Nemoc syna Anny Netrebko. Prohlášení ruské celebrity Netrebko o jeho autistickém synovi
Půdy, které se dnes na Zemi nacházejí, vznikly v důsledku činnosti bakterií. Zpracováním minerálních částic hornin a jejich smícháním s produkty zpracování mrtvých organických sloučenin a výsledkem vlastní životně důležité činnosti mikroorganismy postupně proměnily neživá skalní údolí naší planety v úrodnou půdu. Živé mikroorganismy a bakterie jsou nejdůležitějším prvkem řetězce přirozeného cyklu v přírodě. Předpokládá se, že jsou motorem tohoto procesu.
V přírodě je jich celá řada: pouhý jeden gram lesní půdy obsahuje desítky a dokonce stovky milionů půdních bakterií různých druhů a poddruhů.
Přírodní koloběh
Během procesu růstu rostliny reprodukují složité organické látky z jednoduchých látek: vody, minerálních solí a oxidu uhličitého. Mikroorganismy žijící v půdě v důsledku své životně důležité činnosti zpracovávají odumřelé části rostlin a odumřelé organismy na humus, čímž rozkládají složité látky na jednoduché. Rostliny mohou tyto složky opět využít pro svůj vývoj a růst.
Distribuce půdních mikroorganismů
Bakterií je kolem nás velké množství a jsou rozšířeny téměř všude. Nenacházejí se kromě kráterů aktivních sopek a v malých oblastech testovacích míst, kde se provádějí výbuchy atomových zbraní. Žádné jiné drsné podmínky prostředí nezasahují do existence bakterií. Klidně snášejí ledovce Antarktidy a žijí ve vodě vroucích pramenů, klidně se přizpůsobují horkému písku horkých pouští a žijí na skalnatých svazích horských štítů. Je jich tolik, že je docela možné, že některé názvy půdních bakterií ani neznáme. Na Zemi všechny živé bytosti neustále interagují s mikroflórou a často hrají roli jejího strážce a distributora.
Půdní mikroflóra je velmi bohatá a rozmanitá. V jednom krychlovém centimetru lze nalézt až miliardu bakterií. Populace půdních mikroorganismů se však může měnit. To závisí na typu a složení půdy, jejím stavu a také na hloubce zkoumané vrstvy.
Jak se živí bakterie?
Půdní mikroorganismy mohou získávat energii několika způsoby. Některé z bakterií v této skupině jsou autotrofní, to znamená, že mohou nezávisle produkovat své vlastní látky pro výživu a některé z nich používají organické sloučeniny jako potravu. Právě poslední skupina, představující heterotrofní bakterie, si zaslouží zvláštní pozornost. Mezi heterotrofními zástupci říše mikroorganismů se rozlišují tři hlavní skupiny bakterií:
Každá z těchto kategorií má nejen jiný způsob stravování, ale také zcela odlišný životní styl. Některé druhy mohou existovat pouze ve vzdušném nebo fermentovaném mléčném prostředí, některé mikroorganismy potřebují ke své plné existenci proces hniloby a rozkladu a někteří zástupci se mohou cítit skvěle v bezvzduchovém prostoru. Takové bakterie lze nalézt naprosto všude na naší planetě.
Půdní bakterie
Biotopem takových bakterií je půda. Jsou to nejmenší jednobuněčné mikroorganismy. Tito tvorové žijí v tenkých vrstvách vody v půdě kolem kořenových systémů různých rostlin. Díky své malé velikosti mohou růst, vyvíjet se a přizpůsobovat se rychle se měnícím podmínkám prostředí mnohem rychleji než jiné větší a složitější mikroorganismy. Zvláštnosti jejich tvaru umožňují těmto bakteriím dokonale se přizpůsobit jejich prostředí, takže jejich struktura zůstala nezměněna po celou historii evoluce. Typicky jsou takové mikroorganismy kulovité, tyčovité nebo mají zakřivenou geometrii.
Půdní bakterie jsou z větší části chemosyntetiky, to znamená, že se živí produkty získanými v důsledku redoxních reakcí za účasti oxidu uhličitého. V procesu své životní činnosti produkují látky nezbytné pro růst a vývoj dalších mikroorganismů.
