البكتيريا المعروفة. أسرة واحدة كبيرة

البكتيريا هي أقدم مجموعة من الكائنات الحية الموجودة حاليًا على الأرض. ربما ظهرت البكتيريا الأولى منذ أكثر من 3.5 مليار سنة، وكانت لما يقرب من مليار سنة هي الكائنات الحية الوحيدة على كوكبنا. وبما أن هؤلاء كانوا أول ممثلي الطبيعة الحية، كان لجسمهم هيكل بدائي.

وبمرور الوقت، أصبحت بنيتها أكثر تعقيدًا، ولكن حتى يومنا هذا تعتبر البكتيريا أكثر الكائنات وحيدة الخلية بدائية. ومن المثير للاهتمام أن بعض البكتيريا لا تزال تحتفظ بالسمات البدائية لأسلافها القدماء. ويلاحظ هذا في البكتيريا التي تعيش في الينابيع الكبريتية الساخنة والطين الناقص الأكسجين في قاع الخزانات.

معظم البكتيريا عديمة اللون. عدد قليل فقط من اللون الأرجواني أو الأخضر. لكن مستعمرات العديد من البكتيريا لها لون مشرق، ناجم عن إطلاق مادة ملونة في البيئة أو تصبغ الخلايا.

كان مكتشف عالم البكتيريا أنتوني ليفينهوك، عالم الطبيعة الهولندي في القرن السابع عشر، الذي ابتكر لأول مرة مجهرًا مكبرًا مثاليًا يكبر الأشياء بمقدار 160-270 مرة.

تصنف البكتيريا على أنها بدائيات النوى وتصنف في مملكة منفصلة - البكتيريا.

شكل الجسم

البكتيريا كائنات حية عديدة ومتنوعة. أنها تختلف في الشكل.

اسم البكتيريا	شكل البكتيريا	صورة البكتيريا
كوتشي		على شكل كرة
عصية		على شكل قضيب
الضمة		مقوسة الشكل
سبيريللوم		حلزوني
العقديات		سلسلة من المكورات
المكورات العنقودية		مجموعات من المكورات
المكورات الثنائية		اثنان من البكتيريا المستديرة محاطة بكبسولة مخاطية واحدة

طرق النقل

بين البكتيريا هناك أشكال متحركة وغير متحركة. تتحرك الحركة بسبب تقلصات تشبه الموجة أو بمساعدة الأسواط (خيوط حلزونية ملتوية)، والتي تتكون من بروتين خاص يسمى فلاجيلين. قد يكون هناك واحد أو أكثر من السوط. في بعض البكتيريا، توجد في أحد طرفي الخلية، وفي حالات أخرى - عند طرفين أو على السطح بأكمله.

لكن الحركة متأصلة أيضًا في العديد من البكتيريا الأخرى التي تفتقر إلى الأسواط. وهكذا فإن البكتيريا المغطاة من الخارج بالمخاط تكون قادرة على الحركة الانزلاقية.

تحتوي بعض البكتيريا المائية والتربة التي تفتقر إلى السوط على فجوات غازية في السيتوبلازم. قد يكون هناك 40-60 فجوات في الخلية. كل واحد منهم مملوء بالغاز (من المفترض النيتروجين). ومن خلال تنظيم كمية الغاز في الفجوات، يمكن للبكتيريا المائية أن تغوص في عمود الماء أو ترتفع إلى سطحه، ويمكن لبكتيريا التربة أن تتحرك في الشعيرات الدموية في التربة.

الموئل

نظرًا لبساطة تنظيمها وبساطتها، فإن البكتيريا منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة. توجد البكتيريا في كل مكان: في قطرة من أنقى مياه الينابيع، وفي حبيبات التربة، وفي الهواء، وعلى الصخور، وفي الثلج القطبي، ورمال الصحراء، وفي قاع المحيط، وفي النفط المستخرج من أعماق كبيرة، وحتى في مياه الينابيع الساخنة بدرجة حرارة حوالي 80 درجة مئوية. تعيش على النباتات والفواكه والحيوانات المختلفة وفي البشر في الأمعاء وتجويف الفم والأطراف وعلى سطح الجسم.

البكتيريا هي أصغر الكائنات الحية وأكثرها عددًا. نظرًا لصغر حجمها، فإنها تخترق بسهولة أي شقوق أو شقوق أو مسام. هاردي للغاية ويتكيف مع الظروف المعيشية المختلفة. إنها تتحمل الجفاف والبرد الشديد والتسخين حتى 90 درجة مئوية دون أن تفقد صلاحيتها.

لا يوجد عمليا أي مكان على وجه الأرض لا توجد فيه البكتيريا، ولكن بكميات متفاوتة. الظروف المعيشية للبكتيريا متنوعة. يحتاج بعضهم إلى الأكسجين الجوي، والبعض الآخر لا يحتاج إليه ويستطيعون العيش في بيئة خالية من الأكسجين.

في الهواء: ترتفع البكتيريا إلى الغلاف الجوي العلوي لمسافة تصل إلى 30 كيلومتراً. و اكثر.

يوجد الكثير منهم بشكل خاص في التربة. 1 غرام من التربة يمكن أن يحتوي على مئات الملايين من البكتيريا.

في الماء: في طبقات الماء السطحية في الخزانات المفتوحة. تعمل البكتيريا المائية المفيدة على تمعدن المخلفات العضوية.

في الكائنات الحية: تدخل البكتيريا المسببة للأمراض إلى الجسم من البيئة الخارجية، ولكن فقط في ظل ظروف مواتية تسبب الأمراض. يعيش التكافلي في الأعضاء الهضمية، ويساعد على هضم الطعام وامتصاصه، وتصنيع الفيتامينات.

الهيكل الخارجي

الخلية البكتيرية مغطاة بقشرة كثيفة خاصة - جدار الخلية، الذي يؤدي وظائف الحماية والدعم، ويعطي البكتيريا شكلًا مميزًا دائمًا. يشبه جدار خلية البكتيريا جدار الخلية النباتية. إنه منفذ: من خلاله تمر العناصر الغذائية بحرية إلى الخلية، وتخرج المنتجات الأيضية إلى البيئة. في كثير من الأحيان، تنتج البكتيريا طبقة واقية إضافية من المخاط أعلى جدار الخلية - كبسولة. يمكن أن يكون سمك الكبسولة أكبر بعدة مرات من قطر الخلية نفسها، ولكنه قد يكون أيضًا صغيرًا جدًا. الكبسولة ليست جزءا أساسيا من الخلية، بل تتشكل تبعا للظروف التي تجد البكتيريا نفسها فيها. يحمي البكتيريا من الجفاف.

يوجد على سطح بعض البكتيريا أسواط طويلة (واحد أو اثنان أو أكثر) أو زغابات رفيعة قصيرة. يمكن أن يكون طول السوط أكبر بعدة مرات من حجم جسم البكتيريا. تتحرك البكتيريا بمساعدة السوط والزغابات.

الهيكل الداخلي

يوجد داخل الخلية البكتيرية سيتوبلازم كثيف غير متحرك. إنه ذو هيكل متعدد الطبقات، ولا توجد فجوات، وبالتالي توجد البروتينات المختلفة (الإنزيمات) والمواد المغذية الاحتياطية في مادة السيتوبلازم نفسه. لا تحتوي الخلايا البكتيرية على نواة. تتركز المادة التي تحمل معلومات وراثية في الجزء المركزي من خليتها. البكتيريا - الحمض النووي - الحمض النووي. لكن هذه المادة لا تتشكل في نواة.

التنظيم الداخلي للخلية البكتيرية معقد وله خصائصه الخاصة. يتم فصل السيتوبلازم عن جدار الخلية بواسطة الغشاء السيتوبلازمي. يوجد في السيتوبلازم مادة رئيسية أو مصفوفة وريبوسومات وعدد صغير من الهياكل الغشائية التي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف (نظائرها من الميتوكوندريا والشبكة الإندوبلازمية وجهاز جولجي). غالبًا ما يحتوي سيتوبلازم الخلايا البكتيرية على حبيبات مختلفة الأشكال والأحجام. وقد تتكون الحبيبات من مركبات تعمل كمصدر للطاقة والكربون. توجد أيضًا قطرات من الدهون في الخلية البكتيرية.

في الجزء المركزي من الخلية، يتم توطين المادة النووية - الحمض النووي، الذي لا يتم تحديده من السيتوبلازم بواسطة غشاء. هذا نظير للنواة - نووي. لا يحتوي النواة على غشاء أو نواة أو مجموعة من الكروموسومات.

طرق الأكل

للبكتيريا طرق تغذية مختلفة. من بينها هناك ذاتية التغذية وغيرية التغذية. الكائنات ذاتية التغذية هي كائنات قادرة على إنتاج مواد عضوية بشكل مستقل لتغذيتها.

تحتاج النباتات إلى النيتروجين، لكنها لا تستطيع امتصاص النيتروجين من الهواء بنفسها. تقوم بعض البكتيريا بدمج جزيئات النيتروجين الموجودة في الهواء مع جزيئات أخرى، مما ينتج عنه مواد متاحة للنباتات.

تستقر هذه البكتيريا في خلايا الجذور الشابة، مما يؤدي إلى تكوين سماكات على الجذور تسمى العقيدات. تتشكل هذه العقيدات على جذور نباتات الفصيلة البقولية وبعض النباتات الأخرى.

توفر الجذور الكربوهيدرات للبكتيريا، وتوفر البكتيريا الموجودة في الجذور مواد تحتوي على النيتروجين والتي يمكن أن يمتصها النبات. إن تعايشهم مفيد للطرفين.

تفرز جذور النباتات الكثير من المواد العضوية (السكريات والأحماض الأمينية وغيرها) التي تتغذى عليها البكتيريا. ولذلك فإن العديد من البكتيريا تستقر بشكل خاص في طبقة التربة المحيطة بالجذور. تقوم هذه البكتيريا بتحويل بقايا النباتات الميتة إلى مواد متاحة للنبات. تسمى هذه الطبقة من التربة بالريزوسفير.

هناك عدة فرضيات حول تغلغل البكتيريا العقيدية في أنسجة الجذر:

• من خلال تلف أنسجة البشرة والقشرة.
• من خلال الشعيرات الجذرية.
• فقط من خلال غشاء الخلية الشابة.
• بفضل البكتيريا المرافقة التي تنتج الإنزيمات المحللة للبكتين؛
• بسبب تحفيز تخليق حمض الإندول أسيتيك ب من التربتوفان، الموجود دائمًا في إفرازات جذور النبات.

تتكون عملية إدخال البكتيريا العقيدية إلى أنسجة الجذر من مرحلتين:

• عدوى شعر الجذر.
• عملية تشكيل العقيدات.

