в первый же день, без этих бактерий сразу появляется дисбактериоз, который возникает как при отравлении, так и при отсутствии полезных бактерий.  Самое главное правило при назначении правильного лечения дисбактериоза у детей и взрослых это выявление причины его появления: после лечения антибиотиками в желудке отсутствуют полезные бактерии или не вырабатываются ферменты. У взрослых людей употребляющих свежее молоко часто возникает диарея, а при употреблении кисломолочных продуктов такое встречается редко. Почему? Пастеризованное молоко не содержит в себе живых кисломолочных бактерий, которые производители добавляют в продукцию только на втором этапе — переработки молока в кисломолочные продукты (кефир, творог, твердый сыр). Бактерии необходимы для заквашивания растительной пищи: только естественные процессы брожения бактерий позволяют без кипячения превратить свежую белокочанную капусту в квашеную, засолить на зиму огурцы или помидоры.

Бактерии, вредные для человека

Размножение бактерий

Болезнетворные бактерии опасны для человеческого организма, так как они являются переносчиками многих инфекционных заболеваний. Такие бактерии передаются от человека к человеку через ручки входных дверей и перила лестниц, поверхность немытых фруктов и овощей, при кашле или чиханье.

Гнилостные бактерии, проникнув в кишечник вместе с какой-то пищей, в процессе размножения выделяют большое количество газа, вызывая сильное вздутие живота, колики, чувство тошноты. Появляется чувство сильного давления на все внутренние органы. А при труднопроходимости пищи (запор) из-за такого вздутия кишечника на его стенках могут появиться разрывы – такие случаи не редки для травоядных животных, съевших подгнившие фрукты.

Строение

Для того чтобы правильно определить значение микроорганизмов в природе и в жизни человека, необходимо тщательно изучить строение их клеток, определяющее их функции. Как уже было сказано выше, подавляющее большинство организмов, о которых идёт речь, состоят всего из одной клетки. Форма их бывает различной: круглой, вытянутой, спиральной, кубической, С- и О-образной, тетраэдрической. Очертания влияют на то, в какой степени бактерия сможет прикрепиться к нужной поверхности, на способность двигаться и поглощать питательные вещества. Интересно, что некоторые виды домена, среда обитания которых содержит немного полезных для них компонентов, способны увеличивать площадь своей поверхности.

Читайте также:  Вред дрожжей для организма: миф или реальность

Это интересно: что такое фототрофы понятие и примеры.

Строение

К обязательным структурам клетки микроорганизмов относятся:

  1. Содержащая генетический материал строма — нуклеоид,
  2. Органоид трансляции биосинтеза белка — рибосома,
  3. Молекулярная структура белковой и липидной природы — цитоплазматическая мембрана.

Остальные составляющие, во многом определяющие роль микроорганизмов в природе и жизни человека, у различных их типов разнятся между собой.

К многоклеточным представителям царства относятся актиномицеты и нитчатые цианобактерии. Строение их предполагает наличие вышеописанных трёх компонентов, но деятельность возможна лишь при агрегации отдельных клеток воедино. Задачи, выполняемые в таком случае разными единицами, чётко разделены.

Строение

то интересно: чем живая природа отличается от неживой?

Общая характеристика царства грибы. Строение, питание и размножение грибов

Грибы относились к низшим растениям до конца XX века. В 1970 году они были окончательно выделены в отдельное царство Грибы, т.к. имеют ряд признаков, отличающих их от растений и сближающих с животными.

Общая характеристика

Царство грибы — это одноклеточные и многоклеточные организмы. В настоящее время систематики насчитали более 100 тыс. видов грибов.

Грибы — гетеротрофные организмы, не имеющие хлорофилла. Они занимают промежуточное положение между животными и растениями, так как характеризуются рядом свойств, сближающих их с животными и растениями.

Общие признаки грибов и животных:

  • В оболочке клеток есть хитин;
  • в качестве запасного продукта у них накапливается гликоген, а не крахмал;
  • в результате обмена образуется мочевина;
  • отсутствие хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов;

Общие признаки грибов и растений:

  • Неограниченный рост;
  • абсорбтивное питание, т.е. не заглатывание пищи, а всасывание;
  • наличие ярко выраженной клеточной стенки;
  • размножение спорами;
  • неподвижность;
  • способность синтезировать витамины.

Питание грибов

Грибы-сапрофиты питаются мертвыми органическими веществами, а паразиты могут обитать на растениях, животных и человеке. Имеются также переходные формы грибов (трутовики и др.), которые часть своей жизнедеятельности проводят как сапрофиты, а другую часть — как паразиты. Грибы-сапрофиты обитают на опавших листьях, древесине и перегное.

