Инфузория это животное или бактерия


Паразиты инфузории человека: описание представителей

Одноклеточная инфузория Ichthyophthirius или Ichthyophthirius multifiliis — возбудитель, пожалуй, смой распространенной аквариумной болезни: ихтиофтириоза.

Это эктопаразит (живет на коже паразитируемого организма), хотя если быть более точным, то он живет в коже, а не на коже, при этом, не затрагивая подкожные ткани. Помимо кожи, объектами его атаки становятся жабры, роговая оболочка глаз, ротовая полость.

Что же делать в такой ситуации ? Для начала советуем почитать эту статью. В данной статье подробно описываются методы борьбы с паразитами. Также рекомендуем обратиться к специалисту. Читать статью >>>

Паразит имеет округлое или яйцевидное тело 0,5-1,0 мм в диаметре, покрытое многочисленными ресничками, при помощи которых он передвигается. На переднем, суженном конце располагается небольшое ротовое отверстие, окруженное ресничками.

Инфузория в течение своей жизни ведет как свободный, так и паразитический образ жизни. Оптимальная температура развития – 25-27 градусов.

Размножается делением надвое вне организма рыбы (тропический вариант паразита размножается, скорее всего, на самой рыбе) — где она образует форму цисты размножения, в которой и происходит деление клетки инфузории. Циста обычно крупная: до 1 мм. в диаметре.

Жизненный цикл ихтиофтириуса

  • паразит покидает рыбу
  • образование цисты деления с защитной капсулой из слизи
  • выход бродяжек из цисты
  • поиск и прикрепление молодого паразита к рыбе
  • дохлая рыбка
  • спаривание двух инфузорий после того, как они покинули тело дохлой рыбы
  • образование особой цисты, способной выжить без рыбы много недель
  • деление цисты
  • выход бродяжек

В такой цисте происходит палинтомия, или множественное деление материнской особи, что приводит к образованию огромного количества мелких клеток, или томитов ихтиофтириуса. Количество таких клеток может достигать 2000. Считается, что деление продолжается 6-8 или даже до 24 часов. В холодной воде (5-6°С) этот процесс может затянуться на 6 суток и более.

Томиты или бродяжки выходят наружу, некоторое время растут в воде, находят своего хозяина и активно внедряются в верхние слои кожи, жабр и плавников. На теле своего хозяина капсулы паразита быстро растут под защитой прикрывающего их эпителиального слоя кожи. Через 6-7 суток после внедрения при температуре 16 — 22 градуса они достигают размера взрослой особи. Тогда капсула, окружающая паразита, лопается, и инфузория выходит наружу. При выходи инфузории из капсулы, на теле рыбы образуется ранка, что способствует появлению вторичных инфекций.

Через три-шесть дней в аквариуме будет уже несколько тысяч(!) цист размножения. А через 7 дней после появления в аквариуме заносчика инфекции на всех рыбах будут уже многие тысячи паразитов.

Разница между тропическим и отечественным ихтиофтирусом заключается в том, что тропический вариант паразита размножается, скорее всего, напрямую на рыбе: цисты образуются напрямую на эпителии рыбы. Паразиты покидают свои пустулы и, вероятно, тут же проникают под эпителий рыбы. Так возникает множество расположенных очень близко друг от друга мелких дермоидных бугорков. Делятся они и в свободном плавании.

Тропические ихтиофтириусы размножаются очень быстро, так как деление у них происходит на всех стадиях жизненного цикла! И с ними бесполезно бороться солью (уничтожающую цисты на дне), да и высокие температуры они переносят достаточно хорошо. Более того, повышать температуру в биотопе с тропическими ихтиофтириусами может быть даже вредно: в теплой воде его развитие идет еще быстрее.

Есть основания считать, что тропические формы ихтиофтириусов представлены по крайней мере еще одним видом. А известный российский ихтиопатолог О.Н. Юнчис выделяет этот вид (Neoichthyophtirius shlotfeldi) даже в отдельный род. Эти инфузории являются наиболее опасными, избавить от них рыб труднее всего, хотя по внешним проявлениям оба варианта ихтиофтириоза сходны.

Ихтиофтириусы независимо от стадии своего развития покидают умершую рыбу.

Паразит устойчив к перепадам температур, и легко переходит от холодноводных рыб к тепловодным.

Без рыбы «бродяжки» погибают через 2-3 суток.

Где обитает инфузория туфелька

Инфузория туфелька обитает в пресных стоячих водоемах. Значение инфузории туфельки в природе только положительное ведь там, где живет инфузория туфелька вода всегда чистая и прозрачная и это не случайно ведь бактерии и микроводоросли как загрязнители водоемов служат пищей инфузориям и в значительной степени ими поедаются.

Большое количество инфузорий в водоемах всегда связано с изобилием корма и наоборот. В природных водоемах инфузория туфелька может служить первым стартовым кормом для мальков.

Инфузории паразиты

Наряду с безвредными инфузориями существуют и инфузории паразиты и они способны нанести вред здоровью различным беспозвоночным и позвоночным животным. В аквариумистике существенный вред приносят инфузории, паразитирующие на теле рыб. Эти болезнетворные инфузории могут вызвать ряд серьезных заболеваний нередко сопровождающихся гибелью рыб.

К инфузориям паразитам относятся:

  • Равноресничная инфузория (заболевание — Ихтиофтириаз),
  • инфузория Cryptocarion (заболевание — Криптокарионоз),
  • Равноресничная инфузория Chilodonella spp. (заболевание — Хилодонеллез или молочная болезнь),
  • инфузория Brooklynella sp. (заболевание — Бруклинеллез),
  • Кругоресничная инфузория Trichodina sp. (заболевание — Триходиниоз),
  • инфузория Tetrahymena sp. (заболевание — Тетрахимена),
  • инфузория Carchesium. Sp Epistylis sp. Vorticella sp. (заболевание — Ложная плесень).

В домашнем аквариуме может присутствовать большое количество различных паразитических инфузорий, но поражают они в первую очередь только рыб с ослабшей иммунной системой.

Инфузории для мальков

В аквариумистике, когда дело касается поднятия мальков инфузория туфелька может принести неоценимую пользу. Инфузория туфелька является мельчайшим живым кормом ее размер составляет 0,1—0,3 мм и она прекрасно подходит как стартовый корм для мальков мелких видов рыб, а также мальков привередов, которые кроме инфузории и видеть более ничего не желают. Для обеспечения мальков стартовым кормом многие аквариумисты разводят инфузорию в домашних условиях.

Паразитические инфузории

Среди паразитических инфузорий определенный интерес представляет балантидиум, обитающий в кишечнике человека, свиньи. В результате его жизнедеятельности изъязвляется слизистая оболочка, разрушаются кровеносные сосуды. Заболевание проявляется кровавым поносом. При неблагоприятных условиях паразиты превращаются в цисты, которыми человек заражается при несоблюдении правил личной гигиены.

Балантидий (Balantidium coli)

Локализация. Толстый кишечник.

Географическое распространение. Повсеместно.

Морфофизиологическая характеристика. Тело неправильно-овальной или яйцевидной формы. Размеры в длину 30-200 мкм, в ширину — 20-70 мкм. По величине это самый крупный паразит человека среди простейших. На переднем суженном конце тела находится перистом, который переходит в цитостом и воронкообразную глотку, расположенную в виде щели перпендикулярно к поверхности. На заднем конце тела находится анальная пора. Питается остатками непереваренной пищи (особенно крахмальными зернами), эритроцитами.

Сократительных вакуолей две. Макронуклеус имеет бобовидную или палочковидную форму. Около его вогнутой поверхности лежит округлый микронуклеус (рис. 2). Размножается поперечным делением и путем конъюгации. Цисты овальной или шаровидной формы (50-60 мкм в диаметре).

Жизненный цикл. Паразитирует в толстом отделе кишечника и особенно часто в слепой кишке.

Заражение происходит путем заглатывания цист. В пищеварительном тракте из цист образуются вегетативные формы. Размножаясь, балантидии иногда долго живут в кишечнике, не вызывая никаких патологических изменений. Но в ряде случаев под влиянием каких-то не вполне выясненных условий (например, миграционный аскаридоз) они начинают внедряться в стенку кишечника и разрушают ее, вызывая образование глубоких язв. Очевидно, разрушение тканей происходит так же, как и при амебиазе, с помощью литических ферментов паразитов. В нижних отделах кишечника вегетативные формы инцистируются и выносятся наружу.

Основным резервуаром балантидиаза считаются домашние и дикие свиньи. В некоторых хозяйствах зараженность достигает 100%.

В кишечнике животных балантидии легко инцистируются, в то время как в организме человека цисты образуются в сравнительно небольшом количестве. Животные выделяют цисты с фекалиями и загрязняют окружающую среду. Работники свиноферм могут заражаться при уходе за животными, уборке помещений для скота и т. д. Зараженность работников этой категории по сравнению с другими специальностями значительно выше. Цисты в фекалиях свиней сохраняются несколько недель. Вегетативные формы при комнатной температуре живут 2-3 дня.

Заражение происходит через загрязненные овощи, фрукты, грязные руки, некипяченую воду.

Патогенное действие. Образование кровоточащих язв в стенке кишечника, кровавый понос. Без лечения смертельный исход достигает 30%.

Лабораторная диагностика. Обнаружение в фекалиях вегетативных форм или цист.

Профилактика: соблюдение правил личной гигиены имеет основное значение; общественная — борьба с загрязнением средьи фекалиями свиней, а также людей, соответствующая организация условий труда на свиноводческих фермах, своевременное выявление и лечение больных.

Свободноживущих и паразитических простейших изучал В. А. Догель и его ученики, внесшие большой вклад в исследование строения, размножения, жизненных циклов и филогении одноклеточных животных.

Победить паразитов можно!

Антипаразитарный комплекс® - Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

  • В состав входят только природные компоненты;
  • Не вызывает побочных эффектов;
  • Абсолютно безопасен;
  • Защищает от паразитов печень, сердце, легкие, желудок, кожу;
  • Выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
  • Эффективно уничтожает большую часть видов гельминтов за 21 день.

Сейчас действует льготная программа на бесплатную упаковку. Читать мнение экспертов.

Интересно знать:

Список литературы

  • Centers for Disease Controland Prevention. Brucellosis. Parasites. Ссылка
  • Corbel M. J. Parasitic diseases // World Health Organization. Ссылка
  • Young E. J. Best matches for intestinal parasites // Clinical Infectious Diseases. — 1995. Vol. 21. — P. 283-290. Ссылка
  • Ющук Н.Д., Венгеров Ю. А. Инфекционные болезни: учебник. — 2-е издание. — М.: Медицина, 2003. — 544 с.
  • Распространенность паразитарных болезней среди населения, 2009 / Коколова Л. М., Решетников А. Д., Платонов Т. А., Верховцева Л. А.
  • Гельминты домашних плотоядных Воронежской области, 2011 / Никулин П. И., Ромашов Б. В.

Статья для пациентов с диагностированной доктором болезнью. Не заменяет приём врача и не может использоваться для самодиагностики.

Лучшие истории наших читателей

Тема: Во всех бедах виноваты паразиты!

От кого: Людмила С. ([email protected])

Кому: Администрации Noparasites.ru

Не так давно мое состояние здоровья ухудшилось. Начала чувствовать постоянную усталость, появились головные боли, лень и какая-то бесконечная апатия. С ЖКТ тоже появились проблемы: вздутие, понос, боли и неприятный запах изо рта.

Думала, что это из-за тяжелой работы и надеялась, что само все пройдет. Но с каждым днем мне становилось все хуже. Врачи тоже ничего толком сказать не могли. Вроде как все в норме, но я-то чувствую, что мой организм не здоров.

Решила обратиться в частную клинику. Тут мне посоветовали на ряду с общими анализами, сдать анализ на паразитов. Так вот в одном из анализов у меня обнаружили паразитов. По словам врачей – это были глисты, которые есть у 90% людей и заражен практически каждый, в большей или меньшей степени.

Мне назначили курс противопаразитных лекарств. Но результатов мне это не дало. Через неделю мне подруга прислала ссылку на одну статью, где какой-то врач паразитолог делился реальными советами по борьбе с паразитами. Эта статья буквально спасла мою жизнь. Я выполнила все советы, что там были и через пару дней мне стало гораздо лучше!

Улучшилось пищеварение, прошли головные боли и появилась та жизненная энергия, которой мне так не хватало. Для надежности, я еще раз сдала анализы и никаких паразитов не обнаружили!

Кто хочет почистить свой организм от паразитов, причем неважно, какие виды этих тварей в вас живут - прочитайте эту статью, уверена на 100% вам поможет! Перейти к статье>>>

Надежное и эффективное средство для борьбы с глистами. Выводит всех паразитов за 21 день.

Как Избавить свой организм от опасных для жизни паразитов, пока не поздно!

Врач паразитолог рассказывает, каке существуют эффективные методы борьбы с гельминтами.

Поиск лекрств от паразитов

Советуем почитать

Какие бактерии дружат с инфузориями

Инфузории дают приют бактериям, которые потеряли своего основного многоклеточного хозяина.

Инфузория-туфелька. (Фото: Nguyen Tan Tin / Flickr.com)  Инфузории трубачи. (Фото: Jasper Nance / Flickr.com) 

Мы очень часто слышим о микроорганизмах, которые живут в кишечнике, на коже, в полости рта, и в совокупности составляют наш микробиом – так называют бактерий, вирусы, грибы, которые находятся с нами в симбиотических отношениях: они от нас получают какую-то пользу, и мы от них – тоже. (А польза нам от бактерий может быть очень велика.) Но «свои» микробы есть не только у людей, но и у зверей, у птиц, у насекомых, у растений. Более того, даже одноклеточные организмы, вроде инфузорий, держат при себе каких-то бактерий, хотя до последнего времени микробиомы простейших почти не изучали.

Известно, что инфузории гибнут в стерильных условиях, то есть им для жизни нужны бактерии. Однако довольно трудно отделить тех бактерий, которые просто живут в воде вместе с инфузориями, от тех, которые обитают прямо в клетках инфузорий или же для которых нужно присутствие инфузорий в среде обитания. Исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета, Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН, университетов Пизы и Флоренции сумели описать инфузорийных бактерий с помощью новейших методов секвенирования (то бишь чтения) ДНК и анализа прочитанных последовательностей. Авторы работы анализировали особые участки генома, которые чрезвычайно медленно меняются в ходе эволюции и по которым можно отличить одних микробов от других. В итоге удалось описать – по крайней мере, отчасти – микробиом инфузорий-туфелек (статья про которых была опубликована в январе) и инфузорий трубачей – про них недавно вышла статья в Scientific Reports.

Оказалось, что бактерии, которые обитают в инфузориях, отличаются от тех, которые плавают в воде вокруг инфузорий (хотя разнообразие микробов в инфузориях, разумеется, меньше, чем разнообразие микробов в среде вокруг). Иными словами, клетки инфузорий представляют собой самостоятельные экологические ниши со своим набором микроорганизмов. Причём бактерии, которые живут с инфузориями-туфельками – это не те же самые бактерии, которые живут с трубачами,  даже если трубачи и туфельки обитают в одном водоёме.

В-третьих, оказалось, что в инфузориях живут представители родов бактерий, которых можно найти у животных и у человека. В частности, в инфузориях обитают бактерии групп Mycobacterium, Streptococcus и Neisseria. К ним принадлежат многие патогенные виды, однако есть ли эти патогенные виды в инфузориях, сказать пока нельзя: нужны дополнительные исследования.

В любом случае, как говорит профессор кафедры микробиологии СПбГУ и кандидат биологических наук Алексей Потехин, «очевидно, что в сожительство с инфузориями вступают преимущественно такие бактерии, которые "умеют" жить в ассоциации с организмами-хозяевами. По всей видимости, эти бактерии, оказавшись вне хозяина, в водоеме, за неимением лучшего начинают колонизировать инфузорий и прочих протистов – как-никак это крупные эукариотические клетки, сходные с клетками многоклеточных, и выжить некоторое время можно или у них внутри, или снаружи, в зависимости от тактики конкретной бактерии». Нельзя сказать, чтобы бактерии в сожительстве с инфузориями чувствовали себя хорошо – по словам Алексея Потехина, бактерий в инфузориях всегда немного, значит, им там не очень хорошо размножаться. Но пережить трудные времена в таком хозяине вполне можно. Таким образом, инфузории (и, весьма вероятно, другие протисты) выступают в роли природного резервуара для бактерий, которые потеряли удобного многоклеточного хозяина.

 

По материалам пресс-службы СПбГУ.

класс инфузории (infusoria или ciliata) — Биологическая энциклопедия

Простейшие этого обширного по количеству видов — около 6 тыс.— класса широко распространены в природе. (Эта цифра приводится в сводке Корлисса, 1961 г.). К ним относятся многочисленные обитатели морских и пресных вод. Некоторые виды приспособились к жизни во влажной почве. Немалое количество видов инфузорий ведет паразитический образ жизни. Хозяевами для паразитических инфузорий являются самые разнообразные беспозвоночные и позвоночные животные до высших обезьян и человека включительно.

По сравнению с другими группами простейших инфузории имеют наиболее сложное строение, что связано с разнообразием и сложностью их функций.

Откуда взялось название «инфузория туфелька»? Вы не будете удивлены, если взглянете под микроскопом на живую инфузорию или даже на ее изображение (рис. 85).

Действительно, форма тела этой инфузории напоминает изящную дамскую туфельку.

Инфузория туфелька находится в непрерывном довольно быстром движении. Скорость его (при комнатной температуре) около 2, 0—2, 5 мм/сек. Для такого маленького животного это большая скорость! Ведь это означает, что за секунду туфелька пробегает расстояние, превышающее длину ее тела в 10—15 раз. Траектория движения туфелькд довольно сложна. Она движется передним концом прямо вперед ИНФУЗОРИЯ ТУФЕЛЬКА (PARAMECIUM CAUDATUM)

Чтобы ознакомиться со строением и образом жизни этих интересных одноклеточных организмов, обратимся сначала к одному характерному примеру. Возьмем широко распространенных в мелких пресноводных водоемах инфузорий туфелек (виды рода Paramecium). Этих инфузорий очень легко развести в небольших аквариумах, если залить прудовой водой обычное луговое сено. В таких настойках развивается множество различных видов простейших и почти всегда развиваются инфузории туфельки. При помощи обычного учебного микроскопа можно рассмотреть многое из того, о чем будет дальше рассказано.

Среди простейших инфузории туфельки являются довольно крупными организмами. Длина тела их около 1/6—1/3 мм. и при этом вращается вправо вдоль продольной оси тела.

Столь активное движение туфельки зависит от работы большого количества тончайших волосковидных придатков — ресничек, которые покрывают все тело инфузории. Количество ресничек у одной особи инфузории туфельки равняется 10—15 тыс.!

Каждая ресничка совершает очень частые веслообразные движения — при комнатной температуре до 30 биений в секунду. Во время удара назад ресничка держится в выпрямленном положении. При возвращении же ее в исходную позицию (при движении вниз) она движется в 3—5 раз медленнее и описывает полукруг.

При плавании туфельки движения многочисленных покрывающих ее тело ресничек суммируются. Действия отдельных ресничек оказываются согласованными, в результате чего получаются правильные волнообразные колебания всех ресничек. Волна колебания начинается у переднего конца тела и распространяется назад. Одновременно вдоль тела туфельки проходят 2—3 волны сокращения. Таким образом, весь ресничный аппарат инфузории представляет собой как бы единое функциональное физиологическое целое, действия отдельных структурных единиц которого (ресничек) тесно связаны (координированы) между собой.

Строение каждой отдельной реснички туфельки, как показали электронно микроскопические исследования, является весьма сложным.

Направление и быстрота движения туфельки не являются величинами постоянными и неизменными. Туфелька, как и все живые организмы (мы видели это уже на примере амебы), реагирует на изменение внешней среды изменением направления движения.

Изменение направления движения простейших под влиянием различных раздражителей называют таксисами. У инфузорий легко наблюдать различные таксисы. Если в каплю, где плавают туфельки, поместить какое-либо неблагоприятно действующее на них вещество (например, кристаллик поваренной соли), то туфельки уплывают (как бы убегают) от этого неблагоприятного для них фактора (рис. 86).

Перед нами пример отрицательного таксиса на химическое воздействие (отрицательный хемотаксис). Можно наблюдать у туфельки и положительный хемотаксис. Если, например, каплю воды, в которой плавают инфузории, прикрыть покровным стеклышком и подпустить под него пузырек углекислого газа (С02), то большая часть инфузорий направится к этому пузырьку и расположится вокруг него кольцом.

Очень наглядно явление таксиса проявляется у туфелек под влиянием электрического тока. Если через жидкость, в которой плавают туфельки, пропустить слабый электрический ток, то можно наблюдать следующую картину: все инфузории ориентируют свою продольную ось параллельно линии тока, а затем, как по команде, двинутся в направлении катода, в области которого и образуют г

Тип Инфузории — урок. Биология, Животные (7 класс).

Представители Типа Инфузории, или Ресничные — наиболее высокоорганизованные простейшие животные.

 

Характерные особенности инфузорий:

  • на поверхности тела у них имеются реснички (органы передвижения), которые находятся в постоянном движении, что обеспечивает быстрое перемещение инфузорий.
  • В клетке инфузорий два ядра, разных по размеру и функциям. Большое (вегетативное) ядро — макронуклеус — отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое (генеративное) ядро — микронуклеус — участвует в половом процессе.  

Инфузория туфелька

В тех же водоёмах, где живут амёба протей и эвглена зелёная, встречается и это одноклеточное животное длиной \(0,5\) мм с формой тела, напоминающей туфельку — инфузория туфелька.

 

Строение инфузории туфельки

Инфузории-туфельки быстро плавают тупым концом вперёд, передвигаясь при помощи ресничек.

На теле инфузории имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. Около рта располагаются более крупные реснички. Они загоняют в глотку вместе с потоком воды бактерий — основную пищу туфельки. На дне глотки формируется пищеварительная вакуоль, в которую попадает пища. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. В пищеварительной вакуоли происходит переваривание пищи, переваренные продукты поступают в цитоплазму и используются для жизнедеятельности инфузории.

 

Оставшиеся в пищеварительной вакуоли непереваренные остатки выбрасываются наружу через особую структуру в заднем конце тела — порошицу.

 

В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела.

 

Обрати внимание!

Сократительные вакуоли выводят наружу излишек воды.

 

Каждая вакуоль состоит из центрального резервуара и \(5\)–\(7\) направленных к этим резервуарам каналов. Весь цикл сокращения этих вакуолей проходит один раз за \(10\)–\(20\) секунд: сначала заполняются жидкостью каналы, потом она попадает в центральный резервуар, а затем жидкость изгоняется наружу. 

Как и у других свободноживущих одноклеточных животных, у инфузорий дыхание происходит через покровы тела.

Источники:

Биология. Животные. 7 кл.: учеб. для общеобразоват. учреждений / В. В. Латюшин, В. А. Шапкин. — 10-е изд., стереотип. М.: Дрофа
Константинов В. М., Бабенко В. Г., Кучменко B. C. / Под ред. Константинова В. М. Биология. 7 класс Издательский центр ВЕНТАНА-ГРАФ.

Иллюстрации:

http://cmd4win.ucoz.hu/blog/prezentacija_na_temu_bespoloe_razmnozhenie/2013-05-27-44

http://uchise.ru/kak-vyglyadyat-infuzorii.html

http://www.zoofirma.ru/knigi/kurs-zoologii-t-1-abrikosov.html?start=460

http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya

Инфузория туфелька. Образ жизни и среда обитания инфузории туфельки

Особенности, строение и среда обитания инфузории туфельки

Инфузория туфелька – простейшая живая двигающаяся клетка. Жизнь на Земле отличается многообразием, обитающих на ней, живых организмов, подчас имеющих сложнейшее строение и целый набор особенностей физиологии и жизнедеятельности, помогающий им выжить в этом, полном опасностей, мире.

Но среди органических существ есть и такие уникальные создания природы, строение которых чрезвычайно примитивно, но именно они когда-то давно, миллиарды лет назад, дали толчок развитию жизни и от них произошли более сложные организмы во всём своём разнообразии.

К примитивным формам органической жизни, существующим ныне на земле, относится инфузория туфелька, принадлежащая к одноклеточным существам из группы альвеолят.

Своим оригинальным названием она обязанная форме своего веретенообразного тела, отдалённо напоминающего на вид подошву обычной туфли с широким тупым и более узким концами.

Подобные микроорганизмы причисляются учёными к высокоорганизованным простейшим из класса инфузорий, туфельки являются наиболее типичной его разновидностью.

Названию инфузория туфелька обязана строению своего тела в форме ступни

Другие виды класса, многие из которых являются паразитическими, имеют самые разнообразные формы и обладают достаточным многообразием, существуют в воде и почве, а также в более сложноорганизованных представителях фауны: животных и человеке, в их кишечнике, тканях и кровеносной системе.

Туфельки обычно в обилии разводится в мелких пресных водоёмах со спокойной стоячей водой при условии, что в этой среде в избытке имеются органические разлагающиеся соединения: водные растения, умершие живые организмы, обыкновенный ил.

Средой, подходящей для их жизнедеятельности, может стать даже домашний аквариум, только обнаружить и хорошенько рассмотреть подобную живность возможно исключительно под микроскопом, взяв в качестве опытного образца богатую илом воду. Отличный магазин микроскопов Макромед поможет выбрать микроскоп, чтобы разглядеть инфузорию.

Инфузории туфелькипростейшие живые организмы, именуемые по-другому: парамециями хвостатыми, и в самом деле чрезвычайно малы, а размер их составляет всего от 1 до 5 десятых миллиметра.

По сути они представляют из себя отдельные, бесцветные по окрасу, биологические клетки, основными внутренними органоидами которых являются два ядра, именуемые: большое и малое.

Как видно на увеличенном фото инфузории туфельки, на внешней поверхности подобных микроскопических организмов имеются, расположенные продольными рядами, мельчайшие образования, называемые ресничками, которые служат для туфелек органами передвижения.

Число таких маленьких ножек огромно и составляет от 10 до 15 тысяч, у основания каждого из них имеется прикреплённое базальное тельце, а в непосредственной близости парасональный мешочек, втягиваемый защитной мембраной.

Строение инфузории туфельки, несмотря на кажущуюся при поверхностном рассмотрении простоту, имеет в себе достаточно сложностей. Снаружи такая ходячая клетка защищена тончайшей эластичной оболочкой, помогающей её телу сохранять постоянную форму. Также, как и защитные опорные волокна, расположенные в слое плотной цитоплазмы, прилегающей к оболочке.

Её цитоскелет, кроме всего вышеперечисленного, составляют: микротрубочки, цистерны альвеолы; базальные тельца с ресничками и, находящиеся рядом, их не имеющие; фибриллы и филамены, а также прочие органоиды. Благодаря цитоскелету, и в отличие от другой представительницы простейших – амёбы, инфузория туфелька не способна менять форму тела.

Характер и образ жизни инфузории туфельки

Эти микроскопические существа обычно находятся в постоянном волнообразном движении, набирая скорость около двух с половиной миллиметров в секунду, что для таких ничтожно малых созданий в 5-10 раз превышает длину их тела.

Передвижение инфузории туфельки осуществляется тупым концов вперёд, при этом она имеет обыкновение поворачиваться вокруг оси собственного тела.

Туфелька, резко взмахивая ресничками-ножками и плавно возвращая их на место, работает такими органами передвижения словно вёслами в лодке. Причём количество подобных взмахов имеет частоту около трёх десятков раз за одну секунду.

Что же касается внутренних органоидов туфельки, большое ядро инфузории участвует в обмене веществ, движении, дыхании и питании, а малое отвечает за процесс воспроизводства.

Дыхание этих простейших созданий осуществляется следующим образом: кислород через покровы тела поступает в цитоплазмы, где с помощью данного химического элемента происходит окисление органических веществ и превращение их в углекислых газ, воду и прочие соединения.

А в результате указанных реакций образуется энергия, употребляемая микроорганизмом для своей жизнедеятельности. После всего, вредный углекислый газ удаляется из клетки через её поверхности.

Особенность инфузории туфельки, как микроскопической живой клетки, состоит в способности этих крошечных организмов реагировать на внешнюю среду: механические и химические воздействия, влагу, тепло и свет.

С одной стороны, они стремятся передвигаться к скоплениям бактерий для осуществления своей жизнедеятельности и питания, но с другой, вредные выделения этих микроорганизмов, заставляют инфузорий уплывать от них подальше.

Также туфельки реагируют и на солёную воду, от которой спешат удалиться, зато с охотой передвигаются в сторону тепла и света, но в отличие от эвглены, инфузория туфелька настолько примитивна, что не имеет светочувствительного глазка.

Питание инфузории туфельки

Клетки растений и разнообразные бактерии, во множестве находящиеся в водной среде, составляют основу питания инфузории туфельки. А процесс этот она осуществляет с помощью небольшого клеточного углубления, которое представляет из себя своеобразный рот, всасывающий пищу, попадающую потом в клеточную глотку.

А из неё в пищеварительную вакуоль – органоид, в котором органическое питание переваривается. Поступившие внутрь вещества подвергаются часовой обработке при воздействии сначала кислой, а затем щелочной среды.

После этого питательная субстанция переносится токами цитоплазмы во все части тела инфузории. А отходы выводятся наружу посредством своеобразного образования – порошицы, которая помещается позади ротового отверстия.

У инфузорий избыток воды, поступающий в организм, удаляется через сократительные вакуоли, расположенные спереди и сзади этого органического образования. В них собирается не только вода, но и отходные вещества. Когда количество их достигает предельной величины, они изливаются наружу.

Размножение и продолжительность жизни

Процесс воспроизводства таких примитивных живых организмов происходит, как половым, так и бесполым образом, причём малое ядро непосредственно и активно участвует в процессе размножения в обоих случаях.

Бесполый вид воспроизводства чрезвычайно примитивен и происходит посредством самого обычного разделения организма на две, во всём похожие друг на друга, части. В самом начале процесса внутри организма инфузории образуется два ядра.

После чего происходит разделение на пару дочерних клеток, любая из которых получает свою часть органоидов инфузории туфельки, а недостающее у каждого из новых организмов образуются заново, что даёт возможность этим простейшим осуществлять свою жизнедеятельность в дальнейшем.

Половым образом эти микроскопические существа обычно начинают размножаться лишь в исключительных случаях. Такое может произойти при внезапном возникновении условий, связанных с угрозой жизни, к примеру, при резком похолодании или при недостатке питания.

А после осуществления описываемого процесса, в некоторых случаях, оба микроорганизма, участвующие в контакте, могут превратиться в цисту, погружаясь в состояние полного анабиоза, который даёт возможность существовать организму в неблагоприятных условиях достаточно длительный срок, продолжительностью до десятка лет. Но в обычных условиях, век инфузорий недолог, и, как правило, они не способны проживать более суток.

Во время полового размножения два микроорганизма на некоторое время соединяются воедино, что ведёт к перераспределению генетического материала, в результате чего возрастает жизнестойкость обеих особей.

Подобное состояние именуется учёными конъюгацией и продолжается по длительности около полусуток. Во время данного перераспределения число клеток не увеличивается, а только происходит обмен между ними наследственной информацией.

Во время соединения двух микроорганизмов между ними растворяется и исчезает защитная оболочка, а вместо неё возникает соединительный мостик. Затем исчезают большие ядра двух клеток, а малые делятся дважды.

Таким образом возникает четыре новых ядра. Далее все они, кроме одного, разрушаются, а последнее вновь разделяется надвое. Обмен оставшимися ядрами происходит по цитоплазматическому мостику, а из получившегося в результате материала возникают, вновь рождённые, ядра, как большие, так и малые. После чего инфузории расходятся друг с другом.

Простейшие живые организмы выполняют в общем круговороте жизни свои функции, инфузории туфельки уничтожают многие виды бактерий и сами служат пищей для мелких беспозвоночных животных организмов. Иногда этих простейших специально разводят в качестве корма для мальков некоторых аквариумных рыб.

Инфузория-туфелька

ЦарствоЖивотные
ПодцарствоОдноклеточные
ТипИнфузории

Среда обитания, строение и передвижение

Инфузория-туфелька обитает в мелких стоячих водоёмах. Это одноклеточное животное длиной 0,5 мм имеет веретеновидную форму тела, отдалённо напоминающую туфлю. Инфузории все время находятся в движении, плавая тупым концом вперёд. Скорость передвижения этого животного достигает 2,5 мм в секунду. На поверхности тела у них имеются органоиды движения — реснички. В клетке два ядра: большое ядро отвечает за питание, дыхание, движение, обмен веществ; малое ядро участвует в половом процессе.

Строение инфузории туфельки

Организм инфузории устроен сложнее. Тонкая эластичная оболочка, покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму её тела. Этому же способствуют хорошо развитые опорные волоконца, которые находятся в прилегающем к оболочке слое цитоплазме. На поверхности тела инфузории расположено около 15 000 колеблющихся ресничек. У основания каждой реснички лежит базальное тельце. Движение каждой реснички состоит из резкого взмаха в одном направлении и более медленного, плавного возвращения к исходному положению. Реснички колеблются примерно 30 раз в секунду и, словно вёсла, толкают инфузорию вперёд. Волнообразное движение ресничек при этом согласованно. Когда инфузория-туфелька плывёт, она медленно вращается вокруг продольной оси тела.

Процессы жизнедеятельности

Питание

Туфелька и некоторые другие свободно живущие инфузории питаются бактериями и водорослями.

Реакция инфузории-туфельки на пищу

Тонкая эластичная оболочка, (клеточная мембрана) покрывающая инфузорию снаружи, сохраняет постоянную форму тела. На поверхности тела расположено около 15 тысяч ресничек. На теле имеется углубление — клеточный рот, который переходит в клеточную глотку. На дне глотки пища попадает в пищеварительную вакуоль. В пищеварительной вакуоле пища переваривается в течение часа, вначале при кислой, а затем при щелочной реакции. Пищеварительные вакуоли перемещаются в теле инфузории током цитоплазмы. Не переваренные остатки выбрасываются наружу в заднем конце тела через особую структуру — порошицу, расположенную позади ротового отверстия.

Дыхание

Дыхание происходит через покровы тела. Кислород поступает в цитоплазму через всю поверхность тела и окисляет сложные органические вещества, в результате чего они превращаются в воду, углекислый газ и некоторые другие соединения. При этом освобождается энергия, которая необходима для жизни животного. Углекислый газ в процессе дыхания удаляется через всю поверхность тела.

Выделение

В организме инфузории-туфельки находятся две сократительные вакуоли, которые располагаются у переднего и заднего концов тела. В них собирается вода с растворёнными веществами, образующимися при окислении сложных органических веществ. Достигнув предельной величины, сократительные вакуоли подходят к поверхности тела, и их содержимое изливается наружу. У пресноводных одноклеточных животных через сократительные вакуоли удаляется избыток воды, постоянно поступающей в их тело из окружающей среды.

Раздражимость

Инфузории-туфельки собираются к скоплениями бактерий в ответ на действие выделяемых ими веществ, но уплывают от такого раздражителя, как поваренная соль.

Раздражимость — свойство всех живых организмов отвечать на действия раздражителей — света, тепла, влаги, химических веществ, механических воздействий. Благодаря раздражимости одноклеточные животные избегают неблагоприятных условий, находят пищу, особей своего года.

Размножение

Бесполое

Инфузория обычно размножается бесполым путём — делением надвое. Ядра делятся на две части, и в каждой новой инфузории оказывается по одному большому и по одному малому ядру. Каждая из двух дочерних получает часть органоидов, а другие образуются заново.

Размножение инфузории-туфельки

Половое

При недостатке пищи или изменении температуры инфузории переходят к половому размножению, а затем могут превратиться в цисту.

При половом процессе увеличения числа особей не происходит. Две инфузории временно соединяются друг с другом. На месте соприкосновения оболочка растворяется, и между животными образуется соединительный мостик. Большое ядро каждой инфузории исчезает. Малое ядро дважды делится. В каждой инфузории образуются четыре дочерних ядра. Три из них разрушаются, а четвёртое снова делится. В результате в каждой остаётся по два ядра. По цитоплазматическому мостику происходит обмен ядрами, и там сливается с оставшимся ядром. Вновь образовавшиеся ядра формируют большое и малое ядра, и инфузории расходятся. Такой половой процесс называется конъюгацией. Он длится около 12 часов. Половой процесс ведёт к обновлению, обмену между особями и перераспределению наследственного (генетического) материала, что увеличивает жизнестойкость организмов.

Жизненный цикл инфузории-туфельки

простейших | микроорганизм | Британника

Простейшее , организм, обычно одноклеточный и гетеротрофный (использующий органический углерод в качестве источника энергии), принадлежащий к любой из основных ветвей протистов и, как большинство протистов, обычно микроскопический. Все простейшие являются эукариотами и, следовательно, обладают «истинным» или мембраносвязанным ядром. Они также не содержат волокон (в отличие от организмов, таких как плесень, группа грибов, у которых есть волокна, называемые гифами) и ограничены влажными или водными средами обитания, будучи повсеместными в таких средах по всему миру, от Южного полюса до Северного полюса.Многие из них являются симбионтами других организмов, а некоторые виды - паразитами.

Dinoflagellate Noctiluca scintillans (увеличено).

Дуглас П. Уилсон

Британская викторина

Викторина "Все о биологии"

Как еще называют так называемую морскую осу? На каком континенте обитают две ядовитые ящерицы в мире? Проверьте свои навыки, ответив на эти и другие вопросы, в этой викторине, посвященной биологии.

Современные ультраструктурные, биохимические и генетические данные сделали термин простейшее весьма проблематичным. Например, простейшее исторически относилось к простейшим, имеющим животные черты, такие как способность перемещаться по воде, как если бы они «плыли», как животное. Традиционно считалось, что простейшие являются прародителями современных животных, но современные данные показали, что для большинства простейших это не так.Фактически, современная наука показала, что простейшие представляют собой очень сложную группу организмов, которые не обязательно имеют общую эволюционную историю. Эта несвязанная или парафилетическая природа простейших заставила ученых отказаться от термина простейшие в формальных классификационных схемах. Следовательно, подкоролевство Protozoa теперь считается устаревшим. Сегодня термин простейшие используется неофициально по отношению к нефиламентным гетеротрофным протистам.

амеба

амеба (увеличено).

Расс Кинн / Photo Researchers

К широко известным простейшим относятся типичные динофлагелляты, амебы, парамеции и вызывающий малярию Plasmodium .

Особенности простейших

Наблюдать за простейшими микроорганизмами из капли воды в пруду под оптическим и электронным микроскопом.

Парамеции и другие одноклеточные организмы в воде пруда.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видеоролики к этой статье

Хотя простейшие больше не признаются в качестве формальной группы в современных системах биологической классификации, простейшие все же можно использовать как строго описательный термин.Простейших объединяет их гетеротрофный способ питания, что означает, что эти организмы получают углерод в восстановленной форме из окружающей среды. Однако это не уникальная особенность простейших. Кроме того, это описание не так однозначно, как кажется. Например, многие протисты являются миксотрофами, способными как к гетеротрофии (вторичное получение энергии за счет потребления других организмов), так и к аутотрофии (получение первичной энергии, например, путем захвата солнечного света или метаболизма химических веществ в окружающей среде).Примеры миксотрофов простейших включают многие хризофиты. Некоторые простейшие, такие как Paramecium bursaria , развили симбиотические отношения с эукариотическими водорослями, в то время как амеба Paulinella chromatophora , по-видимому, приобрела автотрофность в результате относительно недавнего эндосимбиоза цианобактерии (сине-зеленой водоросли). Следовательно, многие простейшие либо сами выполняют фотосинтез, либо пользуются фотосинтетическими способностями других организмов. Однако некоторые виды водорослей простейших потеряли способность к фотосинтезу (например,g., Polytomella видов и многие динофлагелляты), что еще больше усложняет понятие «простейшие».

репрезентативных простейших

репрезентативных простейших. Фитофлагеллята Gonyaulax - одна из динофлагеллят, ответственных за появление красных приливов. Зоофлагеллята Trypanosoma brucei является возбудителем африканской сонной болезни. Амеба - один из самых распространенных саркодинов. Другие представители подтипа Sarcodina, такие как радиолярии, гелиозоиды и фораминиферы, обычно обладают защитным покровом.Светлячок Pinaciophora показан покрытым чешуей. Тип Ciliophora, включающий ресничные Tetrahymena и Vorticella, содержит наибольшее количество видов простейших, но является наиболее однородной группой. Плазмодий , вызывающий малярию, распространяется через укус комара, который вводит инфекционные споры (спорозоиты) в кровоток.

© Merriam-Webster Inc. Сэкономьте 30% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Простейшие подвижны; почти все обладают жгутиками, ресничками или псевдоподиями, которые позволяют им перемещаться в своих водных средах обитания. Однако эта общность не является уникальной чертой простейших; например, организмы, которые явно не являются простейшими, также производят жгутики на различных стадиях своего жизненного цикла (например, большинство бурых водорослей). Простейшие также строго не являются многоклеточными и существуют либо в виде одиночных клеток, либо в виде клеточных колоний. Тем не менее, некоторые колониальные организмы (например,g., Dictyostelium discoideum , супергруппа Amoebozoa) демонстрируют высокий уровень клеточной специализации, граничащий с многоклеточностью.

Из описательных руководств, представленных выше, исключаются многие организмы, такие как жгутиковые фотосинтетические таксоны (ранее Phytomastigophora), которые считались простейшими в старых классификационных схемах. Организмы, которые соответствуют современному определению простейших, встречаются во всех основных группах простейших, признанных протистологами, что отражает парафилетическую природу простейших.

Проанализируйте, как отдельные реснички используют вязкое сопротивление для координации силы и движений восстановления для передвижения.

Скоординированное биение ресничек продвигает простейших через воду.

Encyclopædia Britannica, Inc. См. Все видеоролики к этой статье

Наиболее важные группы свободноживущих простейших встречаются в нескольких основных эволюционных кластерах протистов, включая инфузории (супергруппа Chromalveolata), лобозные амебы (супергруппа Amoebozoa), филозные амебы (супергруппа Rhizaria), криптомонады (супергруппа Chromalveolata), раскопки (супергруппа Excavata), опистоконты (супергруппа Opisthokonta) и эвглениды (Euglenozoa).Эти группы организмов важны с экологической точки зрения благодаря их роли в круговоротах питательных веществ микробов и встречаются в самых разных средах, от земных почв до пресноводных и морских сред обитания до водных отложений и морского льда. Значимые простейшие паразиты включают представителей Apicomplexa (супергруппа Chromalveolata) и трипаносом (Euglenozoa). Организмы этих групп являются возбудителями таких заболеваний человека, как малярия и африканская сонная болезнь. Из-за преобладания этих патогенов человека и экологической важности упомянутых выше свободноживущих простейших групп, об этих группах известно много.Поэтому данная статья концентрируется на биологии этих сравнительно хорошо охарактеризованных простейших. В конце статьи приводится краткое изложение современной классификационной схемы протистана.

.

Роль почвенных бактерий | Ohioline

Микробы в почве напрямую связаны с рециркуляцией питательных веществ, особенно углерода, азота, фосфора и серы. Бактерии - это основной класс микроорганизмов, которые поддерживают здоровье и продуктивность почвы.

Характеристики бактерий
Рисунок 1: Крупный план инфузорий (простейших) на фоне различных бактерий. Фотография Тима Уилсона.Используется с разрешения и все права защищены.

Ингхэм (2009, стр. 18) утверждает, что «Бактерии - это крошечные одноклеточные организмы, обычно 4/100 000 дюйма в ширину (1 мкм). Чайная ложка продуктивной почвы обычно содержит от 100 до 1 миллиарда бактерий. Это масса, равная двум коровам на акр. На каждом акре может существовать тонна микроскопических бактерий ». Хотя бактерии могут быть небольшими, они составляют самое большое количество и биомассу (массу) любого почвенного микроорганизма.На рис. 1 показаны бактерии, потребляющие инфузорные простейшие.

Бактерии по размеру похожи на частицы глинистой почвы (<0,2 мкм) и частицы ила почвы (2-50 мкм). Они растут и живут в тонких пленках воды вокруг частиц почвы и у корней в области, называемой ризосферой. Небольшой размер бактерий позволяет им расти и адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды быстрее, чем более крупные и сложные микроорганизмы, такие как грибы.

Большинство почв - просто кладбище мертвых клеток бактерий.Бактерии настолько просты по структуре, что их часто называют мешками с ферментами и / или растворимыми мешочками с удобрениями (Dick, R., 2009). Поскольку бактерии живут в условиях голодания или недостатка воды в почве, они быстро размножаются при оптимальных условиях воды, пищи и окружающей среды. Популяция бактерий может легко удвоиться за 15-30 минут. Процветание микробных популяций со временем увеличивает продуктивность почвы и урожайность.

Классификация бактерий

Большинство бактерий относятся к одной из следующих четырех категорий.

Форма бактерий

Когда ученые впервые начали классифицировать бактерии, они начали с изучения их основной формы. Бактерии обычно имеют три основных формы: стержень, сферу или спираль. Актиномицеты по-прежнему классифицируются как бактерии, но похожи на грибы, за исключением того, что они меньше по размеру. Классифицировать бактерии по форме сложно, потому что многие бактерии имеют разные формы и разное расположение.

Аэробные и анаэробные бактерии

Большинство микробов, как правило, неактивны и могут проявлять лишь кратковременную активность почвы.Уровни кислорода в почве часто определяют активность почвенных бактерий (Dick, W., 2009). Большинство почвенных бактерий предпочитают хорошо насыщенные кислородом почвы и называются аэробными бактериями и используют кислород для разложения большинства углеродных соединений. Примеры аэробных бактерий включают в себя род Aerobacter , который широко распространен в почве, и род актиномицетов Streptomyces , придающий почве хороший «землистый» запах (Lowenfels & Lewis, 2006).

Анаэробные бактерии предпочитают, а некоторым нужна среда без кислорода.Анаэробные бактерии обычно встречаются в уплотненной почве, глубоко внутри почвенных частиц (микросайт) и гидрированных почвах, где содержание кислорода ограничено. Многие патогенные бактерии предпочитают анаэробные почвенные условия и, как известно, вытесняют аэробные бактерии в почве или убивают их. Многие анаэробные бактерии обнаруживаются в кишечнике животных и связаны с навозом и неприятным запахом (Lowenfels & Lewis, 2006).

Грамотрицательные и грамположительные бактерии

Когда окрашивающее средство используется в лаборатории, бактерии можно классифицировать как «грамотрицательные» или «грамположительные».«Окрашивающий агент прикрепляется к клеточным стенкам бактерий. Грамотрицательные бактерии, как правило, являются самыми мелкими бактериями и чувствительны к засухе и водному стрессу. Грамположительные бактерии намного больше по размеру, имеют более толстые клеточные стенки, отрицательные заряды на внешней поверхности клеточных стенок и склонны противостоять водному стрессу (Dick, R., 2009). Бактероиды - это анаэробные грамотрицательные бактерии, обитающие в кишечнике людей и животных. Listeria - это грамположительные аэробные палочковидные бактерии, обнаруженные в зараженной пище.

Классификация других бактерий

Другой способ классификации бактерий - по их росту и размножению. Автотрофные бактерии (также называемые автотрофами) перерабатывают углекислый газ для получения углерода. Некоторые автотрофные бактерии напрямую используют солнечный свет и углекислый газ для производства сахаров, в то время как другие зависят от других химических реакций для получения энергии. Водоросли и цианобактерии - некоторые примеры автотрофных бактерий. Гетеротрофные бактерии получают свои углеводы и / или сахара из окружающей среды, живого организма или клетки, в которой они обитают.Примеры включают бактерий Arthrobacter , участвующих в нитрификации азота (Sylvia et al., 2005).

С новыми достижениями в области секвенирования ДНК большинство ученых классифицируют бактерии на основе типа среды, в которой они обитают. Бактерии могут жить в экстремальных условиях, таких как горячие источники для серных бактерий, или в условиях сильного холода, как в ледяной воде в Арктике. Бактерии также можно классифицировать по жизни в сильно кислой среде по сравнению с щелочной, аэробной по сравнению с анаэробной или автотрофной по сравнению с гетеротрофной средой (Dick, R., 2009).

Функциональные группы бактерий

Бактерии выполняют множество важных экосистемных услуг в почве, включая улучшение структуры почвы и агрегации почвы, повторное использование питательных веществ в почве и повторное использование воды. Почвенные бактерии образуют в почве микроагрегаты, связывая частицы почвы вместе со своими выделениями. Эти микроагрегаты подобны строительным блокам для улучшения структуры почвы. Улучшенная структура почвы увеличивает проникновение воды и увеличивает водоудерживающую способность почвы (Ingham, 2009).

Бактерии выполняют важные функции в почве, разлагая органические остатки ферментов, попадающих в почву. Ingham (2009) описывает четыре основные функциональные группы почвенных бактерий как деструкторы, мутуалисты, патогены и литотрофы. Каждая функциональная группа бактерий играет определенную роль в переработке питательных веществ почвы.

Разлагатели потребляют легкоусвояемые соединения углерода и простые сахара и связывают растворимые питательные вещества, такие как азот, в своих клеточных мембранах. Бактерии преобладают в пахотных почвах, но их эффективность в переработке углерода составляет лишь 20-30 процентов (C).Бактерии содержат больше азота (N) (10–30 процентов азота, соотношение C: N от 3 до 10), чем большинство микробов (Islam, 2008).

Среди мутуалистических бактерий есть четыре типа бактерий, которые превращают атмосферный азот (N 2 ) в азот для растений. Существует три типа почвенных бактерий, которые связывают азот без растения-хозяина и свободно живут в почве, и к ним относятся Azotobacter, Azospirillum и Clostridium .

Рисунок 2: Закрепляющие азот бактерии Rhizobium образуют клубеньки на корне сои. Фотография Рэндалла Редера. Используется с разрешения и все права защищены.

Бактерии Rhizobium (грамотрицательные палочковидные бактерии) связаны с растением-хозяином: бобовыми (люцерна, соевые бобы) или клевером (красный, сладкий, белый, малиновый), образуя узелки азота для фиксации азота для растений. рост. Завод поставляет углерод в Rhizobium в виде простых сахаров. Бактерии Rhizobium берут азот из атмосферы и преобразуют его в форму, пригодную для растений.При использовании на заводах атмосферный азот (N 2 ) или реактивный азот объединяется с кислородом с образованием нитрата (NO 3 -) или нитрита (NO 2 -) или соединяется с водородом с образованием аммиака ( NH 3 + ) или аммоний (NH 4 + ), которые используются растительными клетками для производства аминокислот и белков (Lowenfels & Lewis, 2006). На рис. 2 показаны азотфиксирующие бактерии.

Многие почвенные бактерии перерабатывают азот в органических субстратах, но только азотфиксирующие бактерии могут перерабатывать азот в атмосфере в форму (фиксированный азот), которую могут использовать растения.Фиксация азота происходит потому, что эти специфические бактерии производят фермент нитрогеназу. Бактерии, связывающие азот, обычно широко доступны в большинстве типов почв (как свободноживущие виды почвы, так и виды бактерий, зависящие от растения-хозяина). Свободноживущие виды обычно составляют лишь очень небольшой процент от общей микробной популяции и часто представляют собой штаммы бактерий с низкой способностью связывать азот (Dick, W., 2009).

Нитрификация - это процесс, при котором нитрифицирующие бактерии превращают аммиак (NH 4 + ) в нитрит (NO 2 - ), а затем в нитрат (NO 3 - ).Бактерии и грибы обычно потребляются простейшими и нематодами, а выделяемые ими микробные отходы представляют собой аммиак (NH 4 + ), который является доступным для растений азотом. Нитритные бактерии ( Nitrosomonas spp.) Превращают аммиак в нитриты (NO 2 -), а нитратные бактерии ( Nitrobacter spp.) Могут затем преобразовывать нитриты (NO 2 -) в нитраты ( НЕТ 3 -). Нитрифицирующие бактерии предпочитают щелочные почвенные условия или pH выше 7 (Lowenfels & Lewis, 2006).И нитрат, и аммиак являются доступными для растений формами азота; однако большинство растений предпочитают аммиак, потому что нитрат должен превращаться в аммиак в растительной клетке, чтобы образовались аминокислоты.

Денитрифицирующие бактерии позволяют превращать нитрат (NO 3 -) в закись азота (N 2 O) или диазот (N 2 ) (атмосферный азот). Для того, чтобы произошла денитрификация, должны возникать нехватка кислорода или анаэробные условия, позволяющие бактериям отщеплять кислород.Эти условия типичны для прудовых или насыщенных полей, уплотненных полей или глубоко внутри микроагрегатов почвы, где кислород ограничен. Денитрифицирующие бактерии снижают азотное плодородие почв, позволяя азоту улетучиваться обратно в атмосферу. На насыщенной глинистой почве от 40 до 60 процентов почвенного азота может быть потеряно в результате денитрификации в атмосферу (Dick, W., 2009).

Патогенные бактерии вызывают заболевания растений, и хорошим примером являются бактериальные ожоги.Здоровые и разнообразные популяции почвенных бактерий производят антибиотики, которые защищают растения от болезнетворных организмов и патогенов растений. Разнообразные популяции бактерий конкурируют за одни и те же питательные вещества почвы и воду и, как правило, действуют как сдерживающая и уравновешивающая система, сокращая популяции болезнетворных организмов. При высоком микробном разнообразии в почвах больше непатогенных бактерий, конкурирующих с патогенными бактериями за питательные вещества и среду обитания (Lowenfels & Lewis, 2006). Стрептомицеты (актиномицеты) производят более 50 различных антибиотиков для защиты растений от патогенных бактерий (Sylvia et al., 2005).

Литотрофы (хемоавтотрофы) получают энергию от других соединений, помимо углерода (таких как азот или сера), и включают в себя вещества, важные для рециркуляции азота и серы. В условиях хорошей аэрации сероокисляющие бактерии делают серу более доступной для растений, в то время как в насыщенных (анаэробных, с низким содержанием кислорода) почвенных условиях сероредуцирующие бактерии делают менее доступными для растений серы.

Актиномицеты имеют большие филаменты или гифы и действуют подобно грибам при обработке трудноразлагаемых органических остатков почвы (хитин, лигнин и т. Д.)). Когда фермеры вспахивают или обрабатывают почву, актиномицеты при гибели выделяют «геосмин», который придает свежепереработанной почве характерный запах. Актиномицеты разлагают многие вещества, но более активны при высоких уровнях pH почвы (Ingham, 2009). Актиномицеты играют важную роль в образовании стабильного гумуса, который улучшает структуру почвы, улучшает хранение питательных веществ и увеличивает удержание воды.

Преимущества почвы от бактерий

Бактерии растут во многих различных микросредах и в определенных нишах почвы.Популяции бактерий быстро расширяются, и бактерии становятся более конкурентоспособными, когда легкоусвояемые простые сахара легко доступны в ризосфере. Экссудаты корней, остатки мертвых растений, простые сахара и сложные полисахариды в изобилии в этом регионе. Около 10–30 процентов почвенных микроорганизмов в ризосфере составляют актиномицеты, в зависимости от условий окружающей среды (Sylvia et al., 2005).

Многие бактерии производят слой полисахаридов или гликопротеинов, покрывающий поверхность частиц почвы.Эти вещества играют важную роль в цементировании частиц песка, ила и глинистой почвы в стабильные микроагрегаты, улучшающие структуру почвы. Бактерии живут по краям минеральных частиц почвы, особенно глины и связанных с ней органических остатков. Бактерии играют важную роль в производстве полисахаридов, которые связывают частицы песка, ила и глины вместе с образованием микроагрегатов и улучшают структуру почвы (Hoorman, 2011). Бактерии не перемещаются очень далеко в почве, поэтому большая часть движения связана с водой, ростом корней или поездкой с другой почвенной фауной, такой как дождевые черви, муравьи, пауки и т. Д.(Лавель и Испания, 2005 г.).

В целом, большинство почвенных бактерий лучше чувствуют себя в почвах с нейтральным pH, хорошо насыщенных кислородом. Бактерии обеспечивают растения большим количеством азота, а в почве часто не хватает азота. Многие бактерии выделяют ферменты в почве, чтобы сделать фосфор более растворимым и доступным для растений. В целом, бактерии имеют тенденцию доминировать над грибами на вспаханных или нарушенных почвах, потому что грибы предпочитают более кислую среду без нарушения почвы. Бактерии также доминируют на затопленных полях, потому что большинство грибов не выживают без кислорода.Бактерии могут выжить в засушливых или затопленных условиях из-за своего небольшого размера, большого количества и способности жить в небольших микросайтах в почве, где условия окружающей среды могут быть благоприятными. Как только условия окружающей среды вокруг этих микросайтов становятся более благоприятными, выжившие быстро расширяют свои популяции (Dick, W., 2009). Простейшие, как правило, являются крупнейшими хищниками бактерий на вспаханных почвах (Islam, 2008).

Для того чтобы бактерии выжили в почве, они должны адаптироваться ко многим микросредам.Концентрация кислорода в почве сильно различается от одного микроучастка к другому. Большие поры, заполненные воздухом, обеспечивают высокий уровень кислорода, что способствует аэробным условиям, а в нескольких миллиметрах более мелкие микропоры могут быть анаэробными или испытывать недостаток кислорода. Такое разнообразие почвенных микроокружений позволяет бактериям процветать при различных уровнях влажности почвы и кислорода, потому что даже после наводнения (насыщенная почва, недостаток кислорода) или обработки почвы (инфузия кислорода) существуют небольшие микроокружения, в которых могут жить различные типы бактерий и микроорганизмов. для заселения почвы при улучшении условий окружающей среды.

Естественная сукцессия происходит во многих растительных средах, в том числе в почве. Бактерии улучшают почву, позволяя прижиться новым растениям. Без бактерий новые популяции растений и сообщества борются за выживание или даже за существование. Бактерии изменяют почвенную среду, поэтому некоторые виды растений могут существовать и размножаться. Там, где формируется новая почва, некоторые фотосинтезирующие бактерии начинают колонизировать почву, повторно используя азот, углерод, фосфор и другие питательные вещества почвы, чтобы произвести первое органическое вещество.Почва, в которой преобладают бактерии, обычно обрабатывается или разрушается и имеет более высокий pH почвы и азот, доступный в виде нитратов, что является идеальной средой для растений с низкой сукцессией, называемых сорняками (Ingham, 2009).

По мере того, как почва меньше нарушается, а разнообразие растений увеличивается, трофическая сеть почвы становится более сбалансированной и разнообразной, делая почвенные питательные вещества более доступными в среде, лучше подходящей для высших растений. Разнообразные микробные популяции с грибами, простейшими и нематодами поддерживают переработку питательных веществ и контролируют болезнетворные организмы.

Сводка

Бактерии - самые маленькие и самые выносливые микробы в почве, которые могут выжить в суровых или меняющихся почвенных условиях. Бактерии эффективны в переработке углерода только на 20–30%, имеют высокое содержание N (от 10 до 30% N, соотношение C: N 3–10), более низкое содержание C и короткий срок службы. В основном существуют четыре функциональные группы почвенных бактерий, включая деструкторы, муталисты, патогены и литотрофы. Бактерии-разлагатели потребляют простые сахара и простые углеродные соединения, в то время как мутуалистические бактерии образуют партнерство с растениями, включая азотфиксирующие бактерии ( Rhizobia ).Бактерии также могут стать патогенами для растений, а литотрофные бактерии превращают азот, серу или другие питательные вещества в энергию и играют важную роль в круговороте азота и деградации загрязнения. Актиномицеты классифицируются как бактерии, но очень похожи на грибки и разлагают трудноразлагаемые (трудноразлагаемые) органические соединения. Бактерии обладают способностью приспосабливаться к множеству различных почвенных микроокружений (влажная или сухая, хорошо насыщенная кислородом или низкая кислородная среда). У них также есть способность изменять почвенную среду в интересах определенных растительных сообществ по мере изменения почвенных условий.

Список литературы
  • Дик, Р. (2009). Лекция о почвенных бактериях в почвенной микробиологии, Личное собрание Р. Дика, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
  • Дик, В. (2009). Лекция о процессе биохимии в почвенной микробиологии, Личное собрание У. Дика, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо.
  • Hoorman, J.J., Sa, J.C.M., Reeder, R.C. 2011 г.Биология уплотнения почвы (пересмотренная и обновленная), Журнал по беспахотному земледелию , том 9, № 2, стр. 583-587.
  • Ингхэм, Э. Р. (2009). Грунт по биологии почвы , Глава 4: Почвенный гриб. Анкени И.А.: Общество охраны почв и воды. Стр. 22-23. soils.usda.gov/sqi/concepts/soil_biology
  • Ислам, К. (2008). Лекция по физике почвы, личное собрание К. Ислама, Школа окружающей среды и природных ресурсов Университета штата Огайо, Колумбус, Огайо.
  • Лавель П. и Испания А.В. (2005). Экология почвы , Глава 3: Почвенные организмы, Спрингер, Нью-Дели, Индия.
  • Ловенфельс, Дж. И Льюис, В. (2006). Объединение с микробами: Руководство садовода по почвенной пищевой сети , Глава 3: Бактерии, Timber Press, Портленд, Орегон.
  • Ридер, Р. (2012). Фотография бактерий Rhizobium и клубеньков, заражающих корни сои, из личной коллекции Р. Ридера, Food, Agriculture and Biological Engineering, Государственный университет Огайо, Колумбус, Огайо.
  • Сильвия Д.М., Хартель П.Г. Fuhrmann, J.J. и Зуберер, Д.А. (2005). Принципы и применение почвенной микробиологии (2-е изд.). Отредактировал Дэвид М. Сильва, Пирсон Прентис Холл, Аппер Сэдл Ривер, Нью-Джерси.
  • Уилсон, Т. (Октябрь 2013). Фотографии инфузорий, жгутиков и различных бактерий. Из Микроорганизмы для компоста, почвы и компостного чая .

Этот информационный бюллетень был подготовлен совместно с Советом по покровным культурам Среднего Запада (MCCC).

.

Типы, характеристики, места обитания, опасности и многое другое

Бактерии - это микроскопические одноклеточные организмы, которые существуют миллионами в любой среде, как внутри, так и вне других организмов.

Некоторые бактерии вредны, но большинство служат полезным целям. Они поддерживают многие формы жизни, как растений, так и животных, и используются в промышленных и медицинских процессах.

Считается, что бактерии были первыми организмами, появившимися на Земле около 4 миллиардов лет назад.Самые старые известные окаменелости относятся к организмам, подобным бактериям.

Бактерии могут использовать большинство органических и некоторые неорганические соединения в качестве пищи, а некоторые могут выжить в экстремальных условиях.

Растущий интерес к функции микробиома кишечника проливает новый свет на роль бактерий в здоровье человека.

Бактерии - одноклеточные организмы, которые не являются ни растениями, ни животными.

Они обычно имеют длину несколько микрометров и существуют вместе миллионными сообществами.

В грамме почвы обычно содержится около 40 миллионов бактериальных клеток. В миллилитре пресной воды обычно содержится около миллиона бактериальных клеток.

По оценкам, на Земле обитает не менее 5 нониллионов бактерий, и большая часть биомассы Земли, как полагают, состоит из бактерий.

Есть много разных типов бактерий. Один из способов их классификации - по форме. Есть три основных формы.

  • Сферические: Бактерии в форме шара называются кокками, а отдельная бактерия - кокком.Примеры включают группу стрептококков, ответственных за «стрептококковое горло».
  • Палочковидная форма: они известны как бациллы (особые палочки). Некоторые палочковидные бактерии изогнуты. Они известны как вибрионы. Примеры палочковидных бактерий включают Bacillus anthracis ( B. anthracis ) или сибирскую язву.
  • Спираль: Они известны как спириллы (единичные спириллы). Если их спираль очень тугая, их называют спирохетами. Бактерии этой формы вызывают лептоспироз, болезнь Лайма и сифилис.

Внутри каждой группы форм существует множество вариантов.

Бактериальные клетки отличаются от клеток растений и животных. Бактерии - прокариоты, а это значит, что у них нет ядра.

Бактериальная клетка включает:

  • Капсула: слой, находящийся на внешней стороне клеточной стенки у некоторых бактерий.
  • Клеточная стенка: слой, состоящий из полимера, называемого пептидогликаном. Клеточная стенка придает бактериям форму. Он расположен за пределами плазматической мембраны.У некоторых бактерий, называемых грамположительными бактериями, клеточная стенка толще.
  • Плазменная мембрана: находится внутри клеточной стенки, она генерирует энергию и переносит химические вещества. Мембрана проницаема, а значит, через нее могут проходить вещества.
  • Цитоплазма: студенистое вещество внутри плазматической мембраны, которое содержит генетический материал и рибосомы.
  • ДНК: содержит все генетические инструкции, используемые в развитии и функционировании бактерии. Он находится внутри цитоплазмы.
  • Рибосомы: здесь производятся или синтезируются белки. Рибосомы - это сложные частицы, состоящие из гранул, богатых РНК.
  • Жгутик: он используется для движения, чтобы продвигать некоторые виды бактерий. Есть некоторые бактерии, которых может быть больше одной.
  • Пили: Эти похожие на волосы придатки на внешней стороне клетки позволяют ей прилипать к поверхностям и передавать генетический материал другим клеткам. Это может способствовать распространению болезней среди людей.

Бактерии питаются разными способами.

Гетеротрофные бактерии или гетеротрофы получают энергию за счет потребления органического углерода. Большинство из них поглощают мертвые органические вещества, например разлагающуюся плоть. Некоторые из этих паразитических бактерий убивают своего хозяина, а другие помогают им.

Автотрофные бактерии (или просто автотрофы) производят себе пищу либо посредством:

  • фотосинтеза, используя солнечный свет, воду и углекислый газ, либо хемосинтеза
  • , используя углекислый газ, воду и химические вещества, такие как аммиак, азот сера и др.

Бактерии, использующие фотосинтез, называются фотоавтотрофами.Некоторые виды, например цианобактерии, производят кислород. Вероятно, они сыграли жизненно важную роль в создании кислорода в атмосфере Земли. Другие, например гелиобактерии, не производят кислород.

Те, кто использует хемосинтез, известны как хемоавтотрофы. Эти бактерии обычно встречаются в океанских жерлах и в корнях бобовых, таких как люцерна, клевер, горох, фасоль, чечевица и арахис.

Бактерии можно найти в почве, воде, растениях, животных, радиоактивных отходах, глубоко в земной коре, во льдах и ледниках Арктики, а также в горячих источниках.Бактерии обитают в стратосфере на высоте от 6 до 30 миль в атмосфере и в океанских глубинах до 32 800 футов или 10 000 метров.

Аэробы, или аэробные бактерии, могут расти только там, где есть кислород. Некоторые типы могут вызвать проблемы для окружающей человека среды, такие как коррозия, загрязнение, проблемы с прозрачностью воды и неприятный запах.

Анаэробы, или анаэробные бактерии, могут расти только там, где нет кислорода. У людей это в основном в желудочно-кишечном тракте.Они также могут вызывать газы, гангрену, столбняк, ботулизм и большинство стоматологических инфекций.

Факультативные анаэробы или факультативные анаэробные бактерии могут жить как с кислородом, так и без него, но они предпочитают среду, в которой есть кислород. В основном они встречаются в почве, воде, растительности и некоторой нормальной флоре людей и животных. Примеры включают Salmonella .

Мезофилы, или мезофильные бактерии, являются бактериями, вызывающими большинство инфекций человека. Они хорошо себя чувствуют при умеренных температурах, около 37 ° C.Это температура человеческого тела.

Примеры включают Listeria monocytogenes , Pesudomonas maltophilia , Thiobacillus novellus , Staphylococcus aureus , Streptococcus pyrogenes , Streptococcus pneumoniae , Escherridichia coli , Escherridichia coli.

Кишечная флора человека, или микробиом кишечника, содержит полезные мезофильные бактерии, такие как диетические Lactobacillus acidophilus .

Экстремофилы, или экстремофильные бактерии, могут выдерживать условия, которые считаются слишком экстремальными для большинства форм жизни.

Термофилы могут жить при высоких температурах, до 75–80 ° C, а гипертермофилы - при температурах до 113 ° C.

Глубоко в океане бактерии живут в полной темноте у термальных источников, где и температура, и давление высоки. Они сами производят пищу, окисляя серу, поступающую из глубины земли.

Другие экстремофилы включают:

  • галофилов, обнаруживаемых только в соленой среде
  • ацидофилов, некоторые из которых живут в таких кислых средах, как pH 0
  • алкалифилов, живущих в щелочных средах до pH 10.5
  • психрофилов, обнаруживаемых при низких температурах, например, в ледниках

Экстремофилы могут выжить там, где не выжить ни один другой организм.

Бактерии могут воспроизводиться и изменяться, используя следующие методы:

  • Бинарное деление: бесполая форма размножения, при которой клетка продолжает расти до тех пор, пока новая клеточная стенка не прорастет через центр, образуя две клетки. Они разделяются, образуя две клетки с одинаковым генетическим материалом.
  • Передача генетического материала: клетки приобретают новый генетический материал посредством процессов, известных как конъюгация, трансформация или трансдукция.Эти процессы могут сделать бактерии более сильными и более способными противостоять угрозам, таким как лечение антибиотиками.
  • Споры: Когда у некоторых видов бактерий мало ресурсов, они могут образовывать споры. Споры содержат материал ДНК организма и ферменты, необходимые для прорастания. Они очень устойчивы к стрессам окружающей среды. Споры могут оставаться неактивными в течение столетий, пока не будут созданы подходящие условия. Затем они могут реактивироваться и стать бактериями.
  • Споры могут выжить в периоды стресса окружающей среды, включая ультрафиолетовое (УФ) и гамма-излучение, высыхание, голод, химическое воздействие и экстремальные температуры.

Некоторые бактерии производят эндоспоры или внутренние споры, в то время как другие производят экзоспоры, которые выходят наружу. Они известны как кисты.

Clostridium - пример бактерии, образующей эндоспоры. Существует около 100 видов Clostridium , включая Clostridium botulinim ( C. botulinim ) или ботулизм, ответственных за потенциально смертельный вид пищевого отравления, и Clostridium difficile ( C.Difficile ), вызывающий колит и другие кишечные проблемы.

Бактерии часто считаются вредными, но многие из них полезны. Без них нас бы не было. Кислород, которым мы дышим, вероятно, был создан в результате деятельности бактерий.

Выживание человека

Многие бактерии в организме играют важную роль в выживании человека. Бактерии в пищеварительной системе расщепляют питательные вещества, такие как сложные сахара, в формы, которые организм может использовать.

Неопасные бактерии также помогают предотвратить болезни, занимая места, в которых патогенные или вызывающие болезни бактерии хотят прикрепиться.Некоторые бактерии защищают нас от болезней, нападая на болезнетворные микроорганизмы.

Фиксация азота

Бактерии поглощают азот и выделяют его для использования в растениях после смерти. Для жизни растениям необходим азот в почве, но они не могут этого сделать сами. Чтобы обеспечить это, у многих семян растений есть небольшой контейнер с бактериями, который используется, когда растение прорастает.

Пищевая технология

Молочнокислые бактерии, такие как Lactobacillus и Lactococcus вместе с дрожжами и плесенью или грибами, используются для приготовления таких пищевых продуктов, как сыр, соевый соус, натто (ферментированные соевые бобы), уксус, йогурт и соленья.

Брожение не только полезно для сохранения продуктов, но и некоторые из этих продуктов могут быть полезны для здоровья.

Например, некоторые ферментированные продукты содержат бактерии, которые схожи с бактериями, влияющими на здоровье желудочно-кишечного тракта. Некоторые процессы ферментации приводят к появлению новых соединений, таких как молочная кислота, которые обладают противовоспалительным действием.

Необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить пользу для здоровья ферментированных продуктов.

Бактерии в промышленности и исследованиях

Бактерии могут расщеплять органические соединения.Это полезно для таких видов деятельности, как переработка отходов и очистка разливов нефти и токсичных отходов.

В фармацевтической и химической промышленности бактерии используются при производстве некоторых химикатов.

Бактерии используются в молекулярной биологии, биохимии и генетических исследованиях, поскольку они могут быстро расти и ими относительно легко манипулировать. Ученые используют бактерии, чтобы изучить, как работают гены и ферменты.

Бактерии необходимы для производства антибиотиков.

Bacillus thuringiensis (Bt) - это бактерия, которую можно использовать в сельском хозяйстве вместо пестицидов.Он не имеет нежелательных последствий для окружающей среды, связанных с использованием пестицидов.

Некоторые виды бактерий могут вызывать заболевания у людей, такие как холера, дифтерия, дизентерия, бубонная чума, пневмония, туберкулез (ТБ), брюшной тиф и многие другие.

Если человеческий организм подвергается воздействию бактерий, которые организм не считает полезными, иммунная система атакует их. Эта реакция может привести к появлению симптомов отека и воспаления, которые мы видим, например, в инфицированной ране.

В 1900 году пневмония, туберкулез и диарея были тремя крупнейшими убийцами в Соединенных Штатах. Методы стерилизации и прием антибиотиков привели к значительному снижению смертности от бактериальных заболеваний.

Однако чрезмерное использование антибиотиков затрудняет лечение бактериальной инфекции. По мере мутации бактерии становятся более устойчивыми к существующим антибиотикам, что затрудняет лечение инфекций. Бактерии трансформируются естественным путем, но чрезмерное использование антибиотиков ускоряет этот процесс.

«Даже если будут разработаны новые лекарства без изменения поведения, устойчивость к антибиотикам останется серьезной угрозой».

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ)

По этой причине ученые и органы здравоохранения призывают врачей не прописывать антибиотики, если в этом нет необходимости, и чтобы люди применяли другие способы предотвращения болезней, такие как соблюдение правил гигиены пищевых продуктов и рук. мытье, вакцинация и использование презервативов.

Недавние исследования привели к новому и растущему осознанию того, как человеческий организм взаимодействует с бактериями, и особенно с сообществами бактерий, живущих в кишечном тракте, известных как микробиом кишечника или кишечная флора.

В 2009 году исследователи опубликовали результаты, свидетельствующие о том, что женщины с ожирением чаще имеют во рту особый вид бактерий, Selenomonas noxia ( S. noxia ) , .

В 2015 году ученые из Университета Северной Каролины обнаружили, что кишечник людей с анорексией содержит «очень разные» бактерии или микробные сообщества по сравнению с людьми, не страдающими этим заболеванием. Они предполагают, что это может иметь психологическое воздействие.

Более 2000 лет назад римский автор Марк Теренций Варрон предположил, что болезнь может быть вызвана крошечными животными, которые летают в воздухе. Он посоветовал людям избегать заболоченных мест во время строительных работ, потому что они могут содержать слишком маленьких для глаза насекомых, которые попадают в тело через рот и ноздри и вызывают болезни.

В 17 веке голландский ученый Антони ван Левенгук создал однолинзовый микроскоп, с помощью которого он увидел то, что он назвал анималкулами, позже известными как бактерии.Он считается первым микробиологом.

В 19 веке химики Луи Пастер и Роберт Кох говорили, что болезни вызываются микробами. Это было известно как теория зародыша.

В 1910 году ученый Пауль Эрлих объявил о разработке первого антибиотика, сальварсана. Он использовал его для лечения сифилиса. Он также был первым ученым, обнаружившим бактерии с помощью пятен.

В 2001 году Джошуа Ледербург ввел термин «микробиом кишечника», и в настоящее время ученые всего мира стремятся описать и понять более точно структуры, типы и использование «кишечной флоры» или бактерий в организме человека.

Ожидается, что со временем эта работа прольет новый свет на широкий спектр заболеваний.

.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Бактерии (разн. бактерия ) - очень маленькие организмы. Это прокариотические микроорганизмы. Бактериальные клетки не имеют ядра, и большинство из них не имеют органелл с оболочками вокруг них. У большинства есть клеточная стенка. У них действительно есть ДНК, и их биохимия в основном такая же, как и у других живых существ. Это одни из самых простых и древних организмов. Они функционируют как независимые организмы.

Почти все бактерии настолько крошечные, что их можно увидеть только в микроскоп.Бактерии состоят из одной клетки, поэтому они представляют собой своего рода одноклеточный организм . Они являются одними из самых простых одноклеточных организмов на Земле и были одной из самых ранних форм жизни. Среди них есть ряд экстремофилов, обитающих в экстремальных местообитаниях.

На планете, вероятно, больше отдельных бактерий, чем каких-либо других организмов. [1] Большинство бактерий живут в земле или в воде, но многие живут внутри или на коже других организмов, включая человека.В каждом из наших тел примерно 1: 1 бактериальные клетки как клетки человека [2] [3] . Некоторые бактерии могут вызывать заболевания, но другие помогают нам в повседневной деятельности, например, в переваривании пищи (кишечная флора). Некоторые даже работают у нас на фабриках, производящих сыр и йогурт.

Основоположником бактериологии был немецкий биолог Фердинанд Кон (1828–1898). Он опубликовал первую биологическую классификацию бактерий, основанную на их внешнем виде. [4]

Бактерия размножается (создает больше бактерий), делясь пополам и создавая две «дочерние» клетки.Каждая дочь по форме идентична родителю, но меньше по размеру.

Бактерии не имеют пола, но они передают ДНК несколькими видами горизонтального переноса генов. Вот почему они разделяют устойчивость к антибиотикам от одного штамма к другому. Полная последовательность ДНК известна для многих бактериальных штаммов.

Бактерии имеют одну бактериальную хромосому. [5]

Бактерии сильно различаются по размеру и форме, но в целом они как минимум в десять раз крупнее вирусов.Типичная бактерия имеет диаметр около 1 мкм (один микрометр), так что выстроенная в линию тысяча бактерий будет иметь длину один миллиметр. На Земле около пяти нониллионов (5 × 10 30 ) бактерий. [1]

Бактерии идентифицируются и группируются по их форме. Бациллы имеют форму палочки, кокки - шаровидные, спириллы - спиралевидные, а вибрионы - в виде запятой или бумеранга.

Различные формы бактерий

Патогенные бактерии, вредные для здоровья, попадают в организм человека через воздух, воду или пищу.Попав внутрь, эти бактерии прикрепляются к конкретным клеткам дыхательной системы, пищеварительного тракта или любой открытой ране или вторгаются в них. Там они начинают размножаться и распространяться, используя пищу и питательные вещества вашего тела, чтобы дать им энергию, чтобы помочь им размножаться.

Некоторые бактерии - экстремофилы. Некоторые микробы процветают внутри горных пород на глубине до 580 метров под морским дном под 2,6 километрами океана к северо-западу от Тихого океана в США. [6] [7] По словам одного из исследователей, «микробы можно найти повсюду - они чрезвычайно адаптируются к условиям и выживают, где бы они ни находились." [6]

Все современные идеи начинаются с анализа последовательностей ДНК и РНК. В 1987 году Карл Вёзе, предшественник революции в молекулярной филогении, разделил бактерии на 11 разделов на основе последовательностей 16S рибосомной РНК (SSU): [8] [9]

  • Proteobacteria : Пурпурные бактерии и их родственники
  • альфа-подразделение (пурпурные несернистые бактерии, ризобактерии, Agrobacterium , Bartonella , Rickettsiae , Nitrobacter )
  • бета-подразделение ( Rhodocyclus , (некоторые) Thiobacillus , Alcaligenes , Spirillum , Nitrosovibrio )
  • гамма-подразделение (кишечные вещества, флуоресцентные псевдомонады, пурпурные серные бактерии, Legionella , (некоторые) Beggiatoa )
  • Дельта-подразделение
  • (Сера и сульфатредукторы ( Desulfovibrio ), Myxobacteria, Bdellovibrio )
  • грамположительные Eubacteria
  • Виды с высоким содержанием G + C - актинобактерии ( Actinomyces , Streptomyces , Arthrobacter , Micrococcus , Bifidobacterium )
  • Виды с низким содержанием G + C - Firmicutes ( Clostridium , Peptococcus , Bacillus , Mycoplasma )
  • Фотосинтезирующие виды ( Heliobacterium )
  • Вид с грамотрицательными стенками ( Megasphaera , Sporomusa )
  • Цианобактерии и хлоропласты ( Aphanocapsa , Oscillatoria , Nostoc , Synechococcus , Gleoebacter , Prochloron )
  • Спирохеты и родственники
  • Спирохеты ( Spirochaeta , Treponema , Borrelia )
  • лептоспир ( лептоспира , лептонема )
  • Зеленые серные бактерии ( Chlorobium , Chloroherpeton )
  • Bacteroides, Flavobacteria и родственники
  • Бактероиды ( Бактероиды , Фузобактерии )
  • Группа флавобактерий ( Flavobacterium , Cytophaga , Saprospira , Flexibacter )
  • Planctomyces и родственники
  • Группа Planctomyces ( Planctomyces , Pasteuria )
  • Термофилы ( Isocystis pallida )
  • Chlamydiae ( Chlamydia psittaci , Chlamydia trachomatis )
  • Радиорезистентные микрококки и родственники
  • Группа дейнококков ( Deinococcus radiodurans )
  • Термофилы ( Thermus aquaticus )
  • Зеленые несернистые бактерии и родственники
  • Группа Chloroflexus ( Chloroflexus , Herpetosiphon )
  • Группа термомикробий ( Thermomicrobium roseum )
  • Thermotogae
.

бактерий | Клетка, эволюция и классификация

Все живые организмы на Земле состоят из одного из двух основных типов клеток: эукариотических клеток, в которых генетический материал заключен в ядерную мембрану, или прокариотических клеток, в которых генетический материал находится не отделен от остальной части клетки. Традиционно все прокариотические клетки назывались бактериями и относились к прокариотическому царству Monera. Однако их классификация как Monera, эквивалентная по таксономии другим царствам - Plantae, Animalia, Fungi и Protista - занижала замечательное генетическое и метаболическое разнообразие, демонстрируемое прокариотическими клетками по сравнению с эукариотическими клетками.В конце 1970-х годов американский микробиолог Карл Вёзе впервые внес существенные изменения в классификацию, поместив все организмы в три области - эукарии, бактерии (первоначально называемые эубактериями) и археи (первоначально называемые архебактериями), чтобы отразить три древние линии эволюции. Прокариотические организмы, которые ранее были известны как бактерии, затем были разделены на две из этих областей: бактерии и археи. Бактерии и археи внешне похожи; например, у них нет внутриклеточных органелл, и у них есть кольцевая ДНК.Тем не менее, они фундаментально различны, и их разделение основано на генетических свидетельствах их древних и отдельных эволюционных линий, а также на фундаментальных различиях в их химии и физиологии. Члены этих двух прокариотических доменов так же отличаются друг от друга, как и от эукариотических клеток.

Сравнение бактериальных, животных и растительных клеток

Бактериальные клетки отличаются от клеток животных и клеток растений несколькими способами. Одно фундаментальное отличие состоит в том, что в бактериальных клетках отсутствуют внутриклеточные органеллы, такие как митохондрии, хлоропласты и ядро, которые присутствуют как в клетках животных, так и в клетках растений.

Encyclopdia Britannica, Inc.

Прокариотические клетки (т. Е. Бактерии и археи) фундаментально отличаются от эукариотических клеток, которые составляют другие формы жизни. Прокариотические клетки имеют гораздо более простую конструкцию, чем эукариотические клетки. Наиболее очевидным упрощением является отсутствие внутриклеточных органелл, характерных для эукариотических клеток. Органеллы - это дискретные окруженные мембраной структуры, которые содержатся в цитоплазме и включают ядро, в котором генетическая информация сохраняется, копируется и выражается; митохондрии и хлоропласты, где химическая или световая энергия превращается в метаболическую энергию; лизосома, где перевариваются проглоченные белки и становятся доступными другие питательные вещества; и эндоплазматический ретикулум и аппарат Гольджи, где белки, которые синтезируются клеткой и высвобождаются из нее, собираются, модифицируются и экспортируются.Все действия, выполняемые органеллами, также происходят в бактериях, но не выполняются специализированными структурами. Кроме того, прокариотические клетки обычно намного меньше эукариотических клеток. Небольшой размер, простая конструкция и широкие метаболические возможности бактерий позволяют им очень быстро расти и делиться, а также жить и процветать практически в любой среде.

Бактериальная клетка палочкового типа

Схематическое изображение структуры типичной бактериальной клетки палочкового типа.

Encyclopædia Britannica, Inc. Сэкономьте 30% на подписке Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Прокариотические и эукариотические клетки различаются по многим другим параметрам, включая липидный состав, структуру ключевых метаболических ферментов, реакцию на антибиотики и токсины и механизм выражения генетической информации. Эукариотические организмы содержат несколько линейных хромосом с генами, которые намного больше, чем они должны быть для кодирования синтеза белков.Значительные части копий генетической информации (дезоксирибонуклеиновой кислоты или ДНК) рибонуклеиновой кислоты (РНК) отбрасываются, а оставшаяся информационная РНК (мРНК) существенно модифицируется перед тем, как транслируется в белок. Напротив, у бактерий есть одна круговая хромосома, которая содержит всю их генетическую информацию, а их мРНК являются точными копиями их генов и не модифицируются.

.

бактерий - живые организмы повсюду


Бактерии - это маленькие живые существа, которые можно найти почти везде. Они живут на земле, в океанах, в пище, которую мы едим, и даже в наших телах. Они появились на Земле задолго до того, как на Земле появились других организмов. Бактерии настолько малы, что их можно увидеть только с помощью микроскопа. У них всего одна ячейка и очень простые структуры .

Бактерии имеют внешние клеточные стенки, которые защищают изнутри.Мембрана клетки находится внутри клеточной стенки. Он предотвращает попадание и выход вредных веществ . Внутри мембраны находится мягкое, желе -подобное вещество , называемое цитоплазмой. В нем есть химические вещества, которые помогают строить части клетки, и расщепляют пищи. Внутри него находится нуклеоид , который содержит ДНК . Он контролирует рост ячейки и другие действия

Бактерии появляются в различных формах . Сферические бактерии имеют форму круга или шара. Бактерии в форме палочки живут в кишечнике и образуют цепочки . Спиралевидные бактерии имеют скрученную форму .

Бактерии поглощают питательных веществ и удаляют отходов через свои клеточные стенки. Они воспроизводят , разделяясь пополам. Затем две новые ячейки можно разделить на четыре ячейки и так далее. За короткое время отдельных бактерий могут воспроизвести миллиардов раз.

Структура бактерий

Некоторые бактерии могут проникать внутрь человеческого тела, воспроизводиться и вызывать инфекцию. Эти вредных бактерий называются патогенами. Наша иммунная система отвечает за борьбу с этими бактериями. Однако , иногда нам нужна вакцина, чтобы помочь отбить злоумышленников . Вакцины - это слабые или мертвые формы самих бактерий.Такое вещество помогает нашему организму бороться с бактериями в будущем. Некоторые примеры болезней , вызванных бактериальными инфекциями: туберкулез или пневмония .

Лучший способ защитить себя от бактерий - это содержать себя в чистоте и мыть руки. Поскольку бактерии могут переноситься по воздуху , мы должны прикрывать нос и рот, когда мы чихаем . Витамины также помогают укреплять нашу иммунную систему и бороться с бактериями.

Бактерии могут быть полезны и для человеческого организма. Они живут в нашем желудке и помогают переваривать пищи. Другие бактерии создают сыр и йогурт. Бактерии работают в почве, и разлагают мертвых растений и животных.

Связанные темы

слов

  • поглощает = принимает
  • появиться = показать
  • разбить = разбить на очень мелкие части
  • причина = ведет к
  • цепь = соединенные вместе кольца
  • разложить = разбить на очень мелкие части
  • digest = преобразовать пищу, которую вы съели, на вещества, которые ваше тело может использовать
  • ДНК = вещество, имеющее генетическую информацию в клетках тела
  • рост = как что-то растет
  • вредно = опасно
  • однако = но
  • болезнь = болезнь
  • иммунная система = система в вашем теле, которая защищает его от болезней
  • кишечник = длинная трубка в вашем теле, по которой проходит пища после того, как она покидает желудок
  • злоумышленник = здесь: что-то вредное, попавшее в ваш организм
  • желе = что-то мягкое и липкое; он легко перемещается при прикосновении
  • мембрана = очень тонкий слой, который покрывает объект и защищает его
  • нуклеоид = область в клетке
  • питательные вещества = химические вещества или продукты питания, которые дают растениям и животным то, что им нужно для роста
  • организм = все живое
  • пневмония = заболевание, поражающее легкие и затрудняющее дыхание
  • предотвратить = стоп, держаться подальше
  • защищать = охранять, заботиться, защищать
  • удалить = унести
  • воспроизвести = здесь: создать новые бактерии
  • стержень = длинный и тонкий
  • форма = форма
  • одиночный = только один
  • чиханье = воздух внезапно выходит через нос с громким шумом
  • почва = верхний слой земли, где могут расти растения и деревья
  • сферический = круглый как шар
  • усилить = усилить
  • структура = как что-то построено
  • вещество = материал
  • транспорт = поездка
  • туберкулез = заболевание, поражающее ваши легкие и другие части тела
  • витая = точенная, гнутая
  • отходы = материал, который нам не нужен

.

Смотрите также