Бактерии

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
БА БВ БД БЕ БЁ БЖ БЗ БИ БЛ БО БП БР БУ БХ БЫ БЬ БЭ БЮ БЯ
БАА
БАБ
БАВ
БАГ
БАД
БАЕ
БАЖ
БАЗ
БАИ
БАЙ
БАК
БАЛ
БАМ
БАН
БАО
БАП
БАР
БАС
БАТ
БАУ
БАФ
БАХ
БАЦ
БАЧ
БАШ
БАЩ
БАЯ

Бактерии (греч. bakterion — палочка), большая группа (тип) микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов, обладающих клеточной стенкой, содержащих много дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), имеющих примитивное ядро, лишённое видимых хромосом и оболочки, не содержащих, как правило, хлорофилла и пластид, размножающихся поперечным делением (реже перетяжкой или почкованием). Подавляющее число видов Бактерии имеет палочковидную форму. Однако к Бактерии относят также микроорганизмы, имеющие шаровидную, нитевидную или извитую форму. Бактерии разнообразны по своей физиологии, биохимически очень активны и распространены в почве, воде, грунте водоёмов и пр. Бактерии не представляют единой группы, а возникли разными путями. Некоторые Бактерии (например, нитчатые, азотобактер и др.) близки к синезелёным водорослям, др. Бактерии родственны лучистым грибкам — актиномицетам, спирохеты и некоторые др. Бактерии имеют сходство с одноклеточными животнымипростейшими.

Кислотоустойчивые палочки проказы. Бактерии.

Кислотоустойчивые палочки проказы.

Бактерии участвуют в круговороте веществ в природе, некоторые из них вызывают заболевания человека, животных или растений, применяются в различных отраслях микробиологической промышленности. Науку, изучающую Бактерии, называют бактериологией. Это составная часть более широкой дисциплинымикробиологии, в задачу которой входит изучение всех сторон жизнедеятельности не только Бактерии, но и других микроорганизмов (дрожжи, плесневые грибы, микроскопические водоросли).

Метахроматин в клетках возбудителя дифтерии. Бактерии.

Метахроматин в клетках возбудителя дифтерии.

  Человек использовал Бактерии, ещё не зная об их существовании. С помощью заквасок, содержащих Бактерии, приготовляли кисломолочные продукты, уксус, тесто и т.д. Впервые Бактерии увидел А. Левенгук — создатель микроскопа, исследуя растительные настои и зубной налёт. К концу 19 — началу 20 вв. было выделено большое число Бактерии, обитающих в почве, воде, пищевых продуктах и т.п., были открыты многие виды болезнетворных Бактерии Классические исследования Л. Пастера в области физиологии Бактерии послужили основой для изучения у них обмена веществ. Вклад в исследование Бактерии внесли русские и советские учёные С. Н. Виноградский, В. Л. Омелянский, Бактерии Л. Исаченко, выяснившие роль Бактерии в круговороте веществ в природе, который делает возможной жизнь на Земле. Это направление в микробиологии неразрывно связано с развитием геологии, биогеохимии, почвоведения, с учением В. И. Вернадского о биосфере.

Крупные изогнутые клетки (спириллы) с зёрнами метахроматина. Бактерии.

Крупные изогнутые клетки (спириллы) с зёрнами метахроматина.

Морфология и систематика Бактерии Размер, форма, строение, подвижность Бактерии Диаметр шаровидных Бактерии обычно равен 1—2 мкм, ширина палочковидных форм колеблется от 0,4 до 0,8 мкм, длина равна 2—5 мкм. Реже встречаются очень крупные Бактерии Так, серобактерия Thiophysa macrophysa имеет 20 мкм в диаметре, нити других серобактерий (Beggiatoa) видны невооружённым глазом. Есть также очень мелкие Бактерии, например Bdellovibrio, паразитирующие на Бактерии обычных размеров. Некоторые Бактерии, например возбудители плевропневмонии рогатого скота, столь мелки, что невидимы в оптический микроскоп. Шаровидные бактерии называются кокками, если же они располагаются попарно, — диплококками (рис. 1). Если кокки размножаются поперечным делением и после деления остаются соединёнными, образуя цепочки, то их называют стрептококками (рис. 2, 12). При делении клеток в трёх взаимно перпендикулярных направлениях образуются пакеты клеток, типичные для сарцин (рис. 3). При делении кокков в различных плоскостях возникают скопления клеток в виде грозди винограда, что характерно для стафилококков (рис. 4). Палочковидные Бактерии, образующие споры, называются бациллами. Палочковидные формы могут иметь «обрубленные» или выпуклые концы (рис. 5) и располагаются отдельно или, реже, в виде цепочки (рис. 6). Бактерии, образующие длинные нити, — нитчатые бактерии, обитают преимущественно в воде. Бактерии в форме запятой — вибрионы (рис. 7), извитые формы с грубыми спиральными завитками — спириллы (рис. 8), с несколькими равномерными тонкими завитками — спирохеты (рис. 9).