Многие виды царства Грибов живут в сожительстве (симбиозе) с водорослями и с высшими растениями. Взаимовыгодное сожительство мицелия грибов с корнями высших растений образует микоризу (например, подберезовик с березой, подосиновик с осиной).

Многие высшие растения (деревья, твердая пшеница и др.) не могут нормально расти без микоризы. Грибы получают от высших растений кислород, выделения корней и соединения, не содержащие азота.

Читайте также:  Краснуха во время беременности: симптомы, лечение, последствия

Грибы «помогают» высшим растениям усваивать труднодоступные вещества из перегноя, активизируя деятельность ферментов высших растений, способствуют углеводному обмену, фиксируют свободный азот, который в ряде соединений используется высшими растениями, дают им ростовые вещества, витамины и т.п.

Строение грибов

Строение грибов

Царство Грибы условно подразделяют на низшие и высшие. Основа вегетативного тела грибов — грибница, или мицелий. Грибница состоит из тонких нитей, или гиф, похожих на пушок. Эти нити находятся внутри субстрата, на котором обитает гриб.

Общая характеристика царства грибы. Строение, питание и размножение грибов

Чаще всего грибница занимает большую поверхность. Через мицелий происходит всасывание питательных веществ осмотическим путем. Грибница низших грибов либо разделяется на клетки, либо межклеточные перегородки отсутствуют.

Одно- или многоядерные клетки грибов в большинстве случаев покрыты тонкой клеточной оболочкой. Под ней находится цитоплазматическая мембрана, окутывающая цитоплазму.

В клетке грибов имеются ферменты, белки и такие органоиды (лизосомы), в которых протеолитическими ферментами расщепляются белки. Митохондрии имеют сходство с таковыми у высших растений. В вакуолях содержатся запасные питательные вещества: гликоген, липиды, жирные кислоты, жиры и др.

В съедобных грибах имеется много витаминов и минеральных солей. Примерно 50% сухой массы грибов составляют азотистые вещества, из которых на белки приходится около 30%.

Размножение грибов

Размножение грибов происходит бесполым путем:

  • Специализированными клетками — спорами;
  • вегетативно — частями мицелия, почкованием.

Процессу спорообразования может предшествовать половой процесс, который у грибов очень разнообразен.

Зигота может образовываться в результате слияния соматических клеток, специализированных на гаметы, и половых клеток — гамет (образующихся в половых органах — гаметангиях).

Образовавшаяся зигота прорастает сразу или после периода покоя и дает начало гифам с органами полового спороношения, в которых образуются споры.

Споры различных грибов распространяются насекомыми, различными животными, человеком и воздушными течениями.

Размножение грибов

Значение грибов в природе и жизни человека

Плесневые грибы поселяются на продуктах питания, в почве, на овощах и плодах. Они вызывают порчу доброкачественных продуктов (хлеба, овощей, ягод, фруктов и т.п.). Большинство этих грибов — сапрофиты. Однако некоторые плесневые грибы являются возбудителями заразных болезней человека, животных и растений. Например, гриб трихофитон вызывает стригущий лишай у человека и животных.

Всем хорошо известен одноклеточный гриб мукор, или белая плесень, который поселяется на овощах, хлебе и конском навозе. Первоначально белая плесень имеет пушистый налет, а со временем она чернеет, так как на грибнице образуются округлые головки (спорангии), в которых образуется огромное число спор темного цвета.

Из ряда родов плесени (пенициллин, аспергилл) получают антибиотики.

Живые организмы, относящиеся к сапрофитам

Живые организмы, относящиеся к сапрофитам
Живые организмы, относящиеся к сапрофитам

Сапрофиты – это бактерии и микроорганизмы, питающиеся останками животных, растений. Являясь низшими существами, почти все микроорганизмы безопасны для человека. Но есть и такие, которые могут причинить вред, например, пылевой клещ. Этот обитатель живет на любых поверхностях, питается пылью. Еще пример вредных бактерий – кишечная палочка, вызывающая тяжелые патологии при попадании внутрь живого организма. Вызывая инфекционное заболевание, палочка может спровоцировать пневмонию, менингит, сепсис – заболевания с высоким риском летального исхода.

Живые организмы, относящиеся к сапрофитам
Живые организмы, относящиеся к сапрофитам

Важно! Место обитания видов простейших – мертвые туши КРС, других животных. Несмотря на то, что организмы не питаются живыми тканями, пища все равно должна иметь органическую природу. Микроорганизмы никогда не поселяются в химических и прочих веществах – данная среда для них губительна. Именно поэтому меры профилактики от клеща, кишечной палочки включают обработку рук и влажную уборку с применением мыльных растворов.

