Микробы и микробиология

Содержание

Что должен знать каждый школьник?

С ребенком постарше лучше говорить уже не о микробах, а рассказывать про бактерии

Интересные факты для школьников важно аргументировать. То есть, рассказывая о важности мытья рук, можно поведать, что на ручках туалетов живут 340 колоний вредных бацилл

Можно вместе найти информацию о том, какие бактерии вызывают кариес. А также рассказать школьнику, что шоколад в небольшом количестве обладает антибактериальным эффектом.

Даже ученик младших классов сможет понять, что такое вакцина. Это когда в организм вводится небольшое количество вируса или бактерий, а иммунная система их побеждает

Поэтому так важно ставить прививки

Уже с детских лет должно прийти понимание, что страна бактерий — это целый, еще не до конца изученный, мир. И пока есть эти микроорганизмы, есть и сам человеческий вид.

Внешность обманчива

Запах притрушенной каплями дождя земли для многих людей считается приятным. Но мало кто знает тот факт, что он возникает благодаря активизирующимися в этот период колониями почвенных бактерий рода стрептомициновых: актино- и цианобактерий. Запах, который мы чувствуем, производит геосмин – вещество органического происхождения. В переводе с греческого его название и обозначает «запах земли». Геосмин обуславливает также появление затхлого запаха в подвалах и погребах, поскольку преобразующих его бактерий способствует сырость.

Кровавый водопад – завораживающее зрелище, которое с периодичностью раз в несколько недель можно наблюдать в Восточной Антарктиде. Из небольшой трещины в леднике толщиной свыше 400 метров выходит напоминающая кровь жидкость. Причиной такого цвета является высокая концентрация железа в соленой воде.

При взаимодействии с кислородом двухвалентное железо и превращается в ржавчину. Соединение формируется благодаря жизнедеятельности бактерий. Не имея доступа к солнечному свету и потому потребляя в качестве источника энергии железо из окружающих пород, микроорганизмы используют его для дыхания. Обнаруженная экосистема дает повод строить гипотезы, что подобным образом может сохраняться жизнь и на других планетах, таких как Марс или Европа – спутник Юпитера.

Героические бактерии

Давайте изучим хорошую сторону бактерий. В конце концов, эти микробы подарили нам такие вкусные продукты, как сыр, пиво, закваску и другие ферментированные элементы. Они также улучшают здоровье людей и используются в медицине.

Отдельных бактерий можно поблагодарить за формирование человеческой эволюции. Наука собирает все больше данных о микрофлоре — микроорганизмах, которые живут в наших телах, особенно в пищеварительной системе и кишечнике. Исследования показывают, что бактерии, новые генетические материалы и разнообразие, которое они приносят в наши тела, позволяют людям адаптироваться к новым источникам пищи, которые раньше не использовались.

Посмотрим на это с другой стороны: выстилая поверхность вашего желудка и кишечника, бактерии «работают» на вас. Когда вы едите, бактерии и другие микробы помогают вам разбивать и добывать питательные вещества из пищи, особенно углеводы. Чем разнообразнее бактерии, которых мы потребляем, тем больше разнообразия получают наши тела.

Хотя наши знания о наших же микробах весьма скудны, есть основания полагать, что отсутствие некоторых микробов и бактерий в организме может быть связано со здоровьем, метаболизмом и восприимчивости к аллергенам человека. Предварительные исследования на мышах показали, что метаболические заболевания вроде ожирения связаны с разнообразием и здоровой микрофлорой, а не нашей преобладающей точкой зрения «калории приходят, калории уходят».

Сейчас активно исследуются возможности внедрения определенных микробов и бактерий в организм человека, которые могут дать определенные преимущества, однако на момент написания статьи общие рекомендации по их использованию пока не были установлены.

Кроме того, бактерии сыграли важную роль в развитии научной мысли и человеческой медицины. Бактерии сыграли ведущую роль в развитии постулатов Коха 1884 года, которые привели к общему пониманию того, что болезни вызываются определенным видом микробов.

Исследователи, изучавшие бактерии, случайно открыли пенициллин — антибиотик, который спас множество жизней. Также совсем недавно в связи с этим был открыт легкий способ редактировать геном организмов, который может осуществить революцию в медицине.

По сути, мы только начинаем понимать, как извлекать пользу из нашего сожительства с этими маленькими друзьями. К тому же непонятно, кто истинный хозяин Земли: люди или микробы.

