बैक्टीरिया - एक सामान्य विशेषता। वर्गीकरण, संरचना, पोषण और प्रकृति में बैक्टीरिया की भूमिका

बैक्टीरिया पृथ्वी पर सबसे प्राचीन जीव है, साथ ही इसकी संरचना में सबसे सरल है। इसमें केवल एक कोशिका होती है, जिसे केवल सूक्ष्मदर्शी के नीचे देखा और अध्ययन किया जा सकता है। बैक्टीरिया की एक विशिष्ट विशेषता एक नाभिक की अनुपस्थिति है, यही वजह है कि बैक्टीरिया को प्रोकैरियोट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

कुछ प्रजातियाँ कोशिकाओं के छोटे समूह बनाती हैं; ऐसे समूह कैप्सूल (म्यान) से घिरे हो सकते हैं। बैक्टीरिया का आकार, आकार और रंग पर्यावरण पर अत्यधिक निर्भर हैं।

आकार के संदर्भ में, बैक्टीरिया को विभाजित किया जाता है: छड़ के आकार का (बैसिली), गोलाकार (कोक्सी) और जटिल (स्पिरिला)। संशोधित भी हैं - क्यूबिक, सी-आकार, स्टार-आकार। इनका आकार 1 से 10 माइक्रोन तक होता है। फ्लैगेल्ला की मदद से कुछ प्रकार के बैक्टीरिया सक्रिय रूप से आगे बढ़ सकते हैं। बाद वाले कभी-कभी जीवाणु के आकार से दो गुना अधिक हो जाते हैं।

बैक्टीरिया के प्रकार बनते हैं

आंदोलन के लिए, बैक्टीरिया फ्लैगेल्ला का उपयोग करते हैं, जिसकी संख्या अलग-अलग होती है - एक, एक जोड़ी, फ्लैगेल्ला का एक बंडल। फ्लैगेला का स्थान भी अलग है - सेल के एक तरफ, पक्षों पर, या समान रूप से पूरे विमान में वितरित किया जाता है। इसके अलावा, प्रोकैरियोट के साथ कवर किए गए बलगम के कारण आंदोलन के तरीकों में से एक को फिसलने वाला माना जाता है। अधिकांश में साइटोप्लाज्म के अंदर रिक्तिकाएँ होती हैं। रसधानियों में गैस की क्षमता को समायोजित करने से उन्हें तरल में ऊपर या नीचे जाने में मदद मिलती है, साथ ही मिट्टी के वायु चैनलों के माध्यम से आगे बढ़ने में मदद मिलती है।

वैज्ञानिकों ने जीवाणुओं की 10 हजार से अधिक किस्मों की खोज की है, लेकिन वैज्ञानिक शोधकर्ताओं की धारणा के अनुसार, दुनिया में इनकी दस लाख से अधिक प्रजातियां हैं। जीवाणुओं की सामान्य विशेषताएं जीवमंडल में उनकी भूमिका निर्धारित करने के साथ-साथ जीवाणु साम्राज्य की संरचना, प्रकार और वर्गीकरण का अध्ययन करना संभव बनाती हैं।

निवास

संरचना की सादगी और पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुकूलन की गति ने बैक्टीरिया को हमारे ग्रह की एक विस्तृत श्रृंखला में फैलाने में मदद की। वे हर जगह मौजूद हैं: पानी, मिट्टी, हवा, जीवित जीव - यह सब प्रोकैरियोट्स के लिए सबसे स्वीकार्य आवास है।

बैक्टीरिया दक्षिणी ध्रुव और गीज़र दोनों में पाए गए हैं। वे समुद्र तल पर, साथ ही साथ पृथ्वी के वायु खोल की ऊपरी परतों में हैं। बैक्टीरिया हर जगह रहते हैं, लेकिन उनकी संख्या अनुकूल परिस्थितियों पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, बड़ी संख्या में बैक्टीरिया की प्रजातियाँ खुले जल निकायों के साथ-साथ मिट्टी में भी रहती हैं।

संरचनात्मक विशेषता

एक जीवाणु कोशिका को न केवल इस तथ्य से अलग किया जाता है कि इसमें एक नाभिक नहीं होता है, बल्कि माइटोकॉन्ड्रिया और प्लास्टिड्स की अनुपस्थिति भी होती है। इस प्रोकैरियोट का डीएनए एक विशेष परमाणु क्षेत्र में स्थित है और इसमें एक रिंग में बंद न्यूक्लियॉइड का रूप है। बैक्टीरिया में, कोशिका संरचना में एक कोशिका भित्ति, एक कैप्सूल, एक कैप्सूल जैसी झिल्ली, फ्लैगेल्ला, पिली और एक साइटोप्लाज्मिक झिल्ली होती है। आंतरिक संरचना साइटोप्लाज्म, कणिकाओं, मेसोसोम, राइबोसोम, प्लास्मिड, समावेशन और न्यूक्लियॉइड द्वारा बनाई गई है।

जीवाणु कोशिका भित्ति रक्षा और समर्थन का कार्य करती है। पारगम्यता के कारण पदार्थ इसके माध्यम से स्वतंत्र रूप से बह सकते हैं। इस खोल में पेक्टिन और हेमिकेलुलोज होता है। कुछ बैक्टीरिया एक विशेष बलगम का स्राव करते हैं जो सूखने से बचाने में मदद कर सकता है। बलगम एक कैप्सूल बनाता है - रासायनिक संरचना में एक पॉलीसेकेराइड। इस रूप में, जीवाणु बहुत अधिक तापमान को भी सहन करने में सक्षम होता है। यह अन्य कार्य भी करता है, उदाहरण के लिए, किसी भी सतह पर चिपकना।

जीवाणु कोशिका की सतह पर पतली प्रोटीन विल्ली - पिली होती है। इनकी संख्या बहुत अधिक हो सकती है। पिली कोशिका को आनुवंशिक सामग्री को स्थानांतरित करने में मदद करती है, और अन्य कोशिकाओं को आसंजन भी प्रदान करती है।

दीवार के तल के नीचे एक तीन-परत साइटोप्लाज्मिक झिल्ली है। यह पदार्थों के परिवहन की गारंटी देता है, और बीजाणुओं के निर्माण में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

बैक्टीरिया का साइटोप्लाज्म 75 प्रतिशत पानी से बना होता है। साइटोप्लाज्म की संरचना:

• मछुआरे;
• mesosomes;
• अमीनो अम्ल;
• एंजाइम;
• रंजक;
• चीनी;
• दाने और समावेशन;
• न्यूक्लियॉइड।

प्रोकैरियोट्स में चयापचय संभव है, दोनों ऑक्सीजन की भागीदारी के साथ और इसके बिना। उनमें से ज्यादातर जैविक मूल के तैयार पोषक तत्वों पर भोजन करते हैं। बहुत कम प्रजातियाँ स्वयं अकार्बनिक से कार्बनिक पदार्थों को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। ये नीले-हरे बैक्टीरिया और सायनोबैक्टीरिया हैं, जिन्होंने वातावरण को आकार देने और इसे ऑक्सीजन से संतृप्त करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।

प्रजनन

प्रजनन के लिए अनुकूल परिस्थितियों में, यह नवोदित या वानस्पतिक रूप से किया जाता है। अलैंगिक प्रजनन निम्नलिखित क्रम में होता है:

1. जीवाणु कोशिका अपनी अधिकतम मात्रा तक पहुँच जाती है और इसमें पोषक तत्वों की आवश्यक आपूर्ति होती है।
2. सेल लंबी हो जाती है, बीच में एक विभाजन दिखाई देता है।
3. कोशिका के भीतर, न्यूक्लियोटाइड का एक विभाजन होता है।
4. डीएनए मुख्य और अलग विचलन।
5. सेल आधा में बांटा गया है।
6. बेटी कोशिकाओं का अवशिष्ट गठन।

प्रजनन की इस पद्धति के साथ, आनुवंशिक जानकारी का कोई आदान-प्रदान नहीं होता है, इसलिए सभी संतति कोशिकाएं मां की हूबहू नकल होंगी।

प्रतिकूल परिस्थितियों में जीवाणुओं के प्रजनन की प्रक्रिया अधिक रोचक होती है। वैज्ञानिकों ने अपेक्षाकृत हाल ही में - 1946 में बैक्टीरिया की यौन प्रजनन क्षमता के बारे में सीखा। बैक्टीरिया में मादा और जनन कोशिकाओं में विभाजन नहीं होता है। लेकिन उनका अलग डीएनए है। दो ऐसी कोशिकाएं, जब एक-दूसरे के पास आती हैं, डीएनए के हस्तांतरण के लिए एक चैनल बनाती हैं, साइटों का आदान-प्रदान होता है - पुनर्संयोजन। प्रक्रिया काफी लंबी है, जिसके परिणाम दो बिल्कुल नए व्यक्ति हैं।

अधिकांश बैक्टीरिया को माइक्रोस्कोप के नीचे देखना बहुत मुश्किल होता है क्योंकि उनका अपना रंग नहीं होता है। बैक्टीरियोक्लोरोफिल और बैक्टीरियोपुरपुरिन की सामग्री के कारण कुछ किस्में बैंगनी या हरी हैं। यद्यपि यदि हम जीवाणुओं के कुछ उपनिवेशों पर विचार करते हैं, तो यह स्पष्ट हो जाता है कि वे पर्यावरण में रंगीन पदार्थ छोड़ते हैं और एक चमकीले रंग का अधिग्रहण करते हैं। प्रोकैरियोट्स का अधिक विस्तार से अध्ययन करने के लिए, उन्हें दाग दिया जाता है।

वर्गीकरण

बैक्टीरिया का वर्गीकरण संकेतकों पर आधारित हो सकता है जैसे:

• प्रपत्र
• यात्रा का तरीका;
• ऊर्जा प्राप्त करने का तरीका;
• अपशिष्ट उत्पादों;
• खतरे की डिग्री।

बैक्टीरिया सहजीवनअन्य जीवों के साथ साझेदारी में रहते हैं।

बैक्टीरिया सैप्रोफाइट्सपहले से ही मृत जीवों, उत्पादों और जैविक कचरे पर रहते हैं। वे क्षय और किण्वन की प्रक्रियाओं में योगदान करते हैं।

क्षय लाशों की प्रकृति और जैविक मूल के अन्य कचरे को साफ करता है। क्षय की प्रक्रिया के बिना प्रकृति में पदार्थों का कोई चक्र नहीं होगा। तो पदार्थ के चक्रण में जीवाणुओं की क्या भूमिका है?

क्षय जीवाणु प्रोटीन यौगिकों, साथ ही वसा और नाइट्रोजन युक्त अन्य यौगिकों को तोड़ने की प्रक्रिया में सहायक होते हैं। एक जटिल रासायनिक प्रतिक्रिया को अंजाम देने के बाद, वे कार्बनिक जीवों के अणुओं के बीच के बंधन को तोड़ते हैं और प्रोटीन अणुओं, अमीनो एसिड पर कब्जा कर लेते हैं। विभाजन, अणु अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य हानिकारक पदार्थ छोड़ते हैं। वे जहरीले होते हैं और मनुष्यों और जानवरों में विषाक्तता पैदा कर सकते हैं।

क्षय जीवाणु उनके लिए अनुकूल परिस्थितियों में तेजी से गुणा करते हैं। चूँकि ये न केवल लाभकारी बैक्टीरिया हैं, बल्कि हानिकारक भी हैं, इसलिए लोगों ने उत्पादों में समय से पहले क्षय को रोकने के लिए उन्हें संसाधित करना सीख लिया है: सूखा, अचार, नमक, धुआँ। ये सभी उपचार बैक्टीरिया को मारते हैं और उन्हें बढ़ने से रोकते हैं।

किण्वन बैक्टीरिया एंजाइम की मदद से कार्बोहाइड्रेट को तोड़ने में सक्षम होते हैं। लोगों ने प्राचीन काल में इस क्षमता पर ध्यान दिया और आज तक लैक्टिक एसिड उत्पाद, सिरका और अन्य खाद्य उत्पादों को बनाने के लिए ऐसे बैक्टीरिया का उपयोग करते हैं।

अन्य जीवों के साथ मिलकर काम करने वाले बैक्टीरिया बहुत महत्वपूर्ण रासायनिक कार्य करते हैं। यह जानना बहुत जरूरी है कि जीवाणु किस प्रकार के होते हैं और वे प्रकृति को क्या लाभ या हानि पहुँचाते हैं।

प्रकृति में और मनुष्य के लिए महत्व

कई प्रकार के जीवाणुओं (सड़ांध और विभिन्न प्रकार के किण्वन की प्रक्रियाओं में) का बहुत महत्व पहले ही ऊपर उल्लेख किया जा चुका है; पृथ्वी पर एक स्वच्छता भूमिका की पूर्ति।

बैक्टीरिया कार्बन, ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, फास्फोरस, सल्फर, कैल्शियम और अन्य तत्वों के चक्र में भी बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं। कई प्रकार के बैक्टीरिया वायुमंडलीय नाइट्रोजन के सक्रिय निर्धारण में योगदान करते हैं और इसे मिट्टी की उर्वरता बढ़ाने में योगदान करते हुए इसे जैविक रूप में परिवर्तित करते हैं। विशेष महत्व के वे बैक्टीरिया हैं जो सेल्युलोज को विघटित करते हैं, जो मिट्टी के सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए कार्बन का मुख्य स्रोत हैं।

सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया चिकित्सीय मिट्टी, मिट्टी और समुद्र में तेल और हाइड्रोजन सल्फाइड के निर्माण में शामिल होते हैं। इस प्रकार, काला सागर में हाइड्रोजन सल्फाइड से संतृप्त पानी की परत सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया की महत्वपूर्ण गतिविधि का परिणाम है। मिट्टी में इन जीवाणुओं की गतिविधि से मिट्टी के सोडा और सोडा के लवणीकरण का निर्माण होता है। सल्फेट-अपचायक बैक्टीरिया चावल के बागानों की मिट्टी में पोषक तत्वों को एक ऐसे रूप में परिवर्तित कर देते हैं जो फसल की जड़ों के लिए उपलब्ध हो जाता है। ये बैक्टीरिया धातु के भूमिगत और पानी के नीचे की संरचनाओं के क्षरण का कारण बन सकते हैं।

जीवाणुओं की महत्वपूर्ण गतिविधि के लिए धन्यवाद, मिट्टी कई उत्पादों और हानिकारक जीवों से मुक्त हो जाती है और मूल्यवान पोषक तत्वों से संतृप्त हो जाती है। कई प्रकार के कीटों (कॉर्न बोरर, आदि) से निपटने के लिए जीवाणुनाशक तैयारियों का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

विभिन्न उद्योगों में एसीटोन, एथिल और ब्यूटाइल अल्कोहल, एसिटिक एसिड, एंजाइम, हार्मोन, विटामिन, एंटीबायोटिक्स, प्रोटीन और विटामिन की तैयारी आदि के उत्पादन के लिए कई प्रकार के बैक्टीरिया का उपयोग किया जाता है।

बैक्टीरिया के बिना, चमड़े को कमाना, तम्बाकू के पत्तों को सुखाना, रेशम, रबर बनाना, कोको प्रसंस्करण, कॉफी, पेशाब करने वाली भांग, सन और अन्य बास्ट-फाइबर पौधों, साउरकराट, सीवेज उपचार, लीचिंग धातुओं आदि में प्रक्रियाएं असंभव हैं।