في معظم الحالات، تتكاثر الخلية الغازية بشكل نشط، وتشكل ما يسمى بخيوط العدوى، وعلى شكل مثل هذه الخيوط، تنتقل إلى الأنسجة النباتية. تستمر البكتيريا العقيدية الخارجة من خيط العدوى في التكاثر في الأنسجة المضيفة.

تبدأ الخلايا النباتية المليئة بخلايا البكتيريا العقيدية التي تتكاثر بسرعة في الانقسام بسرعة. يتم ربط العقيدات الصغيرة بجذر نبات البقوليات بفضل الحزم الليفية الوعائية. خلال فترة العمل، عادة ما تكون العقيدات كثيفة. بحلول الوقت الذي يحدث فيه النشاط الأمثل، تكتسب العقيدات اللون الوردي (بفضل صبغة الليموجلوبين). فقط تلك البكتيريا التي تحتوي على الليغيموجلوبين هي القادرة على تثبيت النيتروجين.

تنتج البكتيريا العقيدية عشرات ومئات الكيلوجرامات من الأسمدة النيتروجينية لكل هكتار من التربة.

الاسْتِقْلاب

تختلف البكتيريا عن بعضها البعض في عملية التمثيل الغذائي. بالنسبة للبعض يحدث بمشاركة الأكسجين، بالنسبة للآخرين - بدونه.

تتغذى معظم البكتيريا على المواد العضوية الجاهزة. عدد قليل منها فقط (الأزرق والأخضر، أو البكتيريا الزرقاء) قادر على إنتاج مواد عضوية من مواد غير عضوية. لقد لعبوا دورًا مهمًا في تراكم الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض.

تمتص البكتيريا المواد من الخارج، وتمزق جزيئاتها إلى قطع، وتجميع قشرتها من هذه الأجزاء وتجديد محتوياتها (هكذا تنمو)، وتتخلص من الجزيئات غير الضرورية. تسمح قشرة وغشاء البكتيريا بامتصاص المواد الضرورية فقط.

إذا كان غلاف البكتيريا وغشاءها غير منفذين تمامًا، فلن تدخل أي مواد إلى الخلية. فإذا كانت نفاذية لجميع المواد، فإن محتويات الخلية سوف تختلط مع الوسط – وهو المحلول الذي تعيش فيه البكتيريا. للبقاء على قيد الحياة، تحتاج البكتيريا إلى غلاف يسمح بمرور المواد الضرورية، ولكن ليس المواد غير الضرورية.

تمتص البكتيريا العناصر الغذائية الموجودة بالقرب منها. ماذا حدث بعد ذلك؟ إذا كان بإمكانه التحرك بشكل مستقل (عن طريق تحريك السوط أو دفع المخاط للخلف)، فإنه يتحرك حتى يجد المواد اللازمة.

إذا لم يتمكن من التحرك، فإنه ينتظر حتى يؤدي الانتشار (قدرة جزيئات مادة واحدة على اختراق غابة جزيئات مادة أخرى) إلى جلب الجزيئات اللازمة إليها.

تقوم البكتيريا، مع مجموعات أخرى من الكائنات الحية الدقيقة، بعمل كيميائي هائل. ومن خلال تحويل المركبات المختلفة، يحصلون على الطاقة والمواد المغذية اللازمة لحياتهم. تتنوع العمليات الأيضية وطرق الحصول على الطاقة والحاجة إلى مواد لبناء مواد أجسامها في البكتيريا.

وتلبي أنواع أخرى من البكتيريا جميع احتياجاتها من الكربون اللازم لتركيب المواد العضوية في الجسم على حساب المركبات غير العضوية. يطلق عليهم ذاتية التغذية. البكتيريا ذاتية التغذية قادرة على تصنيع المواد العضوية من المواد غير العضوية. من بين هؤلاء:

التركيب الكيميائي

يعد استخدام الطاقة الإشعاعية هو الطريقة الأكثر أهمية، ولكنها ليست الطريقة الوحيدة لتكوين مادة عضوية من ثاني أكسيد الكربون والماء. من المعروف أن البكتيريا لا تستخدم ضوء الشمس كمصدر للطاقة لمثل هذا التوليف، بل تستخدم طاقة الروابط الكيميائية التي تحدث في خلايا الكائنات الحية أثناء أكسدة بعض المركبات غير العضوية - كبريتيد الهيدروجين والكبريت والأمونيا والهيدروجين وحمض النيتريك ومركبات الحديدوز. الحديد والمنغنيز. يستخدمون المادة العضوية المتكونة باستخدام هذه الطاقة الكيميائية لبناء خلايا أجسامهم. ولذلك، تسمى هذه العملية التخليق الكيميائي.

أهم مجموعة من الكائنات الحية الدقيقة المصنعة كيميائيًا هي البكتيريا الآزوتية. تعيش هذه البكتيريا في التربة وتقوم بأكسدة الأمونيا المتكونة أثناء تحلل البقايا العضوية إلى حمض النيتريك. ويتفاعل الأخير مع المركبات المعدنية الموجودة في التربة ويتحول إلى أملاح حمض النيتريك. تتم هذه العملية على مرحلتين.

تقوم بكتيريا الحديد بتحويل الحديدوز إلى حديد أكسيد. يستقر هيدروكسيد الحديد الناتج ويشكل ما يسمى بخام الحديد المستنقعي.

توجد بعض الكائنات الحية الدقيقة نتيجة لأكسدة الهيدروجين الجزيئي، مما يوفر طريقة تغذية ذاتية التغذية.

السمة المميزة لبكتيريا الهيدروجين هي القدرة على التحول إلى نمط حياة غيري التغذية عند تزويدها بالمركبات العضوية وغياب الهيدروجين.

وبالتالي، فإن الكائنات ذاتية التغذية الكيميائية هي كائنات ذاتية التغذية نموذجية، لأنها تقوم بشكل مستقل بتوليف المركبات العضوية الضرورية من مواد غير عضوية، ولا تأخذها جاهزة من كائنات حية أخرى، مثل الكائنات غيرية التغذية. تختلف البكتيريا ذاتية التغذية الكيميائية عن النباتات الضوئية في استقلالها الكامل عن الضوء كمصدر للطاقة.

التمثيل الضوئي البكتيري

بعض بكتيريا الكبريت المحتوية على الصباغ (الأرجواني والأخضر)، والتي تحتوي على أصباغ محددة - بكتيريا الكلوروفيل، قادرة على امتصاص الطاقة الشمسية، والتي يتم من خلالها تكسير كبريتيد الهيدروجين في أجسامها وإطلاق ذرات الهيدروجين لاستعادة المركبات المقابلة. تشترك هذه العملية كثيرًا مع عملية التمثيل الضوئي وتختلف فقط في أن المتبرع بالهيدروجين في البكتيريا الأرجوانية والخضراء هو كبريتيد الهيدروجين (أحيانًا الأحماض الكربوكسيلية)، وفي النباتات الخضراء يكون الماء. وفي كلاهما يتم فصل ونقل الهيدروجين بسبب طاقة الأشعة الشمسية الممتصة.

تسمى عملية التمثيل الضوئي البكتيري، التي تحدث دون إطلاق الأكسجين، بالاختزال الضوئي. يرتبط الاختزال الضوئي لثاني أكسيد الكربون بنقل الهيدروجين ليس من الماء، بل من كبريتيد الهيدروجين:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2О

إن الأهمية البيولوجية للتخليق الكيميائي والتمثيل الضوئي البكتيري على نطاق الكوكب صغيرة نسبيًا. تلعب البكتيريا المصنعة كيميائيًا فقط دورًا مهمًا في عملية تدوير الكبريت في الطبيعة. تمتصه النباتات الخضراء على شكل أملاح حمض الكبريتيك، ويتم اختزال الكبريت ويصبح جزءًا من جزيئات البروتين. علاوة على ذلك، عندما يتم تدمير بقايا النباتات والحيوانات الميتة بواسطة البكتيريا المتعفنة، يتم إطلاق الكبريت على شكل كبريتيد الهيدروجين، والذي يتأكسد بواسطة بكتيريا الكبريت لتحرير الكبريت (أو حمض الكبريتيك)، مما يشكل كبريتيت في التربة يمكن للنباتات الوصول إليها. تعتبر البكتيريا الكيميائية والضوئية ضرورية في دورة النيتروجين والكبريت.

التجرثم

تتشكل الجراثيم داخل الخلية البكتيرية. أثناء عملية التبويض، تخضع الخلية البكتيرية لعدد من العمليات البيوكيميائية. تتناقص كمية الماء الحر فيه ويقل النشاط الأنزيمي. وهذا يضمن مقاومة الجراثيم للظروف البيئية غير المواتية (ارتفاع درجة الحرارة، تركيز الأملاح العالي، التجفيف، وما إلى ذلك). يعتبر التبويض من سمات مجموعة صغيرة فقط من البكتيريا.

تعتبر الجراثيم مرحلة اختيارية في دورة حياة البكتيريا. يبدأ التبويض فقط بنقص العناصر الغذائية أو تراكم المنتجات الأيضية. يمكن للبكتيريا التي تكون على شكل جراثيم أن تظل في حالة سبات لفترة طويلة. يمكن للجراثيم البكتيرية أن تتحمل الغليان لفترة طويلة والتجميد لفترة طويلة جدًا. عندما تتوفر الظروف المواتية، تنبت الجراثيم وتصبح قابلة للحياة. تعتبر الجراثيم البكتيرية وسيلة تكيف للبقاء على قيد الحياة في ظروف غير مواتية.

التكاثر

تتكاثر البكتيريا عن طريق تقسيم خلية واحدة إلى خليتين. وبعد أن وصلت إلى حجم معين، تنقسم البكتيريا إلى نوعين من البكتيريا المتطابقة. ثم يبدأ كل منهم بالتغذية والنمو والانقسام وما إلى ذلك.

بعد استطالة الخلية، يتشكل حاجز عرضي تدريجيًا، ثم تنفصل الخلايا الوليدة؛ في العديد من البكتيريا، في ظل ظروف معينة، بعد الانقسام، تظل الخلايا متصلة في مجموعات مميزة. في هذه الحالة، اعتمادا على اتجاه مستوى التقسيم وعدد الأقسام، تنشأ أشكال مختلفة. يحدث التكاثر بالبراعم كاستثناء في البكتيريا.

في ظل ظروف مواتية، يحدث انقسام الخلايا في العديد من البكتيريا كل 20-30 دقيقة. مع هذا التكاثر السريع، يمكن لنسل بكتيريا واحدة في 5 أيام أن يشكل كتلة يمكن أن تملأ جميع البحار والمحيطات. تظهر عملية حسابية بسيطة أنه يمكن تكوين 72 جيلًا (720.000.000.000.000.000.000 خلية) يوميًا. إذا تم تحويله إلى وزن - 4720 طنًا. ومع ذلك، فإن هذا لا يحدث في الطبيعة، لأن معظم البكتيريا تموت بسرعة تحت تأثير أشعة الشمس، والتجفيف، ونقص الغذاء، والتدفئة إلى 65-100 درجة مئوية، نتيجة للصراع بين الأنواع، وما إلى ذلك.