Вирусы – генетический мусор или единственный способ выживания?

До сих пор никто не может дать точный ответ, является ли вирус живым существом. Это некий набор химических веществ, не способный жить без клетки, т. е он не умеет самостоятельно перерабатывать пищу. Слово «вирус» происходит от латинского слова «яд», что не может не настораживать.

Попадая в живую клетку, вирус располагается там как дома и тут же начинает строить кусочек ДНК. Потом уверенно встраивает свой кирпичик ДНК в общий геном клетки, где тот начинает активно плодиться и размножаться (копироваться и передаваться по наследству).

Представьте себе, что к вам в квартиру является какой-то тип, распаковывает чемодан, уютно устраивается на вашем любимом диване и заявляет, что он здесь прописан и намерен оставаться до конца жизни (его или вашей, как получится)! Форменное безобразие! Так вот, за всю историю нашей эволюции мы умудрились обзавестись половиной генома таких «сожителей».

Природа – барышня умная и просто так ничего не делает. Это подтвердили последующие исследования. Да, большая часть таких непрошеных гостей беспробудно «спит» и никак себя не проявляет, ну или ученые еще не поняли, что и зачем делают эти «одомашненные» вирусы. Но деятельность некоторых кусочков ДНК вирусов удалось распознать. Оказалось, что мы элементарно не смогли бы иметь детей без этого, на первый взгляд, бесполезного мусора!

Долгое время оставалось непонятным, почему клетки, отвечающие за иммунитет матери и беспощадно уничтожающие всех «пришельцев», совершенно не реагируют на сперматозоиды будущего отца. Оказалось, вирусы блокируют работу этих природных сторожей и дают возможность зачатию состояться!

Есть даже версия, что разумом мы обязаны тем же вирусам, во всяком случае у обезьян гораздо меньше «геномного мусора», чем у человека. Возможно, поэтому дальше применения палки приматы и не продвинулись в своем развитии.

Использование вирусов для лечения бактериальных инфекций

Поскольку фаги нарушают метаболизм бактерий и уничтожают их, уже давно признано, что они могут играть определенную роль в лечении широкого спектра бактериальных заболеваний. Но из-за инноваций в сфере антибиотиков, фаготерапию снова положили на полку, пока рост резистентных к антибиотикам бактерий не вызвал повышенный интерес в этой области.

Отдельные виды фагов, как правило, эффективны только против небольшого диапазона бактерий или даже одного конкретного вида (основного хозяина), что изначально рассматривалось как недостаток. Но поскольку мы узнали больше о полезных аспектах нашей природной флоры, недостаток превратился в преимущество. В отличие от антибиотиков, которые, как правило, убивают бактерии без разбора, бактериофаги могут атаковать вызывающие заболевание организмы, не нанося вред нашей естественной флоре.

В то время как бактерии могут вырабатывать устойчивость как к антибиотикам, так и к фагам, разработка новых штаммов фагов займет всего несколько недель, а не лет. Фаги также могут проникать в тело, находить цель, а когда бактерии будут уничтожены, прекращать воспроизводство и вскоре вымирать.

10 самых опасных микробов для нас

  1. Золотистый стафилококк. Считается самым устойчивым к антибиотикам микробом и является возбудителем многих инфекционных заболеваний. Они живут в организме каждого третьего на планете, но представляют угрозу для организма с ослабленным иммунитетом.
  2. Salmonella typhi, вызывающая брюшной тиф. Она обладает высокой степенью выживаемости во внешней среде. Так, в воде она остается жизнеспособной до одного месяца, на продуктах до 10 дней. В мире ежегодно из 20 миллионов заболевших брюшным тифом умирает 1% людей.
  3. Clostridium tetani является причиной столбняка. Обитает вокруг нас и чрезвычайно живуча в почве и воде. Погибает при длительном кипячении (более 1 часа) и при нагревании 150ºС. При своевременном лечении погибает 20% зараженных, а при позднем обращении к врачу погибает до 80%.
  4. Mycobacterium tuberculosis (палочка Коха), вызывающая туберкулез, живущая вокруг нас и передающаяся воздушным путем. Многие штаммы этого микроба устойчивы к медикаментам. Ежегодно приблизительное число зараженных составляет около 450 миллионов человек.
  5. T. pallidum, вызывающая венерическое заболевание ─ сифилис. Ввиду того, что зараженные зачастую несвоевременно обращаются к врачу, лечение является долгим и изнурительным.
  6. Пневмококки. Его штаммы постоянно мутируют, приспосабливаясь к антибиотикам. Является причиной воспаления легких и других заболеваний дыхательных путей.
  7. Кишечная палочка. Является источником многих кишечных заболеваний, заболеваний мочеполовой системы у взрослых и детей. Ввиду высокой скорости размножения и умения приспосабливаться к антибиотикам считается одной из самых опасных для человека.
  8. Clostridium Botulinum, вызывающая ботулизм. Ее штаммы распространены повсеместно. 4 кг этого микроба будет достаточно, чтобы убить все живые организмы на планете.
  9. Vibrio cholerae, вызывающая холеру. Изучено 140 видов этого возбудителя. Несмотря на то что выведена вакцина против холерного вибриона, она до сих пор является источником эпидемий в южных странах.
  10. Helicobacter pylori, обнаруженная не так давно и являющаяся причиной язвенных заболеваний. Ее носителями является около 60% населения планеты. Она способна передаваться через поцелуи, посуду, слюну.