Рис. 1 к ст. Бактерии. Диплококки. Бактерии.

Рис. 1 к ст. Бактерии. Диплококки.

Рис. 2 к ст. Бактерии. Стрептококки. Бактерии.

Рис. 2 к ст. Бактерии. Стрептококки.

Рис. 3 к ст. Бактерии. Сарцины. Бактерии.

Рис. 3 к ст. Бактерии. Сарцины.

Рис. 4 к ст. Бактерии. Стафилококки. Бактерии.

Рис. 4 к ст. Бактерии. Стафилококки.

Рис. 5 к ст. Бактерии. Бациллы. Бактерии.

Рис. 5 к ст. Бактерии. Бациллы.

Рис. 6 к ст. Бактерии. Бациллы. Бактерии.

Рис. 6 к ст. Бактерии. Бациллы.

Рис. 7 к ст. Бактерии. Вибрионы. Бактерии.

Рис. 7 к ст. Бактерии. Вибрионы.

Рис. 8 к ст. Бактерии. Спириллы. Бактерии.

Рис. 8 к ст. Бактерии. Спириллы.

Рис. 9 к ст. Бактерии. Спирохеты. Бактерии.

Рис. 9 к ст. Бактерии. Спирохеты.

  Все Бактерии имеют клеточную стенку (рис. 25, 26, 28). Она отчётливо видна при помещении Бактерии в раствор поваренной соли; при этом содержимое клетки сжимается и отстаёт от стенки — наступает плазмолиз (рис. 10). У ряда Бактерии стенка окружена слизистой капсулой (рис. 27), присутствие которой может быть установлено при помещении таких Бактерии в раствор туши (рис. 11). При электронной микроскопии видно, что клеточная стенка состоит из нескольких слоев (обычно трёх). В её состав входят мураминовая кислота, аминокислоты, липиды, глюкозамин и другие соединения. Химический состав клеточной стенки у разных систематических групп, а также у Бактерии, окрашивающихся и не окрашивающихся по Граму, различен. Большую роль в обмене веществ играет цитоплазматическая мембрана, находящаяся под клеточной стенкой. В мембране (рис. 25, 28) сосредоточены многочисленные ферментные системы бактериальной клетки. В цитоплазме имеются рибосомы, в состав которых входит РНК. Содержание нуклеиновых кислот у Бактерии колеблется от 10 до 22% при разном отношении РНК/ДНК (у кишечной палочки оно равно 2). С помощью электронного микроскопа установлено присутствие в клетке Бактерии нитей ДНК, образующих ядро, лишённое оболочки, — т. н. нуклеоид (рис. 25, 26, 28). Строение ядра неодинаково у различных Бактерии Так, у «высших», более сложно организованных Бактерии (Myxobacteriales, Hyphomycrobiales), ядра легко могут быть обнаружены при микроскопии окрашенных препаратов в оптическом микроскопе (рис. 1). У многих Бактерии цитоплазма уплотнена на концах клеток и образует окрашивающиеся полярные зёрна (рис. 13; рис. 2). Клетки Бактерии содержат запасные вещества: жировые включения (рис. 5), зёрна гликогена, метахроматина (рис. 4), гранулёзы (рис. 6), а также вакуоли, содержащие жидкость или газ. В отличие от грибов, Бактерии не содержат митохондрий, что свидетельствует о более примитивном строении Бактерии Многие Бактерии подвижны. Обычно такие формы имеют длинные жгутики, состоящие из сократительного белка (рис. 14). Благодаря волнообразным и спиральным движениям жгутиков клетка Бактерии перемещается. Виды с одним жгутиком на полюсе клетки наз. монотрихами (рис. 15), клетки, имеющие пучок жгутиков на конце, — лофотрихами (рис. 16), Бактерии, у которых жгутики расположены по всей поверхности тела, — перитрихами (рис. 17). У миксобактерий, которые также подвижны, жгутиков нет, и они передвигаются в результате набухания в окружающей среде слизи, выделяемой клетками (реактивный способ движения).

Рис. 10 к ст. Бактерии. Плазмолиз. Бактерии.

Рис. 10 к ст. Бактерии. Плазмолиз.

Рис. 11 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 11 к ст. Бактерии.

Рис. 12 к ст. Бактерии. Стрептококки. Бактерии.

Рис. 12 к ст. Бактерии. Стрептококки.

Рис. 13 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 13 к ст. Бактерии.

Рис. 14 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 14 к ст. Бактерии.

Рис. 15 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 15 к ст. Бактерии.

Рис. 16 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 16 к ст. Бактерии.

Рис. 17 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 17 к ст. Бактерии.

Рис. 25 к ст. Бактерии. Клетка золотистого стафилококка: а — клеточная стенка; б — цитоплазматическая мембрана; в — нуклеоид; г — мембранные структуры внутри нуклеоида. Бактерии.

Рис. 25 к ст. Бактерии. Клетка золотистого стафилококка: а — клеточная стенка; б — цитоплазматическая мембрана; в — нуклеоид; г — мембранные структуры внутри нуклеоида.

Рис. 26 к ст. Бактерии. Образование поперечной перегородки в делящейся клетке гемолитического стрептококка: а — образующаяся перегородка; б — нуклеоид; в — клеточная стенка. Бактерии.

Рис. 26 к ст. Бактерии. Образование поперечной перегородки в делящейся клетке гемолитического стрептококка: а — образующаяся перегородка; б — нуклеоид; в — клеточная стенка.

Рис. 27 к ст. Бактерии. Слизистая капсула (а) у цисты азотобактера. Бактерии.

Рис. 27 к ст. Бактерии. Слизистая капсула (а) у цисты азотобактера.

Рис. 28 к ст. Бактерии. Клетка молочнокислой бактерии; а — внутрицитоплазматические мембранные структуры (мезосомы); б — клеточная стенка; в — цитоплазматическая мембрана. Бактерии.

Рис. 28 к ст. Бактерии. Клетка молочнокислой бактерии; а — внутрицитоплазматические мембранные структуры (мезосомы); б — клеточная стенка; в — цитоплазматическая мембрана.

Рис. 29 к ст. Бактерии. Жгутик кишечной палочки. Бактерии.

Рис. 29 к ст. Бактерии. Жгутик кишечной палочки.

  Жизненный цикл. Изменение морфологии клеток Бактерии во времени даёт представление об их жизненном цикле. Так, многие аэробные и анаэробные Бактерии образуют овальные или круглые блестящие споры. Такие виды Бактерии называются спороносными (или бациллами). Если споры крупные и располагаются в центре клетки, то палочка приобретает веретенообразную форму (рис. 20); у других видов спора располагается на конце палочки, и тогда последняя приобретает форму булавы (рис. 19) или барабанной палочки. У многих спороносных бактерий диаметр споры невелик, и поэтому при образовании споры сохраняется палочковидная форма Бактерии (рис. 18, 21). В дальнейшем остатки вегетативной клетки разрушаются, и спора становится свободной (рис. 22). В каждой клетке образуется только одна спора и, следовательно, спорообразование нельзя рассматривать как размножение. Споры Бактерии очень устойчивы к действию высокой температуры и ядовитых веществ. Попав в благоприятную питательную среду, споры прорастают и из них выходят молодые палочковидные вегетативные клетки (рис. 23). Цикл развития Бактерии может быть различным. Так, микобактерии размножаются как делением, так и почкованием (рис. 25). У миксобактерий вегетативные клетки сжимаются, сокращаются и образуют круглые или овальные микроцисты (см. Циста), которые потом могут прорастать (рис. 24). Соединённые слизью микроцисты образуют тела шаровидной, грибовидной или коралловидной формы зелёного, розового или иного цвета. В процессе роста Бактерии могут образовывать фильтрующиеся формы, проходящие через фильтры и дающие в дальнейшем культуры, сходные или тождественные с теми, в которых они возникли.

