Для чего нужны бактерии в природе
Болезнетворные микроорганизмы
Значение бактерий для человека сложно однозначно определить, они играют как положительную, так и отрицательную роль. В основном микроорганизмы вредны для людей. К примеру:
Многие инфекционные болезни передаются во время физического контакта с зараженным человеком. Нередко патогенные микроорганизмы передаются переносчиками. К примеру, мухи, находясь на нечистотах, могут переносить на лапках сотни микробов, оставляя их на продуктах, которые употребляют в пищу люди.
Заболевания могут вызываться попаданием инфекции через нарушенный кожный покров. В ранах, которые загрязнены почвой, часто развиваются болезнетворные организмы, вызывающие столбняк или гангрену. Это серьезные болезни, они могут закончиться смертью человека.
Открытие патогенных бактерий помогло создать лекарства для борьбы с множеством заболеваний. Но микробы быстро привыкают к лекарственным препаратам, и медики постоянно разрабатывают новые сильнодействующие средства.
Использование человеком
Жизнедеятельность некоторых микроорганизмов активно используется человеком. Отдельные разновидности могут вырабатывать мощные антибиотики (например, тетрациклин) — вещества, которые убивают либо подавляют развитие патогенных микроорганизмов.
Бактерии часто используются человеком для различных целей:
Способность микроорганизмов перерабатывать органические соединения, делая из них сначала перегной, а после неорганические составы, сделало их незаменимыми в круговороте веществ и почвообразовании.
Бактерии играют роль санитаров, очищая канализационные стоки, расщепляя органические соединения и делая из них безвредные экологически чистые неорганические вещества. Такое свойство активно применяется в очистных сооружениях.
Роль в жизни людей
Значение бактерий в природе и жизни человека невозможно недооценить, на эту тему написано множество докладов, сообщений и рефератов, составлены таблицы и маркеры для определения разных видов микробов. Микроорганизмы находятся как снаружи (на кожном покрове) так и внутри (в желудочно-кишечном тракте) любого человека еще с рождения.
Все бактерии, которые находятся в организме, постоянно борются за необходимые питательные элементы, требующиеся им для размножения, причем полезные микроорганизмы могут уничтожать патогенные.
Вне зависимости от вида продуктов, потребляемых людьми, на зубах, языке и в полости рта скапливаются бактерии, которые питаются частичками пищи. Человечество уже более века занимается чисткой зубов, делая это как для избавления от застрявших кусочков еды, так и от появления неприятного запаха изо рта.
Побочный эффект от жизнедеятельности любых микроорганизмов — появление запаха, остаточные продукты распада образуются и от полезных лактобактерий, и от вредных бактерий, которые используются людьми для готовки пищи.
На кожном покрове микробы активно размножаются, когда человек потеет (в жаркие дни или при физических нагрузках) либо же такой процесс начинается на участках появления ран или царапин. Пот был бы без запаха, но железы одновременно выделяют жир, который является пищей для разных микроорганизмов. Запах проявляется, когда они активно перерабатывают питательные вещества.
Для очищения подмышек от микробов всегда советуют использовать мыло и банные процедуры. Также для избавления от запаха можно обработать вспотевший участок перекисью. Если началось покраснение кожного покрова около раны — это признак развития воспаления из-за проникновения микроорганизмов на травмированный участок. Его нужно обработать дезинфицирующим составом (перекись, йод, спирт, зеленка), чтобы избежать в дальнейшем заражения крови.
Особенности размножения
Условия, при которых размножаются различные микроорганизмы, приблизительно одинаковые: им необходима повышенная влажность, высокая температура (+14−36 градусов), питательные вещества, темнота — эти условия находятся на теле каждого человека в районе паха и подмышек.
Определенным патогенным организмам даже не требуется воздух — класс анаэробных микробов может развиваться в консервах, а во время проникновения в организм начинают провоцировать появления ботулизма. Пониженные температуры сделает их малоподвижными, термообработка и солнечные лучи разрушают бактерии.
Сухой горячий воздух позволяет высушить любые организмы, при этом они превращаются в споры, которые продолжительное время могут сохранять возможность к возобновлению жизнедеятельности при благоприятных условиях.