Все перечисленное выше говорит о том, что мир маленьких бактерий, окружающий нас, не только опасен, но и таит в себе много интересного, полезного и удивительного. Бактериальный и животный мир плотно связан между собой и влияют друг на друга. Гипотеза о том, что бактерии правят миром, все больше находит свое подтверждение. Человечеству предстоит провести множество исследований и опытов, чтобы добиться полной гармонии взаимодействия органического мира с миром бактерий.

Бактериальные заболевания

Бактериальные заболевания играли доминирующую роль в истории человечества. Широко распространенные эпидемии холеры и чумы сократили численность населения в некоторых районах мира более чем на треть. Бактериальная пневмония, часто была основной причиной смерти в пожилом возрасте. Возможно, больше армий было побеждено тифом, дизентерией и другими бактериальными инфекциями, чем силой оружия.

Благодаря современным достижениям в области сантехники и санитарии, разработке бактериальных вакцин и открытию антибактериальных антибиотиков частота бактериальных заболеваний снизилась. Однако бактерии не исчезли как инфекционные агенты, поскольку они продолжают эволюционировать, создавая более вирулентные штаммы и приобретая устойчивость ко многим антибиотикам.

Некоторые бактерии называются патогенами, так как являются возбудителями болезней. Патогенные микроорганизмы действуют на определенные части тела, например:

  • менингококковые бактерии (Neisseria meningitidis), которые вторгаются и раздражают мозговые оболочки, мембраны, окружающие головной и спинной мозг;
  • дифтерийная бактерия (Corynebacterium diphtheriae), которая первоначально заражает горло;
  • холерная бактерия (Vibrio cholerae), которая размножается в кишечном тракте, где токсин, который она производит, вызывает сильную диарею.

Другие бактерии, которые могут заразить человека:

  • стафилококковые бактерии (в первую очередь золотистый стафилококк), которые могут вызвать воспаление кожи, например — фурункулез,
  • попадая в кровоток, чтобы вызвать заражение крови,
  • попадая в сердечные клапаны, чтобы вызвать эндокардит,
  • в кости, чтобы вызвать остеомиелит.

Во многих случаях симптомы бактериальных инфекций на самом деле являются результатом чрезмерной реакции иммунной системы, а не производства токсических факторов бактерией.

Определение бактерии кратко

Бактерии чрезвычайно многочисленны, их общая биомасса на Земле больше, чем всех растений и животных вместе взятых. Они живут в огромных количествах почти в любой среде на Земле, от глубоководных впадин мирового океана до пищеварительного тракта человека.

Прокариоты являются доминирующими живыми существами на земле, присутствуя, возможно, на протяжении трех четвертей земной истории и адаптировавшись почти ко всем доступным экологическим средам обитания.

Как группа, они демонстрируют чрезвычайно разнообразные метаболические возможности и могут использовать в качестве источника пищи почти любое органические и некоторые неорганические соединения.

Некоторые бактерии широко используются в приготовлении пищевых продуктов, химических веществ и медикаментозных препаратов. Исследования взаимоотношений между различными группами бактерий продолжают давать новые представления о происхождении жизни на земле и механизмах эволюции.