Живые организмы, относящиеся к сапрофитам
Живые организмы, относящиеся к сапрофитам

Жизненный цикл организмов не отличается сложностью. В процессе симбиоза образуется жизнеспособная особь, способная к дальнейшему размножению спорами.

Живые организмы, относящиеся к сапрофитам
Живые организмы, относящиеся к сапрофитам

Строение человеческих вшей: виды и симптомы заражения

Живые организмы, относящиеся к сапрофитам

Непостоянная микрофлора

99% населения постоянно проживают в кишечнике. Они ярые приверженцы и помощники человека.

  • Основные полезные бактерии. Названия: бифидобактерии и бактероиды. Их подавляющее большинство.
  • Сопутствующие полезные бактерии. Названия: кишечная палочка, энтерококки, лактобактерии. Их количество должно составлять 1-9% от общего числа.
Читайте также:  Краснуха у детей: симптомы и лечение, профилактика, фото

Необходимо знать также, что при соответствующих негативных условиях все эти представители флоры кишечника (исключение – бифидобактерии) могут вызвать заболевания.

Примерно 1% в организме здорового индивидуума составляют так называемые условно-патогенные микробы. Они относятся к непостоянной микрофлоре. При нормальных условиях они выполняют определенные функции, не приносящие вред человеку, работают на благо. Но в определенной ситуации могут проявить себя в качестве вредителей. Это в основном стафилококки и различного рода грибы.

Слабый иммунитет, частые простудные заболевания, сонливость будут постоянными спутниками человека, если он не уделяет серьезного внимания микрофлоре организма.

При нарушенном балансе микрофлоры рассчитывать на естественное пополнение полезными бактериями биологической системы человека абсолютно нецелесообразно.

Существуют только два пути, позволяющие поддерживать микрофлору организма в нормальном состоянии. Первый – это постоянно поставлять органам человека полезные бактерии для нормальной жизнедеятельности, что называется «извне», второй – помогать собственным полезным бактериям существовать и размножаться в организме.

Полезные бактерии являются своеобразными стражами, поставленными природой для охраны организма человека. Присутствие полезной микрофлоры в кишечнике человека, правильный баланс полезных бактерий в соотношении с вредоносными бактериями, дает возможность защищать человека даже от появления раковых клеток.

Появляются полезные бактерии в организме человека с молоком матери в первые дни жизни новорожденного ребенка. Микрофлора каждого отдельного человека совершенно индивидуальна, уникальна.

Непостоянная микрофлора

Совет

Иногда применение отдельных лекарственных средств сводит пользу бактерий к минимуму. Получается, что одно лечим, другое калечим.

Именно после приема подобных лекарств (например,  антибиотиков) крайне важно за короткий срок провести восстановление необходимого количества полезных бактерий.

Современная жизнь затрудняет возможность  сохранить баланс микрофлоры в организме.  Постоянные стрессовые ситуации, лекарственные препараты, убивающие как болезнетворные, так и  полезные бактерии, невозможность или незнание необходимых продуктов питания, которые помогают восстановить баланс микрофлоры,  порождают многочисленные заболевания.

Пробиотиками считаются искусственно выращенные медицинским путем полезные бактерии, которые предназначены для успешной защиты организма человека. Нельзя утверждать, что создание пробиотиков является решением создавшейся проблемы.

Даже  прием пробиотиков на регулярной основе в течение двухнедельного курса совершенно не гарантирует успех.

Конечно, более правильным и  эффективным способом сохранить бактерии, приносящие пользу человеку, является создание благотворной среды обитания для «защитников организма». Пребиотики — это вещества, позволяющие благополучно выжить бактериям, приносящим пользу.

Пребиотики являются идеальной средой для полезных бактерий. Важными пребиотиками являются полисахарид инулин и клетчатка. Общеизвестно, что клетчаткой богаты все овощи, фрукты.

Наилучшим способом сохранения полезных свойств бактерий считается включение в рацион питания человека продуктов, богатых  клетчаткой. Клетчатка в рационе должна составлять приблизительно 60% . Прекрасным источником инулина можно считать спаржу, лук-порей, бананы, репчатый лук, артишоки.

Обратите внимание

Необходимо знать, что при употреблении пищи, обогащенной инулином, происходит быстрое восстановление полезных для организма человека бактерий.

Роль бактерий в превращении фосфора, железа и серы

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

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

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

Роль бактерий в превращении фосфора, железа и серы

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

Рис. 10. Зелёные серобактерии в колонне Виноградского.