Польза в природе
В естественной среде микроорганизмы перерабатывают отходы жизнедеятельности животных, ускоряя процесс разложения и появления полезных элементов, которые насыщают землю и передаются растительности. Без их вмешательства поверхность планеты находилась бы под большим слоем непереработанных веществ.
Это часто можно видеть на свалках, где скопилось множество искусственных отходов, не являющихся пищей для микроорганизмов. Вода из канализации проходит несколько этапов очищения бактериями на станциях и заново подается в трубопровод.
Без помощи бактерий человек и травоядные животные не могли бы перерабатывать растительную клетчатку в глюкозу, которая дает энергию организму. Обычного пережевывания растительности недостаточно для расщепления клетчатки, из которой синтезируются и усваиваются все полезные микроэлементы.
Такой же процесс требуется во время переваривания мякоти фруктов и ягод, так как она тоже имеет в структуре волокна, тем более, когда речь заходит о кожуре. То, что не подходит в пищу для бактерий, становится причиной развития плесени.
Полезные и вредные бактерии
Бактерии, которые попадают в желудочно-кишечный тракт одновременно с кисломолочными продуктами, улучшают переваривание и усвоение питательных элементов, находящихся в молоке. К младенцам они передаются с материнским молоком сразу после рождения, без них тут же развивается дисбактериоз, появляющийся как при интоксикациях, так и при отсутствии полезных микроорганизмов.
Основное правило при лечении дисбактериоза — определение причины его развития: после лечебного курса антибиотиками в желудочно-кишечном тракте не синтезируются ферменты либо отсутствуют полезные организмы. У взрослого человека, который употребляет свежее молоко, зачастую появляется диарея, а при потреблении кисломолочных продуктов это встречается редко.
Просто пастеризованное молоко не содержит в своем составе лактобактерий, которые изготовители продуктов добавляют лишь на втором этапе — переработка молочной продукции в кисломолочные изделия.
Патогенные микроорганизмы опасны для людей, поскольку это переносчики множества инфекционных болезней. Они передаются через ручки дверей, плохо помытые фрукты, во время чихания или разговора.
Гнилостные организмы, попав в кишечный тракт одновременно с какими-то продуктами, во время размножения выделяют газ, что вызывает вздутие живота, тошноту. Возникает ощущение давления на внутренние органы.
Роль бактерий в жизни человека очень важна. Без этих организмов не обходится ни один круговорот веществ на планете. Бактерии имеют свои плюсы и минусы, так как, помимо вредного воздействия, их использование помогает бороться с множеством заболеваний.
Роль бактерий в природе и жизни человека
Роль бактерий в природе
Самое главное, что делают бактерии в природе, – это поедание отмерших организмов, бактерии как бы работают для нас дворниками, их называют сапротрофы.
Питаясь органическими веществами мертвых тел, эти бактерии превращают погибшие растения и трупы животных в перегной. В одном кубическом сантиметре поверхностного слоя лесной почвы содержатся сотни миллионов почвенных бактерий. Эти бактерии превращают перегной в минеральные вещества, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений (рис. 2).
Рис. 2. Роль бактерий в круговороте веществ в природе (Источник)
Бактерии участвуют в круговороте веществ на планете, в биосфере все вещества переходят от организма к организму, они находятся в постоянных круговоротах. Без бактерий эти вещества накапливались бы в больших количествах, не поступали бы дальше, то есть без них круговорот веществ был бы невозможен: примером может быть круговорот азота в природе. В почве существуют определенные бактерии, которые из азота воздуха делают азотные удобрения для растений, это клубеньковые бактерии, которые поселяются прямо в корнях растений.
Бактерии – самые многочисленные существа на земле, и они участвуют в цепях питания: есть крошечные организмы, питающиеся бактериями. Особые бактерии – цианобактерии, бактерии, способные к фотосинтезу, которые насыщают нашу землю кислородом. Бактерии оказывают на землю практически глобальное воздействие, они вездесущи и необыкновенно выносливы, бактерии определяют границы биосферы – самую нижнюю ее часть, где еще можно найти бактерии, и самую верхнюю ее часть, где бактерии существуют.