Зачем нужны бактерии

Они разлагают трупы. Это их главная функция как редуцентов. Если бы не бактерии, растения и животные не «перегнивали» бы. Земля в короткий срок переполнилась бы мертвой органикой и отравила саму себя.

Бактерии важны для сельского хозяйства. Например, в корнях бобовых растений живут бактерии, которые синтезируют соединения азота из воздуха. И каждый огородник знает, что после гороха или фасоли почва будет богата азотом. Это может очень пригодиться для выращивания других культур.

Бактерии часто являются симбионтами многоклеточных организмов. Симбионт – это когда хорошо и ему, и его хозяину. Например, у нас в кишечнике живет кишечная палочка – это бактерия, которую мы «кормим» и которая в благодарность создает для нас витамин K.

Бактериям находится применение в самых разных областях промышленности. Мы используем их, чтобы получать кисломолочные продукты, выпускать лекарства, даже ликвидировать последствия разливов нефти.

Это все были плюсы. Но есть и минусы. Чума, сибирская язва, туберкулез, менингит, тиф, холера – все эти заболевания вызывают бактерии. Пока человечество не изобрело вакцины и не научилось делать прививки, бактерии опустошали целые города.

Среда обитания

Распространение в природе

Прокариоты повсеместно распространены на поверхности земли. Они встречаются в любой доступной среде, от полярных льдов до бурлящих горячих источников, от горных вершин до дна океана, от тел растений и животных до лесных почв. Некоторые бактерии могут расти в почве или в воде при температурах, близких к замерзанию (0 °C), тогда как другие процветают в воде при температурах, близких к кипению (100 °C).

Роль бактерий в органическом разложении является частью процесса удаления нежелательных биологических материалов из свалок и воды.

Прокариоты, само их количество играет, огромную роль в метаболизме веществ — иногда полезную, иногда вредную. Некоторые виды бактерий успешно разлагают природные и многие синтетические вещества. Например, органические отходы в сточных водах или компостных кучах превращаются бактериями либо в подходящие питательные вещества для метаболизма растений, либо в метан и углекислый газ.

5 фактов о бактериях, в которые сложно поверить

Марина Халиуллина, постоянный автор f&f и микробиолог по образованию, рассказывает, чем нас могут удивить обычные бактерии

Бактерии — одна из первых форм жизни на нашей планете. Они обитают практически везде, включая самые экстремальные экологические ниши: термальные источники и радиоактивные области. Тем не менее эти микроорганизмы очень слабо изучены, а большая их часть даже не описана. Но мы уже знаем немало удивительных фактов о бактериях, как вдохновляющих, так и пугающих.

1. Бактерии могут лечить от рака

Бактерии и ряд других микроорганизмов были использованы для лечения раковых опухолей учеными разных стран.

Наиболее эффективными оказались анаэробные бактерии, которые могут обитать и работать в условиях пониженной концентрации кислорода, что и происходит в зоне опухоли в организме животных.

Один из удачных экспериментов был проведен с участием радиоактивных бактерий Listeria monocytogenes, вызывающих опасное заболевание листериоз. Но в рамках эксперимента предварительно ослабленные бактерии накапливались только в районе опухоли и способствовали ее уменьшению.

Listeria monocytogenes

2. Бактерии могут двигаться, используя свою силу

Многие люди считают микробы полностью зависящими от окружающей среды в плане перемещения. Но это не так. Микробы плавают, ползают, скользят и совершают другие движения.

И хотя бактерии — одноклеточные организмы, это не значит, что они должны жить и работать в одиночку. Удивительный вид коллективного перемещения выработали бактерии Myxococcus xanthus. Бактерии путешествуют и охотятся в странствующем рое, который некоторые ученые называют «волчьей стаей».

А одним из самых быстрых микроорганизмов является малоизученная бактерия, обитающая в воде — Ovobacter propellens, сплошь покрытая ресничками и разгоняющаяся до 1 мм в секунду, что составляет 200 длин ее тела.

3. Бактерии могут сделать антибиотики бесполезными

Пенициллин был открыт Александром Флемингом не так давно, в 1928 году. 

До этого важнейшего для человечества открытия большинство людей погибали не от болезней сердца или крови: самой частой причиной смерти было бактериальное инфицирование организма и так называемое «заражение крови». К летальному исходу приводили обычные царапины.

С момента открытия пенициллина началась эра антибиотиков. Благодаря массовому производству противомикробных веществ в начале 20 века, было спасено большое количество жизней во время Второй мировой войны. 