بعد أن تمتص البكتيريا (1) كمية كافية من الطعام، يزداد حجمها (2) وتبدأ في الاستعداد للتكاثر (انقسام الخلايا). يتضاعف الحمض النووي (في البكتيريا، جزيء الحمض النووي مغلق في حلقة) (تنتج البكتيريا نسخة من هذا الجزيء). تجد جزيئتا الحمض النووي (3،4) نفسيهما ملتصقتين بجدار البكتيريا، ومع استطالة البكتيريا، تتباعدان (5،6). في البداية ينقسم النوكليوتيدات ثم السيتوبلازم.

وبعد تباعد جزيئين من الحمض النووي، يظهر انقباض على البكتيريا، مما يؤدي إلى انقسام جسم البكتيريا تدريجيا إلى قسمين، يحتوي كل منهما على جزيء الحمض النووي (7).

ويحدث (في Bacillus subtilis) أن تلتصق بكتريا معًا ويتكون جسر بينهما (1،2).

ينقل العبور الحمض النووي من بكتيريا إلى أخرى (3). مرة واحدة في بكتيريا واحدة، تتشابك جزيئات الحمض النووي، وتلتصق ببعضها البعض في بعض الأماكن (4)، ثم تتبادل المقاطع (5).

دور البكتيريا في الطبيعة

دوامة

تعتبر البكتيريا الحلقة الأهم في الدورة العامة للمواد في الطبيعة. تنتج النباتات مواد عضوية معقدة من ثاني أكسيد الكربون والماء والأملاح المعدنية الموجودة في التربة. وتعود هذه المواد إلى التربة مع الفطريات الميتة والنباتات وجثث الحيوانات. تقوم البكتيريا بتفكيك المواد المعقدة إلى مواد بسيطة، والتي تستخدمها النباتات بعد ذلك.

تقوم البكتيريا بتدمير المواد العضوية المعقدة من النباتات الميتة وجثث الحيوانات، وإفرازات الكائنات الحية والنفايات المختلفة. تتغذى البكتيريا المتحللة على هذه المواد العضوية وتحولها إلى دبال. هذه هي نوع من النظاميات لكوكبنا. وهكذا، تشارك البكتيريا بنشاط في دورة المواد في الطبيعة.

تكوين التربة

نظرًا لأن البكتيريا منتشرة في كل مكان تقريبًا وتوجد بأعداد كبيرة، فإنها تحدد إلى حد كبير العمليات المختلفة التي تحدث في الطبيعة. في الخريف، تتساقط أوراق الأشجار والشجيرات، وتموت براعم الأعشاب الموجودة فوق الأرض، وتتساقط الأغصان القديمة، ومن وقت لآخر تتساقط جذوع الأشجار القديمة. كل هذا يتحول تدريجيا إلى الدبال. في 1سم3 تحتوي الطبقة السطحية من تربة الغابات على مئات الملايين من بكتيريا التربة الراميّة من عدة أنواع. تقوم هذه البكتيريا بتحويل الدبال إلى معادن مختلفة يمكن امتصاصها من التربة بواسطة جذور النباتات.

بعض بكتيريا التربة قادرة على امتصاص النيتروجين من الهواء، واستخدامه في العمليات الحيوية. تعيش هذه البكتيريا المثبتة للنيتروجين بشكل مستقل أو تستقر في جذور النباتات البقولية. بعد أن اخترقت هذه البكتيريا جذور البقوليات، فإنها تسبب نمو خلايا الجذر وتكوين العقيدات عليها.

تنتج هذه البكتيريا مركبات النيتروجين التي تستخدمها النباتات. تحصل البكتيريا على الكربوهيدرات والأملاح المعدنية من النباتات. وبالتالي فإن هناك علاقة وثيقة بين النبات البقولي والبكتيريا العقدية، مما يعود بالنفع على أحدهما وعلى الكائن الآخر. هذه الظاهرة تسمى التكافل.

بفضل التعايش مع البكتيريا العقيدية، تعمل النباتات البقولية على إثراء التربة بالنيتروجين، مما يساعد على زيادة المحصول.

التوزيع في الطبيعة

الكائنات الحية الدقيقة موجودة في كل مكان. الاستثناءات الوحيدة هي فوهات البراكين النشطة والمناطق الصغيرة في بؤر القنابل الذرية المنفجرة. لا درجات الحرارة المنخفضة في القارة القطبية الجنوبية، ولا تيارات غليان السخانات، ولا المحاليل الملحية المشبعة في برك الملح، ولا التشميس القوي لقمم الجبال، ولا التشعيع القاسي للمفاعلات النووية، تتداخل مع وجود وتطور البكتيريا. تتفاعل جميع الكائنات الحية باستمرار مع الكائنات الحية الدقيقة، وغالبًا ما لا تكون مستودعاتها فحسب، بل أيضًا موزعيها. الكائنات الحية الدقيقة هي سكان كوكبنا الأصليين، وتستكشف بنشاط الركائز الطبيعية الأكثر روعة.

البكتيريا في التربة

عدد البكتيريا الموجودة في التربة كبير للغاية - مئات الملايين والمليارات من الأفراد لكل جرام. يوجد عدد منهم في التربة أكثر بكثير من الماء والهواء. يتغير العدد الإجمالي للبكتيريا في التربة. ويعتمد عدد البكتيريا على نوع التربة وحالتها وعمق طبقاتها.

على سطح جزيئات التربة، توجد الكائنات الحية الدقيقة في مستعمرات صغيرة صغيرة (20-100 خلية لكل منها). غالبًا ما تتطور في سماكة جلطات المواد العضوية، على جذور النباتات الحية والمحتضرة، في الشعيرات الدموية الدقيقة والكتل الداخلية.

النباتات الدقيقة في التربة متنوعة للغاية. توجد هنا مجموعات فسيولوجية مختلفة من البكتيريا: بكتيريا التعفن، والبكتيريا الآزوتية، والبكتيريا المثبتة للنيتروجين، وبكتيريا الكبريت، وما إلى ذلك. ومن بينها الكائنات الهوائية واللاهوائية، والأشكال البوغية وغير البوغية. الميكروفلورا هي أحد العوامل في تكوين التربة.

منطقة تطور الكائنات الحية الدقيقة في التربة هي المنطقة المجاورة لجذور النباتات الحية. يطلق عليه اسم منطقة الجذور، ويطلق على مجمل الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيه اسم النباتات الدقيقة في منطقة الجذور.

البكتيريا في الخزانات

الماء بيئة طبيعية تتطور فيها الكائنات الحية الدقيقة بأعداد كبيرة. الجزء الأكبر منهم يدخل الماء من التربة. عامل يحدد عدد البكتيريا في الماء ووجود العناصر الغذائية فيه. وأنظف المياه تأتي من الآبار والينابيع الارتوازية. الخزانات والأنهار المفتوحة غنية جدًا بالبكتيريا. تم العثور على أكبر عدد من البكتيريا في الطبقات السطحية للمياه، بالقرب من الشاطئ. ومع ابتعادك عن الشاطئ وزيادة العمق، يتناقص عدد البكتيريا.

تحتوي المياه النظيفة على 100-200 بكتيريا لكل مل، والمياه الملوثة تحتوي على 100-300 ألف أو أكثر. هناك العديد من البكتيريا في الحمأة السفلية، وخاصة في الطبقة السطحية، حيث تشكل البكتيريا فيلما. يحتوي هذا الفيلم على الكثير من بكتيريا الكبريت والحديد التي تعمل على أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى حمض الكبريتيك وبالتالي تمنع موت الأسماك. هناك أشكال أكثر حاملة للأبواغ في الطمي، في حين تسود الأشكال غير الحاملة للأبواغ في الماء.

من حيث تكوين الأنواع، تشبه النباتات الدقيقة في الماء النباتات الدقيقة في التربة، ولكن هناك أيضًا أشكال محددة. من خلال تدمير النفايات المختلفة التي تدخل الماء، تنفذ الكائنات الحية الدقيقة تدريجيا ما يسمى بالتنقية البيولوجية للمياه.

البكتيريا الجوية

النباتات الدقيقة في الهواء أقل عددًا من النباتات الدقيقة في التربة والمياه. ترتفع البكتيريا إلى الهواء مع الغبار، ويمكن أن تبقى هناك لبعض الوقت، ثم تستقر على سطح الأرض وتموت بسبب نقص التغذية أو تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية. يعتمد عدد الكائنات الحية الدقيقة في الهواء على المنطقة الجغرافية، والتضاريس، والوقت من السنة، والتلوث الغباري، وما إلى ذلك. كل ذرة من الغبار هي حاملة للكائنات الحية الدقيقة. معظم البكتيريا موجودة في الهواء فوق المنشآت الصناعية. الهواء في المناطق الريفية أنظف. الهواء النظيف موجود فوق الغابات والجبال والمناطق الثلجية. تحتوي الطبقات العليا من الهواء على عدد أقل من الميكروبات. تحتوي البكتيريا الهوائية على العديد من البكتيريا المصبوغة والحاملة للأبواغ، والتي تكون أكثر مقاومة للأشعة فوق البنفسجية من غيرها.

الميكروفلورا في جسم الإنسان

إن جسم الإنسان، حتى لو كان يتمتع بصحة جيدة، هو دائمًا حامل للنباتات الدقيقة. عندما يتلامس جسم الإنسان مع الهواء والتربة، تستقر الكائنات الحية الدقيقة المختلفة، بما في ذلك الكائنات المسببة للأمراض (عصيات الكزاز، والغرغرينا الغازية، وما إلى ذلك) على الملابس والجلد. الأجزاء الأكثر تعرضًا في جسم الإنسان ملوثة. تم العثور على الإشريكية القولونية والمكورات العنقودية على اليدين. يوجد أكثر من 100 نوع من الميكروبات في تجويف الفم. يعد الفم بدرجة حرارته ورطوبته وبقايا العناصر الغذائية بيئة ممتازة لتطور الكائنات الحية الدقيقة.

تتميز المعدة بتفاعل حمضي، فتموت غالبية الكائنات الحية الدقيقة الموجودة فيها. بدءا من الأمعاء الدقيقة، يصبح التفاعل قلويا، أي. مواتية للميكروبات. النباتات الدقيقة في الأمعاء الغليظة متنوعة للغاية. يفرز كل شخص بالغ حوالي 18 مليار بكتيريا يوميًا في البراز، أي. عدد الأفراد أكبر من عدد الأشخاص الموجودين على الكرة الأرضية.

