חיידקים, מיקרוסקופיים, לרוב חד-תאיים, המתאפיינים בהיעדר גרעין נוצר. מופץ בכל מקום: באדמה, במים, באוויר, בפנים ובפני השטח של גופם של אורגניזמים חיים ומתים. תואר לראשונה על ידי A. Leeuwenhoek. הערך של החיידקים הוא גדול. הוא האמין כי אלה הם האורגניזמים הראשונים שהופיעו על פני כדור הארץ ויצרו את התנאים להמשך התפתחות החיים. הם משתתפים במעגל החומרים בטבע, ביצירת שכבת אדמה פורייה (חלק מחיידקי הקרקע), שומרים על מאזן הפחמן הדו חמצני באטמוספרה. חיידקי גושים, המעשירים את הקרקע בחנקן, תורמים לצמיחת תנובת היבול. תרבויות. חיידקי חומצה לקטית, חיידקי חומצה אצטית וכו' נמצאים בשימוש נרחב בביוטכנולוגיה. חיידקי ריקבון הם מסודרים טבעיים. יחד עם זאת, חיידקים נרקבים ופתוגניים גורמים לנזק משמעותי. הראשונים גורמים לקלקול מזון, מזון וכו', השניים גורמים למחלות צמחים, מחלות זיהומיות של בעלי חיים ובני אדם. חיידקים של פלורת המעיים (מיקרופלורה) של בעלי חיים ובני אדם (וגם אצל מעלי גירה - והקיבה) מעורבים בעיכול תקין של מזון במארחים שלהם.
צורת החיידקים שונה: בצורת מוט (בציליות), כדוריות (קוקיות), מפותלות (ויבריוס), ספירלה (ספירושטים), וכו'. בציליות יכולות להצטרף לשרשראות (גורמים לדיפתריה, קדחת טיפוס, שחפת). קוקי יכולים להופיע גם כשרשראות (סטרפטוקוקוס) או אשכולות (סטפילוקוק). ישנם מינים המורכבים משני תאים (גונוקוקים), רב-תאיים (טריכובקטריה, חיידקי אפור, ברזל).
האברונים החיוניים הם: מנגנון גרעיני, ציטופלזמה, קרום ציטופלזמה.
אלמנטים מבניים אופציונליים (מינוריים) הם: דופן התא, קפסולה, נבגים, פילי, דגלים.
במרכז תא החיידק נמצא נוקלואיד- תצורה גרעינית, המיוצגת לרוב על ידי כרומוזום אחד בצורת טבעת. מורכב מגדיל דו-גדילי של DNA. הנוקלואיד אינו מופרד מהציטופלזמה על ידי ממברנה גרעינית.
ציטופלזמה- מערכת קולואידית מורכבת המכילה תכלילים שונים ממקור מטבולי (גרגרי וולוטין, גליקוגן, גרנולוזה וכו'), ריבוזומים ואלמנטים אחרים של מערכת סינתזת החלבונים, פלסמידים (DNA חוץ-נוקלואיד), מזוזומים (הנוצרים כתוצאה מהחדרה של הממברנה הציטופלזמית לתוך חילוף החומרים האנרגטי של הציטופלזמה, חלוקת האנרגיה הספורית של הציטופלזמה, חלוקת תאים ספורי).
ממברנה ציטופלזמיתמגבילה את הציטופלזמה מבחוץ, בעלת מבנה תלת-שכבתי ומבצעת מספר פונקציות חשובות - מחסום (יוצר ושומר על לחץ אוסמוטי), אנרגיה (מכיל מערכות אנזימים רבות - נשימה, חיזור, מבצע העברת אלקטרונים), הובלה (העברת חומרים שונים לתוך התא וממנו).
דופן תא- טבוע ברוב החיידקים (פרט למיקופלזמות, אכולפלזמות וכמה מיקרואורגניזמים אחרים שאין להם דופן תא אמיתי). יש לו מספר פונקציות, קודם כל, הוא מספק הגנה מכנית וצורה קבועה של תאים; תכונות אנטיגניות של חיידקים קשורות במידה רבה לנוכחותו. הוא מורכב משתי שכבות עיקריות, מהן החיצונית יותר פלסטית, הפנימית קשיחה.
חיידקים מתרבים מהר מאוד (רבים כל 20-30 דקות), על ידי חלוקת התא לשניים. בקצב רבייה זה יכולים להיווצר 250 אלף חיידקים מתא אחד תוך 6 שעות. בתנאים לא נוחים בחיידקים רבים, תוכן התא מופרד מהממברנה, נדחס ומכוסה בקרום חדש. כתוצאה מכך, נוצרים נבגים יציבים שיכולים לעמוד בייבוש ממושך, חימום St. 100 מעלות צלזיוס והקירור החזק ביותר. לפיכך, נבגים של פתוגן האנתרקס ברי קיימא במשך 30-50 שנים. חיידקים והנבגים שלהם יכולים להינשא באמצעות רוח, מים ואמצעים אחרים. חלק מהחיידקים אינם תנועתיים, בעוד שלאחרים יש דגלים המאפשרים להם לנוע.
חלק מהחיידקים יכולים לגדול ולהתרבות רק בנוכחות חמצן (אירובי), אחרים בהיעדרו (אנאירובים מחייבים), ואחרים יכולים להתקיים גם בנוכחותו וגם בהיעדרו (אנאירובים פקולטטיביים). התהליכים הידועים של תסיסה וריקבון ממשיכים בהשתתפותם של חיידקים אנאירוביים המפרקים את הפחמימות והחלבונים התואמים. פירוק של צמחים ובעלי חיים מתים על ידי חיידקים הוא החוליה החשובה ביותר במחזורים הביו-גיאוכימיים של פחמן, חמצן, חנקן, גופרית ואלמנטים נוספים, כמו גם מחזור החומרים בביוספרה בכללותה.
חיידקים גראם שליליים, לרבות ציאנובקטריות, וחיידקים גראם חיוביים, וכן ארכאיבקטריות ומיקופלזמות (חיידקים חסרי דופן תא ומוגבלים רק על ידי קרום הפלזמה) נבדלים מחיידקים לפי סוג מבנה דופן התא ובהתאם לצביעה בשיטה מיוחדת.
היווצרות נבגים היא דרך לשמר סוגים מסוימים של חיידקים בתנאים סביבתיים שליליים. אנדוספורות נוצרות בציטופלזמה, הם תאים בעלי פעילות מטבולית נמוכה ועמידות גבוהה (התנגדות) לייבוש, גורמים כימיים, טמפרטורה גבוהה וגורמים סביבתיים שליליים אחרים. עמידות גבוהה קשורה לתכולה גבוהה של מלח הסידן של חומצה דיפיקולינית במעטפת הנבגים. המיקום והגודל של נבגים במיקרואורגניזמים שונים שונים. השלבים העיקריים של "מחזור החיים" של נבגים הם נבגים (כולל את שלב ההכנה, שלב הקדם-ספורה, היווצרות קונכיות, הבשלה ותרדמה) ונביטה, המסתיימת בהיווצרות צורה וגטטיבית. תהליך הספורולציה נקבע גנטית.
ככלל, ספרופיטים אינם גורמים למחלות, אולם ישנם חיידקים המנהלים אורח חיים ספרופיטי, אך עם זאת יש להם תכונות פתוגניות לבני אדם.
תפקיד החיידקים ברכיבה
1) על ידי מינרליזציה של שרידי צמחים ובעלי חיים, מיקרואורגניזמים משתתפים במחזור של כל היסודות הכימיים המרכיבים תאים חיים.
2) הביומסה של צמחים ובעלי חיים מפורקת על ידי מיקרואורגניזמים המסוגלים לנצל תאית, פנטוזות, עמילן, ליגנין, חומרים פקטין, בסופו של דבר לפחמן דו חמצני ומים. פחמן דו חמצני משמש אז את הצמחים בתהליך הפוטוסינתזה.
3) חיידקים מעורבים במחזור החנקן. במהלך מינרליזציה של חלבון מן החי והצומח, חיידקים חיידקים פעילי ריקבון יוצרים אמוניה, אשר מתחמצנת על ידי חנקת חיידקים לניטריטים ולאחר מכן לחנקות. גם מלחי אמוניום וגם חנקות משמשים מקור להזנת חנקן לצמחים גבוהים יותר, תוך סינתזה של חלבוני גופם.
4) חיידקים מבצעים חמצון של ברזל ומנגן, שקיעת מלחי סידן, חמצון של מתאן ומימן, הרס סלעים על ידי פסולת ועוד. כל זה מאפשר לנו להתייחס לפעילות החיידקים כגורם גיאולוגי רב עוצמה.