Vakcinacija

Podsjećajući na burne rasprave o pitanjima evolucije i vitalizma, ne smijemo zaboraviti da je interesovanje ljudi za teorijsku biologiju nastalo kao rezultat intenzivnih studija medicine i upornog proučavanja funkcionalnih poremećaja u tijelu. Koliko god se brzo teorijski razvijala biološka nauka, koliko god se udaljila od svakodnevnih potreba prakse, prije ili kasnije se morala vratiti potrebama medicine.
Proučavanje teorije nikako nije nešto apstraktno i neopravdano, budući da uvođenje dostignuća teorijske nauke omogućava praksi da brzo napreduje. I iako se primijenjena nauka može razvijati čisto empirijski, bez teorije je taj razvoj mnogo sporiji i neizvjesniji.
Kao primjer, razmotrite povijest proučavanja zaraznih bolesti. Sve do početka 19. vijeka. doktori su, naime, bili potpuno bespomoćni tokom epidemija kuge ili drugih zaraznih bolesti koje su s vremena na vrijeme izbijale na našoj planeti. Velike boginje su jedna od bolesti od kojih je čovječanstvo bolovalo. Tragično je bilo to što se širila kao prava prirodna katastrofa, svaki treći oboljelih je umro, a oni koji su preživjeli ostali su unakaženi do kraja života: njihova lica prekrivena vranom otuđivala su čak i njihove najmilije.
Međutim, uočeno je da preživljenje bolesti daje imunitet u sljedećem izbijanju. Stoga su mnogi smatrali da je prikladnije ne izbjegavati bolest, već je izdržati, ali u vrlo slaboj formi, koja ne bi bila opasna po život i ne bi unakazila pacijenta. U tom slučaju, osoba bi bila zagarantovana od ponavljanja bolesti. Zemlje poput Turske i Kine dugo su pokušavale da zaraze ljude sadržajem pustula od pacijenata sa blagim oblikom malih boginja. Rizik je bio veliki, jer je ponekad bolest bila veoma teška. Početkom 18. vijeka. slične vakcinacije su sprovedene u Engleskoj, ali je teško reći da li su donele više koristi ili štete. Dok se bavio medicinom, Englez Edward Jenner (1749–1823) proučavao je zaštitna svojstva kravljih boginja poznata u narodnoj medicini: ljudi koji su ih imali postali su imuni na kravlje i ljudske boginje. Nakon dugih i pažljivih posmatranja, 14. maja 1796. Jenner je prvi put cijepio osmogodišnjeg dječaka s kravljim boginjama, koristeći materijal uzet od žene koja je imala kravlje boginje. Vakcinaciju je pratila bolest. I dva mjeseca kasnije, dječak se zarazio gnojem iz pustule oboljelog od malih boginja - i ostao je zdrav. Godine 1798, nakon što je ovaj eksperiment ponovio mnogo puta, Jenner je objavio rezultate svog rada. Predložio je da se nova metoda nazove vakcinacijom (od latinskog vaccinia - kravlje boginje).
Strah od velikih boginja bio je toliki da je Dženerova metoda prihvaćena sa oduševljenjem, a otpor najkonzervativnijih brzo je slomljen. Vakcinacija se proširila širom Evrope, a bolest se povukla. U zemljama sa visoko razvijenom medicinom, lekari se više nisu osećali bespomoćno u borbi protiv velikih boginja. U istoriji čovječanstva ovo je bio prvi slučaj brze i radikalne pobjede nad opasnom bolešću.
Ali dalji uspjeh mogao je donijeti samo razvoj teorije. U to vrijeme niko nije znao uzročnike zaraznih bolesti, na blage forme nije se moglo računati da će se koristiti u svrhu vakcinacije. Biolozi su bili suočeni sa zadatkom da nauče kako da "proizvedu" svoje "varijante" blažih oblika bolesti, ali je za to bilo potrebno znati mnogo više nego što se znalo u Jennerovo vrijeme.

Teorija bolesti klica

Bakteriologija

Nemoguće je nadati se da će ikada biti moguće potpuno izolirati ljude od patogenih mikroba. Prije ili kasnije osoba je u opasnosti od infekcije. Kako liječiti pacijenta? Naravno, tijelo ima neka svoja sredstva za borbu protiv mikroba: na kraju krajeva, kao što znate, ponekad se pacijent oporavi čak i bez pomoći. Izvanredni ruski biolog Ilja Iljič Mečnikov (1845–1916) uspio je pokazati primjer takve "antibakterijske borbe" tijela. Pokazao je da leukociti obavljaju funkciju zaštite od patogenih agenasa koji su ušli u organizam životinja i ljudi: napuštaju krvne žile i jure na mjesto infekcije, gdje se odvija prava bitka bijelih krvnih zrnaca s bakterijama. Mehnikov je ćelije koje obavljaju zaštitnu ulogu u telu nazvao fagocitima.
Osim toga, oporavak od mnogih bolesti je praćen razvojem imuniteta (imuniteta), iako se ne otkrivaju nikakve vidljive promjene. To bi se sasvim logično moglo objasniti činjenicom da tijelo osobe koja se oporavila od bolesti proizvodi antitijela koja imaju sposobnost da ubiju ili neutraliziraju invazivne mikrobe. Ova ideja takođe objašnjava efekat vakcinacije; U tijelu vakcinisane osobe stvaraju se antitijela koja su aktivna i protiv mikroba kravljih boginja i vrlo sličnog mikroba malih boginja. Sada je pobjeda osigurana, ali ne nad samom bolešću, već nad mikrobom koji je uzrokuje.
Pasteur je iznio načine borbe protiv antraksa, smrtonosne bolesti koja je uništavala stada domaćih životinja. Pronašao je uzročnika bolesti i dokazao da pripada posebnoj vrsti bakterija. Pasteur je zagrijao preparat bakterija kako bi uništio njihovu sposobnost izazivanja bolesti (patogenost). Unošenje oslabljenih (oslabljenih) bakterija u tijelo životinje dovelo je do stvaranja antitijela sposobnih da se odupru izvornim patogenim bakterijama.
Godine 1881. Pasteur je izveo izuzetno otkrivajući eksperiment. Za eksperiment je uzeto stado ovaca čiji je jedan dio bio ubrizgan oslabljenom bakterijom antraksa, a drugi je ostao necijepljen. Nakon nekog vremena, sve ovce su bile zaražene patogenim sojevima. Vakcinisane ovce nisu pokazivale nikakve znakove bolesti; nevakcinisane ovce su obolele od antraksa i uginule.
Pasteur je slične metode koristio za suzbijanje kokošje kolere i, što je posebno značajno, jedne od najstrašnijih bolesti - bjesnila (ili hidrofobije), koja se na ljude prenosi od zaraženih divljih ili domaćih životinja.
Uspjeh Pasteurove teorije o klicama oživio je interesovanje za bakterije. Njemački botaničar Ferdinand Julius Kohn (1828–1898) proučavao je biljne ćelije pod mikroskopom. On je, na primjer, pokazao da su protoplazme biljnih i životinjskih stanica u suštini identične. Šezdesetih godina 19. stoljeća okrenuo se proučavanju bakterija. Cohnovo najveće dostignuće bilo je uspostavljanje biljne prirode bakterija. On je bio prvi koji je jasno odvojio bakterije od protozoa i pokušao da sistematizuje bakterije po rodu i vrsti. To nam omogućava da smatramo Cohna osnivačem moderne bakteriologije.
Cohn je prvi uočio talenat mladog njemačkog doktora Roberta Kocha (1843–1910). Godine 1876. Koch je izolovao bakteriju koja uzrokuje antraks i naučio da je uzgaja. Podrška Kohna, koji se upoznao sa Kochovim radom, odigrala je važnu ulogu u životu velikog mikrobiologa. Koch je uzgajao bakterije na čvrstom mediju - želatinu (koja je kasnije zamijenjena agarom, ekstrahiranim iz morskih algi), a ne u tekućini sipanoj u epruvete. Ovo tehničko poboljšanje je donijelo mnoge prednosti. U tečnom okruženju se bakterije različitih vrsta lako miješaju, a teško je odrediti koja od njih uzrokuje određenu bolest. Ako se kultura nanese kao razmaz na čvrstu podlogu, pojedine bakterije, dijeleći se više puta, formiraju kolonije novih stanica, strogo fiksirane u svom položaju. Čak i ako se originalna kultura sastoji od mješavine različitih vrsta bakterija, svaka kolonija je čista stanična kultura, što omogućava precizno određivanje vrste patogenih mikroba. Koch je u početku sipao medijum na ravan komad stakla, ali je njegov pomoćnik Julius Richard Petri (1852–1921) zamenio čašu sa dve ravne, plitke staklene posude, od kojih je jedna služila kao poklopac. Petrijeve zdjelice se još uvijek široko koriste u bakteriologiji. Koristeći razvijenu metodu za izolaciju čistih mikrobnih kultura, Koch i njegove kolege izolovali su uzročnike mnogih bolesti, uključujući tuberkulozu (1882).