الأعضاء الداخلية غير المرتبطة بالبيئة الخارجية (الدماغ، القلب، الكبد، المثانة، إلخ) عادة ما تكون خالية من الميكروبات. تدخل الميكروبات إلى هذه الأعضاء فقط أثناء المرض.

البكتيريا في دورة المواد

تلعب الكائنات الحية الدقيقة بشكل عام والبكتيريا بشكل خاص دورًا كبيرًا في دورات المواد المهمة بيولوجيًا على الأرض، حيث تقوم بإجراء تحولات كيميائية لا يمكن للنباتات أو الحيوانات الوصول إليها على الإطلاق. يتم تنفيذ مراحل مختلفة من دورة العناصر بواسطة كائنات من أنواع مختلفة. إن وجود كل مجموعة من الكائنات الحية يعتمد على التحول الكيميائي للعناصر الذي تقوم به المجموعات الأخرى.

دورة النيتروجين

يلعب التحول الدوري للمركبات النيتروجينية دورًا أساسيًا في توفير الأشكال الضرورية من النيتروجين لكائنات المحيط الحيوي ذات الاحتياجات الغذائية المختلفة. أكثر من 90% من إجمالي تثبيت النيتروجين يرجع إلى النشاط الأيضي لبعض أنواع البكتيريا.

دورة الكربون

يتطلب التحول البيولوجي للكربون العضوي إلى ثاني أكسيد الكربون، المصحوب باختزال الأكسجين الجزيئي، نشاطًا أيضيًا مشتركًا لمختلف الكائنات الحية الدقيقة. تقوم العديد من البكتيريا الهوائية بأكسدة كاملة للمواد العضوية. في ظل الظروف الهوائية، يتم تكسير المركبات العضوية في البداية عن طريق التخمر، وتتأكسد المنتجات النهائية العضوية للتخمر عن طريق التنفس اللاهوائي في حالة وجود متقبلات الهيدروجين غير العضوية (النترات أو الكبريتات أو ثاني أكسيد الكربون).

دورة الكبريت

يتوفر الكبريت للكائنات الحية بشكل رئيسي على شكل كبريتات قابلة للذوبان أو مركبات كبريتية عضوية مختزلة.

دورة الحديد

تحتوي بعض مسطحات المياه العذبة على تركيزات عالية من أملاح الحديد المخفضة. في مثل هذه الأماكن، تتطور البكتيريا البكتيرية المحددة - بكتيريا الحديد، التي تؤدي إلى أكسدة الحديد المختزل. يشاركون في تكوين خامات الحديد المستنقعية ومصادر المياه الغنية بأملاح الحديد.

البكتيريا هي أقدم الكائنات الحية، حيث ظهرت منذ حوالي 3.5 مليار سنة في الدهر الأركي. لقد هيمنوا على الأرض لنحو 2.5 مليار سنة، وشكلوا المحيط الحيوي، وشاركوا في تكوين الغلاف الجوي للأكسجين.

البكتيريا هي واحدة من الكائنات الحية الأكثر بساطة في التركيب (باستثناء الفيروسات). ويعتقد أنهم أول الكائنات الحية التي ظهرت على الأرض.

يربط معظم الناس كلمة "بكتيريا" بشيء مزعج ويشكل تهديدًا للصحة. في أحسن الأحوال، تتبادر إلى الذهن منتجات الحليب المخمر. في أسوأ الأحوال - دسباقتريوز والطاعون والدوسنتاريا وغيرها من المشاكل. لكن البكتيريا موجودة في كل مكان، فهي جيدة وسيئة. ما الذي يمكن أن تخفيه الكائنات الحية الدقيقة؟

ما هي البكتيريا

الرجل والبكتيريا

ظهور البكتيريا في الجسم

البكتيريا المفيدة هي: بكتيريا حمض اللاكتيك، البكتيريا المشقوقة، الإشريكية القولونية، العقديات، الجذور الفطرية، البكتيريا الزرقاء.

كلهم يلعبون دورا هاما في حياة الإنسان. بعضها يمنع حدوث الالتهابات، والبعض الآخر يستخدم في إنتاج الأدوية، والبعض الآخر يحافظ على التوازن في النظام البيئي لكوكبنا.

أنواع البكتيريا الضارة

يمكن أن تسبب البكتيريا الضارة عددًا من الأمراض الخطيرة لدى البشر. على سبيل المثال، الخناق والجمرة الخبيثة والتهاب الحلق والطاعون وغيرها الكثير. وتنتقل بسهولة من شخص مصاب عن طريق الهواء أو الطعام أو اللمس. إن البكتيريا الضارة التي سيتم ذكر أسمائها أدناه هي التي تفسد الطعام. إنها تعطي رائحة كريهة وتتعفن وتتحلل وتسبب الأمراض.

يمكن أن تكون البكتيريا إيجابية الجرام، سلبية الجرام، على شكل قضيب.

اسماء البكتيريا الضارة

يمكن للبكتيريا الضارة أن تبقى في الجسم لفترة طويلة وتمتص منه المواد المفيدة. ومع ذلك، فإنها يمكن أن تسبب مرض معد.

أخطر أنواع البكتيريا

واحدة من البكتيريا الأكثر مقاومة هي الميثيسيلين. ومن المعروف باسم المكورات العنقودية الذهبية (المكورات العنقودية الذهبية). هذه الكائنات الحية الدقيقة لا يمكن أن تسبب مرضًا واحدًا بل العديد من الأمراض المعدية. بعض أنواع هذه البكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية والمطهرات القوية. يمكن لسلالات هذه البكتيريا أن تعيش في الجهاز التنفسي العلوي والجروح المفتوحة والمسالك البولية لكل ثلث سكان الأرض. بالنسبة للشخص الذي يتمتع بجهاز مناعة قوي، فهذا لا يشكل خطرا.

البكتيريا الضارة للإنسان هي أيضًا مسببات أمراض تسمى السالمونيلا التيفية. هم العوامل المسببة للالتهابات المعوية الحادة وحمى التيفوئيد. وتعتبر هذه الأنواع من البكتيريا الضارة بالإنسان خطيرة لأنها تنتج مواد سامة تشكل خطورة بالغة على الحياة. ومع تقدم المرض يحدث تسمم في الجسم، وحمى شديدة للغاية، وطفح جلدي في الجسم، ويتضخم الكبد والطحال. البكتيريا مقاومة للغاية للتأثيرات الخارجية المختلفة. يعيش جيداً في الماء وعلى الخضار والفواكه ويتكاثر جيداً في منتجات الألبان.

تعتبر كلوستريديوم تيتان أيضًا واحدة من أخطر البكتيريا. وتنتج سمًا يسمى الذيفان الخارجي للكزاز. يعاني الأشخاص الذين يصابون بهذا العامل الممرض من ألم رهيب ونوبات ويموتون بشدة. ويسمى المرض الكزاز. على الرغم من حقيقة أن اللقاح تم إنشاؤه في عام 1890، فإن 60 ألف شخص يموتون منه كل عام على الأرض.

والبكتيريا الأخرى التي يمكن أن تؤدي إلى وفاة الإنسان هي المتفطرة السلية. يسبب مرض السل المقاوم للأدوية. إذا لم تطلب المساعدة في الوقت المناسب، فقد يموت الشخص.

تدابير لمنع انتشار العدوى

تتم دراسة البكتيريا الضارة وأسماء الكائنات الحية الدقيقة من قبل الأطباء من جميع التخصصات منذ أيام دراستهم. تبحث الرعاية الصحية سنويًا عن طرق جديدة لمنع انتشار العدوى التي تهدد الحياة. إذا اتبعت الإجراءات الوقائية، فلن تضطر إلى إهدار الطاقة في إيجاد طرق جديدة لمكافحة مثل هذه الأمراض.

للقيام بذلك، من الضروري تحديد مصدر العدوى في الوقت المناسب، وتحديد دائرة المرضى والضحايا المحتملين. ومن الضروري عزل المصابين وتطهير مصدر العدوى.

المرحلة الثانية هي تدمير المسارات التي يمكن أن تنتقل من خلالها البكتيريا الضارة. ولهذا الغرض، يتم إجراء الدعاية المناسبة بين السكان.

تتم السيطرة على المنشآت الغذائية والخزانات ومستودعات تخزين المواد الغذائية.

يمكن لكل شخص مقاومة البكتيريا الضارة من خلال تقوية مناعته بكل الطرق الممكنة. أسلوب حياة صحي، ومراقبة قواعد النظافة الأساسية، وحماية نفسك أثناء الاتصال الجنسي، واستخدام الأدوات والمعدات الطبية المعقمة التي يمكن التخلص منها، والحد تمامًا من التواصل مع الأشخاص الموجودين في الحجر الصحي. في حالة دخولك إلى منطقة وبائية أو مصدر للعدوى، يجب عليك الالتزام الصارم بجميع متطلبات الخدمات الصحية والوبائية. يتم مساواة عدد من الإصابات في آثارها بالأسلحة البكتريولوجية.

ما هي أنواع البكتيريا الموجودة: الأسماء والأنواع

أقدم كائن حي على كوكبنا. لم يبق أعضاؤها على قيد الحياة لمليارات السنين فحسب، بل إنهم أقوياء أيضًا بما يكفي للقضاء على كل الأنواع الأخرى على الأرض. في هذه المقالة سوف نلقي نظرة على أنواع البكتيريا الموجودة.

دعونا نتحدث عن بنيتها ووظائفها ونذكر أيضًا بعض الأنواع المفيدة والضارة.

اكتشاف البكتيريا

أنواع البكتيريا في البول

بناء

الاسْتِقْلاب

التكاثر

مكان في العالم

في السابق، اكتشفنا ما هي البكتيريا. الآن يجدر الحديث عن الدور الذي يلعبونه في الطبيعة.

يقول الباحثون أن البكتيريا هي أول الكائنات الحية التي ظهرت على كوكبنا. هناك كلا الأصناف الهوائية واللاهوائية. لذلك، فإن الكائنات أحادية الخلية قادرة على النجاة من الكوارث المختلفة التي تحدث على الأرض.

تكمن الفائدة التي لا شك فيها للبكتيريا في استيعاب النيتروجين في الغلاف الجوي. يشاركون في تكوين خصوبة التربة وتدمير بقايا الممثلين الميتين للنباتات والحيوانات. بالإضافة إلى ذلك، تشارك الكائنات الحية الدقيقة في تكوين المعادن وهي مسؤولة عن الحفاظ على احتياطيات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي لكوكبنا.

يبلغ إجمالي الكتلة الحيوية لبدائيات النوى حوالي خمسمائة مليار طن. يخزن أكثر من ثمانين بالمائة من الفوسفور والنيتروجين والكربون.

