Бактерии, раздел «Биолог»
Бактерии (от греческого слова bacterion — палочка) — микроорганизмы. В системе организмов их относят к надцарству прокариот (некоторые систематики прокариот разделяют на два самостоятельных надцарства — настоящих бактерий (эубактерий) и архебактерий).
Бактерии могут иметь палочковидную (бациллы), шаровидную (кокки) и спиралевидную (спириллы, вибрионы, спирохеты) форму. Реже встречаются формы звездно- и кольцеобразные, бактерии почкующиеся, имеющие выросты и др. Бактерии бывают неподвижными, но могут и двигаться с помощью жгутиков. В основе одного из способов классификации бактерий лежит строение их клеточной стенки. Бактерии делятся на грамположительные, грамотрицательные (по-разному воспринимающие окраску и имеющие разные состав и толщину клеточной стенки), микоплазмы (без клеточной стенки) и архебактерии (имеющие клеточную стенку иного строения).
Размеры бактерий — от 0,2 мкм до 100 мкм.
В клетках спорообразующих бактерий формируется спора, служащая для переживания неблагоприятных условий. Некоторые бактерии имеют снаружи клеточной стенки капсулу, состоящую из полисахаридов (см. Углеводы) и пептидов. Она предохраняет бактериальные клетки от неблагоприятных условий. На поверхности бактерий, обитающих в кишечном тракте и в почве, имеются многочисленные выросты — пили. С их помощью бактериальные клетки прикрепляются к поверхности субстрата, а отдельные пили участвуют в передаче генетической информации.
Клетка бактерии не разделена мембранами на внутренние отделы и не имеет оформленного ядра, митохондрий и пластид. По общему плану строения бактерии аналогичны низшим эукариотам, что дает основание предположить общие законы развития для эука-риот и прокариот.
Свойства бактерий, как и любых других организмов, определяются набором присущих им генов. Вместо клеточного ядра у них имеется его эквивалент — нуклеоид, лишенный оболочки и состоящий из одной хромосомы, образованной кольцевой молекулой ДНК. Кроме того, бактерии могут содержать кольцевую ДНК в виде маленьких участков молекулы — плазмид, сходных с неядерными ДНК эукариот. С помощью плазмид может передаваться генетическая информация от одной клетки к другой.
Деление бактерий осуществляется поперечной перетяжкой. При этом ДНК удваивается в материнской клетке, и обе делящиеся клетки получают идентичные копии генетического материала. Бактериальные клетки всегда гаплоидны. Деления в благоприятных условиях повторяются достаточно часто, и тогда бактерии размножаются быстро.
По физиологическому разнообразию бактерии превосходят все известные биологические формы. Они получают энергию за счет биологического окисления неорганических соединений (хемотрофы) или солнечного света (фототрофы). В зависимости от природы окисляемого соединения, используемого в обмене веществ, группы бактерий делят на органотро-фы (энергетический источник — органическое вещество), литотрофы (получающие энергию за счет окисления неорганического вещества).
Бактерии — космополиты, т. е. одни и те же виды можно найти на всех материках. Развиваясь в различных экологических условиях, бактерии приспособились к ним. Они распространены повсюду — в почве, воде, воздухе. Например, в 30-сантиметровом слое почвы на площади 1 га содержится от 1,5 до 15 — 40 т микроорганизмов. Многие из них могут существовать в экстремальных условиях, в которых другие организмы не выживают: в глубоком вакууме, при температуре до +90°С, в растворах кислот, в насыщенном растворе хлористого натрия.
Бактерии играют важнейшую роль в процессах, происходящих в природе. От их жизнедеятельности зависит постоянство газового состава атмосферы. Бактерии активно участвуют в минерализации органических соединений, образуя необходимые для растений питательные вещества; гнилостные бактерии разлагают белок с образованием аммиака, окисляемого нитрифицирующими бактериями до нитритов, а уже другими формами до нитратов и свободного азота. Велика роль бактерий в азотфиксации. В круговороте серы одни виды окисляют сульфиды или серу до серной кислоты, другие — восстанавливают сульфаты до сероводорода. Бактерии участвуют также в круговороте железа, фосфора, кальция, кремния.
Среди бактерий много возбудителей заболеваний человека, животных и растений. Для борьбы с ними применяются различные средства.
Бактерии широко используются в народном хозяйстве: для выщелачивания металлов из руд, получения различных органических веществ — спиртов, кетонов и др. Они способны синтезировать многие биологически активные вещества — антибиотики, витамины, ферменты, аминокислоты — и с этой целью применяются в современной биотехнологии.
Молочнокислые бактерии используют для приготовления кисломолочных продуктов и т. д. Все более возрастает значение бактерий как источников пищевого и кормового белка, а также энергетических продуктов — метана, водорода.
Бактерии служат модельным объектом при изучении общих вопросов генетики, биохимии, биофизики и других биологических наук. Изучает бактерии бактериология.