Но стратегия выживания бактерий заставляет их делать то, что они умеют делать лучше всего — приспособляться, поэтому серьезным феноменом, о котором в наше время говорят все фармакологические кампании, является устойчивость к антибиотикам.

Уже сейчас есть инфекции, против которых нет действующего антибиотика, либо есть один-два из существующих ста, но с серьезными побочными эффектами.

Ежегодно по всему миру умирает около 700000 человек от инфекций, при которых не действует ни один антибиотик.

В ряде государств уже сейчас принимают активные меры по снижению темпов развития резистентности. В первую очередь, это контроль и ограничение использования антибиотиков.

4. Бактерии населяют нас

Все знают, что бактерии живут внутри нас. Но не все знают, что их количество в человеческом теле превышает количество клеток тела в 10 раз и составляет приблизительно десять триллионов клеток! Общая масса всех обитателей нашего тела больше 200 грамм.

Самое удивительное, что рождаемся мы практически стерильными, и в течение первых нескольких лет наш организм активно заселяется различными бактериями, получая первую дозу микроорганизмов в момент рождения.

5.Бактерии общаются

Бактерии общаются друг с другом посредством передачи сигнальных молекул между различными клетками.

Сигнальные молекулы — это химические вещества, которые вырабатываются бактериями и связываются с рецепторами на поверхности других бактерий, вызывая ответную реакцию.

Основной сигнал, который бактерии получают посредством данной системы — много ли бактерий их вида вокруг, определяют плотность колонии и в связи с этим корректируют свое поведение.

Очень вероятно, что есть удивительные способности бактерий, которые нам еще предстоит открыть, и что некоторые из этих способностей могут улучшить нашу жизнь. Результаты будущих исследований должны быть интересными.

Марина Халиуллина, микробиолог по образованию, руководитель отдела визуального мерчендайзинга в Adidas. Верит в доброту, людей и осознанное потребление. Пишет, рисует, путешествует, бегает и растит счастливых детей.

Подписывайтесь на нас в соцсетях — это удобно:

Невероятная приспосабливаемость

Многим из нас с детства твердили, что насекомые и в частности мухи являются переносчиками заразы. Подтверждением этому являются результаты исследований, согласно которым на теле этих надоедливых насекомых уживается свыше 6 млн. бактерий.

В рейтинге самых «богатых на бактерии» животных одно из первых мест занимают кроты. На квадратном сантиметре тела этих землекопов насчитывается свыше 1 млн. бацилл.

Одноклеточные способны существовать в местах, в принципе не приспособленных для жизни. Примером тому являются обнаруженные колонии 13-и видов микроорганизмов, обнаруженные на дне Марианского желоба – самого глубокого места на планете. Причем основная масса из них до сих пор не были известны науке. Предположительный возраст микроорганизмов – свыше 1 млрд. лет.

Наглядным примером невероятной приспосабливаемости бактерий является и тот интересный факт, что особо стойкие их представители способны комфортно себя чувствовать на внутренних стенках ЖКТ людей и животных. Губительный для основной массы живых организмов углекислый газ для этого вида одноклеточных безвреден. Используя в качестве источника питания глюкозу, микроорганизмы активно вырабатывают муравьиную, уксусную и янтарную кислоты. Более того, они успешно адаптируются в случае изменения диеты. К примеру, микроорганизмы, выявленные в микрофлоре кишечника американцев, адаптированы для переваривания еды, которая содержит высокую концентрацию жиров. У японцев – это бактерии, помогающие переваривать водоросли, у сельских жителей Венесуэлы – одноклеточные, легко разрушающие сложные углеводы.

Сами же бактерии, подобно любым другим живым существам, регулярно конкурируют друг с другом. Борьба между ними происходит на уровне обмена с «чужаками» химическими сигналами. Так один вид бактерий способен продуцировать вещества, губительные для других колоний. Взаимодействующие с ними бациллы, в свою очередь, производят свой «яд» и «противоядие». Такая «гонка вооружений» осуществляется бесконечно.

Бактерии – самые приспособленные существа

Я всё время слышу: «Эволюция – это движение от менее приспособленных видов к более приспособленным. Менее приспособленные умирают, более приспособленные выживают».

То есть эволюция от бактерий к ядерным простейшим, а потом к многоклеточным, включая человека, происходила из-за того, что организмам нужно было становиться более приспособленными? И если эволюция породила человека – он самый приспособленный к жизни?

У меня тут два вопроса. Во-первых, если прокариоты такие неприспособленные – почему же они до сих пор не вымерли? Почему ядерные организмы их не вытеснили? Суммарная масса живущих на земле бактерий превышает массу всех растений и животных, взятых вместе.

Во-вторых – вот происходит, скажем, ядерный взрыв. Или (это рано или поздно случится) солнце гаснет и земля превращается в ледяной шарик. Кто окажется самым приспособленным и будет умирать последним?

Человек? Нет. Он вообще умрет самым первым.

Бактерии – самые приспособленные существа. В случае глобальной катастрофы они будут умирать последними. Если вообще будут.

Вот и пойми после этого эволюцию.

Особенности организмов вирусной природы

Вирусы являются неклеточными структурами, имеющими лишь белковую оболочку с генетическим кодом (нуклеиновая кислота). Некоторые разновидности таких микробов содержат жиры, углеводы. Они ведут паразитический образ жизни. Размножаются они исключительно внутри клеток хозяина, которые делятся, либо клеток, зараженных другими подобными организмами.

Вирусы характеризуются еще меньшими размерами, нежели другие микробы. Поэтому представителей данного вида невозможно увидеть под обычным микроскопом – они доступны изучению только под электронным микроскопом. Размеры их могут составлять от 8 до 250 нм. В отличие от бактерий, они способны проходить через поры фильтров, поэтому называются фильтрующимися.

При проникновении в клетки живых организмов, вирусный агент вынуждает их синтезировать вирусные компоненты. Клетка при этом повреждается. Такие инфекционные агенты могут уничтожить пораженную клетку либо существовать в ней долгий промежуток времени (при хронических инфекционных заболеваниях). Видимых нарушений в такой клетке-носителе нет. Антибиотики на данных возбудителей не действуют.

  1. Вирусы не могут самостоятельно производить белок – генетический набор информации.
  2. Вирусы – наиболее численная биоформа на планете Земля.
  3. Около 33% составляющих генома человеческого организма подобны вирусам.
  4. Вырастить эту форму лабораторно возможно на культурах из живых тканей.
  5. Вирусы не способны выживать длительное время вне тела хозяина (всего несколько минут).

Бактерии могут сделать антибиотики бесполезными

Пенициллин был открыт Александром Флемингом не так давно, в 1928 году. 

До этого важнейшего для человечества открытия большинство людей погибали не от болезней сердца или крови: самой частой причиной смерти было бактериальное инфицирование организма и так называемое «заражение крови». К летальному исходу приводили обычные царапины.

С момента открытия пенициллина началась эра антибиотиков. Благодаря массовому производству противомикробных веществ в начале 20 века, было спасено большое количество жизней во время Второй мировой войны. 

Но стратегия выживания бактерий заставляет их делать то, что они умеют делать лучше всего — приспособляться, поэтому серьезным феноменом, о котором в наше время говорят все фармакологические кампании, является устойчивость к антибиотикам.

Промежуток времени от изобретения нового антибиотика до появления резистентности к нему колеблется от 1 года до 15 лет.

Уже сейчас есть инфекции, против которых нет действующего антибиотика, либо есть один-два из существующих ста, но с серьезными побочными эффектами.

Ежегодно по всему миру умирает около 700000 человек от инфекций, при которых не действует ни один антибиотик.

В ряде государств уже сейчас принимают активные меры по снижению темпов развития резистентности. В первую очередь, это контроль и ограничение использования антибиотиков.

8. Бактерии можно использовать для идентификации человека

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере показали, что бактерии, обнаруженные на нашей коже, можно использовать для идентификации людей. Бактерии на ваших руках, уникальны для вас. Даже у идентичных близнецов есть свои уникальные бактерии на коже. Когда мы прикасаемся к чему-то, то оставляем часть наших бактерий на предмете. Через бактериальный анализ ДНК, конкретные бактерии на поверхности могут быть сопоставлены с руками человека, который их оставил. Поскольку бактерии уникальны и остаются неизменными в течение нескольких недель, их можно использовать в качестве альтернативы отпечаткам пальцев.

Сколько в мире бактерий

По оценкам ученых факультета энергии объединенного института геномов на планете Земля существует 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 бактерий. Все они имеют примитивное строение: состоят из одно- или двухъядерной клетки и обладают приблизительно одинаковыми размерами – несколько микрометров.

Директор факультета Эдди Рубин в своей исследовательской работе акцентирует внимание на том, что микробы участвуют практически в любом биологическом процессе планеты: разложении органических остатков до неорганических веществ, в почвообразовании, в подпитке растений…

Всех представителей мира бактерий ученый постарался систематизировать и занести в каталог, чтобы облегчить в дальнейшем поиск функций геномов и тем самым дать толчок к пониманию людьми процессов, происходящих в биосфере.

Несколько лет назад для многих стал открытием тот интересный факт, что бактерии появились одними из первых на планете Земля свыше 3,8 трлн. лет назад. Американские ученые даже провели эксперимент, задействовав штаммы бактерий из образцов древнего льда Антарктиды, возраст которых исчисляется 8,1 млн.  лет. Оттаявшие с кусками льда при комнатной температуре колонии микроорганизмов проснулись, начали расти и размножаться. Исследования подтвердили гипотезу, что за 1,1 млн. лет ни один из обнаруженных и классифицированных видов не трансформировался.

Согласно одной из гипотез именно бактерии сыграли ключевую роль в появлении многоклеточных живых организмов, а спустя десятки миллионов лет и в привычных нам животных. Именно они определи существование жизни во всем многообразии форм.

Подтверждением этому является тот факт, что 37% генов животных и людей схожи с генами бактерий. Велика вероятность, что они имеют общего предка.

Значение бактерий для жизни на Земле в наши дни трудно переоценить. Они играют основополагающую роль в циклических метаморфозах основных элементов, необходимых для поддержания жизни. Например: участвуют в производстве кислорода и азота, формировании серы, фосфора и углерода. До недавнего времени считалось, что микробиологи, разрабатывающие антибиотики не без помощи все тех же бактерий, ничего нового предложить уже не могут. Но последние исследования показывают, что на самом деле число неизвестных микроорганизмов несравненно больше. Этот факт открывает неограниченные возможности для разработки и внедрения новых эффективных препаратов.

Ни высоких гор, ни большой глубины

Бактерии обнаруживаются практически везде на Земле. Невозможно представить количество бактерий на планете одновременно, но по некоторым оценкам их число составляет (бактерий и архей вместе) 5 октиллионов — это число с 27 нулями.

Классификация видов бактерий чрезвычайно сложна по понятным причинам. Сейчас есть примерно 30 000 официально идентифицированных видов, но база знаний постоянно растет, и есть мнения, что перед нами только верхушка айсберга от всех видов бактерий.

Правда в том, что бактерии были вокруг на протяжении очень долгого времени. Они породили одни из самых древних окаменелостей, которым 3,5 миллиарда лет. Результаты научных исследований позволяют предположить, что цианобактерии начали создавать кислород примерно 2,3—2,5 миллиарда лет назад в мировом океане, насытив атмосферу Земли кислородом, которым мы дышим по сей день.

Бактерии могут выживать в воздухе, воде, почве, льде, на жаре, на растениях, в кишечнике, на коже — везде.

Некоторые бактерии являются экстремофилами, то есть могут противостоять экстремальным условиям, когда либо очень жарко или холодно, либо отсутствуют питательные вещества и химикаты, которые мы обычно ассоциируем с жизнью. Исследователи обнаружили такие бактерии в Марианской впадине, самой глубокой точке на Земле на дне Тихого океана, возле гидротермальных источников в воде и во льду. Встречаются также бактерии, которые любят высокую температуру — такие, например, окрашивают опалесцирующий бассейн в Йеллоустонском национальном парке.

Интересные факты о многоклеточных животных. 25 невероятных фактов о животных

Человечество знает о существовании множества видов животных, но некоторые из них до сих пор остаются неизвестными. Они отличаются между собой размерами, расцветкой, местами обитания, издаваемыми звуками., пищевым рационом, но самое главное – в наличием уникальных качеств. Некоторые животные выглядят для нас очаровательными, другие же отвратительными. Одни являются для нас друзьями и незаменимыми помощниками, а другие – вредителями или представляют собой опасность. Предлагаем вашему вниманию самые невероятные факты о животных.

Невероятные факты о животных

1. У бобров зубы никогда не прекращают свой рост, поэтому, чтобы управлять их длиной, животные вынуждены постоянно грызть деревья.

2. Горбатые киты издают самые громкие звуки среди всех живых организмов. Издаваемый ими звук можно услышать на расстоянии 800 метров.

3. Слоны могут учуять запах воды на расстоянии около 3 миль. Они также являются одними из трех млекопитающих, которые подвергаются менопаузе – двое других это горбатые киты и женщины.

4. Медуза Turritopsis – уникальный обитатель морей, который способен омолаживать себя за счет регенерации клеток своего тела. Ученые прозвали её «бессмертной».

5. Некоторые африканские дождевые черви достигают длины более 6 метров.

6. Крысы размножаются настолько быстро, что всего за 18 месяцев, 2 крысы могли бы создать более 1 миллиона родственников.

7. В отличие от людей, овцы имеют четыре желудки, каждый из которых помогает им переварить пищу, которую они едят.

8. Даже тогда, когда змея закрыла свои глаза, он все еще может видеть сквозь веки.

9. В среднем мухи живут не более 2-х 3-х недель.

10. Вы не поверите, но на небольших травяных лужайках обитает около 50000 пауков. Увидеть их сложно из-за их зеленой расцветки.

11. Летучие мыши являются единственными млекопитающими, которые обладают способностью летать.

12. Аллигаторы могут прожить более 100 лет.

13. Снежные барсы питаются не только мясом овец и коз. Они также могут употреблять в качестве пищи различную растительность.

14. Тарантулы могут прожить без пищи более дух лет.

15. Когда собакам очень жарко, то пот начинает выделяться через подушечки их лап. Поэтому они иногда ложатся на пол, чтобы быстрее остыть.

16. Существуют различные виды зебр, каждый из которых отличается своим количеством и расположением черных полос на теле.

17. У собак значительно лучше зрение чем у человека, но в тоже время они не распознают настолько яркую палитру цветов.

18. Свиньи и люди – единственные живые существа, способные загорать.

19. Улитки могут спать в течение трех лет без еды и воды.

20. Слон это единственное животное с четырьмя коленями.

21. Альбатрос может летать целый день, махнув лишь единожды своими крыльями.

22. Все домашние кошки не любят запах любых цитрусовых.

23. Глаза хамелеонов могут вращаться независимо друг от друга, что позволяет им смотреть одновременно во всех направлениях не поворачивая голову.

24. У тигров полосатый не только мех, но и кожа.

25. Около 80% всех животных на Земле являются насекомыми.

Внешний вид бактерий

Бактерии в среднем имеют размер от 0,5 до 5 микрометров.

Клетка каждой бактерии одета в особую плотную оболочку — клеточную стенку, которая и выполняет защитную и опорную функции. При этом также придаётся бактерии постоянная, характерная для неё форма. 

Судя из снимков с бактериями, часто поверх клеточной стенки на этих организмах вырабатывается дополнительная защита – слой слизи или капсула. Толщина такой капсулы может быть во множество раз большей, чем диаметр самой клетки, но может быть и довольно маленькой. Капсула — это не обязательная часть клетки, и она может образовываться в зависимости от условий обитания бактерии. Благодаря капсуле любые бактерии, в том числе и вредные, защищены от высыхания.

На поверхности некоторых видов бактерий присутствуют короткие тонкие ворсинки или длинные жгутики. Их может быть один, два или больше. Длина жгутиков часто во много раз превышает размеры самого тела бактерии. При помощи них и ворсинок бактерии способны передвигаться.

3. Борьба с бактериями, провоцирующими акне

Propionibacterium acnes

Исследователи выявили, что некоторые штаммы бактерий, вызывающих акне могут фактически помочь предотвратить прыщи. Бактерия, которая вызывает акне — Propionibacterium acnes, обитает в порах нашей кожи. Когда эти бактерии провоцируют иммунный ответ, область на коже набухает и образуются прыщи. Однако, было обнаружено, что некоторые штаммы бактерий реже вызывают акне. Эти штаммы могут быть причиной того, что у людей со здоровой кожей редко появляются прыщи.

Изучая гены штаммов Propionibacterium acnes, собранные у людей с акне и здоровой кожей, исследователи определили штаммп, который был распространен на чистой коже и редко встречался на коже с акне. Будущие исследования будут включать в себя попытки разработать препарат, убивающий только вызывающие угри штаммы бактерии Propionibacterium acnes.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий