Materiaali bakteereista. Bakteerityypit: haitallisia ja hyödyllisiä. Eri muotoisia bakteereja

Uskomattomia faktoja

Pelkästään ajatus siitä, että biljoonia bakteereita elää ihollamme ja kehossamme, on joillekin pelottava.

"Mutta aivan kuten ihminen ei voi elää ilman hiiltä, ​​typpeä, suojaa sairauksilta, hän ei myöskään voi elää ilman bakteereja"- sanoo mikrobiologi ja kirjan "Allies and Enemies: How the World Depends on Bacteria" kirjoittaja Anne Maczulak.

Useimmat ihmiset oppivat bakteereista vain tiettyjen sairauksien yhteydessä, mikä luonnollisesti vaikuttaa ihmisten negatiiviseen asenteeseen niitä kohtaan. "Nyt on aika miettiä, kuinka he auttavat meitä, koska tämä on erittäin monimutkainen, monivaiheinen prosessi", Makzulak lisäsi.

Pienet yliherrat

Maaperässä ja valtamerissä bakteerit ovat tärkeitä toimijoita orgaanisen aineen hajotuksessa ja ihmiselämän kannalta välttämättömien kemiallisten alkuaineiden, kuten hiilen ja typen, kierrossa. Koska kasvit ja eläimet eivät pysty luomaan joitain typpimolekyylejä, meidän täytyy elää Maaperän bakteereilla ja syanobakteereilla (sinilevät) on kuitenkin ehdottoman korvaamaton rooli ilmakehän typen muuttamisessa typen muodoiksi, joita kasvit voivat imeä, jolloin syntyy aminohappoja ja nukleiinihappoja, jotka puolestaan ​​ovat DNA:n rakennuspalikoita. Syömme kasvisruokaa ja saamme siten hyödyt koko prosessista.

Bakteereilla on myös rooli toisen ihmiselämän kannalta yhtä tärkeän komponentin kiertämisessä. Tämä on vettä. Viime vuosina Louisianan osavaltion yliopiston tutkijat ovat paljastaneet todisteita siitä, että bakteerit ovat tärkeä osa monissa, ellei suurin osa, pienissä hiukkasissa, jotka aiheuttavat lunta ja sadetta pilvissä.

Bakteerit ja ihmiskeho

Bakteereilla on yhtä tärkeä rooli ihmiskehossa ja sen sisällä. Ruoansulatusjärjestelmän toiminnan aikana ne auttavat meitä sulattamaan ruokaa, koska emme pysty siihen omin voimin. "Saamme paljon enemmän ravintoaineita syömästämme ruoasta bakteerien ansiosta", Makzulak huomauttaa.

Ruoansulatuskanavan bakteerit antavat meille tärkeitä vitamiineja, kuten biotiinia ja K-vitamiinia sekä ovat tärkeimmät ravintolähteemme. Marsuilla tehdyt kokeet osoittivat, että steriileissä olosuhteissa ilman bakteereja kasvatetut eläimet olivat kroonisesti aliravittuja ja kuolivat nuorina.

Makzulakin mukaan ihon pinnalla sijaitsevat bakteerit (New Yorkin yliopiston tutkijoiden mukaan keskimäärin terveellä ihmisellä noin 200 lajia) ovat aktiivisesti yhteydessä toisiinsa ja varmistavat siten kehon normaalin toiminnan. On myös tärkeää huomata, että sekä ulkoiset että sisäiset bakteerit, niillä on valtava vaikutus immuunijärjestelmän muodostumiseen ja kehittymiseen.

Colorado State Universityn mikrobiologi Gerald Callahanin mukaan sekä hyödyllisten että haitallisten bakteerien aktiivisuus määrittää myöhemmin, kuinka immuunijärjestelmä reagoi patogeenisiin muutoksiin kehossa. New England Journal of Medicine -lehdessä julkaistu tutkimus vahvisti myös, että bakteereilta suojatussa ympäristössä kasvavilla lapsilla on suurempi riski sairastua astmaan ja allergioihin.

Mutta tämä ei silti tarkoita, että hyödylliset bakteerit eivät voisi olla vaarallisia. Kuten Makzulak sanoo, yleensä hyödylliset ja haitalliset bakteerit ovat toisensa poissulkevia. Mutta joskus tilanne on täysin erilainen. "Staph-bakteeri on erinomainen esimerkki tästä, koska sen koti on kaikkialla ihollamme", Makzulak selittää. Kokonaiset Staphylococcus aureus -pesäkkeet, jotka elävät esimerkiksi kädellämme, voivat elää rauhallisesti rinnakkain ihmisen kanssa ilman haittaa terveydelle, mutta heti kun leikkaat itsesi tai muuten vahingoitat immuunijärjestelmääsi, bakteerit voivat alkaa välittömästi lähteä. villi, mikä aiheuttaa infektion kehittymisen.

Bakteerien määrä ihmiskehossa ylittää ihmissolujen määrän 10 kertaa. "Se on hieman kammottavaa, mutta se auttaa meitä kuvittelemaan näiden organismien roolin."

Kotitehtävien tarkistaminen 33 s. s. 148 Jokainen bakteeri jakautuu kahdeksi minuutissa. Alkuhetkellä on yksi bakteeri. Tee vuokaavio bakteerien määrän laskemiseksi 10 minuutin kuluttua. Suorita algoritmi kirjaamalla jokainen vaihe muuttujaarvojen taulukkoon. alg bakteerien jakautumisen alku f:= 1 nts i:lle 1 - 10 f:= f * 2 cts lähtö f loppu alku loppu f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f tietolista i, f - int

Kotitehtävien tarkistaminen 33 s. s. 148 alku loppu f:= 1 f:= f * 2 i = 1, 10 f tietolista i, f - kokonaisluku If-algoritmin vaiheet Lähtö

ALGORITMIJEN RAKENTAMINEN ALGORITMISOINNIN PERUSTEET Oppitunti 31 Tästä aiheesta Oppitunti 10 Luokkatyöt

Algoritmin johdonmukainen rakentaminen Tehtäväkäskykäskyjen yksinkertaistaminen Tehtävä on jaettu yksinkertaisempiin osiin. Tehtävän kunkin osan ratkaisu muotoillaan erillisellä komennolla (käsky) Suorittajan kyvyt ylittävät ohjeet esitetään yksinkertaisempina komennot En voi ratkaista ongelmaa!?

Algoritmin kehittäminen peräkkäisen jalostuksen menetelmällä esiintyjärobotille Robotti sijaitsee tietyssä vaakakäytävän solussa. Yhtään käytävän solua ei ole maalattu päälle. Robotin on maalattava kaikki tämän käytävän solut ja palattava alkuperäiseen asentoonsa.

Algoritmi asteen y = a x laskentaan, jossa x on kokonaisluku, a 0. 1 x = 0 a x kun x > 0, y = x 0, y = x 0, y = x 0, y = x 0, y = kohdassa x
Vuokaavio ongelman ratkaisemiseksi: Alku y kyllä ​​ei st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 Loppu x > 0 st (1/a, x, y) kyllä ​​ei 0 st (1/a, x, y) kyllä ​​ei"> 0 st (1/a, x, y) kyllä ​​ei"> 0 st (1/a, x, y) kyllä ​​ei" title="(!LANG :Vuokaavio ongelman ratkaisemiseksi: Alku y kyllä ​​ei st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 Loppu x > 0 st (1/a, x, y) kyllä ​​ei"> title="Vuokaavio ongelman ratkaisemiseksi: Alku y kyllä ​​ei st (a, x, y) a, x x = 0 y:= 1 Loppu x > 0 st (1/a, x, y) kyllä ​​ei"> !}

Algoritmin kuvaamiseen käytetään muodollisia parametreja. Todelliset parametrit ovat arvoja, joille apualgoritmi suoritetaan. Muodollisten ja todellisten parametrien tyyppien, lukumäärän ja järjestyksen on oltava samat. Muodolliset ja tosiasialliset parametrit

Esimerkki. Algoritmi asteen laskemiseksi luonnollisella eksponentilla n mille tahansa reaaliluvulle a, esitetty rekursiivisena algoritmina Rekursiivinen algoritmi Aloita a, n st (a, n-1,y) y:=a*y y End Algoritmi, joka suoraan tai epäsuorasti sisältää viittauksen käyttämällä sitä apualgoritmina kutsutaan rekursiiviseksi.

Esimerkki Kochin lumihiutaleesta. Tarkastellaan algoritmia Kochin lumihiutaleeksi kutsutun geometrisen hahmon rakentamiseksi. Rakennusvaiheessa korvataan kunkin olemassa olevan segmentin keskimmäinen kolmannes kahdella uudella samanpituisella segmentillä. Joka askeleella hahmo muuttuu yhä oudommaksi. Kochin lumihiutaleraja on käyrän sijainti sen jälkeen, kun on suoritettu ääretön määrä vaiheita. Lähtöasento Ensimmäinen askel Toinen vaihe Kolmas vaihe
Tärkeintä on algoritmin peräkkäisen rakentamisen menetelmä: alkuperäinen ongelma jaetaan useisiin osiin, joista jokainen on yksinkertaisempi kuin koko ongelma, ja kunkin osan ratkaisu muotoillaan erillisessä ryhmässä; jos saadaan komentoja, jotka ylittävät esiintyjän kyvyt, ne esitetään vielä yksinkertaisempien ohjeiden muodossa; prosessi jatkuu, kunnes kaikki ohjeet ovat selviä esiintyjälle. Apualgoritmi on algoritmi, jota käytetään kokonaan osana toista algoritmia. Algoritmia, joka sisältää suoraan tai epäsuorasti viittauksen itseensä apualgoritmina, kutsutaan rekursiiviseksi.

Kysymyksiä ja tehtäviä Miksi monimutkaisen ongelman ratkaisussa on vaikea määritellä välittömästi kaikki tarvittavat toimenpiteet? Mikä on peräkkäisen jalostuksen menetelmä algoritmia rakennettaessa? Mikä on yhteys peräkkäisen algoritmin rakentamisen menetelmän ja prosessien, kuten esseen kirjoittamisen tai monipäiväiseen retkeilyretkeen valmistautumiseen, välillä? Jokaisen luokan 9A ja M luokan 9B oppilaan pituus tunnetaan. Kuvaile suurissa lohkoissa algoritmi näiden luokkien oppilaiden keskipituuden vertaamiseksi. Kymmenen solun rivissä Robotin oikealla puolella jotkut solut ovat varjostettuja. Viimeinen maalattu kenno voi olla seinän vieressä. Kirjoita algoritmi, joka varjostaa jokaisen varjostetun solun ylä- ja alapuolella olevat solut. Tarkista algoritmin toiminta seuraavissa tapauksissa: * * Miksi apualgoritmeja tarvitaan? Kuvaile pääalgoritmin apualgoritmin kutsuvan komennon suorittamisprosessia. Oletko törmännyt ajatukseen muodollisista ja tosiasiallisista parametreista matematiikkaa ja fysiikkaa opiskellessasi? Anna esimerkki. Mitä algoritmeja kutsutaan rekursiivisiksi? Anna esimerkki rekursiosta elämästä. Luo algoritmeja, joiden ohjauksessa robotti maalaa osoitettujen solujen päälle. *** a B C

Perustiivistelmä Sekvenssialgoritmien konstruointimenetelmä on yksi tärkeimmistä algoritmien rakentamismenetelmistä. Tehtävän muotoilukomentojen yksinkertaistaminen Tehtävä on jaettu yksinkertaisempiin Tehtävä on jaettu yksinkertaisempiin. Jokaisen tehtävän osan ratkaisu muotoillaan erillisellä komennolla. Suorittajan kyvyt ylittävät ohjeet esitetään yksinkertaisempina komentojen muodossa. Apualgoritmi on algoritmi, jota käytetään kokonaan osana toista algoritmia.

Ihmiskehossa asuvilla bakteereilla on yhteinen nimi - mikrobiota. Normaalissa, terveessä ihmisen mikrofloorassa on useita miljoonia bakteereja. Jokaisella niistä on tärkeä rooli ihmiskehon normaalin toiminnan kannalta.

Minkäänlaisten hyödyllisten bakteerien puuttuessa ihminen alkaa sairastua, ruoansulatuskanavan ja hengitysteiden toiminta häiriintyy. Ihmisille hyödylliset bakteerit keskittyvät iholle, suolistoon ja kehon limakalvoille. Mikro-organismien määrää säätelee immuunijärjestelmä.

Normaalisti ihmiskehossa on sekä hyödyllistä että patogeenista mikroflooraa. Bakteerit voivat olla hyödyllisiä tai patogeenisiä.

Hyödyllisiä bakteereja on paljon enemmän. Ne muodostavat 99 % mikro-organismien kokonaismäärästä.

Tässä tilanteessa tarvittava tasapaino säilyy.

Ihmiskehossa elävien erityyppisten bakteerien joukossa ovat:

• bifidobakteerit;
• laktobasillit;
• enterokokit;
• coli.

Bifidobakteerit

Tämäntyyppinen mikro-organismi on yleisin ja osallistuu maitohapon ja asetaatin tuotantoon. Se luo happaman ympäristön ja neutraloi siten useimmat patogeeniset mikrobit. Patogeeninen kasvisto lakkaa kehittymästä ja aiheuttaa mädäntymis- ja käymisprosesseja.

Bifidobakteereilla on tärkeä rooli lapsen elämässä, koska ne ovat vastuussa allergisen reaktion esiintymisestä mille tahansa elintarviketuotteelle. Lisäksi niillä on antioksidanttivaikutus ja ne estävät kasvainten kehittymistä.

C-vitamiinin synteesi ei ole täydellinen ilman bifidobakteerien osallistumista. Lisäksi on tietoa, että bifidobakteerit auttavat imemään D- ja B-vitamiinia, jotka ovat välttämättömiä ihmisen normaalille toiminnalle. Jos bifidobakteereista on puutetta, edes tämän ryhmän synteettisten vitamiinien ottaminen ei tuota tuloksia.

Laktobasillit

Tämä mikro-organismien ryhmä on tärkeä myös ihmisten terveydelle. Niiden vuorovaikutuksen ansiosta suoliston muiden asukkaiden kanssa patogeenisten mikro-organismien kasvu ja kehitys estyvät ja suoliston infektioiden patogeenit estyvät.

Laktobasillit osallistuvat maitohapon, lysosiinin ja bakteriosiinien muodostumiseen. Tämä on suuri apu immuunijärjestelmälle. Jos suolistossa on näiden bakteerien puute, dysbioosi kehittyy hyvin nopeasti.

Laktobasillit eivät asu vain suolistossa, vaan myös limakalvoilla. Joten nämä mikro-organismit ovat tärkeitä naisten terveydelle. Ne ylläpitävät emättimen ympäristön happamuutta ja estävät bakteerivaginoosin kehittymistä.

Escherichia coli

Kaikki E. coli -tyypit eivät ole patogeenisiä. Useimmat niistä päinvastoin suorittavat suojaavan toiminnon. E. coli -suvun hyödyllisyys piilee kosiliinin synteesissä, joka vastustaa aktiivisesti suurinta osaa patogeenisesta mikrofloorasta.

Nämä bakteerit ovat hyödyllisiä erilaisten vitamiiniryhmien, foolihapon ja nikotiinihapon synteesissä. Niiden roolia terveydessä ei pidä aliarvioida. Esimerkiksi foolihappo on välttämätön punasolujen tuotannolle ja normaalin hemoglobiinitason ylläpitämiselle.

Enterokokit

Tämän tyyppinen mikro-organismi kolonisoi ihmisen suolistossa heti syntymän jälkeen.

Ne auttavat imemään sakkaroosia. Pääasiassa ohutsuolessa asuvat ne, kuten muutkin hyödylliset ei-patogeeniset bakteerit, tarjoavat suojaa haitallisten elementtien liialliselta lisääntymiseltä. Samaan aikaan enterokokkeja pidetään suhteellisen turvallisina bakteereina.

Jos ne alkavat ylittää sallitut rajat, kehittyy erilaisia ​​bakteerisairauksia. Sairauksien lista on todella pitkä. Alkaen suolistotulehduksista meningokokkiin.

Bakteerien positiiviset vaikutukset kehoon

Ei-patogeenisten bakteerien hyödylliset ominaisuudet ovat hyvin erilaisia. Niin kauan kuin suoliston ja limakalvojen asukkaiden välillä vallitsee tasapaino, ihmiskeho toimii normaalisti.

Useimmat bakteerit osallistuvat vitamiinien synteesiin ja hajoamiseen. Ilman niiden läsnäoloa B-vitamiinit eivät imeydy suolistossa, mikä johtaa hermoston häiriöihin, ihosairauksiin ja hemoglobiinin laskuun.

Suurin osa paksusuoleen saapuvista sulamattomista ruoan komponenteista hajoaa juuri bakteerien toimesta. Lisäksi mikro-organismit varmistavat vesi-suola-aineenvaihdunnan jatkuvuuden. Yli puolet mikrofloorasta osallistuu rasvahappojen ja hormonien imeytymisen säätelyyn.

Suoliston mikrofloora muodostaa paikallisen immuniteetin. Täällä suurin osa patogeenisista organismeista tuhoutuu ja haitallinen mikrobi estyy.

Näin ollen ihmiset eivät tunne turvotusta ja ilmavaivat. Lymfosyyttien lisääntyminen provosoi aktiiviset fagosyytit taistelemaan vihollista vastaan ​​ja stimuloimaan immunoglobuliini A:n tuotantoa.

Hyödyllisillä ei-patogeenisilla mikro-organismeilla on positiivinen vaikutus ohutsuolen ja paksusuolen seinämiin. Ne ylläpitävät siellä jatkuvaa happamuustasoa, stimuloivat lymfaattista laitetta, epiteeli tulee vastustuskykyiseksi erilaisille karsinogeeneille.

Suoliston peristaltiikka riippuu myös suurelta osin siitä, mitä mikro-organismeja siinä on. Hajoamis- ja käymisprosessien tukahduttaminen on yksi bifidobakteerien päätehtävistä. Monet mikro-organismit kehittyvät useiden vuosien ajan symbioosissa patogeenisten bakteerien kanssa ja siten hallitsevat niitä.

Bakteerien kanssa jatkuvasti tapahtuvat biokemialliset reaktiot vapauttavat paljon lämpöenergiaa, mikä ylläpitää kehon yleistä lämpötasapainoa. Mikro-organismit ruokkivat sulamattomia jäämiä.

Dysbakterioosi

Dysbakterioosi on muutos bakteerien määrällisessä ja laadullisessa koostumuksessa ihmiskehossa . Tässä tapauksessa hyödylliset organismit kuolevat ja haitalliset lisääntyvät aktiivisesti.

Dysbakterioosi ei vaikuta vain suolistoon, vaan myös limakalvoihin (voi olla suuontelon, emättimen dysbioosia). Analyyseissa vallitsevat nimet ovat: streptokokki, stafylokokki, mikrokokki.

Normaaleissa olosuhteissa hyödylliset bakteerit säätelevät patogeenisen mikroflooran kehittymistä. Iho ja hengityselimet ovat yleensä luotettavan suojan alla. Kun tasapaino häiriintyy, henkilö kokee seuraavia oireita: suolen ilmavaivat, turvotus, vatsakipu, turhautuminen.

Myöhemmin laihtuminen, anemia ja vitamiinin puutos voivat alkaa. Lisääntymisjärjestelmästä tulee runsaasti vuotoa, johon liittyy usein epämiellyttävää hajua. Iholle ilmestyy ärsytystä, karheutta ja halkeamia. Dysbakterioosi on sivuvaikutus antibioottien ottamisen jälkeen.

Jos huomaat tällaisia ​​oireita, sinun tulee ehdottomasti kääntyä lääkärin puoleen, joka määrää joukon toimenpiteitä normaalin mikroflooran palauttamiseksi. Tämä vaatii usein probioottien ottamista.

VKontakte Facebook Odnoklassniki

Mikrobiologi Lyn Margulis (1938-2011) yritti koko elämänsä ajan todistaa, että mikro-organismien maailma vaikuttaa sisäiseen biosfääriin - elävien asioiden maailmaan - paljon enemmän kuin tiedemiehet väittävät.

Äskettäin tutkijaryhmä ympäri maailmaa suoritti ja analysoi satoja tutkimuksia (useimmat viime vuosikymmeneltä), jotka liittyvät eläinten ja bakteerien vuorovaikutukseen ja osoittivat, että Margulisin johtopäätökset olivat oikeita. Saadut tulokset merkitsivät käännekohtaa, jonka jälkeen tutkijat joutuvat harkitsemaan uudelleen joitakin peruskäsitteitä bakteerien ja muiden elämänmuotojen välisistä suhteista.

Projektin idea sai alkunsa, kun useat tutkijat tulivat itsenäisesti ymmärtämään bakteerien merkityksen monilla toiminta-aloilla. Esimerkiksi Michael Hadfield, biologian professori Manoan Havaijin yliopistosta, on tutkinut merieläinten metamorfoosia useiden vuosien ajan. Hän havaitsi, että tietyntyyppiset bakteerit saavat madon toukkia asettumaan tiettyihin paikkoihin merenpohjassa ja sitten näillä alueilla ne kehittyvät aikuisiksi ja elävät koko elämänsä.

Bakteerit ympärillämme

Yleisesti ottaen on helppo ymmärtää, miksi bakteereilla on erittäin tärkeä rooli elävässä maailmassa. Bakteerit olivat yksi ensimmäisistä lajeista, jotka ilmestyivät maan päälle (ne ilmestyivät noin 3,8 biljoonaa vuotta sitten), ja on enemmän kuin todennäköistä, että ne elävät meitä ihmisiä kauemmin. Elämänpuussa bakteerit hallitsevat yhtä kolmesta päähaaraasta, kaksi muuta ovat arkeat ja eukaryootit, eläimet ovat jälkimmäisiä. Huolimatta niiden valtavasta monimuotoisuudesta ja siitä, että niitä esiintyy melkein kaikkialla maapallolla - merenpohjassa ja jopa suolistossamme - bakteereilla on silti jotain yhteistä. Kaikki bakteerit ovat suunnilleen samankokoisia (useita mikrometrejä) ja koostuvat yhdestä tai kahdesta tumasolusta.

Tiedemiehet ovat tietysti ottaneet jo vuosia huomioon, että eläimet toimivat eräänlaisena "kodina", bakteerien elinympäristönä: ne elävät erityisesti mahassa, suussa tai iholla. Viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet entistä selvemmin, kuinka paljon bakteereja on. On havaittu, että kehossamme on 10 kertaa enemmän bakteerisoluja kuin ihmissoluja (bakteerien kokonaispaino on kuitenkin alle puoli kiloa, koska niiden solut ovat paljon pienempiä kuin ihmisen solut). Vaikka jotkut bakteerit vain elävät rinnakkain eläinten kanssa yrittämättä olla vuorovaikutuksessa niiden kanssa, toiset bakteerit ovat vuorovaikutuksessa melko aktiivisesti. Sanomme usein, että bakteerit ovat sairauksien, kuten tuberkuloosin, buboniruton ja stafylokokkien, bakteereita tai patogeenejä. Bakteerit suorittavat kuitenkin myös monia tarvitsemiamme toimintoja, ja viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että itse asiassa elämä ilman bakteereja olisi hyvin erilaista.

"Todellinen bakteerilajien lukumäärä on hämmästyttävän suuri. Harkitse viimeisimpiä löytöjä korkealla ilmakehässä ja kalliossa syvällä merenpohjan alla, Hadvild sanoo. - Lisää niiden määrään bakteerilajeja, jotka pystyvät elämään kaikissa mahdollisissa ympäristöissä ojaaltaista kuumiin lähteisiin, sekä sellaisia, jotka pystyvät elämään lähes missä tahansa elävässä organismissa. Näin ollen sairauksia aiheuttavien lajien määrä on pieni suhteessa niiden bulkkiin. Epäilen, että myös eläville organismeille hyödyllisten ja välttämättömien bakteerien määrä on pieni, ja suurin osa niistä on yksinkertaisesti neutraaleja eläviin olentoihin nähden. Olen kuitenkin myös vakuuttunut siitä, että hyödyllisten lajien määrä on suurempi kuin patogeenisten lajien määrä."

Ihmisen genomin prosenttiosuus, joka on kehittynyt useiden evoluutiovaiheiden kautta. Ihmisen geeneistä 37 % on peräisin bakteereista, 28 % eukaryooteista, 16 % eläimistä, 13 % selkärankaisista ja 6 % kädellisistä. Kuva osoitteesta pnas.org

Eläinperä ja yhteisevoluutio

Viimeaikaisten tutkimusten perusteella voidaan jopa olettaa, että bakteerit aiheuttivat monisoluisten organismien ilmaantumisen maapallolle (noin 1-2 biljoonaa vuotta sitten) ja eläimiä (noin 700 miljoonaa vuotta sitten). Tämä lähestymistapa aiheuttaa kuitenkin edelleen kiivasta keskustelua, eivätkä kaikki tiedemiehet hyväksy sitä.

Näyttelittyään roolinsa eläinten syntymisessä bakteerit jatkoivat osallistumistaan ​​evoluutionsa prosessiin, tai oikeammin yhteisevoluutioon - elävien organismien ja bakteerien yhteiseen evoluutioon. Tätä havainnollistaa selvästi endotermian kehittyminen nisäkkäissä – kyky ylläpitää noin 40 ºC:n (100 Fahrenheit-astetta) vakiolämpötilaa aineenvaihdunnan kautta. Ja juuri tässä lämpötilassa nisäkäsbakteerit tuottavat energiaa tehokkaimmin ja vähentävät kehon ravinnontarvetta. Tämä löytö päätti, että bakteerit aiheuttivat endotermian esiintymisen eläimissä.

Eläimen mikrobiomissa, kuten ruoansulatuskanavassa, suussa ja ihossa olevat bakteerit kommunikoivat keskenään ja vaihtavat signaaleja eläimen elinjärjestelmien kanssa. Kuva osoitteesta pnas.org

Bakteerisignaalit

Molempien lajien genomeissa on todisteita vahvasta eläin-bakteeri-liitosta. Tutkijat arvioivat, että noin 37 prosentilla ihmisen geeneistä on homologeja bakteerien ja arkkien kanssa; Tämä tarkoittaa, että bakteerien ja arkkien geenit ovat peräisin yhteisestä esi-isästä. Monet näistä geeneistä pystyvät vaihtamaan tietoa keskenään, mikä tarkoittaa, että ne voivat vaikuttaa toistensa kehitykseen. Hadfieldin tutkimusryhmä havaitsi, että keskinäisellä bakteerisignaalilla on tärkeä rooli joidenkin meren selkärangattomien, toukkien, metamorfoosin edistämisessä; näissä tapauksissa bakteerit tuottavat signaaleja, jotka "kertovat" tietyistä ympäristötekijöistä.

Muut tutkimukset ovat osoittaneet, että bakteerien signalointi vaikuttaa normaaliin aivojen kehitykseen nisäkkäillä ja lisääntymiskäyttäytymiseen sekä selkärankaisilla että selkärangattomilla.

Bakteerien signaalireittien katkeaminen voi johtaa sairauksiin, kuten diabetekseen, tulehdukselliseen suolistosairauteen ja infektiosairauksiin.

Suolistossa

Muinaisista ajoista lähtien bakteereilla on ollut tärkeä rooli eläinten ruokinnassa, mikä on auttanut niitä sulattamaan ruokaa. Ehkä ne vaikuttivat myös muiden lähellä olevien elinten ja järjestelmien, kuten hengityselinten ja virtsaelinten, kehitykseen. Lisäksi eläinten ja bakteerien evoluutio eteni todennäköisesti rinnakkain ja johti viimeksi mainittujen erikoistumiseen. Esimerkiksi 90 % termiittisuolissa esiintyvistä bakteerilajeista ei löydy mistään muualta. Tämä tarkoittaa, että yhden eläinlajin kuollessa sukupuuttoon myös tietty määrä bakteerilajeja kuolee sukupuuttoon.

Tutkijat ovat havainneet, että ihmisen suoliston bakteerit mukautuvat ruokavalion muutoksiin. Esimerkiksi useimmat amerikkalaiset ovat sopeutuneet sulattamaan runsaasti rasvaa sisältäviä ruokia, kun taas venezuelalaisten maaseudun bakteerit ovat taipuvaisempia hajottamaan monimutkaisia ​​hiilihydraatteja, ja joillakin japanilaisilla on jopa bakteereja, jotka voivat sulattaa leviä.

Metsän katoksen (10 m) alla elävällä hyönteisellä (1 mm) on useita bakteeri-eläinvuorovaikutuksia. Eläimen ruoansulatuskanavassa (0,1 mm) oleva bakteeri (1 mikrometri) on tärkeä hyönteisten ruokinnassa olevien ravinteiden imeytymiselle, joka usein muodostaa suurimman osan metsän latvojen alla olevasta eläinten biomassasta. Kuva osoitteesta pnas.org

Kokonaiskuva

Kaiken kaikkiaan viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että bakteerit ja villieläimet liittyvät läheisesti toisiinsa ja voivat vaikuttaa toistensa terveyteen ja hyvinvointiin. Tulosten perusteella tutkijat päättelevät, että samanlaisia ​​vuorovaikutuksia on oltava muiden lajien, kuten arkeoiden, sienten, kasvien ja eläinten välillä. Margulisin oletukset ovat nyt vahvistuneet, ja tutkijat ehdottavat radikaalia muutosta lähestymistapaan biologisiin tieteisiin ja ehkä jopa niiden esittelyyn koulujen oppikirjoissa.

Viimeisimpien löytöjen valossa on tarkoitus tehdä useita tutkimuksia bakteereista niiden vuorovaikutuksesta ihmisten kanssa. Tutkijat toivovat, että tutkimuksen tulokset mahdollistavat viime kädessä poikkitieteellisen yhteistyön kehittymisen eri alojen tutkijoiden ja insinöörien välillä, mikä mahdollistaa mikro-organismien tutkimisen yhä uusista näkökulmista.

>>Bakteerit, niiden rakenne ja toiminta

1 - homesieni; 1 - rivi; 3, 4 - kuorijäkälät; $ - parmelia koivun rungossa; 6 - rikinkeltainen tinder sieni

§ 92. Bakteerit, niiden rakenne ja toiminta

Maapallolla ei ole käytännössä yhtään paikkaa, josta ei löytyisi bakteereja. Siinä on erityisen paljon bakteereja maaperää. 1 g maaperää voi sisältää satoja miljoonia bakteereja. Bakteerien määrä on erilainen tuuletettujen ja ilmanvaihtohuoneiden ilmassa. Näin ollen luokkahuoneissa ilmanvaihdon jälkeen ennen tunnin alkua bakteereja on 13 kertaa vähemmän kuin samoissa huoneissa oppituntien jälkeen. Korkealla vuoristossa on vähän bakteereja ilmassa, mutta suurten kaupunkien kaduilla ilmassa on paljon bakteereja.

Tutustuaksesi bakteerien rakenteellisiin ominaisuuksiin, harkitse mikroskooppista Bacillus subtilis -näytettä. Jokainen tällainen bakteeri on vain yksi sauvan muotoinen solu, jossa on ohut kalvo ja sytoplasma. Sytoplasmassa ei ole tyypillistä ydintä. Useimpien bakteerien ydinaine on hajallaan sytoplasmassa. Muiden bakteerien rakenne on samanlainen kuin Bacillus subtiliksen.

Suurin osa bakteereista on värittömiä. Vain harvat ovat violetteja tai vihreitä. Bakteerien muoto on erilainen. Bakteereja on pallojen muodossa; on sauvan muotoisia bakteereja - näitä ovat Bacillus subtilis; on bakteereita, jotka ovat kaarevia ja näyttävät spiraaleilta 185.

Joillakin bakteereilla on flagella, joka auttaa niitä liikkumaan. Monet bakteerit liittyvät ketjuihin tai ryhmiin muodostaen valtavia kertymiä kalvojen muodossa. Jotkut bakteerit voivat muodostaa itiöitä. Sisältö kuitenkin soluja, kutistuu, siirtyy pois kuoresta, pyöristyy ja muodostuu sen pinnalle, ollessaan emokuoren sisällä, uusi, tiheämpi kuori. Tällaista bakteerisolua kutsutaan itiöiksi. Itiöt säilyvät erittäin pitkään epäsuotuisimmissa olosuhteissa. Ne kestävät kuivumista, lämpöä ja pakkasta, eivätkä kuole heti edes kiehuvassa vedessä. Itiöt leviävät helposti tuulen, veden ja esineiden mukana. Niitä on paljon ilmassa ja maaperässä. Suotuisissa olosuhteissa itiö itää ja muuttuu eläväksi bakteeriksi. Bakteeri-itiöt ovat mukautuksia bakteerien selviytymiseen epäsuotuisissa olosuhteissa.

Bakteerien elinolosuhteet ovat vaihtelevat. Jotkut heistä elävät ja lisääntyvät vain saamalla ilmaa, toiset eivät tarvitse sitä. Useimmat bakteerityypit ruokkivat valmiita orgaanisia aineita, koska niissä ei ole klorofylliä. Vain harvat pystyvät luomaan orgaanisia aineita epäorgaanisista. Nämä ovat sinivihreitä tai sinileviä. Niillä oli tärkeä rooli hapen kertymisessä Maan ilmakehään (ks. s. 225).

Löytämällä suotuisat olosuhteet kehitykselle bakteeri jakautuu muodostaen kaksi tytärsolua; Joissakin bakteereissa jakautuminen toistuu 20 minuutin välein ja uusia bakteerisukupolvia syntyy yhä enemmän. Bakteerien ja niiden itiöiden tuhoamiseksi ne altistetaan höyrylle 120 °C:n lämpötilassa 20 minuutin ajan.

Bacillus subtilis -viljelmän saamiseksi laita heinää vesipulloon, peitä pullon kaula vanulla ja keitä sisältöä 30 minuuttia muiden pullossa mahdollisesti olevien bakteerien tuhoamiseksi. Bacillus-heinä ei kuole keitettäessä.

Suodata saatu heinäinfuusio ja aseta se huoneeseen, jonka lämpötila on 20-25 celsiusastetta, useiksi päiviksi. Bacillus-heinä lisääntyy, ja pian veden pinta peittyy bakteerikalvolla.

Korchagina V. A., Biologia: Kasvit, bakteerit, sienet, jäkälät: Oppikirja. 6 luokalle. keskim. koulu - 24. painos - M.: Koulutus, 2003. - 256 s.: ill.