Tiek mokyklos mokymo programoje, tiek specializuoto universitetinio išsilavinimo metu būtinai atsižvelgiama į pavyzdžius iš bakterijų karalystės. Ši seniausia gyvybės forma mūsų planetoje atsirado anksčiau nei bet kuri kita žmogui žinoma. Pirmą kartą, kaip apskaičiavo mokslininkai, bakterijos susiformavo maždaug prieš tris su puse milijardo metų, o maždaug milijardą metų planetoje nebuvo kitų gyvybės formų. Bakterijų, mūsų priešų ir draugų, pavyzdžiai būtinai atsižvelgiama į bet kurią edukacinę programą, nes būtent šios mikroskopinės gyvybės formos įgalina mūsų pasauliui būdingus procesus.
Paplitimo ypatybės
Kur gyvajame pasaulyje galima rasti bakterijų pavyzdžių? Taip, beveik visur! Jie yra šaltinio vandenyje ir dykumos kopose, dirvožemio, oro ir uolų elementuose. Pavyzdžiui, Antarkties lede bakterijos gyvena esant -83 laipsnių šalčiui, tačiau aukšta temperatūra joms netrukdo – gyvybės formų rasta šaltiniuose, kuriuose skystis įkaista iki +90. Mikroskopinio pasaulio gyventojų tankumą liudija tai, kad, pavyzdžiui, grame dirvožemio yra nesuskaičiuojami šimtai milijonų bakterijų.
Bakterijos gali gyventi bet kurioje kitoje gyvybės formoje – ant augalo, gyvūno. Daugelis žino posakį „žarnyno mikroflora“, o per televiziją nuolat reklamuoja ją gerinančius produktus. Tiesą sakant, jį, pavyzdžiui, tiesiog sudaro bakterijos, tai yra, įprastai žmogaus kūne taip pat yra nesuskaičiuojama daugybė mikroskopinių gyvybės formų. Jų yra ir ant mūsų odos, burnoje – žodžiu, bet kur. Kai kurios iš jų yra tikrai kenksmingos ir netgi pavojingos gyvybei, todėl antibakterinės medžiagos yra taip plačiai paplitusios, tačiau be kitų išgyventi būtų tiesiog neįmanoma – mūsų rūšys sugyvena simbiozėje.
gyvenimo sąlygos
Kad ir koks būtų bakterijų pavyzdys, šie organizmai yra išskirtinai atsparūs, gali išgyventi nepalankiomis sąlygomis, lengvai prisitaiko prie neigiamų veiksnių. Kai kurioms formoms išgyventi reikia deguonies, o kitos gali puikiai apsieiti ir be jo. Yra daug pavyzdžių, kai bakterijų atstovai puikiai išgyvena anoksinėje aplinkoje.
Tyrimai parodė, kad mikroskopinės gyvybės formos gali išgyventi esant dideliam šalčiui, jos nebijo nei labai didelio sausumo, nei aukštos temperatūros. Sporos, kuriomis dauginasi bakterijos, gali lengvai susidoroti net ir ilgai verdant ar apdorojant žemoje temperatūroje.
kas ten?
Nagrinėjant bakterijų (žmogaus priešų ir draugų) pavyzdžius, reikia atsiminti, kad šiuolaikinė biologija įveda klasifikavimo sistemą, kuri šiek tiek supaprastina šios įvairios karalystės supratimą. Įprasta kalbėti apie kelias skirtingas formas, kurių kiekviena turi specializuotą pavadinimą. Taigi, rutulio formos bakterijos vadinamos kokos, streptokokai yra rutuliukai, surinkti grandinėje, o jei darinys atrodo kaip krūva, tai priklauso stafilokokų grupei. Tokios mikroskopinės gyvybės formos žinomos, kai vienoje gleivine padengtoje kapsulėje iš karto gyvena dvi bakterijos. Jie vadinami diplokokais. Bacilos – lazdelės formos, spirilė – spiralės, o vibrijos – bakterijos pavyzdys (bet kuris atsakingai programą išlaikęs mokinys turėtų sugebėti ją atsinešti), savo forma panaši į kablelį.
Šis pavadinimas buvo priimtas mikroskopinėms gyvybės formoms, kurios, analizuojamos Gramo, nekeičia spalvos, kai yra veikiamos krištolo violetinės spalvos. Pavyzdžiui, patogeninės ir nekenksmingos gramteigiamos bakterijos net nuplaunamos alkoholiu išlaiko purpurinį atspalvį, tačiau gramneigiamos visiškai pakeičia spalvą.
Tiriant mikroskopinę gyvybės formą po Gramo plovimo, reikia naudoti sutraukiančią dėmę (safraniną), dėl kurios bakterija taps rausva arba raudona. Ši reakcija atsiranda dėl išorinės membranos struktūros, kuri neleidžia dažams prasiskverbti į vidų.
Kam to reikia?
Jei mokiniui mokiniui suteikiama užduotis pateikti bakterijų pavyzdžius, jis paprastai gali prisiminti tas formas, kurios nagrinėjamos vadovėlyje, o pagrindinės jų savybės jau nurodytos. Dėmės testas buvo išrastas būtent šiems specifiniams parametrams aptikti. Iš pradžių tyrimo tikslas buvo suskirstyti mikroskopinės gyvybės formos atstovus.
Gramo testo rezultatai leidžia daryti išvadas dėl ląstelių sienelių sandaros. Pagal gautą informaciją visas nustatytas formas galima suskirstyti į dvi grupes, į kurias toliau darbe atsižvelgiama. Pavyzdžiui, gramneigiamos klasės patogeninės bakterijos yra daug atsparesnės antikūnų poveikiui, nes ląstelės sienelė yra nepralaidi, apsaugota ir galinga. Tačiau gramteigiamam atsparumui būdingas žymiai mažesnis.
Patogeniškumas ir sąveikos ypatumai
Klasikinis bakterijų sukeltos ligos pavyzdys – uždegiminis procesas, kuris gali išsivystyti įvairiuose audiniuose ir organuose. Dažniausiai tokią reakciją išprovokuoja gramneigiamos gyvybės formos, nes jų ląstelių sienelės sukelia žmogaus imuninės sistemos reakciją. Sienelėse yra LPS (lipopolisacharido sluoksnis), reaguodamas į tai, organizmas gamina citokinus. Tai provokuoja uždegimą, šeimininkas yra priverstas susidoroti su padidėjusia toksinių komponentų gamyba, kurią lemia mikroskopinės gyvybės formos ir imuninės sistemos kova.
Kurie žinomi?
Šiuo metu medicinoje ypatingas dėmesys skiriamas trims formoms, kurios provokuoja rimtas ligas. Neisseria gonorrhoeae bakterija užsikrečiama lytiškai, kvėpavimo takų patologijų simptomai stebimi organizmą užkrėtus Moraxella catarrhalis, o vieną iš labai pavojingų žmogui ligų – meningitą – išprovokuoja bakterija Neisseria meningitidis.
Bacilos ir ligos
Turint omenyje, pavyzdžiui, bakterijas, jų sukeliamas ligas, bacilų ignoruoti tiesiog neįmanoma. Šį žodį šiuo metu žino bet kuris pasaulietis, net ir labai menkai įsivaizduojantis mikroskopinių gyvybės formų ypatybes, o būtent ši gramneigiamų bakterijų įvairovė yra itin svarbi šiuolaikiniams gydytojams ir tyrėjams, nes provokuoja rimtas žmogaus kvėpavimo sistemos problemas. . Taip pat yra žinomi šlapimo sistemos ligų, kurias sukelia tokia infekcija, pavyzdžiai. Kai kurios bacilos neigiamai veikia virškinamojo trakto veiklą. Pažeidimo laipsnis priklauso ir nuo žmogaus imuniteto, ir nuo konkrečios organizmą užkrėtusios formos.
Tam tikra gramneigiamų bakterijų grupė yra susijusi su padidėjusia hospitalinės infekcijos tikimybe. Pavojingiausia iš gana plačiai paplitusių priežasčių yra antrinis meningitas, pneumonija. Tiksliausi turėtų būti reanimacijos skyriaus gydymo įstaigų darbuotojai.
Litotrofai
Atsižvelgiant į bakterinės mitybos pavyzdžius, ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas unikaliai litotrofų grupei. Tai tokia mikroskopinė gyvybės forma, kuri savo veiklai energiją gauna iš neorganinio junginio. Naudojami metalai, sieros vandenilis, amonis ir daugelis kitų junginių, iš kurių bakterija gauna elektronus. Deguonies molekulė ar kitas junginys, jau praėjęs oksidacijos stadiją, veikia kaip oksidatorius reakcijoje. Elektrono perdavimą lydi energijos, kurią kaupia organizmas ir naudojama medžiagų apykaitai, gamyba.
Šiuolaikinius mokslininkus litotrofai domina pirmiausia dėl to, kad jie yra gana netipiški mūsų planetai gyvi organizmai, o tyrimas leidžia gerokai išplėsti mūsų supratimą apie kai kurių gyvų būtybių grupių galimybes. Žinant pavyzdžius, litotrofų klasės bakterijų pavadinimus, ištyrus jų gyvybinės veiklos ypatybes, galima tam tikru mastu atkurti pirminę mūsų planetos ekologinę sistemą, tai yra laikotarpį, kai nebuvo fotosintezės, deguonies. neegzistuoja ir net organinės medžiagos dar neatsirado. Litotrofų tyrimas suteikia galimybę pažinti gyvybę kitose planetose, kur ji gali realizuotis dėl neorganinių medžiagų oksidacijos, visiškai nesant deguonies.
Kas ir ką?
Kas yra litotrofai gamtoje? Pavyzdys yra mazgelių bakterijos, chemotrofinės, karboksitrofinės, metanogenai. Šiuo metu mokslininkai negali tiksliai pasakyti, kad jiems pavyko aptikti visas veisles, priklausančias šiai mikroskopinių gyvybės formų grupei. Daroma prielaida, kad tolesni tyrimai šia kryptimi yra viena perspektyviausių mikrobiologijos sričių.
Litotrofai aktyviai dalyvauja cikliniuose procesuose, kurie yra svarbūs gyvybės mūsų planetoje sąlygoms. Dažnai šių bakterijų išprovokuotos cheminės reakcijos gana stipriai veikia erdvę. Taigi, sieros bakterijos gali oksiduoti vandenilio sulfidą nuosėdose rezervuaro dugne, o be tokios reakcijos komponentas reaguotų su deguonimi, esančiu vandens sluoksniuose, todėl gyvybė jame taptų neįmanoma.
Simbiozė ir priešprieša
Kas nežino virusų, bakterijų pavyzdžių? Mokyklinio kurso metu visiems pasakojama apie blyškią treponemą, kuri gali išprovokuoti sifilį, flambeziją. Taip pat yra bakterijų virusų, kurie mokslui žinomi kaip bakteriofagai. Tyrimai parodė, kad vos per vieną sekundę jie gali užkrėsti nuo 10 iki 24 laipsnio bakterijų! Tai ir galingas evoliucijos įrankis, ir genų inžinerijai pritaikomas metodas, kurį šiuo metu aktyviai tyrinėja mokslininkai.
Gyvybės svarba
Filistinų aplinkoje vyrauja klaidinga nuomonė, kad bakterijos yra tik žmogaus ligų priežastis, ir iš jų nebėra nei naudos, nei žalos. Tokį stereotipą lėmė antropocentrinis supančio pasaulio vaizdas, tai yra mintis, kad viskas kažkaip koreliuoja su žmogumi, sukasi aplink jį ir egzistuoja tik jam. Tiesą sakant, mes kalbame apie nuolatinę sąveiką be jokio konkretaus sukimosi centro. Bakterijos ir eukariotai sąveikauja tol, kol egzistuoja abi šios karalystės.
Pirmasis žmonijos išrastas kovos su bakterijomis būdas buvo susijęs su penicilino – grybelio, galinčio sunaikinti mikroskopines gyvybės formas, atradimu. Grybai priklauso eukariotų karalystei ir biologinės hierarchijos požiūriu yra glaudžiau susiję su žmonėmis nei augalais. Tačiau tyrimai parodė, kad grybai – toli gražu ne vienintelis ir net ne pirmas dalykas, tapęs bakterijų priešu, nes eukariotai atsirado daug vėliau nei mikroskopinė gyvybė. Iš pradžių kova tarp bakterijų (ir kitų formų tiesiog neegzistavo) buvo naudojant šių organizmų gaminamus komponentus, kad išsikovotų vietą sau egzistuoti. Šiuo metu žmogus, bandydamas atrasti naujus kovos su bakterijomis būdus, gali atrasti tik tuos metodus, kurie nuo seno buvo žinomi gamtai ir buvo naudojami organizmų kovoje už gyvybę. Tačiau atsparumas vaistams, kuris taip gąsdina tiek daug žmonių, yra normali atsparumo reakcija, būdinga mikroskopiniam gyvenimui daugelį milijonų metų. Būtent ji lėmė bakterijų gebėjimą išgyventi visą šį laiką ir toliau vystytis bei daugintis.
Pulti arba mirti
Mūsų pasaulis – tai vieta, kur išgyventi gali tik tie, kurie yra prisitaikę prie gyvenimo, geba gintis, pulti, išgyventi. Tuo pačiu metu gebėjimas atakuoti yra glaudžiai susijęs su galimybėmis apsaugoti save, savo gyvybę ir interesus. Jei tam tikra bakterija negalėtų išvengti antibiotikų, ta rūšis išnyktų. Šiuo metu egzistuojantys mikroorganizmai turi gana išvystytus ir sudėtingus gynybos mechanizmus, kurie yra veiksmingi prieš daugybę medžiagų ir junginių. Gamtoje labiausiai pritaikomas metodas yra pavojaus nukreipimas į kitą taikinį.
Antibiotiko atsiradimą lydi poveikis mikroskopinio organizmo molekulei - RNR, baltymams. Jei pakeisite tikslą, pasikeis vieta, kur antibiotikas gali prisijungti. Taškinė mutacija, dėl kurios vienas organizmas tampa atsparus agresyvaus komponento veikimui, tampa visos rūšies tobulėjimo priežastimi, nes būtent ši bakterija ir toliau aktyviai dauginasi.
Virusai ir bakterijos
Ši tema šiuo metu kelia daug kalbų tiek tarp profesionalų, tiek tarp pasauliečių. Beveik kas antras save laiko virusų specialistu, o tai susiję su žiniasklaidos sistemų darbu: vos artėjant gripo epidemijai, apie virusus kalbama ir rašoma visur ir visur. Žmogus, susipažinęs su šiais duomenimis, pradeda tikėti, kad žino viską, kas įmanoma. Žinoma, naudinga susipažinti su duomenimis, tačiau nesuklyskite: ne tik paprasti žmonės, bet ir profesionalai šiuo metu dar turi atrasti daugumos informacijos apie virusų ir bakterijų gyvybinės veiklos ypatybes. .
Beje, pastaraisiais metais gerokai padaugėjo įsitikinusių, kad vėžys – virusinė liga. Daugybė šimtų laboratorijų visame pasaulyje atliko tyrimus, iš kurių galima padaryti tokią išvadą dėl leukemijos, sarkomos. Tačiau kol kas tai tik prielaidos, o oficialios įrodymų bazės nepakanka norint padaryti tikslią išvadą.
Virusologija
Tai gana jauna mokslo šaka, atsiradusi prieš aštuonis dešimtmečius, kai buvo nustatyta, kad ji provokuoja tabako mozaikos ligą. Pastebimai vėliau gautas pirmasis vaizdas, nors ir labai netikslus, o daugiau ar mažiau teisingi tyrimai atlikti tik per pastaruosius penkiolika metų, kai žmonijai prieinamos technologijos leido tirti tokias mažas gyvybės formas.
Šiuo metu nėra tikslios informacijos apie tai, kaip ir kada atsirado virusai, tačiau viena pagrindinių teorijų yra ta, kad ši gyvybės forma atsirado iš bakterijų. Vietoj evoliucijos čia vyko degradacija, vystymasis pasuko atgal, formavosi nauji vienaląsčiai organizmai. Grupė mokslininkų teigia, kad virusai anksčiau buvo daug sudėtingesni, tačiau laikui bėgant daugelis savybių buvo prarastos. Būklė, kurią gali tyrinėti šiuolaikinis žmogus, genetinio fondo duomenų įvairovė yra tik skirtingo laipsnio, degradacijos stadijų atgarsiai, būdingi konkrečiai rūšiai. Kiek teisinga ši teorija, vis dar nežinoma, tačiau negalima paneigti glaudaus ryšio tarp bakterijų ir virusų.
Bakterijos: tokios skirtingos
Net jei šiuolaikinis žmogus supranta, kad bakterijos jį supa visur ir visur, vis tiek sunku suvokti, kiek aplinkinio pasaulio procesai priklauso nuo mikroskopinių gyvybės formų. Tik neseniai mokslininkai išsiaiškino, kad gyvos bakterijos netgi užpildo debesis, kur jos kyla su garais. Tokiems organizmams suteikiami sugebėjimai stebina ir įkvepia. Kai kurie išprovokuoja vandens virsmą ledu, dėl kurio iškrenta krituliai. Kai granulė pradeda kristi, ji vėl ištirpsta, o vandens arba sniego lietus, priklausomai nuo klimato ir sezono, krenta ant žemės. Ne taip seniai mokslininkai teigė, kad per bakterijas galite padidinti kritulių kiekį.
Apibūdinti gebėjimai iki šiol buvo atrasti tiriant rūšį, kuri gavo mokslinį pavadinimą Pseudomonas Syringae. Mokslininkai anksčiau manė, kad žmogaus akiai skaidrūs debesys yra pripildyti gyvybės, o šiuolaikinės priemonės, technologijos ir įrankiai leido įrodyti šį požiūrį. Apytikriais skaičiavimais, kubinis metras debesies yra pripildytas mikrobų, kurių koncentracija siekia 300-30 000 kopijų. Be kita ko, čia yra ir minėta Pseudomonas Syringae forma, provokuojanti ledo susidarymą iš vandens esant gana aukštai temperatūrai. Pirmą kartą jis buvo atrastas prieš kelis dešimtmečius tyrinėjant augalus ir auginamas dirbtinėje aplinkoje – pasirodė gana paprasta. Šiuo metu Pseudomonas Syringae aktyviai dirba žmonijos labui slidinėjimo kurortuose.
Kaip tai atsitinka?
Pseudomonas Syringae egzistavimas yra susijęs su baltymų, kurie tinkleliu dengia mikroskopinio organizmo paviršių, gamyba. Priartėjus vandens molekulei prasideda cheminė reakcija, gardelės išsilygina, atsiranda tinklelis, dėl kurio susidaro ledas. Šerdis pritraukia vandenį, didėja dydis ir masė. Jei visa tai atsitiko debesyje, tada, padidėjus svoriui, neįmanoma toliau kilti, o granulė nukrenta. Kritulių formą lemia oro temperatūra šalia žemės paviršiaus.
Manoma, kad Pseudomonas Syringae galima griebtis sausros laikotarpiu, dėl kurio į debesį reikia įvesti bakterijų koloniją. Šiuo metu mokslininkai tiksliai nežino, kokia mikroorganizmų koncentracija gali išprovokuoti lietų, todėl atliekami eksperimentai, imami mėginiai. Tuo pačiu reikia išsiaiškinti, kodėl Pseudomonas Syringae juda debesimis, jei mikroorganizmas paprastai gyvena ant augalo.