Insekti

Nutritivni faktori

U poslednjoj trećini prošlog veka teorija o klicama je dominirala umovima većine lekara, ali bilo je i onih koji su imali drugačije mišljenje. Njemački patolog Virchow, najpoznatiji protivnik Pasteurove teorije, vjerovao je da su bolesti uzrokovane poremećajem u samom tijelu, a ne vanjskim agensima. Virchowova zasluga je što je tokom nekoliko decenija rada u berlinskoj opštini i nacionalnim zakonodavnim tijelima postigao tako značajna poboljšanja u oblasti higijene kao što je prečišćavanje vode za piće i stvaranje efikasnog sistema za dezinfekciju otpadnih voda. Još jedan naučnik, Petenkofer, takođe je mnogo uradio u ovoj oblasti. On i Virchow mogu se smatrati osnivačima moderne socijalne higijene (proučavanje prevencije bolesti u ljudskom društvu).
Takve mjere za sprječavanje širenja epidemija, naravno, nisu bile ništa manje važne od direktnog utjecaja na same mikrobe.
Naravno, briga o čistoći, koju je propovijedao Hipokrat, zadržala je svoj značaj čak i kada je uloga mikroba svima postala jasna. Ostali su na snazi ​​i Hipokratovi savjeti o potrebi hranljive i raznovrsne prehrane, a njihov značaj je postao jasan ne samo za održavanje zdravlja općenito, već i kao specifična metoda prevencije određenih bolesti. Ideja da loša ishrana može uzrokovati bolest smatrana je "staromodnom" - naučnici su bili fascinirani mikrobima - ali postojali su dobri dokazi koji to podržavaju.
U doba velikih geografskih otkrića, ljudi su provodili duge mjesece na brodovima, jedući samo onu hranu koja se mogla dobro sačuvati, jer upotreba umjetne hladnoće još nije bila poznata. Strašna pošast mornara bio je skorbut. Škotski liječnik James Lind (1716–1794) skrenuo je pažnju na činjenicu da se bolesti ne javljaju samo na brodovima, već iu opkoljenim gradovima i zatvorima – bilo gdje gdje je hrana jednolična. Možda je bolest uzrokovana nedostatkom nekog proizvoda u hrani? Lind je pokušao da diverzificira ishranu mornara oboljelih od skorbuta, a ubrzo je otkrio i ljekovito djelovanje citrusa. Veliki engleski moreplovac Džejms Kuk (1728–1779) uveo je citruse u ishranu posade svojih pacifičkih ekspedicija 70-ih godina 18. veka. Zbog toga je samo jedna osoba umrla od skorbuta. Godine 1795., tokom rata sa Francuskom, limunov sok je davan mornarima u britanskoj mornarici, a nije zabilježen ni jedan slučaj skorbuta.
Međutim, takva čisto empirijska dostignuća, u nedostatku potrebnih teorijskih opravdanja, uvodila su se vrlo sporo. U 19. vijeku Glavna otkrića u oblasti ishrane vezana za identifikaciju uloge proteina. Utvrđeno je da neki "potpuni" proteini, prisutni u ishrani, mogu da podrže život, dok drugi, "inferiorni", poput želatine, to nisu u stanju. Objašnjenje je došlo tek kada je priroda proteinskog molekula bila bolje poznata. 1820. godine, nakon tretiranja složene molekule želatine kiselinom, iz nje je izolovan jednostavan molekul, koji je nazvan glicin. Glicin pripada klasi aminokiselina. U početku se pretpostavljalo da služi kao gradivni blok za proteine, kao što je jednostavni šećer, glukoza, gradivni blok od kojeg se gradi škrob. Međutim, do kraja 19.st. Nedosljednost ove teorije postala je jasna. Od velikog broja proteina dobijeni su i drugi jednostavni molekuli - svi su, razlikuju se samo u detaljima, pripadali klasi aminokiselina. Ispostavilo se da je proteinski molekul izgrađen ne od jedne, već od više aminokiselina. Do 1900. godine, desetine različitih aminokiselinskih "građevinskih blokova" su bile poznate. Sada se više nije činilo nevjerovatnim da se proteini razlikuju u odnosu aminokiselina koje sadrže. Prvi naučnik koji je pokazao da određenom proteinu može nedostajati jedna ili više aminokiselina koje igraju značajnu ulogu u životu organizma bio je engleski biohemičar Frederick Gowland Hopkins (1861–1947). Godine 1903. otkrio je novu aminokiselinu - triptofan - i razvio metode za njenu identifikaciju. Zein, protein izoliran iz kukuruza, dao je negativnu reakciju i stoga nije sadržavao triptofan. Ispostavilo se da se radi o nekompletnom proteinu, jer kao jedini protein u ishrani nije obezbeđivao vitalne funkcije organizma. Ali čak i mali dodatak triptofana omogućio je produženje života eksperimentalnih životinja.
Naknadni eksperimenti sprovedeni u prvoj deceniji 20. veka jasno su pokazali da se neke aminokiseline sintetišu u telu sisara iz supstanci koje se obično nalaze u tkivima. Međutim, neke aminokiseline moraju doći iz hrane. Nedostatak jedne ili više od ovih „esencijalnih“ aminokiselina čini protein nepotpunim, što dovodi do bolesti, a ponekad i smrti. Tako je uveden koncept dodatnih nutritivnih faktora - spojeva koji se ne mogu sintetizirati u tijelu životinja i ljudi i moraju biti uključeni u hranu kako bi se osigurale normalne životne funkcije.
Strogo govoreći, aminokiseline nisu ozbiljan medicinski problem za nutricioniste. Nedostatak aminokiselina obično se javlja samo uz vještačku i jednoličnu ishranu. Prirodne namirnice, čak i ako nisu baš bogate, obezbeđuju telu dovoljno raznovrsnih aminokiselina.
Budući da se bolest kao što je skorbut može izliječiti limunovim sokom, razumno je pretpostaviti da limunov sok opskrbljuje tijelo nekim nutritivnim faktorom koji nedostaje. Malo je vjerovatno da se radi o aminokiselini. Zaista, sve je poznato biolozima iz 19. veka. Sastavni dijelovi limunovog soka, uzeti zajedno ili odvojeno, ne mogu izliječiti skorbut. Ovaj nutritivni faktor je morao biti supstanca potrebna samo u vrlo malim količinama i hemijski različita od običnih komponenti hrane.
Otkrivanje misteriozne supstance pokazalo se i nije tako teško. Nakon razvoja doktrine o aminokiselinama esencijalnim za život, identifikovani su suptilniji nutritivni faktori koji su tijelu potrebni samo u malim količinama, ali to se nije dogodilo u procesu proučavanja skorbuta.

Vitamini

Godine 1886., holandski ljekar Christian Eijkman (1858–1930) poslan je na Javu da se bori protiv bolesti beriberi. Bilo je razloga da se misli da se ova bolest javlja kao posljedica loše ishrane. Japanski mornari su u velikoj meri patili od beri-beri i prestali su da se razboljevaju tek kada su u njihovu ishranu uvedeno mleko i meso, koje su se sastojale skoro isključivo od pirinča i ribe, 80-ih godina 19. veka. Eickman je, međutim, zarobljen Pasteurovom teorijom klica, bio uvjeren da je beri-beri bakterijska bolest. Sa sobom je donio piliće, nadajući se da će ih zaraziti klicama. Ali svi njegovi pokušaji su bili neuspješni. Međutim, 1896. godine pilići su iznenada oboljeli od bolesti slične beri-beri. Saznavši okolnosti bolesti, naučnik je otkrio da su neposredno prije izbijanja bolesti pilići hranjeni poliranim pirinčem iz bolničkog skladišta hrane. Kada su prešli na istu hranu, počeo je oporavak. Postepeno, Eijkman je postao uvjeren da se ova bolest može izazvati i izliječiti jednostavnim promjenama u ishrani.
U početku, naučnik nije cijenio pravi značaj dobijenih podataka. On je sugerirao da zrna riže sadrže neku vrstu toksina koji je neutraliziran nečim što se nalazi u ljusci zrna, a budući da se ljuska uklanja kada se pirinač oguli, neneutralizirani toksini ostaju u poliranoj riži. Ali zašto stvarati hipotezu o prisutnosti dvije nepoznate supstance, toksina i antitoksina, kada je mnogo jednostavnije pretpostaviti da postoji neka vrsta nutritivnog faktora koji je potreban u malim količinama? Ovo mišljenje dijelili su Hopkins i američki biohemičar Casimir Funk (rođen 1884.). Oni su sugerisali da se ne samo beri-beri, već i bolesti poput skorbuta, pelagre i rahitisa objašnjavaju nedostatkom malih količina određenih supstanci u hrani.
I dalje pod utiskom da ove supstance pripadaju klasi amina, Funk je 1912. godine predložio da ih nazove vitaminima (amini života). Naziv se zadržao i očuvao se do danas, iako je od tada postalo jasno da nemaju nikakve veze sa aminima.
U potpunosti je formulisana Hopkins-Funk hipoteza o vitaminu, a prva trećina 20. veka. pokazala da se različite bolesti mogu izliječiti propisivanjem razumne prehrane i režima ishrane. Na primjer, američki liječnik Joseph Goldberger (1874–1929) otkrio je (1915) da bolest pelagra, uobičajena u južnim državama Sjedinjenih Država, nije mikrobnog porijekla. U stvari, uzrokovano je nedostatkom nekog vitamina i nestalo je čim se mlijeko dodalo u ishranu pacijenata. U početku se o vitaminima znalo da mogu spriječiti i liječiti određene bolesti. Godine 1913, američki biohemičar Elmer Vernon McCollum (r. 1879) predložio je imenovanje vitamina slovima abecede; Tako su se pojavili vitamini A, B, C i D, a potom su im dodani vitamini E i K. Pokazalo se da hrana koja sadrži vitamin B zapravo sadrži više faktora koji mogu uticati na više od jednog kompleksa simptoma. Biolozi su počeli da govore o vitaminima B1, B2 itd.
Ispostavilo se da je nedostatak vitamina B1 uzrokovao beri-beri, a nedostatak vitamina B2 pelagru. Nedostatak vitamina C doveo je do skorbuta (prisustvo malih količina vitamina C u soku citrusa objašnjava njihovo ljekovito djelovanje, što je Lindu omogućilo da izliječi skorbut), nedostatak vitamina D doveo je do rahitisa. Nedostatak vitamina A je utjecao na vid i uzrokovao noćno sljepilo. Nedostatak vitamina B12 uzrokovao je malignu anemiju. Ovo su glavne bolesti uzrokovane nedostatkom vitamina. Kako se znanje o vitaminima gomilalo, sve ove bolesti prestale su biti ozbiljan medicinski problem. Već 30-ih godina 20. stoljeća počeli su izolirati vitamine u njihovom čistom obliku i vršiti njihovu sintezu.



Zarazne bolesti uzrokuju mikroorganizmi koji ulaze u ljudsko tijelo izvana.

Sredinom 19. veka među lekarima je izbila debata o poreklu zaraznih bolesti. Predstavnici jednog tabora branili su staro gledište da je uzrok bolesti neravnoteža u organizmu, eventualno pogoršana vanjskim utjecajima. Suprotstavila im se grupa naučnika koji su branili revolucionarnu ideju da zarazne bolesti nastaju kao rezultat unošenja mikroorganizama u organizam.

Novi pokret je predvodio francuski naučnik Louis Pasteur. U svom istraživanju nije išao istim putem kao svi ostali. Godine 1854. bio je profesor hemije u Lilu, gdje su aktivnosti univerziteta bile uglavnom usmjerene na pomoć lokalnoj industriji. Pasteur je proučavao proces fermentacije, što je, naravno, veoma važno za proizvodnju vina. Zaključio je da su fermentaciju uzrokovali mikrobi koji su se hranili šećerom sadržanim u soku grožđa i proizvodili alkohol kao nusproizvod. Pasteuru je postalo jasno da je fermentacija biohemijski proces, a ne samo hemijski, kako su mnogi vjerovali, a ovaj proces je nemoguć bez mikroorganizama, odnosno kvasca.

Pasteur je također otkrio da grijanje produžuje trajanje vina. Ubija mikrobe koji bi inače pokrenuli daljnje reakcije koje bi dovele do kvarenja vina. Ovaj princip je bio osnova pasterizacija, koji se i danas koristi u mliječnoj industriji u većini zemalja svijeta za zaštitu mlijeka od kiseljenja.

Kao i mnogi njegovi savremenici, Pasteur je slutio da bi trebalo da postoji nešto zajedničko između procesa fermentacije i patogenog procesa u ljudskom telu. Krajem 19. vijeka ideja da je bolest, kao i fermentaciju, uzrokovana mikroorganizmima, već je imala mnogo pristalica, a količina dokaza u prilog ovom gledištu se povećavala. Pasteur je uspio pokazati da je bolest koja je izazvala ogromnu štetu svilenim bubama u Francuskoj bakterijskog porijekla. 1860-ih, engleski hirurg Joseph Lister (1827-1912), koji je dijelio Pasteurove ideje, koristio ih je da pokaže prednosti antiseptičke hirurgije, a njemački bakteriolog Robert Koch (1843-1910) postigao je uspjeh u potvrđivanju bakterijskog porijekla Sibirski čirevi su bolest velikih životinja (koja ponekad pogađa i ljude). Pasteur je pokazao da se antraks može prenijeti čak i kroz vrlo razrijeđenu krv, ali se ne prenosi krvlju propuštenom kroz filter (proces filtriranja uklanja bakterije). Ubrzo je otkrio da su mikrobi također uzrokovali niz drugih bolesti, uključujući i puerperalnu groznicu (puerperalnu sepsu), koja je bila vodeći uzrok smrti među ženama u to vrijeme. Pasteur je čak navukao gnjev ljekara utvrđujući da sami ljekari šire ovu bolest, prelazeći sa jedne porodilje na drugu.

Kasnije je Pasteur, proučavajući koleru peradi, otkrio (gotovo slučajno) da se nakon dužeg izlaganja smanjuje virulencija mikroorganizama. Tako oslabljeni mikroorganizmi počeli su da se koriste kao vakcina. Uslijedilo je stvaranje vakcine protiv antraksa, kao i protiv bjesnila - ova vakcina je Pasteuru donijela slavu. Čak i prije Pasteurove smrti 1895. godine, teorija o klicama zaraznih bolesti bila je prihvaćena u naučnim i medicinskim krugovima.

Louis PASTER
Louis Pasteur, 1822-95

Francuski hemičar i mikrobiolog, rođen u malom selu u porodici kožara. Studirao je hemiju na École Normale Supérieure u Parizu i doktorirao 1847. Pasteurovi prvi naučni radovi bili su posvećeni optičkim svojstvima materijala. Godine 1854, nakon kratkog rada na univerzitetima u Dijonu i Strazburu, Pasteur je dobio poziciju profesora hemije na Univerzitetu u Lilu, gde je istraživao fermentaciju. Godine 1867. prešao je na Sorbonu, gdje je bio profesor hemije, a od 1888. do kraja života vodio je Pasteur institut u Parizu.
Pasteurovo najvažnije dostignuće na polju hemije bilo je otkriće optičkih izomera: hemijskih parnjaka koji imaju istu formulu, ali rotiraju ravan polarizovane svetlosti u suprotnim smerovima. Mikrobiološki rad i eksperimenti na polju fermentacije i truljenja dali su ogroman doprinos borbi protiv bolesti: Pasteur je prvi vakcinisao ovce protiv antraksa, a ljude protiv bjesnila.

BAKTERIJE
velika grupa jednoćelijskih mikroorganizama koje karakteriše odsustvo ćelijskog jezgra okruženog membranom. Istovremeno, genetski materijal bakterije (deoksiribonukleinska kiselina ili DNK) zauzima vrlo specifično mjesto u ćeliji – zonu koja se zove nukleoid. Organizmi s takvom staničnom strukturom nazivaju se prokarioti („prednuklearni“), za razliku od svih ostalih - eukarioti („pravi nuklearni“), čija se DNK nalazi u jezgri okruženoj ljuskom. Bakterije, koje su se ranije smatrale mikroskopskim biljkama, sada su klasifikovane u nezavisno kraljevstvo Monera - jedno od pet u trenutnom sistemu klasifikacije, zajedno sa biljkama, životinjama, gljivama i protistima.

Fosilni dokazi. Bakterije su vjerovatno najstarija poznata grupa organizama. Slojevite kamene strukture - stromatoliti - datirani u nekim slučajevima na početak arheozoika (arheja), tj. nastao prije 3,5 milijardi godina, - rezultat vitalne aktivnosti bakterija, obično fotosintetizirajućih, tzv. plavo-zelene alge. Slične strukture (bakterijske folije impregnirane karbonatima) formiraju se i danas, uglavnom uz obale Australije, Bahama, u Kalifornijskom i Perzijskom zaljevu, ali su relativno rijetke i ne dostižu velike veličine, jer su biljojedi organizmi, poput puževa. , hrani se njima. Danas stromatoliti rastu uglavnom tamo gde ovih životinja nema zbog visokog saliniteta vode ili iz drugih razloga, ali su pre pojave biljojeda tokom evolucije mogli dostići ogromne veličine, čineći suštinski element okeanske plitke vode, uporediv sa savremenim koraljnih grebena. U nekim drevnim stijenama pronađene su sitne ugljenisane kuglice, za koje se također vjeruje da su ostaci bakterija. Prvi nuklearni, tj. eukariotske, ćelije su evoluirale iz bakterija prije otprilike 1,4 milijarde godina.
Ekologija. Bakterije su u izobilju u tlu, na dnu jezera i okeana – gdje god se akumuliraju organske tvari. Žive na hladnoći, kada je termometar malo iznad nule, iu toplim kiselim izvorima sa temperaturom iznad 90°C. Neke bakterije tolerišu veoma visok salinitet; posebno, oni su jedini organizmi pronađeni u Mrtvom moru. U atmosferi su prisutni u kapljicama vode, a njihovo obilje tamo obično je u korelaciji sa zaprašenošću zraka. Dakle, u gradovima kišnica sadrži mnogo više bakterija nego u ruralnim područjima. Malo ih je u hladnom zraku visokih planina i polarnih područja, međutim, nalaze se čak iu donjem sloju stratosfere na visini od 8 km. Probavni trakt životinja je gusto naseljen bakterijama (obično bezopasnim). Eksperimenti su pokazali da nisu neophodni za život većine vrsta, iako mogu sintetizirati neke vitamine. Međutim, kod preživača (krave, antilope, ovce) i mnogih termita oni su uključeni u probavu biljne hrane. Osim toga, imuni sistem životinje uzgojene u sterilnim uvjetima ne razvija se normalno zbog nedostatka bakterijske stimulacije. Normalna bakterijska flora crijeva je također važna za suzbijanje štetnih mikroorganizama koji tamo ulaze.

STRUKTURA I ŽIVOTNA AKTIVNOST BAKTERIJA

Bakterije su mnogo manje od ćelija višećelijskih biljaka i životinja. Njihova debljina je obično 0,5-2,0 mikrona, a dužina 1,0-8,0 mikrona. Neki oblici su jedva vidljivi pri rezoluciji standardnih svjetlosnih mikroskopa (otprilike 0,3 mikrona), ali poznate su i vrste s dužinom većom od 10 mikrona i širinom koja također prelazi zadane granice, a određeni broj vrlo tankih bakterija može dužine preko 50 mikrona. Na površini koja odgovara tački označenoj olovkom, stane četvrt miliona srednjih predstavnika ovog kraljevstva.
Struktura. Na osnovu svojih morfoloških osobina razlikuju se sljedeće grupe bakterija: koki (manje ili više sferni), bacili (štapići ili cilindri sa zaobljenim krajevima), spirile (čvrste spirale) i spirohete (tanke i fleksibilne dlake). Neki autori teže spajanju posljednje dvije grupe u jednu – spirilu. Prokarioti se razlikuju od eukariota uglavnom po odsustvu formiranog jezgra i tipičnom prisustvu samo jednog hromozoma - veoma dugačkog kružnog DNK molekula pričvršćenog na jednoj tački za ćelijsku membranu. Prokarioti također nemaju unutarćelijske organele zatvorene membranom zvane mitohondrije i hloroplasti. Kod eukariota, mitohondrije proizvode energiju tokom disanja, a fotosinteza se odvija u hloroplastima (vidi i ĆELIJA). Kod prokariota cijela stanica (a prvenstveno ćelijska membrana) preuzima funkciju mitohondrija, a u fotosintetskim oblicima i funkciju hloroplasta. Poput eukariota, unutar bakterija postoje male nukleoproteinske strukture - ribozomi, neophodni za sintezu proteina, ali nisu povezani ni sa kakvim membranama. Uz vrlo malo izuzetaka, bakterije nisu u stanju sintetizirati sterole, važne komponente eukariotskih staničnih membrana. Izvan stanične membrane većina bakterija je prekrivena staničnim zidom, koji pomalo podsjeća na celulozni zid biljnih stanica, ali se sastoji od drugih polimera (oni uključuju ne samo ugljikohidrate, već i aminokiseline i tvari specifične za bakterije). Ova membrana sprečava da bakterijska ćelija pukne kada voda uđe u nju kroz osmozu. Na vrhu ćelijskog zida se često nalazi zaštitna mukozna kapsula. Mnoge bakterije su opremljene flagelama s kojima aktivno plivaju. Bakterijske flagele strukturirane su jednostavnije i nešto drugačije od sličnih struktura eukariota.

"TIPIČNA" BAKTERIJSKA ĆELIJA i njegove osnovne strukture.

Senzorne funkcije i ponašanje. Mnoge bakterije imaju hemijske receptore koji detektuju promene u kiselosti životne sredine i koncentraciji različitih supstanci, kao što su šećeri, aminokiseline, kiseonik i ugljen dioksid. Svaka supstanca ima svoju vrstu takvih receptora "ukusa", a gubitak jednog od njih kao rezultat mutacije dovodi do djelomične "sljepoće okusa". Mnoge pokretne bakterije također reagiraju na temperaturne fluktuacije, a fotosintetske vrste reagiraju na promjene intenziteta svjetlosti. Neke bakterije percipiraju smjer linija magnetnog polja, uključujući i Zemljino magnetsko polje, uz pomoć čestica magnetita (magnetna željezna ruda - Fe3O4) prisutnih u njihovim stanicama. U vodi bakterije koriste ovu sposobnost da plivaju duž linija sile u potrazi za povoljnim okruženjem. Uvjetni refleksi kod bakterija su nepoznati, ali one imaju određenu vrstu primitivnog pamćenja. Dok plivaju, oni upoređuju opaženi intenzitet stimulusa sa njegovom prethodnom vrednošću, tj. utvrditi da li je postao veći ili manji i na osnovu toga zadržati smjer kretanja ili ga promijeniti.
Reprodukcija i genetika. Bakterije se razmnožavaju aseksualno: DNK u njihovoj ćeliji se replicira (udvostručuje), ćelija se deli na dva dela, a svaka ćerka ćelija dobija po jednu kopiju roditeljske DNK. Bakterijska DNK se također može prenositi između ćelija koje se ne dijele. Istovremeno, do njihove fuzije (kao kod eukariota) ne dolazi, broj jedinki se ne povećava, a obično se samo mali dio genoma (kompletan skup gena) prenosi u drugu ćeliju, za razliku od “pravi” seksualni proces, u kojem potomak dobija kompletan set gena od svakog roditelja. Ovaj prijenos DNK može se dogoditi na tri načina. Tokom transformacije, bakterija apsorbuje „goli” DNK iz okoline, koji je tamo dospeo prilikom uništavanja drugih bakterija ili je eksperimentator namerno „provukao”. Proces se naziva transformacija jer je u ranim fazama njegovog proučavanja glavna pažnja bila posvećena transformaciji (transformaciji) bezopasnih organizama u virulentne na ovaj način. Fragmenti DNK se također mogu prenijeti s bakterija na bakterije pomoću posebnih virusa - bakteriofaga. Ovo se zove transdukcija. Poznat je i proces koji podsjeća na oplodnju i naziva se konjugacija: bakterije su međusobno povezane privremenim cjevastim izbočinama (kopulatorne fimbrije), kroz koje DNK prelazi iz “muške” ćelije u “žensku”. Ponekad bakterije sadrže vrlo male dodatne hromozome - plazmide, koji se također mogu prenijeti s pojedinca na pojedinca. Ako plazmidi sadrže gene koji uzrokuju otpornost na antibiotike, govore o infektivnoj rezistenciji. S medicinskog stanovišta važan je jer se može širiti između različitih vrsta, pa čak i rodova bakterija, uslijed čega cjelokupna bakterijska flora, recimo, crijeva postaje otporna na djelovanje određenih lijekova.

METABOLIZAM

Djelomično zbog male veličine bakterija, njihov metabolizam je mnogo veći nego kod eukariota. Pod najpovoljnijim uslovima, neke bakterije mogu udvostručiti svoju ukupnu masu i broj otprilike svakih 20 minuta. To se objašnjava činjenicom da određeni broj njihovih najvažnijih enzimskih sistema funkcionira vrlo velikom brzinom. Dakle, zecu je potrebno nekoliko minuta da sintetizira proteinski molekul, dok je bakterijama potrebno nekoliko sekundi. Međutim, u prirodnom okruženju, na primjer u zemljištu, većina bakterija je „na dijeti gladovanja“, pa ako se njihove stanice dijele, to nije svakih 20 minuta, već jednom u nekoliko dana.
Ishrana. Bakterije su autotrofi i heterotrofi. Autotrofi („samohranjivanje“) ne trebaju tvari koje proizvode drugi organizmi. Oni koriste ugljični dioksid (CO2) kao glavni ili jedini izvor ugljika. Ugrađivanjem CO2 i drugih neorganskih supstanci, posebno amonijaka (NH3), nitrata (NO-3) i raznih sumpornih jedinjenja, u složenim hemijskim reakcijama, sintetiziraju sve biohemijske proizvode koji su im potrebni. Heterotrofi („hrane se drugima“) koriste organske tvari (koje sadrže ugljik) koje sintetiziraju drugi organizmi, posebno šećere, kao glavni izvor ugljika (neke vrste također trebaju CO2). Kada se oksidiraju, ova jedinjenja opskrbljuju energiju i molekule neophodne za rast i funkcioniranje stanica. U tom smislu, heterotrofne bakterije, koje uključuju veliku većinu prokariota, slične su ljudima.
Glavni izvori energije. Ako se za formiranje (sintezu) staničnih komponenti koristi uglavnom svjetlosna energija (fotoni), tada se proces naziva fotosinteza, a vrste sposobne za to se nazivaju fototrofi. Fototrofne bakterije se dijele na fotoheterotrofe i fotoautotrofe ovisno o tome koji spojevi – organski ili neorganski – služe kao njihov glavni izvor ugljika. Fotoautotrofne cijanobakterije (plavo-zelene alge), poput zelenih biljaka, razgrađuju molekule vode (H2O) koristeći svjetlosnu energiju. Time se oslobađa slobodni kisik (1/2O2) i proizvodi vodonik (2H+), za koji se može reći da pretvara ugljični dioksid (CO2) u ugljikohidrate. Zelene i ljubičaste sumporne bakterije koriste svjetlosnu energiju za razgradnju drugih neorganskih molekula, kao što je sumporovodik (H2S), umjesto vode. Rezultat također proizvodi vodik, koji smanjuje ugljični dioksid, ali se kisik ne oslobađa. Ova vrsta fotosinteze naziva se anoksigena. Fotoheterotrofne bakterije, kao što su ljubičaste nesumporne bakterije, koriste svjetlosnu energiju za proizvodnju vodika iz organskih tvari, posebno izopropanola, ali njihov izvor također može biti plin H2. Ako je glavni izvor energije u ćeliji oksidacija kemikalija, bakterije se nazivaju kemoheterotrofi ili kemoautotrofi, ovisno o tome da li molekule služe kao glavni izvor ugljika – organski ili anorganski. Za prve, organska materija daje i energiju i ugljik. Hemoautotrofi dobijaju energiju oksidacijom neorganskih supstanci, kao što su vodonik (u vodu: 2H4 + O2 do 2H2O), gvožđe (Fe2+ do Fe3+) ili sumpor (2S + 3O2 + 2H2O do 2SO42- + 4H+) i ugljenik iz CO2. Ovi organizmi se nazivaju i hemolitotrofi, čime se naglašava da se „hrane“ kamenjem.
Dah.Ćelijsko disanje je proces oslobađanja hemijske energije pohranjene u molekulima "hrane" za njenu dalju upotrebu u vitalnim reakcijama. Disanje može biti aerobno i anaerobno. U prvom slučaju, potreban je kiseonik. Potreban je za rad tzv. sistem za transport elektrona: elektroni se kreću od jednog molekula do drugog (energija se oslobađa) i na kraju se pridružuju kiseoniku zajedno sa jonima vodonika - formira se voda. Anaerobnim organizmima nije potreban kiseonik, a za neke vrste ove grupe čak je i otrovan. Elektroni koji se oslobađaju tokom disanja vezuju se za druge anorganske akceptore, kao što su nitrati, sulfati ili karbonati, ili (u jednom obliku takvog disanja - fermentacija) za određeni organski molekul, posebno glukozu. Vidi također METABOLIZAM.

KLASIFIKACIJA

U većini organizama vrsta se smatra reproduktivno izoliranom grupom jedinki. U širem smislu, to znači da predstavnici određene vrste mogu proizvesti plodno potomstvo parenjem samo sa svojom vrstom, ali ne i s jedinkama drugih vrsta. Dakle, geni određene vrste, u pravilu, ne prelaze njene granice. Međutim, kod bakterija može doći do razmjene gena između jedinki ne samo različitih vrsta, već i različitih rodova, pa nije sasvim jasno da li je ovdje legitimno primjenjivati ​​uobičajene koncepte evolucijskog porijekla i srodstva. Zbog ove i drugih poteškoća, još ne postoji općeprihvaćena klasifikacija bakterija. Ispod je jedna od široko korištenih varijanti.
KRALJEVSTVO MONERA

Phylum Gracilicutes (gram-negativne bakterije tankih stijenki)

Klasa Scotobacteria (nefotosintetski oblici, kao što su miksobakterije) Klasa Anoksifotobakterija (fotosintetski oblici koji ne proizvode kiseonik, kao što su ljubičaste sumporne bakterije) Klasa Oxyphotobacteria (fotosintetski oblici koji proizvode kiseonik, kao što su cijanobakterije)

Phylum Firmicutes (gram-pozitivne bakterije debelih stijenki)

Klasa Firmibacteria (tvrdoćelijski oblici, poput klostridija)
Klasa Thallobacteria (razgranati oblici, npr. aktinomicete)

Phylum Tenericutes (Gram-negativne bakterije bez ćelijskog zida)

Klasa Mollicutes (mekoćelijski oblici, kao što su mikoplazme)

Phylum Mendosicutes (bakterije sa defektnim ćelijskim zidovima)

Klasa Archaebacteria (drevni oblici, npr. koji stvaraju metan)

Domains. Nedavne biohemijske studije su pokazale da su svi prokarioti jasno podijeljeni u dvije kategorije: malu grupu arhebakterija (Archaebacteria - "drevne bakterije") i sve ostale, zvane eubakterije (Eubacteria - "prave bakterije"). Vjeruje se da su arhebakterije, u poređenju sa eubakterijama, primitivnije i bliže zajedničkom pretku prokariota i eukariota. Razlikuju se od drugih bakterija po nekoliko značajnih karakteristika, uključujući sastav molekula ribosomalne RNK (rRNA) uključenih u sintezu proteina, hemijsku strukturu lipida (masti sličnih supstanci) i prisustvo u ćelijskom zidu nekih drugih supstanci umesto protein-ugljikohidrat polimer murein. U gore navedenom sistemu klasifikacije, arhebakterije se smatraju samo jednim od tipova istog carstva, koje objedinjuje sve eubakterije. Međutim, prema nekim biolozima, razlike između arhebakterija i eubakterija su toliko duboke da je ispravnije smatrati arhebakterije unutar Monere kao posebno potkraljevstvo. Nedavno se pojavio još radikalniji prijedlog. Molekularna analiza je otkrila tako značajne razlike u strukturi gena između ove dvije grupe prokariota da neki smatraju da je njihovo prisustvo u istom carstvu organizama nelogično. S tim u vezi, predlaže se stvaranje taksonomske kategorije (taksona) još višeg ranga, nazvavši je domenom, i podijeliti sva živa bića na tri domene - Eucarya (eukarioti), Archaea (archaebacteria) i Bacteria (sadašnje eubakterije) .

EKOLOGIJA

Dvije najvažnije ekološke funkcije bakterija su fiksacija dušika i mineralizacija organskih ostataka.
Fiksacija dušika. Vezanje molekularnog dušika (N2) u amonijak (NH3) naziva se fiksacija dušika, a oksidacija potonjeg u nitrit (NO-2) i nitrat (NO-3) naziva se nitrifikacija. Ovo su vitalni procesi za biosferu, budući da biljkama treba dušik, ali mogu apsorbirati samo njegove vezane oblike. Trenutno, otprilike 90% (oko 90 miliona tona) godišnje količine takvog „fiksnog“ azota daju bakterije. Ostatak proizvodi hemijska postrojenja ili se javlja tokom udara groma. Azot u zraku, koji iznosi cca. 80% atmosfere je vezano uglavnom gram-negativnim rodom Rhizobium i cijanobakterijama. Vrste Rhizobium ulaze u simbiozu sa oko 14.000 vrsta mahunarki (porodica Leguminosae), koje uključuju, na primjer, djetelinu, lucernu, soju i grašak. Ove bakterije žive u tzv. nodule - otekline nastale na korijenima u njihovom prisustvu. Bakterije dobijaju organske materije (hranu) iz biljke, a zauzvrat snabdevaju domaćina fiksnim azotom. U toku godine na ovaj način se fiksira do 225 kg azota po hektaru. Biljke koje nisu mahunarke, poput johe, također ulaze u simbiozu s drugim bakterijama koje fiksiraju dušik. Cijanobakterije fotosintetiziraju, poput zelenih biljaka, oslobađajući kisik. Mnogi od njih su također sposobni fiksirati atmosferski dušik, koji zatim konzumiraju biljke i na kraju životinje. Ovi prokarioti služe kao važan izvor fiksiranog azota u tlu uopšte i posebno u pirinčanim poljima na istoku, kao i kao glavni snabdevač okeanskih ekosistema.
Mineralizacija. Ovo je naziv dat razgradnji organskih ostataka na ugljični dioksid (CO2), vodu (H2O) i mineralne soli. Sa hemijske tačke gledišta, ovaj proces je ekvivalentan sagorevanju, tako da zahteva velike količine kiseonika. Gornji sloj zemlje sadrži od 100.000 do 1 milijardu bakterija po 1 g, tj. oko 2 tone po hektaru. Tipično, svi organski ostaci, jednom u zemlji, brzo se oksidiraju od strane bakterija i gljivica. Otpornija na razgradnju je smećkasta organska tvar nazvana huminska kiselina, koja se uglavnom formira iz lignina sadržanog u drvu. Akumulira se u tlu i poboljšava njegova svojstva.

BAKTERIJE I INDUSTRIJA

S obzirom na raznolikost kemijskih reakcija koje bakterije katalizuju, nije iznenađujuće da su se naširoko koristile u proizvodnji, u nekim slučajevima od davnina. Prokarioti dijele slavu takvih mikroskopskih ljudskih pomoćnika s gljivama, prvenstveno kvascem, koji obezbjeđuju većinu procesa alkoholne fermentacije, na primjer, u proizvodnji vina i piva. Sada kada je postalo moguće uvesti korisne gene u bakterije, navodeći ih da sintetiziraju vrijedne tvari kao što je inzulin, industrijska primjena ovih živih laboratorija dobila je novi snažan poticaj. Vidi također GENETIČKI INŽENJERING.
Prehrambena industrija. Trenutno se bakterije u ovoj industriji uglavnom koriste za proizvodnju sireva, drugih fermentiranih mliječnih proizvoda i octa. Glavne kemijske reakcije ovdje su stvaranje kiselina. Dakle, prilikom proizvodnje octa, bakterije iz roda Acetobacter oksidiraju etilni alkohol sadržan u jabukovači ili drugim tekućinama u octenu kiselinu. Slični procesi se dešavaju kada je kupus kiseli kupus: anaerobne bakterije fermentiraju šećere koji se nalaze u lišću ove biljke u mliječnu kiselinu, kao i octenu kiselinu i razne alkohole.
Ispiranje rude. Bakterije se koriste za ispiranje niskokvalitetnih ruda, tj. pretvarajući ih u rastvor soli vrednih metala, prvenstveno bakra (Cu) i uranijuma (U). Primjer je prerada halkopirita, ili bakrenog pirita (CuFeS2). Hrpe ove rude se povremeno zalijevaju vodom koja sadrži hemolitotrofne bakterije iz roda Thiobacillus. Tokom svoje životne aktivnosti oksidiraju sumpor (S), formirajući rastvorljive bakrene i gvožđe sulfate: CuFeS2 + 4O2 u CuSO4 + FeSO4. Takve tehnologije uvelike pojednostavljuju vađenje vrijednih metala iz ruda; u principu, oni su ekvivalentni procesima koji se dešavaju u prirodi tokom trošenja stijena.
Reciklaža. Bakterije također služe za pretvaranje otpadnih materijala, kao što je kanalizacija, u manje opasne ili čak korisne proizvode. Otpadne vode su jedan od najhitnijih problema modernog čovječanstva. Za njihovu potpunu mineralizaciju potrebne su ogromne količine kisika, a u običnim rezervoarima gdje je uobičajeno odlaganje ovog otpada više nema dovoljno kisika da ga „neutrališe“. Rješenje je u dodatnoj aeraciji otpadnih voda u posebnim bazenima (aeracionim tankovima): kao rezultat toga mineralizirajuće bakterije imaju dovoljno kisika da u potpunosti razgrađuju organske tvari, a u najpovoljnijim slučajevima voda za piće postaje jedan od konačnih proizvoda procesa. Nerastvorljivi sediment koji ostane na putu može se podvrgnuti anaerobnoj fermentaciji. Da bi takvi uređaji za prečišćavanje vode zauzimali što manje prostora i novca, potrebno je dobro poznavanje bakteriologije.
Druge upotrebe. Druga važna područja industrijske primjene bakterija uključuju, na primjer, laneni režanj, tj. odvajanje njegovih predenih vlakana od drugih dijelova biljke, kao i proizvodnju antibiotika, posebno streptomicina (bakterija iz roda Streptomyces).

BORBA PROTIV BAKTERIJA U INDUSTRIJI

Bakterije nisu samo korisne; Borba protiv njihove masovne reprodukcije, na primjer u prehrambenim proizvodima ili u vodovodnim sistemima tvornica celuloze i papira, postala je čitavo područje djelovanja. Hrana se kvari pod utjecajem bakterija, gljivica i vlastitih enzima koji uzrokuju autolizu („samoprobavu“), osim ako se ne inaktiviraju toplinom ili drugim putem. Budući da su bakterije glavni uzrok kvarenja, razvoj efikasnih sistema za skladištenje hrane zahtijeva poznavanje granica tolerancije ovih mikroorganizama. Jedna od najčešćih tehnologija je pasterizacija mlijeka, koja ubija bakterije koje uzrokuju, na primjer, tuberkulozu i brucelozu. Mlijeko se drži na 61-63°C 30 minuta ili na 72-73°C samo 15 sekundi. To ne narušava okus proizvoda, ali inaktivira patogene bakterije. Vino, pivo i voćni sokovi se također mogu pasterizirati. Prednosti čuvanja hrane na hladnom odavno su poznate. Niske temperature ne ubijaju bakterije, ali sprečavaju njihov rast i razmnožavanje. Istina, kada se zamrzne, na primjer, na -25°C, broj bakterija se smanjuje nakon nekoliko mjeseci, ali veliki broj ovih mikroorganizama i dalje preživi. Na temperaturama malo ispod nule, bakterije nastavljaju da se razmnožavaju, ali vrlo sporo. Njihove održive kulture mogu se čuvati gotovo neograničeno nakon liofilizacije (sušenje zamrzavanjem) u mediju koji sadrži proteine, kao što je krvni serum. Druge poznate metode skladištenja hrane uključuju sušenje (sušenje i dimljenje), dodavanje velikih količina soli ili šećera, što je fiziološki ekvivalentno dehidraciji, i kiseljenje, tj. stavljanje u koncentrovani rastvor kiseline. Kada kiselost okoline odgovara pH 4 i niže, vitalna aktivnost bakterija je obično jako inhibirana ili zaustavljena.

BAKTERIJE I BOLESTI

STUDYING BACTERIA

Mnoge bakterije se lako uzgajaju u tzv. medij za kulturu, koji može uključivati ​​mesni bujon, djelomično probavljene proteine, soli, dekstrozu, punu krv, njen serum i druge komponente. Koncentracija bakterija u takvim uslovima obično dostiže oko milijardu po kubnom centimetru, što uzrokuje zamućenje okoline. Za proučavanje bakterija potrebno je moći dobiti njihove čiste kulture, odnosno klonove, koji su potomci jedne ćelije. To je potrebno, na primjer, da bi se utvrdilo koja vrsta bakterije je zarazila pacijenta i na koji antibiotik je ova vrsta osjetljiva. Mikrobiološki uzorci, kao što su brisevi grla ili rane, uzorci krvi, uzorci vode ili drugi materijali, se jako razblažuju i nanose na površinu polučvrste podloge, gde se iz pojedinačnih ćelija razvijaju okrugle kolonije. Sredstvo za stvrdnjavanje podloge obično je agar, polisaharid koji se dobiva iz određenih morskih algi i koji nije probavljiv za gotovo sve vrste bakterija. Agar podloga se koristi u obliku „plića“, tj. kosih površina koje se formiraju u epruvetama koje stoje pod velikim uglom kada se rastopljeni medij stvrdnjava, ili u obliku tankih slojeva u staklenim Petrijevim posudama - ravne okrugle posude, zatvorene poklopcem istog oblika, ali nešto većeg prečnika. Obično se u roku od jednog dana bakterijska ćelija uspije toliko umnožiti da formira koloniju koja je lako vidljiva golim okom. Može se prenijeti u drugu sredinu radi daljeg proučavanja. Sve podloge za uzgoj moraju biti sterilne prije početka uzgoja bakterija, a ubuduće treba poduzeti mjere za sprječavanje naseljavanja neželjenih mikroorganizama na njima. Da biste ispitali bakterije uzgojene na ovaj način, zagrijte tanku žičanu petlju u plamenu, dotaknite je prvo koloniju ili razmaz, a zatim kap vode nanesenu na staklo. Ravnomjernim rasporedom uzetog materijala u ovoj vodi, staklo se osuši i brzo dva ili tri puta prelazi preko plamena gorionika (strana sa bakterijom treba da bude okrenuta prema gore): kao rezultat toga, mikroorganizmi se, bez oštećenja, čvrsto nalaze. pričvršćen za podlogu. Boja se nakapa na površinu preparata, zatim se staklo ispere u vodi i ponovo osuši. Sada možete ispitati uzorak pod mikroskopom. Čiste kulture bakterija prepoznaju se uglavnom po njihovim biohemijskim karakteristikama, tj. određuju da li iz određenih šećera stvaraju gas ili kiseline, da li su u stanju da probave proteine ​​(ukapljuju želatinu), da li im je potreban kiseonik za rast itd. Također provjeravaju da li su obojene određenim bojama. Preosjetljivost na određene lijekove, kao što su antibiotici, može se odrediti stavljanjem malih diskova filter papira natopljenog ovim supstancama na površinu zaraženu bakterijama. Ako bilo koji kemijski spoj ubija bakterije, oko odgovarajućeg diska formira se zona bez bakterija.

Collier's Encyclopedia. - Otvoreno društvo. 2000 .

Biologija [Kompletan priručnik za pripremu za Jedinstveni državni ispit] Lerner Georgij Isaakovič

4.2. Kraljevstvo bakterija. Osobine strukture i vitalne aktivnosti, uloga u prirodi. Bakterije su patogeni koji uzrokuju bolesti kod biljaka, životinja i ljudi. Prevencija bolesti uzrokovanih bakterijama. Virusi

Osnovni pojmovi i pojmovi testirani u ispitnom radu: autotrofna ishrana, bakterije, patogene bakterije, virusi, heterotrofna ishrana, nukleoidi, prokarioti, cijanobakterije, eukarioti.

Bakterije. Bakterije su najstariji prokariotski jednoćelijski organizmi, najrašireniji u prirodi. Oni u tome igraju najvažniju ulogu kao razlagači (razarači) organske materije i fiksatori dušika. Primjer su bakterije kvržice koje se naseljavaju na korijenu mahunarki. Oni su u stanju da asimiliraju atmosferski dušik i ugrade ga u tvari koje biljke lako apsorbiraju. Među različitim vrstama bakterija, postoji mnogo patogena koji uzrokuju bolesti kod životinja i ljudi. U medicini se koriste za proizvodnju antibiotika (streptomicin, tetraciklin, gramicidin), u prehrambenoj industriji za proizvodnju proizvoda mliječne kiseline i alkohola. Bakterije su takođe objekti genetskog inženjeringa. Koriste se za dobijanje enzima i drugih važnih supstanci koje su potrebne ljudima. Bakterijska ćelija je prekrivena gustom membranom koju formira polimerni ugljikohidrat murein. Neke vrste pod nepovoljnim uslovima formiraju spore - sluzavu kapsulu koja sprečava isušivanje ćelije. Stanični zid može formirati izrasline koje potiču udruživanje bakterija u grupe, kao i njihovu konjugaciju. Membrana je presavijena. Kod fotoautotrofnih bakterija, enzimi ili fotosintetski pigmenti su lokalizirani na naborima. Ulogu membranskih organela obavljaju mezozomi - najveće membranske invaginacije. Citoplazma sadrži ribozome i inkluzije (škrob, glikogen, masti). Mnoge bakterije imaju flagele. Bakterije nemaju jezgra. Nasljedni materijal sadržan je u nukleoidu u obliku kružne DNK molekule.

Sljedeće bakterijske ćelije razlikuju se po svom obliku:

– koke (sferične): diplokoke, streptokoke, stafilokoke;

– bacili (štapićasti): pojedinačni, udruženi u lance, bacili sa endosporama;

– spirila (u obliku spirale);

– vibrioni (u obliku zareza);

– spirohete.

Na osnovu načina na koji se hrane, bakterije se dijele na:

– autotrofi (fotoautotrofi i hemoautotrofi).

Bakterije se prema načinu na koji koriste kisik dijele na: aerobni I anaerobni.

Bakterije se razmnožavaju vrlo velikom brzinom, dijeleći ćeliju na pola bez formiranja vretena. Seksualni proces kod nekih bakterija povezan je s razmjenom genetskog materijala tokom konjugacije. Širi se sporama.

Patogene bakterije: kolera vibrio, bacil difterije, bacil dizenterije itd.

Virusi. Neki naučnici klasifikuju viruse kao posebno, peto carstvo žive prirode. Otkrio ih je 1892. godine ruski naučnik Dmitrij Josifovič Ivanovski. Virusi su nećelijski oblici života koji zauzimaju međupoziciju između žive i nežive materije. Oni su izuzetno mali i sastoje se od proteinske ljuske sa DNK (ili RNK) ispod. Formira se proteinska ljuska virusa kapsid, obavlja zaštitne, enzimske i antigenske funkcije. Virusi složenije strukture mogu dodatno uključivati ​​ugljikohidratne i lipidne fragmente. Virusi nisu sposobni za nezavisnu sintezu proteina. Svojstva živih organizama ispoljavaju samo kada se nalaze u ćelijama proeukariota i koriste svoj metabolizam za sopstvenu reprodukciju.

Postoje zapravo virusi i bakteriofagi - bakterijski virusi. Da bi ušao u bakterijsku ćeliju, virus (bakteriofag) se mora vezati za zid domaćina, nakon čega se virusna nukleinska kiselina „ubrizgava“ u ćeliju, a protein ostaje na ćelijskom zidu. Virusi koji sadrže DNK (male boginje, herpes) koriste metabolizam ćelije domaćina za sintezu virusnih proteina. Virusi koji sadrže RNK (AIDS, influenca) pokreću ili sintezu RNK virusa i njegovog proteina, ili zahvaljujući enzimima sintetiziraju prvo DNK, a zatim RNK i protein virusa. Dakle, genom virusa, integrirajući se u nasljedni aparat ćelije domaćina, mijenja ga i usmjerava sintezu virusnih komponenti. Novosintetizirane virusne čestice napuštaju ćeliju domaćina i napadaju druge susjedne ćelije.

Štiteći se od virusa, stanice proizvode zaštitni protein - interferon, koji potiskuje sintezu novih virusnih čestica. Interferon se koristi za liječenje i prevenciju određenih virusnih bolesti. Ljudsko tijelo se odupire djelovanju virusa tako što proizvodi antitijela. Međutim, ne postoje specifična antitijela za neke viruse, kao što su onkogeni virusi ili virus AIDS-a. Ova okolnost otežava stvaranje vakcina.

Cyanei (nazvan ne sasvim ispravno plavo zelene alge). Pojavili su se prije više od 3 milijarde godina. Ćelije sa višeslojnim zidovima koji se sastoje od nerastvorljivih polisaharida. Postoje jednoćelijski i kolonijalni oblici. Cijani su fotosintetski organizmi. Njihov hlorofil nalazi se na slobodno ležećim membranama u citoplazmi. Razmnožavaju se diobom ili propadanjem kolonija. Sposoban za sporulaciju. Široko rasprostranjen u biosferi. Sposoban za pročišćavanje vode razlaganjem trulih proizvoda. Ulaze u simbiozu sa gljivama, formirajući neke vrste lišajeva. Oni su prvi naseljenici na vulkanskim ostrvima i stijenama.

PRIMJERI ZADATAKA

A1. Glavna razlika između carstva bakterija i drugih carstava organizama je

1) odsustvo DNK 3) prisustvo ćelijskog zida

2) prisustvo nukleotida 4) prisustvo hlorofila

A2. Nema formalizirano jezgro

1) obična ameba 3) gljiva mucor

2) ćelija kvasca 4) bacil tuberkuloze

A3. U citoplazmi postoje bakterije

1) ribozomi, jedan hromozom, inkluzije

2) mitohondrije, nekoliko hromozoma

3) hloroplasti, Golgijev aparat

4) jezgro, mitohondrije, lizozomi

A4. Molimo navedite jednu tačnu tvrdnju.

1) bakterije su eukariotski organizmi

2) kariotip bakterije se sastoji od nekoliko hromozoma

3) sve bakterije su autotrofni organizmi

4) nasljedni aparat bakterija - nukleoid

A5. U nepovoljnim uslovima nastaju bakterije

1) ciste 3) spore

2) kolonije 4) zoospore

A6. Bakterije koje fotosintezom stvaraju organske tvari iz neorganskih tvari nazivaju se

1) autotrofi 3) fototrofi

A7. Uloga nodulnih bakterija je

1) uništavanje organskih jedinjenja zemljišta

2) fiksacija atmosferskog azota i njegova dostava do biljaka

3) uništavanje korijenskog sistema biljaka

A8. Bakterije koje fiksiraju dušik su

A9. Bakterije su nastale u

Proterozoik 3) Arhej

Kenozoik 4) Mezozoik

A10. Zajedničko svojstvo za sve prokariotske i eukariotske organizme je sposobnost da

1) fotosinteza

2) heterotrofna ishrana

3) metabolizam

4) sporulacija

Dio B

U 1. Ćelija bacila se razlikuje od ćelije amebe

1) odsustvo mitohondrija

2) prisustvo citoplazme

3) prisustvo ribozoma

4) nedostatak jezgra

5) prisustvo nukleoida

6) prisustvo ćelijske membrane

dio WITH

C1. Zašto se hrana čuva u frižideru?

C2. U kojim slučajevima i koje metode se koriste u borbi protiv patogenih bakterija?

NW. Po čemu se virusi razlikuju od bakterija?

C4. Zašto azotobakterije formiraju svoje klastere - nodule - na korijenu?

Iz knjige Životna podrška posadama aviona nakon prinudnog sletanja ili pljuska (bez ilustracija) autor Volovič Vitalij Georgijevič

Prevencija i liječenje bolesti Najkarakterističnijim arktičkim bolestima mogu se smatrati patološka stanja koja nastaju u vezi s općim djelovanjem hladnoće (hlađenja) na tijelo. Oni su veoma raznoliki i kreću se od laganih do relativno

Iz knjige Životna podrška posadama aviona nakon prinudnog sletanja ili pljuska [sa ilustracijama] autor Volovič Vitalij Georgijevič

Iz knjige Biologija [Kompletan priručnik za pripremu za Jedinstveni državni ispit] autor Lerner Georgij Isaakovič

Prevencija i liječenje bolesti Klimatsko-geografske karakteristike tropskih zemalja (stalno visoke temperature i vlažnost, specifičnost flore i faune) stvaraju izuzetno povoljne uslove za nastanak i razvoj raznih tropskih bolesti.

Iz knjige The Complete Farmer's Encyclopedia autor Gavrilov Aleksej Sergejevič

Prevencija i liječenje bolesti Uzroci smrti posade aviona nakon pljuska su veoma različiti, a neki od njih djeluju neposredno nakon pljuska - utapanje, napad morskih grabežljivaca. Vrijeme izlaganja drugima se računa u satima

Iz knjige Istražujem svijet. Virusi i bolesti autor Chirkov S. N.

Prevencija i liječenje bolesti Najrealnija opasnost u pustinji su bolesti povezane s izlaganjem visokim temperaturama. To su ili toplotne povrede uzrokovane pregrijavanjem tijela, ili bolesti koje nastaju zbog dehidracije i

Iz knjige Istražujem svijet. Botanika autor Kasatkina Julija Nikolajevna

2.2. Ćelija je jedinica strukture, vitalne aktivnosti, rasta i razvoja organizama. Raznolikost ćelija. Uporedne karakteristike ćelija biljaka, životinja, bakterija, gljiva Osnovni pojmovi i pojmovi testirani u ispitnom radu: bakterijske ćelije, ćelije gljiva,

Iz knjige Najpotpuniji vodič za farmere peradi autor Slutsky Igor

4.3. Kraljevstvo gljiva. Građa, životna aktivnost, reprodukcija. Upotreba gljiva za hranu i lijekove. Prepoznavanje jestivih i otrovnih gljiva. Lišajevi, njihova raznolikost, strukturne karakteristike i vitalne funkcije. Uloga gljiva u prirodi i

Iz autorove knjige

4.5. Raznolikost biljaka. Karakteristike glavnih odjela, klasa i porodica kritosjemenjača. Uloga biljaka u prirodi i životu čovjeka. Kozmička uloga biljaka na Zemlji Osnovni pojmovi i pojmovi testirani u ispitnom radu: alge, golosjemenjače

Iz autorove knjige

4.6. Animal Kingdom. Glavne karakteristike potkraljevstava jednoćelijskih i višećelijskih životinja. Jednoćelijske i beskičmenjake, njihova klasifikacija, strukturne karakteristike i vitalne funkcije, uloga u prirodi i životu čovjeka. Karakteristike glavnih tipova

Iz autorove knjige

4.7. Hordati životinje, njihova klasifikacija, strukturne karakteristike i vitalne funkcije, uloga u prirodi i životu čovjeka. Karakteristike glavnih klasa hordata. Ponašanje životinja 4.7.1. Opće karakteristike tipa hordata Osnovni pojmovi i koncepti testirani u

Iz autorove knjige

5.6. Lična i javna higijena, zdrav način života. Prevencija zaraznih bolesti (virusnih, bakterijskih, gljivičnih, uzrokovanih životinjama). Prevencija povreda, tehnike prve pomoći. Mentalno i fizičko zdravlje osobe. Faktori

Iz autorove knjige

Iz autorove knjige

Virusi ljudi i životinja Od kojih virusa osoba boluje? Neki utiču na respiratorni trakt, umnožavajući se u nazofarinksu, traheji i bronhima, često dopirući do pluća. Drugi se radije naseljavaju u crijevima, uzrokujući dijareju ili, jednostavno, proljev.

Iz autorove knjige

Svijet na vrhu igle bakterije i virusi Tako različite, tako slične Biljke, gljive, lišajevi, bakterije, virusi, protozoe - svi su toliko različiti jedni od drugih da se na prvi pogled čini da između njih nema ničeg zajedničkog . Pa, barem na jedan način ovi organizmi

Iz autorove knjige

Prevencija bolesti ptica Uz posebne metode za prevenciju raznih bolesti peradi, potrebno je provoditi opće preventivne mjere: dezinfekciju, dezinsekciju, deratizaciju i pridržavati se propisa

Iz autorove knjige

Prevencija bolesti ptica Bolest peradi dovodi do naglog smanjenja produktivnosti, au mnogim slučajevima i do 100% uginuća.Od zaraznih bolesti najčešće su Newcastle bolest, gripa, Marekova bolest, Gumboro bolest, leukemija, infektivni

Trenutno je na Zemlji opisano više od 2,5 miliona vrsta živih organizama. Međutim, stvarni broj vrsta na Zemlji je nekoliko puta veći, jer mnoge vrste mikroorganizama, insekata itd. nisu uzete u obzir. Osim toga, vjeruje se da trenutni sastav vrsta čini samo oko 5% raznolikosti vrsta života tokom njegovog postojanja na Zemlji.
Sistematika, klasifikacija i taksonomija se koriste za organizovanje takve raznolikosti živih organizama.

Taksonomija - grana biologije koja se bavi opisom, označavanjem i klasifikacijom postojećih i izumrlih organizama u taksone.
Klasifikacija - raspodjela cjelokupnog skupa živih organizama prema određenom sistemu hijerarhijski podređenih grupa - taksona.
Taksonomija - dio taksonomije koji razvija teorijske osnove klasifikacije. Takson je grupa organizama koje je čovjek umjetno identificirao, srodnih ovim ili onim stepenom srodnosti, a istovremeno dovoljno izoliranih da mu se može dodijeliti određena taksonomska kategorija jednog ili drugog ranga.

U modernoj klasifikaciji postoji sljedeća hijerarhija svojti:

• kraljevstvo;
• odjel (tip u taksonomiji životinja);
• Class;
• red (red u taksonomiji životinja);
• porodica;

Osim toga, razlikuju se srednje taksone: super- i potkraljevstva, super- i pododjele, super- i podklase, itd.

Taksonomija živih organizama se stalno mijenja i ažurira. Trenutno to izgleda ovako:

• Nećelijski oblici
• Kingdom Virusi
• Ćelijski oblici
• Kraljevstvo Prokariota:
• kraljevstvo bakterija ( Bakterije, Bacteriobionta),
• kraljevstvo Archaebacteria ( Archaebacteria, Archaebacteriobionta),
• carstvo Prokariotske alge
• odjel Plavo-zelene alge, ili Cyanea ( Cyanobionta);
• odjel Prochlorophyte alga, ili Prochlorophytes ( Prochlororhyta).
• Nadkraljevstvo Eukariota (Eycariota)
• Carstvo biljaka ( Vegetabilia, Phitobiota ili Plantae):
• potkraljevstvo Bagrianka ( Rhodobionta);
• podcarstvo Prave alge ( Phycobionta);
• podcarstvo Više biljke ( Embryobionta);
• Kraljevstvo gljiva ( Gljive, Mycobionta, Mycetalia ili Mycota):
• podcarstvo Donje gljive (jednoćelijske) ( Myxobionta);
• podcarstvo Više gljive (višećelijske) ( Mycobionta);
• kraljevstvo životinja ( Životinja, Zoobionta)
• potkraljevstvo Protozoa, ili jednoćelijska ( Protozoa, Protozoobionta);
• potkraljevstvo Višećelijsko ( Metazoa, Metazoobionta).

Brojni naučnici razlikuju u nadkraljevstvu Prokariota jedno kraljevstvo Drobyanka, koje uključuje tri potkraljevstva: Bakterije, Arhebakterije i Cijanobakterije.

Virusi, bakterije, gljivice, lišajevi

Kraljevstvo virusa

Virusi postoje u dva oblika: u miru(vanćelijski), kada se ne ispoljavaju njihova svojstva kao živih sistema, i intracelularno kada se virusi razmnožavaju. Jednostavni virusi (na primjer, virus mozaika duhana) sastoje se od molekula nukleinske kiseline i proteinske ljuske - kapsid.

Neki složeniji virusi (gripa, herpes itd.), pored kapsidnih proteina i nukleinske kiseline, mogu sadržavati lipoproteinsku membranu, ugljikohidrate i niz enzima. Proteini štite nukleinsku kiselinu i određuju enzimska i antigena svojstva virusa. Oblik kapside može biti štapićast, filamentozan, sferičan itd.

U zavisnosti od nukleinske kiseline prisutne u virusu, razlikuju se virusi koji sadrže RNK i DNK. Nukleinska kiselina sadrži genetske informacije, obično o strukturi kapsidnih proteina. Može biti linearna ili kružna, u obliku jednolančane ili dvolančane DNK, jednolančane ili dvolančane RNK.

Virus koji uzrokuje AIDS (sindrom stečene imunodeficijencije) napada krvna zrnca koja osiguravaju imunitet organizma. Kao rezultat toga, pacijent sa AIDS-om može umrijeti od bilo koje infekcije. Virusi AIDS-a mogu ući u ljudsko tijelo tokom seksualnog odnosa, tokom injekcija ili operacija ako se ne poštuju uslovi sterilizacije. Prevencija AIDS-a sastoji se od izbjegavanja slučajnog seksa, korištenja kondoma i upotrebe špriceva za jednokratnu upotrebu.

Bakterije

Svi prokarioti pripadaju istom kraljevstvu Drobyanka. Sadrži bakterije i plavo-zelene alge.

Struktura i aktivnost bakterija.

Prokariotske ćelije nemaju jezgro, oblast u kojoj se nalazi DNK u citoplazmi naziva se nukleoid, jedina molekula DNK zatvorena je u prsten i nije povezana sa proteinima, ćelije su manje od eukariotskih, ćelijski zid sadrži glikopeptid - murein, na vrhu ćelijskog zida se nalazi mukozni sloj koji obavlja zaštitnu funkciju, nema membranskih organela (hloroplasti, mitohondrije, endoplazmatski retikulum, Golgijev kompleks), njihove funkcije se obavljaju invaginacijama plazma membrane (mezozomi), ribosomi su mali, mikrotubule nema, pa je citoplazma nepomična, nema centriola i vretena, cilije i flagele imaju posebnu strukturu. Podjela ćelije se vrši sužavanjem (nema mitoze ili mejoze). Tome prethodi replikacija DNK, a zatim se dvije kopije razmiču, nošene rastućom ćelijskom membranom.

Postoje tri grupe bakterija: arhebakterije, eubakterije i cijanobakterije.

Archaebacteria- drevne bakterije (koje proizvode metan itd., poznato je ukupno oko 40 vrsta). Imaju zajedničke strukturne karakteristike prokariota, ali se značajno razlikuju po brojnim fiziološkim i biohemijskim svojstvima od eubakterija. Eubacteria- prave bakterije, kasniji oblik u evolucijskom smislu. Cijanobakterije (cijanobakterije, plavo-zelene alge)- fototrofni prokariotski organizmi koji provode fotosintezu poput viših biljaka i algi uz oslobađanje molekularnog kisika.

Na osnovu oblika ćelija razlikuju se sledeće grupe bakterija: sferne - cocci, u obliku štapa - bacili, lučni - vibrije, spirala - spirila i spirohete. Mnoge bakterije su sposobne za samostalno kretanje zbog kontrakcije flagela ili ćelija. Bakterije su jednoćelijski organizmi. Neke su sposobne da formiraju kolonije, ali ćelije u njima postoje nezavisno jedna od druge.

U nepovoljnim uslovima, neke bakterije su sposobne da formiraju spore zbog formiranja guste ljuske oko molekule DNK sa delom citoplazme. Bakterijske spore ne služe za razmnožavanje, kao kod biljaka i gljiva, već za zaštitu organizma od uticaja nepovoljnih uslova (suša, vrućina i sl.).

U odnosu na kiseonik, bakterije se dele na aerobes(obavezno zahtijeva kiseonik), anaerobi(umiranje u prisustvu kiseonika) i neobavezni oblici.

Na osnovu načina na koji se hrane, bakterije se dijele na autotrofna(ugljični dioksid se koristi kao izvor ugljika) i heterotrofni(koristite organske supstance). Autotrofi se, pak, dijele na fototrofi(koristite energiju sunčeve svjetlosti) i hemotrofi(koristiti energiju oksidacije neorganskih supstanci). Fototrofi uključuju cijanobakterija(plavo-zelene alge), koje provode fotosintezu, poput biljaka, oslobađajući kiseonik i zelene i ljubičaste bakterije koji provode fotosintezu bez oslobađanja kiseonika. Kemotrofi oksidiraju anorganske tvari ( nitrifikacijske bakterije, bakterije koje fiksiraju dušik, bakterije željeza, bakterije sumpora itd.).

Reprodukcija bakterija.

Bakterije se razmnožavaju aseksualno - ćelijska dioba(prokarioti nemaju mitozu i mejozu) uz pomoć konstrikcija ili septa, rjeđe pupljenjem. Ovim procesima prethodi udvostručenje kružnog molekula DNK.

Osim toga, bakterije karakterizira seksualni proces - konjugacija. Prilikom konjugacije kroz poseban kanal formiran između dvije ćelije, fragment DNK jedne ćelije se prenosi u drugu ćeliju, odnosno mijenja se nasljedna informacija sadržana u DNK obje ćelije. Budući da se broj bakterija ne povećava, radi ispravnosti se koristi koncept “seksualnog procesa”, ali ne i “seksualne reprodukcije”.

Uloga bakterija u prirodi i značaj za čovjeka

Zahvaljujući svom vrlo raznolikom metabolizmu, bakterije mogu postojati u raznim uvjetima okoline: voda, zrak, tlo, živi organizmi. Uloga bakterija je velika u stvaranju nafte, uglja, treseta, prirodnog plina, u formiranju tla, u kruženju dušika, fosfora, sumpora i drugih elemenata u prirodi. Saprotrofne bakterije učestvuju u razgradnji organskih ostataka biljaka i životinja i njihovoj mineralizaciji do CO 2, H 2 O, H 2 S, NH 3 i drugih anorganskih materija. Zajedno sa gljivama su razlagači. Nodule bakterije(fiksiranje dušika) čine simbiozu sa mahunarkama i učestvuju u fiksaciji atmosferskog dušika u mineralne spojeve dostupne biljkama. Same biljke nemaju tu sposobnost.

Ljudi koriste bakterije u mikrobiološkoj sintezi, u postrojenjima za prečišćavanje otpadnih voda, za proizvodnju niza lijekova (streptomicin), u svakodnevnom životu iu prehrambenoj industriji (proizvodnja fermentiranih mliječnih proizvoda, proizvodnja vina).

kraljevske pečurke

Opće karakteristike gljiva. Gljive su svrstane u posebno carstvo koje broji oko 100 hiljada vrsta.

Razlike između gljiva i biljaka:

• heterotrofni način ishrane
• skladištenje hranjivog glikogena
• prisustvo hitina u ćelijskim zidovima

Razlike između gljiva i životinja:

• neograničen rast
• apsorpcija hrane usisavanjem
• razmnožavanje pomoću spora
• prisustvo ćelijskog zida
• nedostatak sposobnosti za aktivno kretanje
• Struktura gljiva je raznolika - od jednoćelijskih oblika do složenih oblika klobuka

Lišajevi

Struktura lišajeva. Lišajevi broje više od 20 hiljada vrsta. To su simbiotski organizmi formirani od gljive i alge. Štaviše, lišajevi su morfološki i fiziološki integralni organizam. Tijelo lišajeva sastoji se od isprepletenih gljivičnih hifa, između kojih su smještene alge (zelene ili plavo-zelene). Alge sintetiziraju organske tvari, a gljive apsorbiraju vodu i mineralne soli. Ovisno o građi tijela ( thalli ) postoje tri grupe lišajeva: skala , ili kortikalni(talus ima izgled plakova ili kora, čvrsto se spaja sa supstratom); u obliku lista (u obliku ploča pričvršćenih na podlogu snopovima hifa); bushy (u obliku stabljika ili vrpci, obično razgranate i srasle sa podlogom samo u osnovi). Lišajevi rastu izuzetno sporo - svega nekoliko milimetara godišnje.

Reprodukcija lišajeva vrše se ili spolno (zbog gljivične komponente) ili aseksualno (formiranje spora ili odvajanje komada talusa).
Značenje lišajeva. Zbog svoje "dvostruke" prirode, lišajevi su vrlo izdržljivi. To se objašnjava mogućnošću autotrofne i heterotrofne ishrane, kao i sposobnošću da se padne u stanje suspendirane animacije, u kojoj je tijelo jako dehidrirano. U tom stanju lišajevi mogu tolerirati djelovanje različitih nepovoljnih faktora okoline (jako pregrijavanje ili hipotermija, gotovo potpuni nedostatak vlage, itd.). Biološke karakteristike omogućavaju lišajevima da koloniziraju najnepovoljnija staništa. Oni su često pioniri naseljavanja određenog kopnenog područja, uništavajući stijene i formirajući primarni sloj tla, koji potom koloniziraju drugi organizmi.
Istovremeno, lišajevi su veoma osetljivi na zagađenje životne sredine raznim hemikalijama, što im omogućava da se koriste kao bioindikatori uslovi životne sredine.
Lišajevi se koriste za dobijanje lekova, lakmusa, tanina i boja. Mahovina irvasa (irvasa mahovina) je glavna hrana za sobove. Neki narodi jedu lišajeve kao hranu. S obzirom na to da je rast lišajeva veoma spor, neophodne su mere za njegovu zaštitu: regulisanje ispaše jelena, uredno kretanje vozila itd.