ومع ذلك، على الأرض لا توجد أنواع البكتيريا المفيدة فحسب، بل أيضا المسببة للأمراض. أنها تسبب العديد من الأمراض القاتلة. على سبيل المثال، من بينها السل والجذام والطاعون والزهري والجمرة الخبيثة وغيرها الكثير. ولكن حتى تلك الآمنة بشكل مشروط لحياة الإنسان يمكن أن تشكل تهديدًا إذا انخفض مستوى المناعة.

هناك أيضًا بكتيريا تصيب الحيوانات والطيور والأسماك والنباتات. وبالتالي، فإن الكائنات الحية الدقيقة لا تتعايش فقط مع الكائنات الأكثر تطورا. بعد ذلك، سنتحدث عن البكتيريا المسببة للأمراض، وكذلك عن الممثلين المفيدين لهذا النوع من الكائنات الحية الدقيقة.

البكتيريا والبشر

حتى في المدرسة يعلمون ما هي البكتيريا. يعرف الصف الثالث جميع أنواع البكتيريا الزرقاء والكائنات الحية الأخرى أحادية الخلية وبنيتها وتكاثرها. الآن سنتحدث عن الجانب العملي للقضية.

قبل نصف قرن، لم يفكر أحد حتى في مسألة مثل حالة البكتيريا الدقيقة في الأمعاء. كل شيء كان طيب. تناول المزيد من الطعام الطبيعي والصحي، وتقليل الهرمونات والمضادات الحيوية، وتقليل الانبعاثات الكيميائية في البيئة.

اليوم، في ظل ظروف سوء التغذية، والإجهاد، والوفرة الزائدة من المضادات الحيوية، يحتل ديسبيوسيس والمشاكل ذات الصلة مناصب قيادية. كيف يقترح الأطباء التعامل مع هذا؟

أحد الإجابات الرئيسية هو استخدام البروبيوتيك. هذا مركب خاص يعيد ملء الأمعاء البشرية بالبكتيريا المفيدة.

يمكن أن يساعد مثل هذا التدخل في حل مشكلات غير سارة مثل الحساسية الغذائية وعدم تحمل اللاكتوز واضطرابات الجهاز الهضمي وغيرها من الأمراض.

دعونا الآن نتطرق إلى ماهية البكتيريا المفيدة الموجودة، ونتعرف أيضًا على تأثيرها على الصحة.

تمت دراسة ثلاثة أنواع من الكائنات الحية الدقيقة بأكبر قدر من التفصيل وتستخدم على نطاق واسع ليكون لها تأثير إيجابي على جسم الإنسان: الحمضة، والعصية البلغارية، والبكتيريا المشقوقة.

تم تصميم الأولين لتحفيز جهاز المناعة، وكذلك تقليل نمو بعض الكائنات الحية الدقيقة الضارة مثل الخميرة والإشريكية القولونية وما إلى ذلك. البكتيريا Bifidobacteria مسؤولة عن هضم اللاكتوز وإنتاج بعض الفيتامينات وخفض نسبة الكوليسترول.

البكتيريا الضارة

تحدثنا سابقًا عن أنواع البكتيريا الموجودة. تم الإعلان أعلاه عن أنواع وأسماء الكائنات الحية الدقيقة المفيدة الأكثر شيوعًا. بعد ذلك سنتحدث عن "أعداء الخلية الواحدة" للبشر.

بعضها ضار بالإنسان فقط، والبعض الآخر مميت للحيوانات أو النباتات. لقد تعلم الناس استخدام هذا الأخير، على وجه الخصوص، لتدمير الأعشاب الضارة والحشرات المزعجة.

قبل الخوض في ماهية البكتيريا الضارة، من المفيد تحديد كيفية انتشارها. وهنالك الكثير منهم. هناك كائنات دقيقة تنتقل عن طريق الأغذية الملوثة وغير المغسولة، أو عن طريق الرذاذ المحمول جوا أو الاتصال، أو عن طريق الماء أو التربة أو عن طريق لدغات الحشرات.

أسوأ ما في الأمر هو أن خلية واحدة فقط، عندما تكون في البيئة المواتية لجسم الإنسان، قادرة على التكاثر إلى عدة ملايين من البكتيريا في غضون ساعات قليلة فقط.

إذا تحدثنا عن أنواع البكتيريا الموجودة، فإن أسماء مسببات الأمراض والمفيدة يصعب على الشخص العادي التمييز بينها. في العلوم، تُستخدم المصطلحات اللاتينية للإشارة إلى الكائنات الحية الدقيقة. في اللغة الشائعة، يتم استبدال الكلمات الغامضة بالمفاهيم - "الإشريكية القولونية"، "مسببات الأمراض" للكوليرا والسعال الديكي والسل وغيرها.

التدابير الوقائية للوقاية من المرض هي من ثلاثة أنواع. وهي التطعيمات والتطعيمات، وقطع طرق النقل (ضمادات الشاش، والقفازات) والحجر الصحي.

من أين تأتي البكتيريا الموجودة في البول؟

ما هي البكتيريا المفيدة؟

البكتيريا موجودة في كل مكان، لقد سمعنا شعارًا مشابهًا منذ الطفولة. ونحن نحاول بكل ما أوتينا من قوة مقاومة هذه الكائنات الدقيقة من خلال تعقيم البيئة. هل من الضروري القيام بذلك؟

هناك بكتيريا تعتبر حماة ومساعدين لكل من البشر والبيئة. تغطي هذه الكائنات الحية الدقيقة الإنسان والطبيعة بملايين المستعمرات. إنهم مشاركين نشطين في جميع العمليات التي تحدث على الكوكب وبشكل مباشر في جسم أي كائن حي. هدفهم هو أن يكونوا مسؤولين عن التدفق الصحيح لعمليات الحياة وأن يكونوا في كل مكان حيث لا يمكن الاستغناء عنهم.

عالم البكتيريا الواسع

وبحسب الدراسات التي يجريها العلماء بانتظام، فإن جسم الإنسان يحتوي على أكثر من كيلوغرامين ونصف من البكتيريا المختلفة.

وتشارك جميع البكتيريا في عمليات الحياة. على سبيل المثال، يساعد بعضها في هضم الطعام، والبعض الآخر مساعد نشط في إنتاج الفيتامينات، والبعض الآخر يعمل كحماة ضد الفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الضارة.

من الكائنات الحية المفيدة جدًا الموجودة في البيئة الخارجية هي البكتيريا المثبتة للنيتروجين، والتي توجد في العقيدات الجذرية للنباتات التي تطلق النيتروجين في الغلاف الجوي الضروري للتنفس البشري.

وهناك مجموعة أخرى من الكائنات الحية الدقيقة التي ترتبط بهضم النفايات المركبات العضوية، مما يساعد في الحفاظ على خصوبة التربة عند المستوى المناسب. وهذا يشمل الميكروبات المثبتة للنيتروجين.

البكتيريا الطبية والغذائية

تلعب الكائنات الحية الدقيقة الأخرى دورًا نشطًا في عملية إنتاج المضادات الحيوية - وهي الستربتوميسين والتتراسيكلين. تسمى هذه البكتيريا Streptomyces وهي بكتيريا التربة التي لا تستخدم في صناعة المضادات الحيوية فحسب، بل أيضًا في المنتجات الصناعية والغذائية.

بالنسبة لهذه الصناعات الغذائية، يتم استخدام بكتيريا Lactobacillis على نطاق واسع، والتي تشارك في عمليات التخمير. لذلك، فهو مطلوب في إنتاج الزبادي والبيرة والجبن والنبيذ.

يعيش كل هؤلاء ممثلي الكائنات الحية الدقيقة المساعدة وفقًا لقواعدهم الصارمة. انتهاك توازنهم يؤدي إلى الظواهر الأكثر سلبية. بادئ ذي بدء، يحدث دسباقتريوز في جسم الإنسان، وعواقبها في بعض الأحيان لا رجعة فيها.

ثانيا، جميع الوظائف التصالحية البشرية المرتبطة بالأعضاء الداخلية أو الخارجية تكون أكثر صعوبة عندما يكون هناك خلل في البكتيريا المفيدة. الأمر نفسه ينطبق على المجموعة التي تشارك في إنتاج الغذاء.

هناك عدد كبير من البكتيريا في عالمنا. ومنهم الطيبون، وهناك أيضًا السيئون. البعض نعرفه بشكل أفضل والبعض الآخر أسوأ. وقد اخترنا لكم في مقالتنا قائمة بأشهر البكتيريا التي تعيش بيننا وفي أجسامنا. تمت كتابة المقالة مع قليل من الفكاهة، لذلك لا تحكم بدقة.

يوفر "التحكم في الوجه" في دواخلك

العصيات اللبنية (Lactobacillus plantarum)تعيش في الجهاز الهضمي للإنسان منذ عصور ما قبل التاريخ، وتقوم بعمل عظيم وهام. مثل الثوم مصاص الدماء، فهو يطرد البكتيريا المسببة للأمراض، ويمنعها من الاستقرار في معدتك ويسبب اضطرابًا معويًا. مرحباً! سوف تعمل المخللات والطماطم ومخلل الملفوف على تقوية قوة الحراس، لكن عليك أن تدرك أن التدريب الجاد والضغط الناتج عن النشاط البدني سيضعف صفوفهم. أضف بعض الكشمش الأسود إلى مخفوق البروتين الخاص بك. يقلل هذا التوت من إجهاد اللياقة البدنية بسبب مضادات الأكسدة التي يحتوي عليها.

2. مدافع البطن هيليكوباكتر بيلوري

يوقف آلام الجوع عند الساعة 3 مساءً

هناك بكتيريا أخرى تعيش في الجهاز الهضمي، وهي هيليكوباكتر بيلوري، تتطور في طفولتك وتساعد في الحفاظ على وزن صحي طوال حياتك من خلال التحكم في الهرمونات المسؤولة عن الجوع! تناول تفاحة واحدة كل يوم.

تنتج هذه الثمار حمض اللاكتيك في المعدة، والذي لا تستطيع معظم البكتيريا الضارة البقاء فيه، ولكنها تحبه بكتيريا هيليكوباكتر بيلوري. ومع ذلك، احتفظ ببكتيريا الملوية البوابية تحت السيطرة، فقد تتعارض معك وتسبب قرحة في المعدة. اصنعي البيض المخفوق مع السبانخ على الإفطار: النترات الموجودة في هذه الأوراق الخضراء تزيد من سماكة جدران المعدة، وتحميها من حمض اللاكتيك الزائد.

3. الزائفة الزنجارية

يحب الاستحمام والحمامات الساخنة وحمامات السباحة

تدخل بكتيريا Pseudomonas aeruginosa، التي تعيش في الماء الدافئ، إلى فروة الرأس من خلال مسام بصيلات الشعر، مسببة عدوى مصحوبة بحكة وألم في المناطق المصابة.

إذا كنت لا ترغب في ارتداء قبعة السباحة في كل مرة تستحم فيها، يمكنك صد غزو الكاردر بساندويتش الدجاج أو السلمون والبيض. تعتبر كمية كبيرة من البروتين ضرورية لتكون البصيلات صحية وتحارب الأجسام الغريبة بشكل فعال. لا تنسي الأحماض الدهنية، والتي تعتبر ضرورية للغاية لفروة رأس صحية. 4 علب من التونة المعلبة أو 4 حبات أفوكادو متوسطة الحجم أسبوعيًا ستساعدك على ذلك. لا أكثر.

4. البكتيريا الضارة Corynebacterium minutissimum

البروتوزوا ذات التقنية العالية

يمكن للبكتيريا الضارة أن تكمن في أكثر الأماكن غير المتوقعة. على سبيل المثال، تحب البكتيريا Corynebacterium minutissimum، التي تسبب الطفح الجلدي، العيش على شاشات اللمس في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر اللوحية. حطمهم!

والغريب أنه لم يقم أحد حتى الآن بتطوير تطبيق مجاني يحارب هذه الجراثيم. لكن العديد من الشركات تنتج حافظات للهواتف والأجهزة اللوحية ذات طلاء مضاد للبكتيريا، وهو ما يضمن وقف نمو البكتيريا. وحاول ألا تفرك يديك معًا عند تجفيفهما بعد الغسيل - فقد يؤدي ذلك إلى تقليل عدد البكتيريا بنسبة 37%.

5. النبيلة RASSAL الإشريكية القولونية

البكتيريا الجيدة والسيئة

ويعتقد أن بكتيريا الإشريكية القولونية تسبب عشرات الآلاف من الأمراض المعدية كل عام. لكنه لا يسبب لنا المشاكل إلا عندما يجد طريقة لمغادرة القولون والتحول إلى سلالة مسببة للمرض. عادة، فهو مفيد جدًا للحياة ويزود الجسم بفيتامين K، الذي يحافظ على صحة الشرايين، ويمنع النوبات القلبية.

وللحفاظ على هذه البكتيريا التي تتصدر العناوين الرئيسية، قم بإدراج البقوليات في نظامك الغذائي خمس مرات في الأسبوع. لا يتم تكسير الألياف الموجودة في الحبوب ولكنها تنتقل إلى القولون حيث يمكن للإشريكية القولونية أن تتغذى عليها وتستمر في دورة التكاثر الطبيعية. الفاصوليا السوداء هي الأغنى بالألياف، ثم الإيديليم، أو على شكل قمر، وبعدها فقط الفاصوليا الحمراء المعتادة. لا تحافظ البقوليات على البكتيريا تحت السيطرة فحسب، بل إن أليافها أيضًا تحد من الرغبة الشديدة في تناول الطعام بعد الظهر وتزيد من قدرة الجسم على امتصاص العناصر الغذائية.

6. حرق المكورات العنقودية

يأكل شباب بشرتك

في معظم الأحيان، تنتج الدمامل والبثور عن بكتيريا Staphylococcusaureus، التي تعيش على جلد معظم الناس. حب الشباب، بطبيعة الحال، غير سارة، ولكن بعد أن اخترقت الجلد التالف في الجسم، يمكن لهذه البكتيريا أن تسبب أمراض أكثر خطورة: الالتهاب الرئوي والتهاب السحايا.

ويوجد المضاد الحيوي الطبيعي ديرميسيدين، وهو سام لهذه البكتيريا، في عرق الإنسان. قم بتضمين تمارين عالية الكثافة في تمرينك مرة واحدة على الأقل في الأسبوع، محاولًا العمل بنسبة 85% من طاقتك القصوى. واستخدمي دائمًا منشفة نظيفة.

7. الميكروب – GLUTTER Bifidobacterium Animalis

® يعيش في منتجات الحليب المخمر

تسكن بكتيريا Bifidobacterium Animalis في محتويات مرطبانات الزبادي وزجاجات الكفير واللبن الزبادي والحليب المخمر وغيرها من المنتجات المماثلة. أنها تقلل من الوقت الذي يستغرقه الطعام للمرور عبر القولون بنسبة 21٪. لا يركد الطعام، ولا تتشكل الغازات الزائدة - فمن غير المرجح أن تواجه مشكلة تسمى "عيد الروح".

قم بإطعام البكتيريا، على سبيل المثال، بالموزة - تناولها بعد الغداء. وبالنسبة للغداء نفسه، فإن المعكرونة مع الخرشوف والثوم ستكون مثالية. كل هذه المنتجات غنية بسكريات الفركتو أوليجو - Bifidobacterium Animalis تحب هذا النوع من الكربوهيدرات وتأكلها بكل سرور، وبعد ذلك تتكاثر دون متعة أقل. ومع نمو السكان، تزداد فرصك في الهضم الطبيعي.

نحن نحاول تقديم المعلومات الأكثر صلة ومفيدة لك ولصحتك. المواد المنشورة على هذه الصفحة إعلامية بطبيعتها ومخصصة للأغراض التعليمية. ويجب على زوار الموقع عدم استخدامها كنصيحة طبية. يظل تحديد التشخيص واختيار طريقة العلاج من الاختصاصات الحصرية لطبيبك المعالج! نحن لسنا مسؤولين عن العواقب السلبية المحتملة الناجمة عن استخدام المعلومات المنشورة على الموقع

البكتيريا صغيرة جدًا وقديمة بشكل لا يصدق وهي كائنات دقيقة بسيطة إلى حد ما. ووفقا للتصنيف الحديث، فإنها تصنف كمجال منفصل للكائنات الحية، مما يدل على وجود فرق كبير بين البكتيريا وأشكال الحياة الأخرى.

البكتيريا هي الكائنات الحية الأكثر شيوعا، وبالتالي الأكثر عددا، فهي، دون مبالغة، منتشرة في كل مكان وتزدهر في أي بيئة: الماء والهواء والأرض، وكذلك داخل الكائنات الحية الأخرى. لذلك في قطرة واحدة من الماء يمكن أن يصل عددهم إلى عدة ملايين، وفي جسم الإنسان يوجد حوالي عشرة منهم أكثر من جميع خلايانا.

ما هي البكتيريا؟

هذه كائنات مجهرية وحيدة الخلية في الغالب، والفرق الرئيسي بينها هو عدم وجود نواة الخلية. أساس الخلية هو السيتوبلازم الذي يحتوي على الريبوسومات والنواة التي تعمل بمثابة المادة الوراثية للبكتيريا. يتم فصل كل هذا عن العالم الخارجي بواسطة غشاء السيتوبلازم أو البلازما، والذي بدوره مغطى بجدار خلوي وكبسولة أكثر كثافة. تحتوي بعض أنواع البكتيريا على أسواط خارجية، ويمكن أن يختلف عددها وحجمها بشكل كبير، ولكن الغرض منها دائمًا هو نفسه - فهي تساعد البكتيريا على الحركة.

هيكل ومحتويات الخلية البكتيرية

ما هي البكتيريا؟

أشكال و أحجام

تختلف أشكال الأنواع المختلفة من البكتيريا بشكل كبير: يمكن أن تكون مستديرة، أو على شكل قضيب، أو ملتوية، أو نجمية، أو رباعية السطوح، أو مكعبة، أو على شكل C أو O، أو غير منتظمة.

وتختلف البكتيريا في الحجم بشكل أكبر. وهكذا فإن الميكوبلازما mycoides - أصغر الأنواع في المملكة بأكملها - يبلغ طولها 0.1 - 0.25 ميكرومتر، وأكبر بكتيريا Thiomargarita namibiensis يصل طولها إلى 0.75 ملم - ويمكن رؤيتها حتى بالعين المجردة. في المتوسط، تتراوح الأحجام من 0.5 إلى 5 ميكرون.

التمثيل الغذائي أو التمثيل الغذائي

عندما يتعلق الأمر بالحصول على الطاقة والمواد المغذية، تظهر البكتيريا تنوعًا شديدًا. ولكن في الوقت نفسه، من السهل جدًا تعميمها عن طريق تقسيمها إلى عدة مجموعات.

حسب طريقة الحصول على العناصر الغذائية (الكربونات) تنقسم البكتيريا إلى:

• ذاتية التغذية- الكائنات الحية القادرة على تصنيع جميع المواد العضوية التي تحتاجها للحياة بشكل مستقل؛
• متغاير- الكائنات الحية القادرة على تحويل المركبات العضوية الجاهزة فقط، وبالتالي تحتاج إلى مساعدة كائنات حية أخرى لإنتاج هذه المواد لها.

حسب طريقة الحصول على الطاقة:

• صور- الكائنات الحية التي تنتج الطاقة اللازمة نتيجة لعملية التمثيل الضوئي
• كيميائي- الكائنات الحية التي تنتج الطاقة عن طريق إجراء تفاعلات كيميائية مختلفة.

كيف تتكاثر البكتيريا؟

يرتبط النمو والتكاثر في البكتيريا ارتباطًا وثيقًا. بعد أن وصلت إلى حجم معين، فإنها تبدأ في التكاثر. في معظم أنواع البكتيريا، يمكن أن تحدث هذه العملية بسرعة كبيرة. على سبيل المثال، يمكن أن يحدث انقسام الخلايا في أقل من 10 دقائق، وسينمو عدد البكتيريا الجديدة بشكل كبير حيث ينقسم كل كائن حي جديد إلى قسمين.

هناك 3 أنواع مختلفة من التكاثر:

• قسم- تنقسم بكتيريا واحدة إلى بكتيريا متطابقة وراثيا تماما.
• في مهدها- تتكون براعم واحدة أو أكثر (حتى 4) عند أقطاب البكتيريا الأم، بينما تشيخ الخلية الأم وتموت.
• بدائية العملية الجنسية- يتم نقل جزء من الحمض النووي للخلايا الأم إلى الخلايا الوليدة، وتظهر بكتيريا تحتوي على مجموعة جديدة من الجينات.

النوع الأول هو الأكثر شيوعًا والأسرع، والأخير مهم بشكل لا يصدق، ليس فقط للبكتيريا، ولكن لجميع أشكال الحياة بشكل عام.

كل من المناهج المدرسية والتعليم الجامعي المتخصص يأخذ بالضرورة أمثلة من مملكة البكتيريا. ظهر هذا الشكل القديم من الحياة على كوكبنا في وقت أبكر من أي شكل آخر عرفه الإنسان. ولأول مرة، يقدر العلماء أن البكتيريا تشكلت قبل نحو ثلاثة مليارات ونصف المليار سنة، ولمدة نحو مليار سنة لم تكن هناك أشكال أخرى من الحياة على الكوكب. إن أمثلة البكتيريا، أعدائنا وأصدقائنا، تعتبر بالضرورة جزءًا من أي برنامج تعليمي، لأن أشكال الحياة المجهرية هذه هي التي تجعل العمليات المميزة لعالمنا ممكنة.

ميزات الانتشار

أين يمكنك العثور على أمثلة للبكتيريا في العالم الحي؟ نعم، في كل مكان تقريبا! وتوجد في مياه الينابيع والكثبان الصحراوية وعناصر التربة والهواء والصخور. في جليد القطب الجنوبي، على سبيل المثال، تعيش البكتيريا عند درجة صقيع تبلغ -83 درجة، لكن درجات الحرارة المرتفعة لا تتعارض معها - فقد تم العثور على أشكال الحياة في المصادر التي يتم فيها تسخين السائل إلى +90. والدليل على الكثافة السكانية للعالم المجهري هو أن البكتيريا الموجودة في غرام من التربة، على سبيل المثال، لا تعد ولا تحصى بمئات الملايين.

يمكن للبكتيريا أن تعيش على أي شكل آخر من أشكال الحياة - على النبات أو الحيوان. يعرف الكثير من الناس عبارة "البكتيريا المعوية"، وعلى شاشة التلفزيون يعلنون باستمرار عن المنتجات التي تعمل على تحسينها. في الواقع، على سبيل المثال، تم تشكيلها بواسطة البكتيريا، أي أن عددًا لا يحصى من أشكال الحياة المجهرية تعيش أيضًا في جسم الإنسان. وهي موجودة أيضًا على بشرتنا، وفي فمنا - باختصار، في أي مكان. بعضها ضار حقًا وحتى مهدد للحياة، ولهذا السبب تنتشر العوامل المضادة للبكتيريا على نطاق واسع، ولكن بدون البعض الآخر سيكون من المستحيل البقاء على قيد الحياة - فأنواعنا تتعايش في تكافل.

الظروف المعيشية

أيًا كان مثال البكتيريا الذي قدمته، فإن هذه الكائنات تتمتع بمرونة شديدة، ويمكنها البقاء على قيد الحياة في ظروف غير مواتية، والتكيف بسهولة مع العوامل السلبية. تتطلب بعض الأشكال الأكسجين للبقاء على قيد الحياة، بينما يمكن للآخرين البقاء على قيد الحياة بشكل جيد حتى بدونه. هناك العديد من الأمثلة على البكتيريا التي تعيش بشكل ممتاز في بيئة خالية من الأكسجين.

أظهرت الأبحاث أن أشكال الحياة المجهرية يمكنها البقاء على قيد الحياة في البرد الشديد ولا تتأثر بالجفاف الشديد أو درجات الحرارة المرتفعة. يمكن للجراثيم التي تتكاثر بها البكتيريا أن تتكيف بسهولة حتى مع الغليان المطول أو المعالجة في درجات حرارة منخفضة.

ما هم؟

عند تحليل أمثلة البكتيريا (أعداء وأصدقاء البشر)، يجب أن نتذكر أن علم الأحياء الحديث يقدم نظام تصنيف يبسط إلى حد ما فهم هذه المملكة المتنوعة. ومن المعتاد الحديث عن عدة أشكال مختلفة، ولكل منها اسم متخصص. لذلك، تسمى المكورات بكتيريا على شكل كرة، والمكورات العقدية عبارة عن كرات متجمعة في سلسلة، وإذا كان التكوين يشبه مجموعة، فإنه يصنف على أنه مجموعة من المكورات العنقودية. تُعرف هذه الأشكال المجهرية من الحياة عندما تعيش بكتيريا في كبسولة واحدة مغطاة بغشاء مخاطي. وتسمى هذه المكورات المزدوجة. العصيات على شكل قضبان، والحلزونات على شكل حلزونات، والضمات هي مثال على البكتيريا (يجب على أي طالب يأخذ البرنامج بمسؤولية أن يكون قادرًا على إعطائها) التي تشبه في شكلها الفاصلة.

تم اعتماد هذا الاسم للإشارة إلى أشكال الحياة المجهرية التي، عند تحليلها بواسطة جرام، لا يتغير لونها عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية الكريستالية. على سبيل المثال، تحتفظ البكتيريا المسببة للأمراض وغير الضارة من الفئة إيجابية الجرام بصبغة أرجوانية حتى لو تم غسلها بالكحول، لكن البكتيريا سالبة الجرام يتغير لونها تمامًا.

عند فحص شكل من أشكال الحياة المجهرية، بعد غسل الجرام، من الضروري استخدام صبغة العقد (سافرانين)، والتي تحت تأثيرها تتحول البكتيريا إلى اللون الوردي أو الأحمر. يرجع هذا التفاعل إلى بنية الغشاء الخارجي الذي يمنع الصبغة من الاختراق إلى الداخل.

لماذا هذا ضروري؟

إذا تم تكليف الطالب، كجزء من دورة مدرسية، بمهمة إعطاء أمثلة على البكتيريا، فيمكنه عادةً أن يتذكر تلك الأشكال التي تمت مناقشتها في الكتاب المدرسي، وقد تم بالفعل الإشارة إلى ميزاتها الرئيسية. تم اختراع اختبار التلوين بدقة لتحديد هذه المعلمات المحددة. في البداية، هدفت الدراسة إلى تصنيف ممثلي أشكال الحياة المجهرية.

تتيح لنا نتائج اختبار جرام استخلاص استنتاجات بشأن بنية جدران الخلايا. بناءً على المعلومات التي تم الحصول عليها، من الممكن تقسيم جميع النماذج المحددة إلى مجموعتين، والتي يتم أخذها في الاعتبار أيضًا في العمل. على سبيل المثال، تعتبر البكتيريا المسببة للأمراض من الفئة سالبة الجرام أكثر مقاومة لتأثير الأجسام المضادة، لأن جدار الخلية غير قابل للاختراق ومحمي وقوي. لكن بالنسبة للأجسام إيجابية الجرام، تكون المقاومة أقل بشكل ملحوظ.

ميزات المرضية والتفاعل

المثال الكلاسيكي للمرض الذي تسببه البكتيريا هو العملية الالتهابية التي يمكن أن تتطور في مجموعة واسعة من الأنسجة والأعضاء. في أغلب الأحيان، يتم استفزاز هذا التفاعل من قبل أشكال الحياة سلبية الجرام، حيث أن جدران خلاياها تؤدي إلى رد فعل من جهاز المناعة البشري. تحتوي الجدران على LPS (طبقة عديد السكاريد الدهني)، والتي ينتج الجسم السيتوكينات استجابةً لها. وهذا يثير الالتهاب، ويضطر جسم المضيف إلى التعامل مع زيادة إنتاج المكونات السامة، والذي يرجع إلى الصراع بين شكل الحياة المجهري وجهاز المناعة.

أي منها معروفة؟

في الطب، يتم إيلاء اهتمام خاص حاليًا لثلاثة أشكال تثير أمراضًا خطيرة. تنتقل بكتيريا النيسرية البنية عن طريق الاتصال الجنسي، ويتم ملاحظة أعراض أمراض الجهاز التنفسي عند إصابة الجسم بالموراكسيلا النزلية، وأحد الأمراض الخطيرة جدًا بالنسبة للإنسان - التهاب السحايا - تثيره بكتيريا النيسرية السحائية.

العصيات والأمراض

وبالنظر، على سبيل المثال، إلى البكتيريا والأمراض التي تثيرها، فمن المستحيل ببساطة تجاهل العصيات. هذه الكلمة معروفة الآن لأي شخص عادي، حتى لو كان لديه فكرة قليلة عن خصائص أشكال الحياة المجهرية، ولكن هذا النوع من البكتيريا سالبة الجرام هو في غاية الأهمية للأطباء والباحثين المعاصرين، لأنه يثير مشاكل خطيرة في الجهاز التنفسي عند الإنسان. هناك أيضًا أمثلة معروفة لأمراض الجهاز البولي الناجمة عن مثل هذه العدوى. تؤثر بعض العصيات سلبًا على عمل الجهاز الهضمي. تعتمد درجة الضرر على مناعة الشخص وعلى الشكل المحدد الذي أصاب الجسم.

ترتبط مجموعة معينة من البكتيريا سالبة الجرام بزيادة احتمال الإصابة بالعدوى المكتسبة من المستشفى. وأخطرها انتشارا نسبيا يسبب التهاب السحايا الثانوي والالتهاب الرئوي. يجب أن يكون العاملون في المؤسسات الطبية في وحدة العناية المركزة هم الأكثر حذراً.

ليثوتروفس

عند النظر في أمثلة التغذية البكتيرية، ينبغي إيلاء اهتمام خاص للمجموعة الفريدة من الكائنات الحية المغذية. هذا شكل مجهري من أشكال الحياة يتلقى الطاقة من مركب غير عضوي للقيام بأنشطته. يتم استهلاك المعادن وكبريتيد الهيدروجين والأمونيوم والعديد من المركبات الأخرى التي تستقبل منها البكتيريا الإلكترونات. العامل المؤكسد في التفاعل هو جزيء أكسجين أو مركب آخر مر بالفعل بمرحلة الأكسدة. يصاحب نقل الإلكترون إنتاج الطاقة التي يخزنها الجسم ويستخدمها في عملية التمثيل الغذائي.

بالنسبة للعلماء المعاصرين، تعتبر الكائنات الحية الدقيقة مثيرة للاهتمام في المقام الأول لأنها كائنات حية غير نمطية تمامًا بالنسبة لكوكبنا، وتسمح لنا الدراسة بتوسيع فهمنا بشكل كبير للقدرات التي تمتلكها بعض مجموعات الكائنات الحية. من خلال معرفة الأمثلة وأسماء البكتيريا من فئة الكائنات الحية الدقيقة وفحص خصوصيات نشاط حياتها، من الممكن إلى حد ما استعادة النظام البيئي الأساسي لكوكبنا، أي الفترة التي لم يكن فيها التمثيل الضوئي والأكسجين لم تكن موجودة، وحتى المواد العضوية لم تظهر بعد. تتيح دراسة الكائنات الحية الدقيقة فرصة لفهم الحياة على الكواكب الأخرى، حيث يمكن تحقيقها من خلال أكسدة المواد غير العضوية، في ظل الغياب التام للأكسجين.

من وماذا؟

ما هي الليثوتروفس في الطبيعة؟ على سبيل المثال - البكتيريا العقيدية، الكيميائية التغذية، الكربوكسية، الميثانوجينات. وفي الوقت الحاضر، لا يستطيع العلماء الجزم بأنهم اكتشفوا جميع الأنواع التي تنتمي إلى هذه المجموعة من أشكال الحياة المجهرية. من المفترض أن إجراء المزيد من الأبحاث في هذا الاتجاه هو أحد أكثر المجالات الواعدة في علم الأحياء الدقيقة.