Роль бактерий в превращении фосфора, железа и серы
В белках и липидах содержится большое количество фосфора, минерализация которого осуществляется Вас. megatherium (из рода гнилостных бактерий).
Железобактерии участвуют в процессах минерализации органических соединений, содержащих железо. В результате их деятельности в болотах и озерах образуется большое количество железной руды и железомарганцевых отложений.
Серобактерии живут в воде и почве. Их много в навозе. Они участвуют в процессе минерализации серосодержащих веществ органического происхождения. В процессе разложения органических серосодержащих веществ выделяется газ сероводород, который крайне ядовит для окружающей среды, в том числе для всего живого. Серобактерии в результате своей жизнедеятельности превращают этот газ в неактивное безвредное соединение.
Рис. 9. Несмотря на кажущуюся безжизненность, в реке Рио Тинто жизнь всё-таки есть. Это различные, окисляющие железо, бактерии и множество других их видов, которые можно встретить только в этом месте.
Рис. 10. Зелёные серобактерии в колонне Виноградского.
Сообщение 2
Где бы ни находился человек, его всегда окружает огромное множество невидимых микроорганизмов. Они находятся в воздухе, в почве, в водоемах, около растений, они живут и в жерле вулкана, и в знойной пустыне, и в снегах Антарктиды. Эти крошечные организмы называются бактериями, большей частью они являются одноклеточными. Однако их роль в природе велика, можно даже сказать, что без бактерий жизнь на земле была бы просто невозможна.
Известно, что атмосфера, окружающая нашу планету, защищает ее от различного влияния космоса, а кроме того, содержит кислород, которым дышат все живые организмы. И можно утверждать, что именно бактерии создали атмосферу и много столетий поддерживают баланс между ее составляющими. Больше половины всего атмосферного кислорода вырабатывается крохотными бактериями, живущими в мировом океане.
Другим важным назначением этих одноклеточных организмов является их участие в процессе утилизации органических соединений. В природе постоянно идут процессы обновления, что-то рождается, что-то отмирает. И эти процессы тесно связаны между собой, ведь одно невозможно без другого. Бактерии разлагают органические ткани до простейших минеральных веществ, которые служат питанием для растений, благодаря чему они постоянно растут и выполняют свою функцию в экосистеме
Растения вырабатывают кислород, они служат кормом для животных, поэтому они должны постоянно обновляться, и именно бактерии обеспечивают непрерывность этого крайне важного процесса
Бактерии также живут во всех живых организмах, в животных и человеке. В кишечнике млекопитающих существует своя особая микрофлора, благодаря которой пищеварительная система усваивает все полезные вещества, поступающие в организм с пищей. Кроме того, в кишечнике постоянно идет война одних бактерий с другими, ведь эти организмы могут как приносить пользу, так и вызывать тяжелые болезни.
Так что роль бактерий в природе трудно переоценить. Эти невидимые организмы находятся везде и непрерывно выполняют свою крайне важную работу, благодаря которой на земле растут растения, живут птицы и животные и существует сам человек.
Организм человека в опасности
Процесс гниения, как это ни печально, затрагивает организм человека изнутри. Центром локализации гнилостных бактерий является кишечник. Именно там непереваренная пища разлагается и выделяет токсины. Печень и почки, как могут, сдерживают напор токсичных веществ. Но они не способны подчас справиться с перегрузками, и тогда начинается разлад в работе внутренних органов, требующий незамедлительного лечения.
Первой под прицел попадает центральная нервная система. Люди часто жалуются на такие типы недомогания:
Постоянное отравление организма токсинами из кишечника значительно ускоряет старение. Многие заболевания значительно «молодеют» из-за постоянного поражения ядовитыми веществами печени и почек.
Врачи многие десятилетия вели нещадную борьбу с гнилостными бактериями в кишечнике самыми неординарными методами лечения. Например, больным делали операцию по удалению толстого кишечника. Конечно, никакого эффекта такой тип процедуры не давал, а вот осложнений возникало немало.
Современная наука пришла к заключению, что обмен веществ в кишечнике реально восстановить с помощью молочнокислых бактерий. Считается, что активней всего борется с ними ацидофильная палочка.
Поэтому сопровождать лечение и профилактику дисбактериоза кишечника обязательно должны кисломолочные продукты:
Приготовить их несложно в домашних условиях из пастеризованного молока и ацидофильной закваски, которую можно приобрести в аптеке. В состав закваски входят высушенные ацидофильные бактерии, упакованные в герметичную тару.
Фармацевтическая промышленность предлагает свою продукцию для лечения дисбактериоза кишечника. В аптечных сетях появились препараты на основе бифидобактерий. Они комплексно действуют на весь организм, и не только подавляют гнилостные микробы, но и улучшают обмен веществ, способствуют синтезу витаминов, заживляют язвы в желудке и кишечнике.
Значение в природе и для человека
Выше уже отмечалось большое значение многих видов бактерий (при процессах гниения и различных типах брожения), т.е. выполнение санитарной роли на Земле.
Бактерии также играют огромную роль в круговороте углерода, кислорода, водорода, азота, фосфора, серы, кальция и других элементов. Многие виды бактерий способствуют активной фиксации атмосферного азота и переводят его в органическую форму, способствуя повышению плодородия почв
Особо важное значение имеют те бактерии, которые разлагают целлюлозу, являющиеся основным источником углерода для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов
Сульфатредуцирующие бактерии участвуют в образовании нефти и сероводорода в лечебных грязях, почвах и морях. Так, насыщенный сероводородом слой воды в Черном море является результатом жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий. Деятельность этих бактерий в почвах приводит к образованию соды и содового засоления почвы. Сульфатредуцирующие бактерии переводят питательные вещества в почвах рисовых плантаций в такую форму, которая становится доступной для корней этой культуры. Эти бактерии могут вызывать коррозию металлических подземных и подводных сооружений.
Благодаря жизнедеятельности бактерий почва освобождается от многих продуктов и вредных организмов и насыщается ценными питательными веществами. Бактерицидные препараты успешно используются для борьбы с многими видами насекомых-вредителей (кукурузным мотыльком и др.).
Многие виды бактерий используются в различных отраслях промышленности для получения ацетона, этилового и бутилового спиртов, уксусной кислоты, ферментов, гормонов, витаминов, антибиотиков, белково-витаминных препаратов и т.д.
Без бактерий невозможны процессы при дублении кожи, сушке листьев табака, выработке шелка, каучука, обработке какао, кофе, мочении конопли, льна и других лубоволокнистых растений, квашении капусты, очистке сточных вод, выщелачивании металлов и т.д.
Вариант 2
Существует большое количество микроорганизмов в коже и слизистых оболочках человека, в полости рта и пищеварительном тракте. Некоторые из них являются постоянными жителями тела, в то время как другие временно присутствуют там.
Постоянные обитатели человеческого организма составляют его нормальную микрофлору. Они играют важную роль в качестве защитного механизма и естественной устойчивости.
В поврежденных физиологических защитных механизмах макроорганизма от инфекционных или неинфекционных заболеваний эти бактерии могут неблагоприятно воздействовать на жителей организма и наносить им вред, становясь вредными для причины инфекций.
Бактериальная клетка имеет только одну хромосому в форме кольца. Поскольку она очень тонкая, длинная и сложенная, с помощью светового микроскопа хромосома не видна как нить, а просто как «облако» в середине клетки. Мы можем сравнить ее с плетеной пряжей. Но бактериальная хромосома только кажется запутанной. Фактически, любая часть доступна для работы при необходимости. Некоторые бактерии, называемые бациллами, могут испытывать неблагоприятные условия, переходя на более устойчивый образ жизни. Их клетка обычно имеет форму палочки, но при необходимости она сжимается до небольшого шара и оборачивается в дополнительную оболочку. Эта форма бацилл, называемая спорой, не нуждается в еде, потому что имеет очень медленный обмен веществ. Когда условия снова становятся благоприятными, спора снова превращается в палку.
Микробиология — относительно молодая наука, которая развивалась в течение прошлого столетия и изучает жизнь, развитие человека, а также природу мелких одноклеточных животных и растений, называемых микроорганизмами (микробами). Их можно наблюдать только под микроскопом. Впервые термин «микроб» был использован в 1878 году.
Значение бактерий в сельском хозяйстве
Человек давно заметил полезные свойства бактерий и применяет их в различных сферах своей жизни. Под влиянием одних микроорганизмов навоз превращается в перегной. Благодаря другим, из перегноя преобразуется в вещества, необходимые для питания растений и повышения урожая.
На корнях клевера, бобовых растений можно обнаружить много утолщений – клубеньков, их образование происходит под влиянием определенных бактерий. Они поглощают азот из воздуха, содержащегося в почве. При гниении отмерших корней этих растений образуются полезные соли азота, которые являются хорошим удобрением для растений.
Из листьев и стеблей кукурузы приготавливают отличный корм для скота – силос. Под влиянием бактерий молочнокислого брожения образуется молочная кислота, которая предохраняет силос от гниения и сохраняет все его питательные свойства. Современная наука ищет способы использования простейших для защиты и противодействия пагубному влиянию патогенных одноклеточных. Создаются соединения, способные защищать культуры и животных от болезней. При этом используются не обычные антибиотики с побочными действиями, а усовершенствованные варианты бактериальной природы, не вызывающие привыкания и не влияющие на иммунитет.
Условия размножения
Размножение микроорганизмов происходит примерно в одинаковых условиях, исключение составляют анаэробные формы, а также термофилы и термофобы. Идеальные условия для этого процесса:
Это объясняет рост вирусных и инфекционных заболеваний в осенне-весенние периоды. Температура и влажность воздуха благоприятствуют размножению микроорганизмов. Летом под солнечными лучами бактерии высыхают. В зимние морозные дни они впадают в анабиотическое состояние (замедляется процесс их жизнедеятельности и размножения).
Наиболее благоприятные условия встречаются в подмышечных впадинах и паховой зоне на теле человека. Там бактерии активно размножаются, а при контакте с потом выделяют неприятный запах. Запах брожения или гниения — главный признак наличия бактерий. Он же присутствует в полости рта. Ежедневная чистка зубов — не эстетическая норма, а устранение последствий жизнедеятельности микроорганизмов.
Термофилы способны выживать при экстремально высоких температурах. Эти организмы опасны тем, что термическая обработка продуктов не избавит от них. Термофобы, наоборот, погибают при высоких температурах, но не боятся критически низких. По этой причине мясо и рыбу рекомендуется хранить замороженными, а после размораживания подвергать воздействию высоких температур. Это позволяет исключить возможность выжить термофильным и термофобным микроорганизмам.
Таким образом, значение бактерий в природе и жизни человека однозначно велико, поэтому их кратко изучают в 7 классе общеобразовательной школы, строят таблицы с их видами. Тот факт, что встречается много вредных для людей микробов, конечно, настораживает. Но можно научиться жить с ними в мире, если соблюдать правила личной гигиены, хранения и обработки продуктов.
Кроме того, настоящие бактерии приносят немало пользы человеку
Важно уметь грамотно использовать особенности их жизнедеятельности для собственного блага. Благодаря этому группа полезных бактерий будет противодействовать «плохим», сводя их негативное воздействие к минимуму
Разнообразие по формам
Выделяют три основных группы:
Шаровидные
Кокки, клетки которых имеют форму правильного шара, вытянутого, похожие на кофейное зерно, бобы. Данный тип микроорганизмов не имеет жгутиков, не могут они образовывать споры. При этом их можно обнаружить почти в любом месте:
При попадании в среду, богатую питательными веществами, запускается активный процесс деления. Одни из их представителей микрококки, которые можно встретить очень часто. Могут быть одиночными или собираться в небольшие группы. Для их жизнедеятельности необходим кислород. Они не влияют на ткани и организмы, где обнаруживаются, таким образом, они не патогенны для живых существ и могут быть обнаружены на слизистых человека и поверхности кожи.
Представители шарообразных, вызывающие серьезные заболевания у человека, — диплококки. Встречаются по двое. К ним относятся менингококки, при обнаружении которых в организме необходимо срочно приступать к лечению.
Палочковидные
При рассмотрении их в микроскопе можно отметить их сходство с палочками размером не более 10 мкм. Некоторые представители способны образовывать споры, — бациллы и клостридии. Диплобактерии располагаются попарно, стрептобактерии – цепочками.
Бациллы – самые распространённые представители. Многие из них активно применяются на службе у человека:
Например, сенная палочка, используется при производстве препарата по защите растений – фитоспорина.
Спиралевидные
Данный вид бактерий имеет изгибы, похож на штопор. Число и вид завитков определяют принадлежность этих простейших к одному типов:
Первые имеют один перегиб. У вторых не много завитков, но их диаметр отличается большим размером. У третьих – количество завитков более 4.
К данному типу относится хеликобактерия, ставшая известной человечеству чуть более 30 лет назад. Кислая желудочная среда всегда считалась не пригодной для существования каких-то микроорганизмов. А хеликобактерия оказалась способной к существованию в таких агрессивных условиях. Исследования говорят о патогенной природе данного типа простейших из-за токсических веществ, которые он выделяет.
Дисбактериоз
При заболеваниях, снижающих иммунитет организма, болезнях кишечника, длительном приеме антибактериальных препаратов и при отсутствии в организме человека лактозы, когда сахар, содержащийся в молоке, не переваривается и начинает бродить кишечнике, изменяя кислотный баланс кишечника, возникает микробный дисбаланс — дисбактериоз (дисбиоз). Дисбактериоз характеризуется гибелью «хороших» бактерий и усиленным ростом патогенных микроорганизмов и грибков. В кишечнике начинают превалировать процессы гниения и брожения. Это проявляется поносами и вздутием кишечника, болями, снижением аппетита, а потом и веса, дети начинают отставать в развитии, развивается анемия и гиповитаминоз.
Бактерии и человек всегда будут сосуществовать вместе. Здоровье каждого человека находится в его руках. Если человек будет беречь себя, то он останется здоровым, а значит счастливым многие годы.
Рис. 19. Бактерии и человек. Вместе навсегда.
Статьи раздела «Что мы знаем о микробах»
Статьи раздела «Что мы знаем о микробах»
О микробах и болезнях 2020
Сообщение 3
Бактерии — это отдел прокариотических организмов. Они одноклеточные со сферическими, прямыми или изогнутыми спиральными и другими ячейками. Бактерии — один из самых маленьких организмов, чаще всего от 0,001 до 0,005 мм. Около 1500 видов известны по всему миру.
Они размножаются путем деления клетки на две части. В неблагоприятных условиях некоторые виды бактерий образуют постоянные споры (при пастеризации при температуре 80 С они обычно погибают). Большинство бактерий гетеротрофны (сапрофиты и паразиты), но есть и автотрофные (зеленые и пурпурные бактерии). Чтобы жить, некоторым нужен кислород (аэробные), другим нет (анаэробные).
Бактерии являются одними из самых древних организмов, останки которых были обнаружены в слоях около 3200 миллионов лет назад. Ближайшие родственники — сине-зеленые водоросли.
Бактерии широко распространены. Их небольшой размер и относительно большая поверхность являются предпосылкой интенсивного обмена веществ. Поэтому в связи с их способностью осуществлять различные процессы (ферментация, разложение, извлечение свободного азота, минерализация азотистых веществ и т. д.) бактерии имеют большое значение в биосфере и для человека. Их большая способность к размножению (в некоторых типах клеток деление выполняется каждые 20 минут) способствует быстрому увеличению количества бактерий (в почвах до 100 миллионов клеток в 1 г, в грязной воде до 10 миллиардов, но в питьевой воде их не более 50).
Бактерии распространены по всему миру. Они живут и размножаются в почве, в сладких и соленых водах, в ямах скал, на более крупных организмах и даже внутри их тел. В воздухе бактерии не могут активно двигаться и размножаться, но прикрепляются к пыли или микроскопическим капелькам. У некоторых типов бактерий кумулятивные клетки тесно связаны друг с другом
Они могут даже помогать друг другу, некоторые из них специализируются на одной жизненно важной функции, другие — на другой, и, в итоге, каждая клетка использует преимущества всех навыков. Такие кластеры клеток называются колониями, а вид является колониальным
Колония является промежуточным этапом от одной ячейки к многоклеточной организации.