Рис. 18 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 18 к ст. Бактерии.

Рис. 19 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 19 к ст. Бактерии.

Рис. 20 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 20 к ст. Бактерии.

Рис. 21 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 21 к ст. Бактерии.

Рис. 22 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 22 к ст. Бактерии.

Рис. 23 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 23 к ст. Бактерии.

Рис. 24 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 24 к ст. Бактерии.

  Изменчивость, физиологические и морфологические свойства Бактерии могут подвергаться изменениям. Бактерии могут утратить подвижность, способность образовывать пигменты, давать споры, усиливать или уменьшать способность к синтезу различных органических соединений, изменять форму и строение колоний на плотных питательных средах и т.д. Эти изменения могут происходить самопроизвольно, т. е. без применения соответствующих внешних воздействий. Значительно больше измененных форм возникает в результате применения мутагенов (ультрафиолетовые лучи, ионизирующая радиация, этиленимин или других химических вещества). Каждое свойство Бактерии связано с ДНК, т. е. контролируется соответствующим геном. Благодаря успехам генетики микроорганизмов установлено местоположение многих генов в нити ДНК (см. Генетические карты хромосом). Выделив ДНК из клеток-мутантов и добавив её в культуру другого штамма, можно вызвать (в результате проникновения ДНК внутрь клеток) наследственные изменения, называются трансформацией. С помощью мутагенов могут быть получены мутанты, ценные в практическом отношении, в том числе образующие большее количество различных антибиотиков, аминокислот, витаминов и других биологически активных веществ. С помощью мутантов Бактерии были расшифрованы пути биосинтеза различных органических соединений. Постепенно меняя среду обитания Бактерии, можно адаптировать их к новым условиям существования. Так были получены формы, устойчивые к различным ядам, развивающиеся при необычной температуре или реакции среды, и т.п.; так появляются устойчивые к некоторым антибиотикам формы болезнетворных Бактерии

  Систематика. Для выяснения систематич. положения Бактерии определяют их размеры, морфологию клеток, характер роста чистой культуры на разных питат. средах, форму, цвет и характер поверхности колоний, вырастающих на плотных средах. Устанавливают также характер разжижения Бактерии желатины (рис. 30), способность их свёртывать молоко, сбраживать различные углеводы, восстанавливать нитраты, ооразовывать аммиак, сероводород и индол при разложении белков и т.п. В дальнейшем, имея характеристику выделенной культуры, определяют её систематическое положение. Бактерии подразделяют на три класса. Первый класс — Eubacteria — объединяет Бактерии, имеющих плотную клеточную стенку и не образующих плодовых тел. В этом классе различают следующие порядки: 1) Eubacteriales — одноклеточные кокки, неветвящиеся палочки и спирально извитые формы; к этому порядку относятся все неспороносные и спороносные Бактерии, фото-синтезирующие Бактерии, спирохеты и др.; 2) Trichobacteriales — многоклеточные нитчатые Бактерии с поперечными перегородками; 3) Ferribacteriales — одноклеточные не нитчатые автотрофные железобактерии; 4) Thiobacteriales — одноклеточные автотрофные серобактерии. Второй класс — Myxobacteria — объединяет Бактерии с тонкой клеточной стенкой и реактивным характером движения, образующие микроцисты и плодовые тела различной формы. К третьему классу — Hyphomicrobiales — относят клетки, дающие длинные нити, на концах которых образуются почки; отделившиеся почки подвижны. Сов. систематики выделяют на основании эволюционных (филогенетических) данных большие группы, объединяющие родственные формы. Так, например, ветвящиеся микобактерии не выделяются в самостоятельную группу, а объединены с актиномицетами.

Рис. 30 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 30 к ст. Бактерии.

Физиология Бактерии Рост, размножение, развитие. После деления Бактерии каждая из двух дочерних бактериальных клеток начинает расти и достигает размеров материнской. В этом случае говорят о росте отдельной клетки. Размножение клеток, составляющих популяцию, приводит к увеличению общего числа клеток. В этом случае говорят о росте культуры. При росте культуры в жидкой питательной среде последняя становится мутной; чем больше клеток в культуре, тем она мутнее. Об интенсивности роста судят на основании подсчёта клеток в 1 мл культуры с помощью микроскопа или определяют с помощью нефелометра степень мутности питательной среды. Определяя количество клеток в разные периоды роста культуры, можно получить кривую роста, отражающую несколько фаз: вначале клетки не размножаются, затем начинают делиться, причём скорость размножения всё время возрастает; далее наступает фаза, для которой характерна постоянная скорость деления клеток; затем эта скорость уменьшается и наступает отмирание клеток. Для получения максимального количества клеток Бактерии выращивают в условиях т. н. проточной культуры; при этом из сосуда, в котором размножаются Бактерии, вытекает определенный объём культуры; одновременно в сосуд добавляется в таком же количестве свежая стерильная питательная среда. При размножении Бактерии не в проточных, а в стационарных условиях происходит изменение питательной среды и накопление в ней продуктов жизнедеятельности Бактерии, вследствие чего меняются и их физиологические особенности. Так, молодые клетки Clostridium acetobutylicum не способны образовывать ацетон; это свойство они приобретают в более старой культуре. Если спороносных Бактерии выращивать в условия проточной культуры, они будут делиться, но не будут давать спор. При выращивании Бактерии на плотных питательных средах они образуют скопления клеток разных размеров, формы, цвета, называемые колониями.

Клетки уксуснокислых бактерий с зёрнами метахроматина. Бактерии.

Клетки уксуснокислых бактерий с зёрнами метахроматина.

  Питание. В состав клеток Бактерии входят те же биогенные элементы и микроэлементы, что и в состав клеток высших растений и животных. Это С, N, О, Н, S, Р, К, Mg, Ca, Cl, Fe н др. Помимо белка, углеводов и жиров, Бактерии содержат также РНК и большое количество ДНК. Все эти вещества могут быть синтезированы только из веществ, содержащихся в окружающей среде. Как правило, через полупроницаемую клеточную стенку и цитоплазматическую мембрану внутрь Бактерии проходят только растворимые вещества. Под действием гидролитических ферментов, поступающих из бактериальных клеток наружу, происходит разложение более сложных веществ (например, крахмала, целлюлозы) с образованием растворимых продуктов (например, моносахаров), усваиваемых Бактерии В качестве источника азота Бактерии могут усваивать белки, аминокислоты, аммонийные соли, нитраты. Разные виды Бактерии способны утилизировать различные источники азота. Ранее считали, что некоторые патогенные (болезнетворные) и молочнокислые Бактерии могут развиваться лишь в питательных средах с белками. В дальнейшем выяснилось, что источником азота для таких Бактерии могут служить аммонийные соли. Существует много видов Бактерии из разных систематических групп, которые способны усваивать не только азот тех или иных азотсодержащих веществ, но и фиксировать азот атмосферы. К таким азотфиксирующим микроорганизмам относятся азотобактерии, микобактерии, пурпурные фотосинтезирующие Бактерии, а также клубеньковые бактерии (см. Азотфиксация). Источниками минерального питания для Бактерии служат соли Р, S, Cl, К, Fe, Na, Ca; многие виды нуждаются также в микроэлементах (Mo, Мn, Си, В, V и др.). Для размножения Бактерии необходимы также факторы роста микроорганизмов, к которым относятся витамины группы В, биотин, пантотеновая кислота, фолиевая кислота и др. Бактерии, способные синтезировать эти вещества, называются ауксоавтотрофами. К ним относятся псевдомоносы и многие другие неспороносные Бактерии При выращивании Бактерии, не способных к синтезу факторов роста, их добавляют в питательную среду. Такие Бактерии называются а у ксогетеротрофам и, к ним относятся, например, различные молочнокислые Бактерии Источниками углерода для Бактерии могут служить углеводы, спирты, органические кислоты, лигнин, хитин, углеводороды, жиры и др. Способность усваивать углерод из тех или иных источников у разных видов Бактерии варьирует, и этим пользуются для целей систематики. Бактерии, усваивающие углерод органических соединений, называются гетеротрофными. Бактерии, усваивающие углерод углекислого газа атмосферы, называются автотрофными. Виды, использующие для фиксации углекислоты энергию солнечных лучей, наз. фотоавтотрофами. Группа Бактерии, получающих энергию в результате окисления таких неорганических веществ, как аммиак, нитриты, сера, водород и др., способных усваивать углекислоту за счёт энергии, освобождающейся при окислении указанных неорганических соединений, называются хемоавтотрофам и, а сам процесс ассимиляции двуокиси углерода, открытый выдающимся русским микробиологом С. Н. Виноградским, — хемосинтезом.

Включения запасного вещества — гранулёзы (окрашивается иодом в синий цвет) в клетках анаэробной бактерии во время образования ею спор. Бактерии.

Включения запасного вещества — гранулёзы (окрашивается иодом в синий цвет) в клетках анаэробной бактерии во время образования ею спор.

Дыхание и обмен веществ. Синтез веществ, входящих в состав бактериальной клетки, её подвижность и другие процессы сопровождаются тратой энергии. Большинство Бактерии получает энергию путём окисления органических веществ, хемоавтотрофные — в результате окисления неорганических соединений, фотосинтезирующие Бактерии используют энергию солнечных лучей. Бактерии, способные расти только в присутствии кислорода, называются аэробами, растущие в отсутствие кислорода, — анаэробами. При аэробном дыхании происходит окисление органических соединений с выделением углекислого газа. Если же окисление идёт не до конца, то в среде накапливаются промежуточные продукты. Такие процессы называются окислительными брожениями (например, уксуснокислое брожение). Разложение органических веществ в анаэробных условиях с освобождением энергии называются брожением. При сбраживании углеводов различными Бактерии могут образовываться: молочная или масляная кислота, этиловый, пропиловый или бутиловый спирт, ацетон и другие вещества. Ряд биохимических процессов (гликолиз, транспорт электронов, цикл Кребса, синтез аминокислот, белков, нуклеиновых кислот и др.) протекает у Бактерии почти так же, как в клетках растений и животных. Специфическое особенности обмена веществ Бактерии — высокая биохимическая активность, способность окислять неорганические соединения серы, азота (аммиак) и др., синтезировать белок, используя в качестве исходного продукта фенол, метан и другие углеводороды, окислять водород, фиксировать азот атмосферы, синтезировать ферменты, разлагающие целлюлозу или лигнин, образовывать метан из углекислоты и водорода и др. — исключительно ценны в практическом отношении.

Ядра в клетках миксобактерии Polyangium; клетки размножаются перетяжкой. Бактерии.

Ядра в клетках миксобактерии Polyangium; клетки размножаются перетяжкой.

Экология Бактерии Распространение. Бактерии относятся к космополитам. Одни и те же виды Бактерии можно найти на всех материках, т. е. почти повсеместно. Количество их в почве, воде и других средах определяют прямым подсчётом клеток в окрашенном препарате либо посевом на разные питательные среды. В 1 г почвы содержатся сотни тысяч или миллионы бактерий; в 1 мл воды — десятки или сотни клеток. Сильное влияние на бактериальную микрофлору оказывают экологические условия. Так, окультуренные почвы не только содержат больше Бактерии, чем, например, почвы пустынь, но и различаются по видовому составу микрофлоры. Современной микробиологии известно не более 1/10 части Бактерии, существующих в природе. Применение методов капиллярной и электронной микроскопии препаратов почвы позволило обнаружить много новых видов Бактерии Развиваясь в самых разных экологических условиях, Бактерии в процессе эволюции приспособились к ним. Так возникли термофильные Бактерии, обитающие в воде горячих источников, в разогревающихся кучах торфа или навоза, психрофильные формы, живущие при низкой температуре в воде полярных морей, галофильные Бактерии, способные размножаться в среде, содержащей до 20% поваренной соли, ацидофильные и алкалофильные Бактерии, растущие в очень кислой или сильно щелочной среде, и т.д. Широкое распространение в природе определенных источников углерода или азота привело в ходе эволюции к физиологической конвергенции, т. е. появлению у представителей различных систематических групп Бактерии способности усваивать биогенный элемент из одного источника. Так, Бактерии, фиксирующие атмосферный азот, принадлежат к различным классам, порядкам и семействам; А; способностью утилизировать целлюлозу обладают многие Бактерии, далёкие в систематическом отношении. Между разными видами. Бактерии, с одной стороны, и другими микроорганизмами, растениями или животными — с другой, могут существовать как антагонистические (см. Антагонизм), так и симбиотические (см. Симбиоз) отношения. Некоторые Бактерии образуют пигменты, антибиотики или органические кислоты, угнетающие жизнедеятельность других Бактерии, грибов, водорослей, одноклеточных и некоторых клеток многоклеточных животных. Бактериальные вирусы — бактериофаги — проникают внутрь Бактерии и, размножаясь в них, вызывают гибель и лизис микроорганизмов. При симбиотических, т. е. основанных на взаимной пользе, отношениях один вид Бактерии может потреблять продукты жизнедеятельности другого вида, накопление которых в культуральной жидкости тормозит рост последнего. В свою очередь симбионт может выделять в среду добавочные факторы роста, необходимые другому виду. Бактерии, обитающие в кишечнике животных или человека и питающиеся за счёт содержимого кишечника, образуют ферменты, необходимые для пищеварения, а также ряд веществ, крайне важных для жизни хозяина (незаменимые аминокислоты, различные витамины и др.).

Гигантские формы бактерий, возникающие при неблагоприятных условиях жизни. Бактерии.

Гигантские формы бактерий, возникающие при неблагоприятных условиях жизни.

Роль Бактерии в круговороте веществ в природе. Минерализуя растительные и животные остатки, микроорганизмы участвуют в круговороте всех химических элементов, входящих в состав живых клеток. Так, источником углерода для высших растений и хемоавтотрофных Бактерии служит углекислота атмосферы, фиксируемая в процессе фотоили хемосинтеза. Биомасса растений и животных разлагается микроорганизмами, способными утилизировать целлюлозу, пентозы, крахмал, лигнин, пектиновые вещества, в конечном итоге до углекислоты и воды (рис. 31).

Рис. 31 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 31 к ст. Бактерии.

  Так же велика роль микроорганизмов, в том числе Бактерии, в круговороте азота. Животные, питаясь растениями, синтезируют белок и другие азотсодержащие продукты своего тела за счёт белка растений. При минерализации животного и растительного белка гнилостные Бактерии образуют аммиак, который окисляется нитрифицирующими Бактерии в нитриты и затем в нитраты. Как аммонийные соли, так и нитраты служат источником азотистого питания для высших растений, синтезирующих при этом белки своего тела (рис. 32). Минерализующая способность Бактерии обеспечивает круговорот и других биогенных элементов. Разрушая органические соединения фосфора (нуклеиновые кислоты и др.), они обогащают минеральными соединениями фосфора водоёмы и почву. Под влиянием Бактерии происходит минерализация и органических соединений серы. Серные Бактерии могут окислять сероводород, серу или некоторые её соединения до серной кислоты, другие способны восстанавливать сульфаты с образованием сероводорода. Бактерии осуществляют окисление железа и марганца, отложение солей кальция, окисление метана и водорода, разрушение горных пород продуктами жизнедеятельности и др. Всё это позволяет считать Бактерии мощными геологическими деятелями.

Рис. 32 к ст. Бактерии. Бактерии.

Рис. 32 к ст. Бактерии.

Практическое значение. Бактерии служат излюбленными объектами для решения общих вопросов генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др. Культуры Бактерии применяются для количественного определения аминокислот, витаминов, антибиотиков. Плодородие почв в значительной мере связано с жизнедеятельностью Бактерии, минерализующих растительные и животные остатки с образованием соединений, усваиваемых с.-х. растениями. Вместе с тем, синтезируя живое вещество клеток, Бактерии накапливают большие количества органических соединений в почве. В верхних слоях окультуренной почвы на площади в 1 га содержится несколько т бактериальных клеток. Живущие в почве азотфиксирующие Бактерии обогащают почву азотом. Исключительно велика роль клубеньковых бактерий, фиксирующих газообразный азот. Заражение семян бобовых растений нитрагином — препаратом, содержащим клетки клубеньковых Бактерии (см. Бактериальные удобрения), повышает урожай растений и накопление азота в почве. С помощью Бактерии, сбраживающих пектиновые вещества, осуществляют мочку льна, конопли, кенафа и других лубяных культур. Разные виды Бактерии применяют при получении из молока кисломолочных продуктов, масла и сыра.

Клетки спороносной бактерии с крупными каплями жира. Бактерии.

Клетки спороносной бактерии с крупными каплями жира.

  В микробиологической промышленности с помощью соответстветствующих видов Бактерии получают из крахмалсодержащего или другого сырья молочную кислоту, ацетон, этиловый, бутиловый и иные спирты, кровезаменитель декстран, диацетил, антибиотики (грамицидин и др.), витамины, аминокислоты и др. Особенно широко применяются Бактерии для получения ферментных препаратов (амилазы, протеазы и др.). В результате размножения Бактерии, образующих молочную кислоту из углеводов, квашеная капуста, силос, солёные огурцы не гниют, т.к. кислая реакция мешает развитию гнилостных Бактерии Окисляющие серу Бактерии применяют для бактериального выщелачивания меди и ряда других металлов из содержащих их пород. Помещая способные усваивать газоооразные углеводороды Бактерии в сосуды, зарываемые затем в почву, можно на основании роста Бактерии заключать, имеется ли в этой местности нефть или природный газ. С многими видами Бактерии приходится вести серьёзную борьбу, предохраняя от порчи и разрушения ими зерно, овощи, фрукты, все пищевые продукты, разные виды сырья, материалов и изделий (текстиль, картон, канаты, рыболовные сети, изоляция кабеля и мн. др.). Многие болезни человека вызываются патогенными Бактерии К таким болезням относятся различные эпидемического заболевания (холера, брюшной тиф, паратифы, чума, дифтерия, туляремия, бруцеллёз), а также туберкулёз, заражение крови (сепсис), проказа, сифилис и др. У животных Бактерии вызывают сап, сибирскую язву, туберкулёз и др. Многие болезни как культурных, так и диких растений вызывают т. н. фитопатогенные Бактерии (см. Бактериальные болезни растений). Борьба с болезнетворными Бактерии основывается на асептике и антисептике, на применении бактериостатических веществ и бактерицидных веществ (см. Антибиотики, Химиотерапия).

Полярные зёрна («шапочки»); четко окрашиваются у многих неспороносных бактерий. Бактерии.

Полярные зёрна («шапочки»); четко окрашиваются у многих неспороносных бактерий.

 

  Лит.: Красильников Н. А., Определитель бактерий и актиномицетов, М.—Л., 1949; Исаченко Бактерии Л., Избранные труды, т. 1—2, М.—Л., 1951; Виноградский С. Н., Микробиология почвы, М., 1952; Кузнецов С. И., Роль микроорганизмов в круговороте веществ в озерах, М., 1952; Имшенецкий А. А., Микробиология целлюлозы, М., 1953; Омелянский В. Л., Избранные труды, т. 1—2, М., 1953; Анатомия бактерий, пер. с англ., М., 1960; Работнова И. Л., Общая микробиология, М., 1966; Clifton С. Е., Introduction to bacterial physiology, N. Y., 1957; Gunsalus 1. С. and Stanier R. J., The Bacteria, v. 1—5, N. Y., 1960; Stanier R. J., Dondoroff M., Adelberg Е. A., Themic-robial world, 2 ed., N. Y., 1963; Lamanna C., Mallette М. F., Basic bacteriology, 3 ed., Baltimore, 1965.

  А. А. Имшенецкий.

Так же Вы можете узнать о...


Виллоби Фрэнсис Виллоби (Willughby) Фрэнсис (1635—1672), английский натуралист и путешественник; см.
Гржимали Иван Войцехович [13.4. 1844, Пльзень, Чехия, — 11(24).
Защитный контейнер, устройство для временного хранения или транспортировки радиоактивных веществ, обеспечивающее безопасность обслуживающего персонала в пределах принятых норм.
Киленогие моллюски (Heteropoda), группа брюхоногих моллюсков подкласса переднежаберных, иногда рассматриваемая как отряд.
Ларинготрахеит (от ларинго... итрахея), одновременное воспаление слизистой оболочки гортани и трахеи.
Миллиметр ртутного столба, торр, внесистемная единица давления, применяемая при измерениях атмосферного давления, парциального давления водяного пара, высокого вакуума и т.
Олифантс (Olifants), Слоновая, название трёх рек в Южной Африке.
Пото (Potos flavus), хищное млекопитающее семейства енотовых.
Саркел (хазарск., буквально — белый дом), хазарский город (см.
Сульфитация в пищевой промышленности, консервирование плодов и овощей с помощью сернистого ангидрида SO2, сернистой кислоты H2SO3, а также гидросульфита (бисульфита) натрия NaHSO3.
Фарадея эффект, один из эффектов магнитооптики.