تلعب الكائنات الحية الدقيقة دورًا نشطًا في العمليات الدورية التي تعتبر مهمة لظروف الحياة على كوكبنا. غالبًا ما يكون للتفاعلات الكيميائية التي تثيرها هذه البكتيريا تأثير قوي على الفضاء. وهكذا تستطيع بكتيريا الكبريت أكسدة كبريتيد الهيدروجين الموجود في الرواسب الموجودة في قاع الخزان، وبدون مثل هذا التفاعل سيتفاعل المكون مع الأكسجين الموجود في طبقات الماء، مما يجعل الحياة فيه مستحيلة.

التكافل والمواجهة

من منا لا يعرف أمثلة على الفيروسات والبكتيريا؟ كجزء من الدورة المدرسية، يتم إخبار الجميع عن اللولبية الشاحبة، والتي يمكن أن تسبب مرض الزهري والالتهاب. هناك أيضًا فيروسات بكتيرية تُعرف علميًا باسم العاثيات. وقد أظهرت الدراسات أنه في ثانية واحدة فقط يمكنهم إصابة 10 إلى الدرجة 24 من البكتيريا! وهذه أداة قوية للتطور وطريقة قابلة للتطبيق في الهندسة الوراثية، والتي يدرسها العلماء حاليًا بنشاط.

أهمية الحياة

هناك اعتقاد خاطئ لدى عامة الناس بأن البكتيريا هي فقط سبب مرض الإنسان، وليس لها أي فائدة أو ضرر آخر. ترجع هذه الصورة النمطية إلى الصورة البشرية للعالم المحيط، أي فكرة أن كل شيء يرتبط بطريقة ما بشخص ما، ويدور حوله ويوجد له فقط. في الواقع، نحن نتحدث عن تفاعل مستمر دون أي مركز دوران محدد. لقد تفاعلت البكتيريا وحقيقيات النوى طوال فترة وجود المملكتين.

ارتبطت الطريقة الأولى لمحاربة البكتيريا التي اخترعتها البشرية باكتشاف البنسلين، وهو فطر قادر على تدمير أشكال الحياة المجهرية. تنتمي الفطريات إلى مملكة حقيقيات النوى، ومن وجهة نظر التسلسل الهرمي البيولوجي، فهي أقرب إلى البشر من النباتات. لكن الأبحاث أظهرت أن الفطريات ليست الوحيدة وليست الأولى التي أصبحت عدوًا للبكتيريا، لأن حقيقيات النوى ظهرت في وقت متأخر جدًا عن الحياة المجهرية. في البداية، كان الصراع بين البكتيريا (وأشكال أخرى لم تكن موجودة ببساطة) يتم باستخدام المكونات التي تنتجها هذه الكائنات من أجل الفوز بمكان للوجود. حاليًا، لا يمكن لأي شخص يحاول اكتشاف طرق جديدة لمحاربة البكتيريا، إلا اكتشاف تلك الأساليب التي عرفتها الطبيعة منذ فترة طويلة واستخدمتها الكائنات الحية في النضال من أجل الحياة. لكن مقاومة الأدوية، التي تخيف الكثير من الناس، هي رد فعل مقاومة طبيعي متأصل في الحياة المجهرية لملايين السنين. وهذا ما حدد قدرة البكتيريا على البقاء طوال هذا الوقت والاستمرار في التطور والتكاثر.

الهجوم أو الموت

عالمنا هو مكان لا يستطيع البقاء فيه إلا أولئك الذين يتكيفون مع الحياة، والقادرون على الدفاع عن أنفسهم، والهجوم، والبقاء على قيد الحياة. وفي الوقت نفسه، ترتبط القدرة على الهجوم ارتباطًا وثيقًا بخيارات حماية الذات والحياة والمصالح. إذا لم تتمكن بكتيريا معينة من الهروب من المضادات الحيوية، فإن هذا النوع سوف يموت. تمتلك الكائنات الحية الدقيقة الموجودة حاليًا آليات دفاعية متطورة ومعقدة إلى حد ما وتكون فعالة ضد مجموعة واسعة من المواد والمركبات. الطريقة الأكثر قابلية للتطبيق في الطبيعة هي إعادة توجيه الخطر إلى هدف آخر.

يصاحب ظهور المضاد الحيوي تأثير على جزيء كائن مجهري - على البروتين RNA. إذا قمت بتغيير الهدف، فإن الموقع الذي يمكن أن يرتبط به المضاد الحيوي سيتغير. تصبح الطفرة النقطية، التي تجعل كائنًا واحدًا مقاومًا لتأثيرات المكون العدواني، السبب وراء تحسين النوع بأكمله، حيث أن هذه البكتيريا هي التي تستمر في التكاثر بنشاط.

الفيروسات والبكتيريا

يتسبب هذا الموضوع حاليًا في الكثير من المحادثات بين المحترفين والأشخاص العاديين. يعتبر كل شخص تقريبًا نفسه خبيرًا في الفيروسات، وهو ما يرتبط بعمل أنظمة الوسائط: بمجرد اقتراب وباء الأنفلونزا، يتحدث الناس ويكتبون عن الفيروسات في كل مكان. يبدأ الشخص، بعد أن يتعرف على هذه البيانات، في الاعتقاد بأنه يعرف كل ما هو ممكن. بالطبع، من المفيد التعرف على البيانات، لكن لا تخطئ: ليس فقط الأشخاص العاديين، ولكن أيضًا المحترفين لم يكتشفوا بعد معظم المعلومات حول خصوصيات حياة الفيروسات والبكتيريا.

بالمناسبة، في السنوات الأخيرة، زاد عدد الأشخاص المقتنعين بأن السرطان مرض فيروسي بشكل ملحوظ. أجرت عدة مئات من المختبرات حول العالم دراسات يمكن من خلالها استخلاص هذا الاستنتاج فيما يتعلق بسرطان الدم والساركوما. ومع ذلك، في الوقت الحالي، هذه مجرد افتراضات، وقاعدة الأدلة الرسمية ليست كافية للتوصل إلى نتيجة نهائية.

علم الفيروسات

هذا مجال علمي حديث العهد إلى حد ما، وُلد قبل ثمانية عقود عندما اكتشفوا أسباب مرض فسيفساء التبغ. بعد ذلك بكثير، تم استلام الصورة الأولى، على الرغم من أنها كانت غير دقيقة للغاية، ولم يتم إجراء بحث صحيح أكثر أو أقل إلا في الخمسة عشر عامًا الماضية، عندما مكنت التقنيات المتاحة للبشرية من دراسة مثل هذه الأشكال الصغيرة من الحياة.

حاليًا، لا توجد معلومات دقيقة حول كيف ومتى ظهرت الفيروسات، لكن إحدى النظريات الرئيسية هي أن هذا الشكل من الحياة نشأ من البكتيريا. بدلاً من التطور، حدث التدهور هنا، وتراجع التطور، وتشكلت كائنات حية جديدة أحادية الخلية. يزعم مجموعة من العلماء أن الفيروسات كانت في السابق أكثر تعقيدًا، لكنها فقدت عددًا من الميزات بمرور الوقت. وهي حالة يمكن للإنسان الحديث دراستها، وتنوع البيانات الوراثية ليس سوى أصداء بدرجات مختلفة، ومراحل التدهور المميزة لنوع معين. ولا يزال مدى صحة هذه النظرية غير معروف، ولكن لا يمكن إنكار وجود علاقة وثيقة بين البكتيريا والفيروسات.

البكتيريا: مختلفة جدًا

حتى لو كان الإنسان المعاصر يفهم أن البكتيريا تحيط به في كل مكان، فلا يزال من الصعب إدراك مدى اعتماد عمليات العالم المحيط على أشكال الحياة المجهرية. ولم يكتشف العلماء إلا مؤخرًا أن البكتيريا الحية تملأ السحب حيث ترتفع بالبخار. إن القدرات الممنوحة لمثل هذه الكائنات مدهشة وملهمة. بعضها يتسبب في تحول الماء إلى جليد، مما يسبب هطول الأمطار. وعندما تبدأ الحبيبات في التساقط، فإنها تذوب مرة أخرى، ويسقط على الأرض تيار من الماء - أو الثلج، حسب المناخ والموسم. منذ وقت ليس ببعيد، اقترح العلماء إمكانية استخدام البكتيريا لزيادة هطول الأمطار.

تم اكتشاف القدرات الموصوفة حتى الآن أثناء دراسة الأنواع التي حصلت على الاسم العلمي Pseudomonas Syringae. وسبق أن افترض العلماء أن السحب الواضحة للعين البشرية مليئة بالحياة، وقد مكنت الوسائل والتقنيات والأدوات الحديثة من إثبات وجهة النظر هذه. وفقا للتقديرات التقريبية، فإن المتر المكعب من السحابة مليء بالميكروبات بتركيز 300-30.000 نسخة. من بين أمور أخرى، هناك الشكل المذكور من Pseudomonas Syringae، الذي يثير تكوين الجليد من الماء عند درجة حرارة عالية إلى حد ما. تم اكتشافه لأول مرة منذ عدة عقود أثناء دراسة النباتات وزراعتها في بيئة صناعية - وتبين أنها بسيطة للغاية. حاليًا، تعمل Pseudomonas Syringae بنشاط لصالح الإنسانية في منتجعات التزلج.

كيف يحدث هذا؟

يرتبط وجود Pseudomonas Syringae بإنتاج البروتينات التي تغطي سطح الكائن المجهري في الشبكة. عندما يقترب جزيء الماء، يبدأ التفاعل الكيميائي، ويتم تسوية الشبكة، وتظهر الشبكة، مما يؤدي إلى تكوين الجليد. يجذب القلب الماء ويزداد في الحجم والكتلة. إذا حدث كل هذا في السحابة، فإن الزيادة في الوزن تجعل من المستحيل الارتفاع أكثر وتسقط الحبيبة. يتم تحديد شكل هطول الأمطار من خلال درجة حرارة الهواء بالقرب من سطح الأرض.

من المفترض أنه يمكن استخدام Pseudomonas Syringae خلال فترات الجفاف عن طريق إدخال مستعمرة من البكتيريا في السحابة. حاليا، لا يعرف العلماء بالضبط ما هو تركيز الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تسبب المطر، لذلك يتم إجراء التجارب وأخذ العينات. في الوقت نفسه، من الضروري معرفة سبب تحرك Pseudomonas Syringae في السحب، إذا كانت الكائنات الحية الدقيقة تعيش بشكل طبيعي على النبات.