Rodina půdních mikroorganismů je poměrně rozmanitá. Bakterie jsou zde přítomny:
Ustalovače dusíku
Jedinečnou schopností této skupiny půdních bakterií je schopnost absorbovat molekuly dusíku ze vzduchu, což je pro rostliny nemožné. V důsledku syntézy produkované fixátory dusíku však může být dusík absorbován rostlinami. Podle způsobu existence se tyto bakterie dělí na volně žijící a symbionty, tedy ty, které potřebují interakci s jinými mikroorganismy.
Nodulové fixátory dusíku jsou symbionti, kteří mají podlouhlý oválný nebo tyčinkovitý tvar. Obvykle interagují s luštěninami, jako je hrách, čočka, vojtěška atd.
Po usazení v kořenovém systému tvoří kulovité uzliny, které jsou viditelné i pouhým okem a žijí v nich. Symbióza bakterií a rostlin přináší vzájemné výhody. Tento typ mikroorganismu dodává oddenkům dusík, zatímco k výživě půdních bakterií dochází zpracováním produktů získaných přímo z rostliny a jejích odumřelých částic. Pro mnoho rostlin jsou těsnění uzlů jediným zdrojem sloučenin obsahujících dusík. V prostředí s vysokým obsahem dusíku však nodulové mikroorganismy přestávají s některými rostlinami interagovat. Jsou velmi selektivní a aktivují se pouze u určitých typů a odrůd.
Dnes je zvykem dělit organismy vázající dusík do dvou skupin. První skupinou jsou mikrobi, kteří mohou vstupovat do symbiózy s rostlinami. Patří sem druhy jako Rhizobium, Bradyrhizobium, Mezorhizobium, Sinorhizobium a Azorhizobium, které mohou žít volně bez interakce. Druhou skupinou půdních asociativních fixátorů dusíku jsou ty, které jsou více přizpůsobeny volné existenci v půdě. Příklady půdních bakterií zahrnují Azospirillum, Pseudomonas, Agrobacterium, Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Flavobacterium Arthrobacter, Clostridium, Azotobacter, Beijerinckia a další rody.
Hnijící bakterie
Saprofyty (hnijící bakterie) obvykle žijí na povrchu půdy. Žijí v horních vrstvách půdy, na odumřelých částech kořenových systémů rostlin a na povrchu mrtvých larev. Používají organickou mrtvou tkáň jako zdroj své životně důležité činnosti: nacházejí se v obrovském množství na zbytcích zvířat, spadaných listech a plodech rostlin. Výsledkem jejich životně důležité činnosti je rychlý rozklad a likvidace odumřelé tkáně. Výrazně zlepšují složení půdy a naplňují ji živinami.
Většina zástupců půdních bakterií patří do rodiny saprofytů. Existují dva typy takových mikroorganismů. Někteří z nich žijí v prostředí bez kyslíku, jiní zase nutně potřebují vzduch k plnohodnotnému životu. Jsou to volně žijící organismy, které nikdy nevstupují do symbiózy.
Saprofyty jsou poměrně náročné, pokud jde o nutriční organické sloučeniny. Každý produkt, který zpracovávají, musí obsahovat určité složky, které ovlivňují proces jejich růstu, vývoje a životnosti. Esenciální nutriční složky jsou:
- sloučeniny obsahující dusík nebo určitý soubor aminokyselin;
- vitaminy, proteinové a sacharidové sloučeniny;
- peptidy, nukleotidy.
Jak proces funguje
K rozpadu organické hmoty dochází v důsledku skutečnosti, že mikroorganismy, které přispívají k rozkladu hmoty, mají metabolismus. V důsledku tohoto procesu jsou zničeny chemické vazby tkáňových molekul obsahujících sloučeniny dusíku. Výživa mikroorganismů se provádí v důsledku zachycení prvků obsahujících bílkoviny a aminokyseliny. V důsledku fermentace produktů vstupujících do těla bakterií se z proteinových sloučenin uvolňuje amoniak a sirovodík. Mikroorganismy tak získávají energii pro svou další existenci.
V přírodě hrají rozkladné bakterie primární roli při obnově půdy a mineralizaci. Odtud také obecný název pro bakterie tohoto typu – rozkladač. Rozkladače v procesu své životní činnosti přeměňují organické látky a biomasu na nejjednodušší sloučeniny CO 2, H 2 O, NH 3 a další. Mezi hnilobnými bakteriemi jsou rozšířeny amonifikační mikroorganismy - nesporotvorné enterobakterie, bacily, sporotvorné klostridie.
Fermentační bakterie
Způsob, jakým se bakterie půdní fermentace živí, je prostřednictvím zpracování organických cukrů. V přirozeném prostředí se obvykle nacházejí na povrchu rostlin, ovoce a bobulí, v mléčných výrobcích a v různých vrstvách epitelu ptáků, zvířat, ryb a lidí. V důsledku jejich životně důležité činnosti produkty kyselé s tvorbou kyseliny mléčné. Díky této vlastnosti jsou široce používány při přípravě všech druhů předkrmů a fermentovaných mléčných výrobků. Bakterie mléčného kvašení jsou také primárními účastníky při silážování rostlinného krmiva pro hospodářská zvířata.
Půdní mikroorganismy mléčného kvašení mají převážně dvě formy - mohou být protáhlé ve formě tyčinky nebo mít kulovitý tvar.
Patogenní bakterie
Hnilobné bakterie (saprofyty) a další oportunní mikroby, které se do lidského těla dostanou z prostředí, mohou za určitých podmínek způsobit těžké onemocnění jak u lidí, tak u zvířat. Zvláště náchylní k tomuto účinku jsou lidé s oslabeným imunitním systémem a pacienti trpící nedostatkem vitamínů, neurózami a neustálým přepracováním. Existují případy, kdy jsou onemocnění způsobená rezidentní mikroflórou smrtelná.
Saprofytické mikroorganismy, které vstoupily do lidského těla, mohou způsobit bakteriální šok, který se vyvíjí v důsledku vstupu velkého počtu podmíněně patogenních mikroorganismů a jejich metabolických produktů do krve. Obvykle se tento jev vyskytuje na pozadí dlouhodobých fokálních infekcí.
Zástupci rezidentní půdní mikroflóry často přispívají k výskytu purulentně-zánětlivých procesů a abscesů v těle.
Oportunní mikroorganismy však mohou mít negativní dopad na tělo živých bytostí pouze tehdy, když se objeví faktory příznivé pro jejich životně důležitou činnost. Pro zlepšení půdních půd, jejich obohacení a mineralizaci je taková mikroflóra nezbytná. Bez ní totiž země přestanou být vůbec úrodné a to se nepochybně stane negativním faktorem pro přirozený koloběh života na Zemi.
Boj se zlomyslnými hosty
Je dobře známo, že saprofyty, jakmile jsou v potravinách, způsobují kažení. Takový proces je zpravidla doprovázen velkým uvolňováním látek toxických pro člověka, sirovodíku a amoniaku. Substrát se může zahřát, někdy až k samovznícení. Člověk proto vytváří podmínky, ve kterých mikroorganismy způsobující hnilobu a rozklad ztrácejí schopnost reprodukce nebo úplně odumírají. Mezi taková opatření patří pasterizace, sterilizace, solení, uzení, vaření, cukrování nebo sušení produktů.
Funkce a význam bakterií
Půdní mikroorganismy přispívají k rychlému rozkladu neživé organické hmoty, přičemž v různých vrstvách půdy tvoří kvalitní humus nezbytný pro normální vývoj rostlin. Některé bakterie jsou schopny asimilovat půdní zdroje dusíku, fosforu a železa. Mohou transformovat nebo redistribuovat metabolity mezi částmi rostlin. Endorfytické mikroorganismy žijící ve vnitřních vrstvách kořenového systému rostlin mají pozitivní vliv na jejich růst a vývoj. Tato skupina bakterií nejen že bojuje s patogenními mikroorganismy, ale je dokonce schopna produkovat vitamíny a hormony pro rostlinu. Význam půdní mikroflóry je proto těžké přeceňovat.
Lidé se snaží najít nové způsoby, jak se chránit před jejich škodlivým vlivem. Existují ale i užitečné mikroorganismy: podporují zrání smetany, tvorbu dusičnanů pro rostliny, rozkládají odumřelé pletivo atd. Mikroorganismy žijí ve vodě, půdě, vzduchu, na těle živých organismů i uvnitř nich.
Tvary bakterií
Existují 4 hlavní formy bakterií, a to:
- Mikrokoky – umístěné samostatně nebo v nepravidelných shlucích. Obvykle jsou nehybní.
- Diplokoky jsou uspořádány do párů a mohou být v těle obklopeny pouzdrem.
- Streptokoky se vyskytují ve formě řetězců.
- Sarcini tvoří shluky buněk ve tvaru paketů.
- Stafylokoky. V důsledku procesu dělení se nerozcházejí, ale tvoří shluky (clustery).
Bakterie má složitou strukturu:
- Zeď buňky chrání jednobuněčný organismus před vnějšími vlivy, dávají mu určitý tvar, zajišťují výživu a uchovávají jeho vnitřní obsah.
- Cytoplazmatická membrána obsahuje enzymy, účastní se procesu reprodukce a biosyntézy složek.
- Cytoplazma slouží k plnění životně důležitých funkcí. U mnoha druhů obsahuje cytoplazma DNA, ribozomy, různá granula a koloidní fázi.
- Nukleoid je nepravidelně tvarovaná jaderná oblast, ve které se nachází DNA.
- Kapsle je povrchová struktura, která činí skořepinu odolnější a chrání před poškozením a vysycháním. Tato slizniční struktura má tloušťku více než 0,2 mikronu. Při menší tloušťce je tzv mikrokapsle. Někdy kolem skořápky je sliz, nemá jasné hranice a je rozpustný ve vodě.
- bičíky se nazývají povrchové struktury, které slouží k pohybu buněk v kapalném prostředí nebo na pevném povrchu.
- Napil se- nitkovité útvary, mnohem tenčí a méně bičíků. Přicházejí v různých typech, liší se účelem a strukturou. Pili jsou potřebné k připojení organismu k postižené buňce.
- Kontroverze. Sporulace nastává při nepříznivých podmínkách a slouží k přizpůsobení druhu nebo k jeho zachování.
Doporučujeme zvážit hlavní typy bakterií:
Životní činnostŽiviny vstupují do buňky celým jejím povrchem. Mikroorganismy se rozšířily díky existenci různých druhů výživy. K životu potřebují různé prvky: uhlík, fosfor, dusík atd. Přísun živin je regulován pomocí membrány.
Typ výživy je určen tím, jak se uhlík a dusík vstřebávají, a typem zdroje energie. Některé z nich dokážou tyto prvky získávat ze vzduchu a využívat sluneční energii, jiné ke své existenci potřebují látky organického původu. Všichni potřebují vitamíny a aminokyseliny, které mohou působit jako katalyzátory reakcí probíhajících v jejich těle. K odstranění látek z buňky dochází procesem difúze.
V mnoha typech mikroorganismů hraje kyslík důležitou roli v metabolismu a dýchání. V důsledku dýchání se uvolňuje energie, kterou využívají k tvorbě organických sloučenin. Existují ale bakterie, pro které je kyslík smrtelný.
K rozmnožování dochází rozdělením buňky na dvě části. Poté, co dosáhne určité velikosti, začne proces separace. Buňka se prodlužuje a vzniká v ní příčná přepážka. Vzniklé části se rozptýlí, ale některé druhy zůstávají spojené a tvoří shluky. Každá z nově vytvořených částí se živí a roste jako samostatný organismus. Při umístění v příznivém prostředí probíhá proces reprodukce vysokou rychlostí.
Mikroorganismy jsou schopny rozložit složité látky na jednoduché, které pak mohou rostliny opět využít. Proto jsou bakterie v koloběhu látek nepostradatelné, bez nich by mnoho důležitých procesů na Zemi nebylo možné.
víš?
Závěr: Nezapomeňte si umýt ruce pokaždé, když se vrátíte domů po odchodu ven. Když jdete na toaletu, umyjte si také ruce mýdlem. Jednoduché pravidlo, ale tak důležité! Udržujte ji v čistotě a bakterie vás nebudou obtěžovat!
Pro posílení materiálu vás zveme k dokončení našich vzrušujících úkolů. Přejeme hodně štěstí!
Úkol č. 1
Podívejte se pozorně na obrázek a řekněte mi, která z těchto buněk je bakteriální? Zkuste pojmenovat zbývající buňky, aniž byste se podívali na vodítka: