Tipi di batteri: dannosi e benefici. Microbi

I batteri sono i più piccoli microrganismi antichi invisibili a occhio nudo. Solo al microscopio è possibile esaminarne la struttura, l'aspetto e l'interazione tra loro. I primi microrganismi avevano una struttura primitiva; si sviluppavano, mutavano, creavano colonie e si adattavano a un ambiente mutevole. Batteri di specie diverse scambiano tra loro amminoacidi, necessari per la crescita e lo sviluppo.

Tipi di batteri

I libri di testo di biologia scolastica contengono immagini di diversi tipi di batteri, di forma diversa:

1. I cocchi sono organismi sferici che differiscono nelle loro posizioni relative. Al microscopio, è evidente che gli streptococchi formano una catena di palline, i diplococchi vivono in coppie e gli stafilococchi vivono in grappoli di forma casuale. Un certo numero di cocchi causano vari processi infiammatori quando entrano nel corpo umano (gonococco, stafilococco, streptococco). Non tutti i cocchi che vivono nel corpo umano sono patogeni. Le specie condizionatamente patogene partecipano alla formazione delle difese dell’organismo contro gli influssi esterni e sono al sicuro se viene mantenuto l’equilibrio della flora.
2. Quelli a forma di bastoncello differiscono per forma, dimensione e capacità di formare spore. Le specie sporigene sono chiamate bacilli. I bacilli includono: bacillo del tetano, bacillo dell'antrace. Le spore sono formazioni all'interno di un microrganismo. Le spore sono insensibili ai trattamenti chimici, la loro resistenza agli influssi esterni è la chiave per preservare la specie. È noto che le spore vengono distrutte ad alte temperature (superiori a 120ºC).

Forme di microbi a forma di bastoncino:

• con poli appuntiti, come il fusobatterio, che fa parte della normale microflora delle prime vie respiratorie;
• con poli ispessiti che ricordano una mazza, come il corinebatterio, l'agente eziologico della difterite;
• con estremità arrotondate, come quelle di E. coli, necessarie per il processo di digestione;
• con estremità diritte, come il bacillo dell'antrace.

La maggior parte dei bacilli e dei batteri a forma di bastoncino si trovano in modo caotico l'uno rispetto all'altro. Possiamo distinguere gli streptobatteri (streptobacilli), che sono disposti in una catena, e i diplobatteri (diplobacillus), che esistono in coppie.

3. Spirilla e spirochete sono microrganismi contorti. Non formano spore e sono molto mobili. Al microscopio puoi vedere i loro rapidi movimenti. La maggior parte delle spirilla sono sicure per gli esseri umani e gli animali. Sono saprofiti e si nutrono di substrati non viventi. L'eccezione sono le specie che causano sodoku. Le spirochete sono più pericolose per l'uomo e gli animali; possono causare malattie della pelle, delle vie respiratorie e del tratto gastrointestinale. Le spirille differiscono dalle spirochete per avere meno vortici e la presenza di flagelli ai poli.

4. I vibrio sono microbi vibranti. Se osservati al microscopio, puoi vedere i loro movimenti vibranti. Il microrganismo cambia a seconda delle condizioni ambientali. I vibrioni sono disponibili in forme a spirale, a forma di bastoncino, filiformi e sferiche. Il più pericoloso per l'uomo è il vibrio colera.

Grammo(+) e Grammo(-)

Il microbiologo danese Hans Gram condusse un esperimento più di 100 anni fa, dopo di che tutti i batteri iniziarono a essere classificati come gram-positivi e gram-negativi. Gli organismi Gram-positivi creano un legame stabile a lungo termine con la sostanza colorante, che viene rafforzato dall'esposizione allo iodio. I Gram-negativi, al contrario, non sono sensibili al colorante, il loro guscio è saldamente protetto.

I microbi Gram-negativi includono clamidia, rickettsia e i microbi Gram-positivi includono stafilococchi, streptococchi e corinebatteri.

Oggi in medicina è ampiamente utilizzato il test per i batteri gram(+) e gram(-). La colorazione di Gram è uno dei metodi per studiare le mucose per determinare la composizione della microflora.

Aerobico e anaerobico

I batteri più primitivi vivono sott'acqua in profondità. Non hanno bisogno dell'accesso all'ossigeno per svilupparsi. Le colonie più sviluppate hanno raggiunto la terra e vivono sulle superfici. Per riprodursi e sviluppare una colonia, questi microrganismi hanno bisogno di ossigeno. Data la loro dipendenza dall'ossigeno, i gruppi di microrganismi sono chiamati aerobici e anaerobici.

I microrganismi aerobici richiedono ossigeno per lo sviluppo e la respirazione:

Aerobi obbligati: questi batteri vivono liberamente nell'ambiente esterno. Un esempio è il bacillo della tubercolosi, che è resistente all'ambiente, persiste nell'acqua fino a 5 mesi e in una stanza umida, calda e buia fino a 7 anni.

Microaerofili: questi microbi necessitano del 2% di ossigeno per la vita e lo sviluppo normali. Sono streptococchi, che provocano faringiti, scarlattina e vivono nelle vie respiratorie. Quando i microbi crescono in un ambiente liquido, questi organismi si accumulano vicino alla superficie, dove il contenuto di ossigeno è basso.

I microrganismi anaerobici sono in grado di crescere e riprodursi senza ossigeno:

• gli anaerobi obbligati evitano l'ossigeno molecolare (ad esempio i fusobatteri);
• quelli facoltativi sono capaci di crescita e sviluppo in presenza di ossigeno e senza di esso possono essere streptococchi, gonococchi;
• I microrganismi aerotolleranti non utilizzano l'ossigeno per lo sviluppo, sebbene crescano in presenza di ossigeno molecolare, come i batteri della fermentazione dell'acido lattico.

Come vivono i batteri

I biologi definiscono i batteri come un regno separato; sono diversi dagli altri esseri viventi. È un organismo unicellulare senza nucleo al suo interno. La loro forma può essere quella di una palla, di un cono, di un bastoncino o di una spirale. I procarioti usano i flagelli per muoversi.

Il biofilm è una città per i microrganismi e attraversa diverse fasi di formazione:

• L'adesione o l'assorbimento è l'attaccamento di un microrganismo a una superficie. Di norma, i film si formano all'interfaccia di due media: liquido e aria, liquido e liquido. La fase iniziale è reversibile e la formazione del film può essere prevenuta.
• Fissazione: i batteri rilasciano polimeri, garantendo la loro forte fissazione, formando una matrice per resistenza e protezione.
• Maturazione: i microbi si uniscono, si scambiano nutrienti e si sviluppano microcolonie.
• Fase di crescita: i batteri si accumulano, si fondono e vengono spostati. Il numero di microrganismi varia dal 5 al 35%, il resto dello spazio è occupato dalla matrice intercellulare.
• Dispersione: i microrganismi si staccano periodicamente dalla pellicola, si attaccano ad altre superfici e formano un biofilm.

I processi che avvengono in un biofilm sono diversi da ciò che accade ad un microbo che non fa parte della colonia. Le colonie sono stabili, i microbi organizzano un sistema unificato di reazioni comportamentali, determinando l'interazione dei membri all'interno della matrice e all'esterno del film. Le mucose umane sono abitate da un gran numero di microrganismi che producono un gel protettivo e garantiscono la stabilità del funzionamento degli organi. Un esempio è la mucosa gastrica. È noto che l'Helicobacter pylori, considerato la causa dell'ulcera gastrica, è presente in oltre l'80% delle persone esaminate, ma non tutti sviluppano l'ulcera peptica. Si presume che l'Helicobacter pylori, essendo membro della colonia, sia coinvolto nella digestione. La loro capacità di causare danni si manifesta solo dopo aver creato determinate condizioni.

L’interazione dei batteri nei biofilm è ancora poco conosciuta. Ma oggi alcuni microbi sono diventati assistenti umani nell'esecuzione di lavori di restauro e nell'aumento della resistenza dei rivestimenti. In Europa, i produttori di disinfettanti offrono il trattamento delle superfici con soluzioni batteriche contenenti microrganismi sicuri che impediscono lo sviluppo della flora patogena. I batteri vengono utilizzati per creare composti polimerici e alla fine genereranno anche elettricità.

Sia il curriculum scolastico che l'istruzione universitaria specializzata prendono necessariamente in considerazione esempi provenienti dal regno dei batteri. Questa antica forma di vita sul nostro pianeta è apparsa prima di qualsiasi altra conosciuta dall'uomo. Per la prima volta gli scienziati stimano che i batteri si siano formati circa tre miliardi e mezzo di anni fa e che per circa un miliardo di anni non esistessero altre forme di vita sul pianeta. Gli esempi di batteri, nostri nemici e amici, sono necessariamente considerati parte di qualsiasi programma educativo, perché sono queste forme di vita microscopiche che rendono possibili i processi caratteristici del nostro mondo.

Caratteristiche di prevalenza

Dove nel mondo vivente puoi trovare esempi di batteri? Sì, quasi ovunque! Si trovano nell'acqua sorgiva, nelle dune del deserto e negli elementi del suolo, dell'aria e delle rocce. Nel ghiaccio antartico, ad esempio, i batteri vivono a temperature gelide di -83 gradi, ma l'alta temperatura non interferisce con loro: sono state trovate forme di vita in fonti in cui il liquido viene riscaldato a +90. La densità di popolazione del mondo microscopico è dimostrata dal fatto che, ad esempio, i batteri in un grammo di terreno sono innumerevoli centinaia di milioni.

I batteri possono vivere su qualsiasi altra forma di vita: su una pianta, su un animale. Molte persone conoscono la frase "microflora intestinale" e in TV pubblicizzano costantemente prodotti che la migliorano. Infatti è stato formato, ad esempio, da batteri, cioè normalmente nel corpo umano vivono anche innumerevoli forme di vita microscopiche. Sono anche sulla nostra pelle, nella nostra bocca, in una parola, ovunque. Alcuni di essi sono veramente dannosi e addirittura pericolosi per la vita, motivo per cui gli agenti antibatterici sono così diffusi, ma senza altri sarebbe semplicemente impossibile sopravvivere: le nostre specie convivono in simbiosi.

Condizioni di vita

Qualunque sia l'esempio di batteri che fornisci, questi organismi sono estremamente resistenti, possono sopravvivere in condizioni sfavorevoli e adattarsi facilmente a fattori negativi. Alcune forme richiedono ossigeno per sopravvivere, mentre altre possono sopravvivere bene anche senza di esso. Esistono molti esempi di batteri che sopravvivono in modo eccellente in un ambiente privo di ossigeno.

La ricerca ha dimostrato che le forme di vita microscopiche possono sopravvivere al freddo estremo e non sono influenzate dalla siccità estrema o dalle temperature elevate. Le spore attraverso le quali i batteri si riproducono resistono facilmente anche alla bollitura prolungata o al trattamento a basse temperature.

Quali sono?

Analizzando esempi di batteri (nemici e amici dell'uomo), dobbiamo ricordare che la biologia moderna introduce un sistema di classificazione che semplifica in qualche modo la comprensione di questo diverso regno. È consuetudine parlare di diverse forme, ognuna delle quali ha un nome specializzato. Quindi, i cocchi sono chiamati batteri a forma di palla, gli streptococchi sono palline raccolte in una catena e se la formazione assomiglia a un mazzo, viene classificata come un gruppo di stafilococchi. Tali forme di vita microscopiche sono note quando due batteri vivono in una capsula ricoperta da una membrana mucosa. Questi sono chiamati diplococchi. I bacilli hanno la forma di bastoncini, le spirille hanno la forma di spirali e i vibrioni sono un esempio di batterio (qualsiasi studente che sta seguendo il programma in modo responsabile dovrebbe essere in grado di darlo) che ha una forma simile a una virgola.

Questo nome è stato adottato per riferirsi a forme di vita microscopiche che, quando analizzate da Gram, non cambiano colore se esposte al cristallino viola. Ad esempio, i batteri patogeni e innocui della classe gram-positivi mantengono una tinta viola anche se lavati con alcool, ma i batteri gram-negativi sono completamente scoloriti.

Quando si esamina una forma di vita microscopica, dopo il lavaggio di Gram, è necessario utilizzare un colorante contratto (safranina), sotto l'influenza del quale il batterio diventerà rosa o rosso. Questa reazione è dovuta alla struttura della membrana esterna, che impedisce al colorante di penetrare all'interno.

Perché è necessario?

Se, nell'ambito di un corso scolastico, a uno studente viene affidato il compito di fornire esempi di batteri, di solito può ricordare quelle forme discusse nel libro di testo e per loro le loro caratteristiche principali sono già state indicate. Il test di colorazione è stato inventato proprio per identificare questi parametri specifici. Inizialmente, lo studio mirava a classificare i rappresentanti delle forme di vita microscopiche.

I risultati del test di Gram ci permettono di trarre conclusioni sulla struttura delle pareti cellulari. Sulla base delle informazioni ottenute, è possibile dividere tutte le forme identificate in due gruppi, che vengono ulteriormente presi in considerazione nel lavoro. Ad esempio, i batteri patogeni della classe gram-negativi sono molto più resistenti all'influenza degli anticorpi, poiché la parete cellulare è impenetrabile, protetta e potente. Ma per i Gram-positivi la resistenza è notevolmente inferiore.

Patogenicità e caratteristiche di interazione

Un classico esempio di malattia causata da batteri è un processo infiammatorio che può svilupparsi in un'ampia varietà di tessuti e organi. Molto spesso, questa reazione è provocata da forme di vita gram-negative, poiché le loro pareti cellulari innescano una reazione da parte del sistema immunitario umano. Le pareti contengono LPS (strato di lipopolisaccaride), in risposta al quale il corpo genera citochine. Ciò provoca infiammazione, il corpo dell’ospite è costretto a far fronte ad una maggiore produzione di componenti tossici, dovuta alla lotta tra la forma di vita microscopica e il sistema immunitario.

Quali sono conosciuti?

In medicina, attualmente viene prestata particolare attenzione a tre forme che provocano malattie gravi. Il batterio Neisseria gonorrhoeae viene trasmesso sessualmente, si osservano sintomi di patologie respiratorie quando il corpo viene infettato da Moraxella catarrhalis e una delle malattie molto pericolose per l'uomo - la meningite - è provocata dal batterio Neisseria meningitidis.

Bacilli e malattie

Considerando, ad esempio, i batteri e le malattie che provocano, è semplicemente impossibile ignorare i bacilli. Questa parola è ormai nota a qualsiasi profano, anche se ha poca idea delle caratteristiche delle forme di vita microscopiche, ma è questo tipo di batteri gram-negativi che è estremamente importante per medici e ricercatori moderni, poiché provoca seri problemi nel sistema respiratorio umano. Sono noti anche esempi di malattie del sistema urinario provocate da tale infezione. Alcuni bacilli influenzano negativamente il funzionamento del tratto gastrointestinale. L’entità del danno dipende sia dall’immunità della persona che dalla forma specifica che ha infettato il corpo.

Un certo gruppo di batteri gram-negativi è associato ad una maggiore probabilità di infezione contratta in ospedale. I più pericolosi tra quelli relativamente diffusi causano meningite secondaria e polmonite. I più attenti dovrebbero essere i lavoratori delle istituzioni mediche nel reparto di terapia intensiva.

Litotrofi

Quando si considerano esempi di nutrizione batterica, si dovrebbe prestare particolare attenzione al gruppo unico di litotrofi. Questa è una forma di vita microscopica che riceve energia da un composto inorganico per le sue attività. Vengono consumati metalli, idrogeno solforato, ammonio e molti altri composti da cui il batterio riceve elettroni. L'agente ossidante nella reazione è una molecola di ossigeno o un altro composto che ha già subito la fase di ossidazione. Il trasferimento di elettroni è accompagnato dalla produzione di energia immagazzinata dall'organismo e utilizzata nel metabolismo.

Per gli scienziati moderni, i litotrofi sono interessanti principalmente perché sono organismi viventi piuttosto atipici per il nostro pianeta e lo studio ci consente di espandere significativamente la nostra comprensione delle capacità di alcuni gruppi di esseri viventi. Conoscendo gli esempi, i nomi dei batteri della classe dei litotrofi e studiando le peculiarità della loro attività vitale, è possibile ripristinare in una certa misura il sistema ecologico primario del nostro pianeta, cioè il periodo in cui non c'era la fotosintesi, l'ossigeno non esisteva e nemmeno la materia organica era ancora apparsa. Lo studio dei litotrofi offre la possibilità di comprendere la vita su altri pianeti, dove può realizzarsi attraverso l'ossidazione di sostanze inorganiche, in completa assenza di ossigeno.

Chi e cosa?

Cosa sono i litotrofi in natura? Esempio: batteri noduli, chemiotrofi, carbossitrofici, metanogeni. Allo stato attuale, gli scienziati non possono dire con certezza di aver scoperto tutte le specie appartenenti a questo gruppo di forme di vita microscopiche. Si presume che ulteriori ricerche in questa direzione siano una delle aree più promettenti della microbiologia.

I litotrofi prendono parte attiva ai processi ciclici importanti per le condizioni di vita sul nostro pianeta. Spesso le reazioni chimiche provocate da questi batteri hanno un effetto piuttosto forte sullo spazio. Pertanto, i batteri dello zolfo possono ossidare l'idrogeno solforato nei sedimenti sul fondo di un serbatoio e senza tale reazione il componente reagirebbe con l'ossigeno contenuto negli strati d'acqua, rendendo impossibile la vita al suo interno.

Simbiosi e confronto

Chi non conosce esempi di virus e batteri? Nell'ambito del corso scolastico, a tutti viene detto del Treponema pallidum, che può causare la sifilide e la flambesia. Esistono anche virus batterici, noti alla scienza come batteriofagi. Gli studi hanno dimostrato che in un solo secondo possono infettare dal 10 al 24° grado di batteri! Questo è sia un potente strumento per l'evoluzione che un metodo applicabile all'ingegneria genetica, che è attualmente attivamente studiato dagli scienziati.

L'importanza della vita

La gente comune crede erroneamente che i batteri siano solo la causa delle malattie umane e che non vi siano altri benefici o danni da essi. Questo stereotipo è dovuto all'immagine antropocentrica del mondo circostante, cioè all'idea che tutto sia in qualche modo correlato a una persona, ruoti attorno a lui ed esista solo per lui. In effetti, stiamo parlando di un'interazione costante senza alcun centro di rotazione specifico. Batteri ed eucarioti hanno interagito fin da quando esistono entrambi i regni.

Il primo metodo per combattere i batteri inventato dall'umanità fu associato alla scoperta della penicillina, un fungo capace di distruggere le forme di vita microscopiche. I funghi appartengono al regno degli eucarioti e, dal punto di vista della gerarchia biologica, sono più strettamente imparentati con l'uomo che con le piante. Ma la ricerca ha dimostrato che i funghi non sono gli unici e nemmeno i primi a diventare nemici dei batteri, perché gli eucarioti sono comparsi molto più tardi della vita microscopica. Inizialmente, la lotta tra i batteri (e altre forme semplicemente non esistevano) avveniva utilizzando i componenti prodotti da questi organismi per conquistare un posto per l'esistenza. Attualmente, una persona, cercando di scoprire nuovi modi per combattere i batteri, può solo scoprire quei metodi che sono noti alla natura da molto tempo e che sono stati utilizzati dagli organismi nella lotta per la vita. Ma la resistenza ai farmaci, che spaventa così tante persone, è una normale reazione di resistenza insita nella vita microscopica da molti milioni di anni. È stato questo a determinare la capacità dei batteri di sopravvivere per tutto questo tempo e di continuare a svilupparsi e moltiplicarsi.

Attaccare o morire

Il nostro mondo è un luogo dove possono sopravvivere solo coloro che sono adattati alla vita, capaci di difendersi, attaccare e sopravvivere. Allo stesso tempo, la capacità di attaccare è strettamente correlata alle opzioni per proteggere se stessi, la propria vita e i propri interessi. Se un certo batterio non riuscisse a sfuggire agli antibiotici, quella specie si estinguerebbe. I microrganismi attualmente esistenti hanno meccanismi di difesa abbastanza sviluppati e complessi che sono efficaci contro un’ampia varietà di sostanze e composti. Il metodo più applicabile in natura è reindirizzare il pericolo su un altro bersaglio.

L'aspetto di un antibiotico è accompagnato da un effetto sulla molecola di un organismo microscopico - sull'RNA, sulle proteine. Se si modifica il bersaglio, cambierà il sito in cui l’antibiotico può legarsi. Una mutazione puntiforme, che rende un organismo resistente agli effetti di un componente aggressivo, diventa la ragione del miglioramento dell'intera specie, poiché è questo batterio che continua a riprodursi attivamente.

Virus e batteri

Questo argomento sta attualmente provocando molte conversazioni sia tra i professionisti che tra la gente comune. Quasi una persona su due si considera un esperto di virus, il che è collegato al lavoro dei sistemi di mass media: non appena si avvicina l'epidemia di influenza, ovunque si parla e si scrive di virus. Una persona, dopo aver preso conoscenza di questi dati, inizia a credere di sapere tutto ciò che è possibile. Certo, è utile conoscere i dati, ma non sbagliare: non solo le persone comuni, ma anche i professionisti attualmente devono ancora scoprire la maggior parte delle informazioni sulle peculiarità della vita di virus e batteri.

A proposito, negli ultimi anni il numero di persone convinte che il cancro sia una malattia virale è aumentato in modo significativo. Molte centinaia di laboratori in tutto il mondo hanno condotto studi da cui si può trarre questa conclusione riguardo alla leucemia e al sarcoma. Tuttavia, per ora si tratta solo di supposizioni e le prove ufficiali non sono sufficienti per giungere ad una conclusione definitiva.

Virologia

Si tratta di un campo scientifico abbastanza giovane, nato ottant’anni fa quando si scoprì la causa della malattia del mosaico del tabacco. Molto più tardi, è stata ricevuta la prima immagine, anche se era molto imprecisa, e ricerche più o meno corrette sono state effettuate solo negli ultimi quindici anni, quando le tecnologie a disposizione dell'umanità hanno permesso di studiare forme di vita così piccole.

Attualmente non ci sono informazioni precise su come e quando siano comparsi i virus, ma una delle teorie principali è che questa forma di vita abbia avuto origine dai batteri. Invece dell'evoluzione, qui ha avuto luogo il degrado, lo sviluppo è tornato indietro e si sono formati nuovi organismi unicellulari. Un gruppo di scienziati sostiene che in precedenza i virus erano molto più complessi, ma col tempo hanno perso numerose caratteristiche. Una condizione accessibile all'uomo moderno per lo studio, la diversità dei dati genetici sono solo echi di diversi gradi, stadi di degrado caratteristici di una particolare specie. Quanto sia corretta questa teoria non è ancora noto, ma non si può negare la presenza di una stretta connessione tra batteri e virus.

Batteri: così diversi

Anche se l'uomo moderno capisce che i batteri lo circondano ovunque, è ancora difficile rendersi conto di quanto i processi del mondo circostante dipendano dalle forme di vita microscopiche. Solo di recente gli scienziati hanno scoperto che i batteri viventi riempiono di vapore anche le nuvole da cui si sollevano. Le capacità conferite a tali organismi sono sorprendenti e stimolanti. Alcuni fanno sì che l'acqua si trasformi in ghiaccio, provocando precipitazioni. Quando il granulo comincia a cadere, si scioglie nuovamente, e un rivolo d'acqua – o di neve, a seconda del clima e della stagione – cade sul terreno. Non molto tempo fa, gli scienziati hanno suggerito che i batteri potrebbero essere utilizzati per aumentare le precipitazioni.

Le capacità descritte sono state finora scoperte durante lo studio di una specie che ha ricevuto il nome scientifico Pseudomonas Syringae. Gli scienziati in precedenza presumevano che le nuvole visibili all'occhio umano fossero piene di vita e mezzi, tecnologie e strumenti moderni hanno permesso di dimostrare questo punto di vista. Secondo stime approssimative, un metro cubo di nuvola è pieno di microbi in una concentrazione di 300-30.000 copie. Tra le altre c'è la forma citata di Pseudomonas Syringae, che provoca la formazione di ghiaccio dall'acqua a temperatura abbastanza elevata. È stato scoperto per la prima volta diversi decenni fa durante lo studio delle piante e coltivato in un ambiente artificiale: si è rivelato abbastanza semplice. Attualmente, Pseudomonas Syringae sta lavorando attivamente a beneficio dell'umanità nelle stazioni sciistiche.

Come avviene questo?

L'esistenza di Pseudomonas Syringae è associata alla produzione di proteine ​​che ricoprono in una rete la superficie dell'organismo microscopico. Quando una molecola d'acqua si avvicina, inizia una reazione chimica, il reticolo viene livellato, appare una rete che provoca la formazione di ghiaccio. Il nucleo attira l'acqua e aumenta di dimensioni e massa. Se tutto ciò accadesse nella nuvola, l'aumento di peso renderebbe impossibile librarsi ulteriormente e il granello cadrebbe. La forma delle precipitazioni è determinata dalla temperatura dell'aria vicino alla superficie terrestre.

Presumibilmente, Pseudomonas Syringae può essere utilizzato durante i periodi di siccità introducendo una colonia di batteri in una nuvola. Attualmente, gli scienziati non sanno esattamente quale concentrazione di microrganismi può provocare la pioggia, quindi vengono condotti esperimenti e prelevati campioni. Allo stesso tempo, è necessario scoprire perché Pseudomonas Syringae si muove tra le nuvole, se il microrganismo vive normalmente sulla pianta.

BATTERI
un folto gruppo di microrganismi unicellulari caratterizzati dall'assenza di un nucleo cellulare circondato da una membrana. Allo stesso tempo, il materiale genetico del batterio (acido desossiribonucleico o DNA) occupa un posto molto specifico nella cellula: una zona chiamata nucleoide. Gli organismi con una tale struttura cellulare sono chiamati procarioti ("prenucleare"), a differenza di tutti gli altri - eucarioti ("vero nucleare"), il cui DNA si trova nel nucleo circondato da un guscio. I batteri, precedentemente considerati piante microscopiche, sono ora classificati nel regno indipendente Monera, uno dei cinque nell'attuale sistema di classificazione, insieme a piante, animali, funghi e protisti.

Prove fossili. I batteri sono probabilmente il più antico gruppo di organismi conosciuto. Strutture di pietra stratificate - stromatoliti - datate in alcuni casi all'inizio dell'Archeozoico (Archeano), cioè è nato 3,5 miliardi di anni fa, - il risultato dell'attività vitale dei batteri, solitamente fotosintetizzanti, i cosiddetti. alghe blu verdi. Strutture simili (film batterici impregnati di carbonati) si formano ancora oggi, soprattutto al largo delle coste dell'Australia, delle Bahamas, della California e del Golfo Persico, ma sono relativamente rare e non raggiungono grandi dimensioni, perché gli organismi erbivori, come i gasteropodi , nutriti di loro. Al giorno d'oggi, le stromatoliti crescono soprattutto dove questi animali sono assenti a causa dell'elevata salinità dell'acqua o per altri motivi, ma prima dell'emergere di forme erbivore nel corso dell'evoluzione, potevano raggiungere dimensioni enormi, costituendo un elemento essenziale delle acque basse oceaniche, paragonabili alle moderne barriere coralline. In alcune rocce antiche sono state rinvenute minuscole sfere carbonizzate, che si ritiene siano anche resti di batteri. I primi nucleari, cioè eucariotiche, le cellule si sono evolute dai batteri circa 1,4 miliardi di anni fa.
Ecologia. I batteri sono abbondanti nel suolo, sul fondo dei laghi e degli oceani, ovunque si accumuli materia organica. Vivono al freddo, quando il termometro è poco sopra lo zero, e nelle sorgenti calde acide con temperature superiori a 90°C. Alcuni batteri tollerano una salinità molto elevata; in particolare, sono gli unici organismi rinvenuti nel Mar Morto. Nell'atmosfera sono presenti nelle goccioline d'acqua e la loro abbondanza è solitamente correlata alla polverosità dell'aria. Pertanto, nelle città, l’acqua piovana contiene molti più batteri che nelle zone rurali. Ce ne sono pochi nell'aria fredda delle alte montagne e delle regioni polari, tuttavia si trovano anche nello strato inferiore della stratosfera ad un'altitudine di 8 km. Il tratto digestivo degli animali è densamente popolato di batteri (solitamente innocui). Gli esperimenti hanno dimostrato che non sono necessari per la vita della maggior parte delle specie, sebbene possano sintetizzare alcune vitamine. Tuttavia, nei ruminanti (mucche, antilopi, pecore) e in molte termiti sono coinvolti nella digestione del cibo vegetale. Inoltre, il sistema immunitario di un animale allevato in condizioni sterili non si sviluppa normalmente a causa della mancanza di stimolazione batterica. La normale flora batterica dell'intestino è importante anche per sopprimere i microrganismi dannosi che vi entrano.

STRUTTURA E ATTIVITÀ VITA DEI BATTERI

CELLULA BATTERICA “TIPICA”. e le sue strutture fondamentali.

METABOLISMO

CLASSIFICAZIONE

Phylum Gracilicutes (batteri Gram-negativi a parete sottile)

Classe Scotobacteria (forme non fotosintetiche, come i mixobatteri) Classe Anoxyphotobacteria (forme fotosintetiche che non producono ossigeno, come i batteri dello zolfo viola) Classe Oxyphotobacteria (forme fotosintetiche che producono ossigeno, come i cianobatteri)

Phylum Firmicutes (batteri Gram-positivi a parete spessa)

Classe Firmibatteri (forme a cellule dure, come i clostridi)
Classe Thallobacteria (forme ramificate, ad esempio attinomiceti)

Phylum Tenericutes (batteri Gram-negativi senza parete cellulare)

Classe Mollicutes (forme a cellule molli, come i micoplasmi)

Phylum Mendosicutes (batteri con pareti cellulari difettose)

Classe Archebatteri (forme antiche, ad esempio che formano metano)

ECOLOGIA

BATTERI E INDUSTRIA

LOTTA AI BATTERI NELL'INDUSTRIA

BATTERI E MALATTIE

STUDIO DEI BATTERI

Enciclopedia di Collier. - Società aperta. 2000 .

La vita sul nostro pianeta è iniziata con i batteri. Gli scienziati ritengono che tutto finisca qui. Si dice che quando gli alieni studiarono la Terra, non riuscirono a capire chi fosse il suo vero proprietario: una persona o un bacillo. I fatti più interessanti sui batteri sono selezionati di seguito.

Un batterio è un organismo separato che si riproduce per divisione. Quanto più favorevole è l'habitat, tanto prima si divide. Questi microrganismi vivono in tutti gli esseri viventi, così come nell'acqua, nel cibo, negli alberi marci e nelle piante.

L'elenco non si limita a questo. I bacilli sopravvivono bene sugli oggetti toccati dagli esseri umani. Ad esempio sul corrimano dei trasporti pubblici, sulla maniglia di un frigorifero, sulla punta di una matita. Fatti interessanti sui batteri sono stati recentemente scoperti dall'Università dell'Arizona. Secondo le loro osservazioni, su Marte vivono microrganismi “dormienti”. Gli scienziati sono fiduciosi che questa sia una delle prove dell'esistenza della vita su altri pianeti, inoltre, a loro avviso, i batteri alieni possono essere “rianimati” sulla Terra;

Il microrganismo fu esaminato per la prima volta al microscopio ottico dallo scienziato olandese Antonius van Leeuwenhoek alla fine del XVII secolo. Attualmente sono circa duemila le specie conosciute di bacilli. Tutti possono essere suddivisi in:

• dannoso;
• utile;
• neutro.

Allo stesso tempo, quelli dannosi di solito combattono con quelli benefici e neutrali. Questo è uno dei motivi più comuni per cui una persona si ammala.

I fatti più interessanti

In generale, gli organismi unicellulari partecipano a tutti i processi vitali.

Batteri e persone

Dalla nascita, una persona entra in un mondo pieno di vari microrganismi. Alcuni lo aiutano a sopravvivere, altri causano infezioni e malattie.

I fatti più interessanti su batteri e persone:

Si scopre che il bacillo può curare completamente una persona o distruggere la nostra specie. Attualmente esistono già tossine batteriche.

In che modo i batteri ci hanno aiutato a sopravvivere?

Ecco alcuni fatti più interessanti sui batteri che apportano benefici agli esseri umani:

• alcuni tipi di bacilli proteggono una persona dalle allergie;
• con l'aiuto dei batteri è possibile smaltire rifiuti pericolosi (ad esempio prodotti petroliferi);
• Senza microrganismi nell'intestino, una persona non sopravviverebbe.

Come parlare ai bambini dei bacilli?

I bambini sono pronti a parlare di bacilli all'età di 3-4 anni. Per trasmettere correttamente le informazioni, vale la pena raccontare fatti interessanti sui batteri. Per i bambini, ad esempio, è molto importante capire che esistono microbi buoni e microbi cattivi. Che quelli buoni possono trasformare il latte in latte cotto fermentato. E anche che aiutano la pancia a digerire il cibo.

Bisogna prestare attenzione ai batteri cattivi. Spiega loro che sono molto piccoli, quindi non sono visibili. Che quando entrano nel corpo umano, ci sono rapidamente molti microbi e iniziano a mangiarci dall'interno.

Il bambino deve sapere per impedire al microbo malvagio di entrare nel corpo:

• Lavarsi le mani dopo essere usciti e prima di mangiare.
• Non mangiare molti dolci.
• Vaccinarsi.

Il modo migliore per dimostrare i batteri è attraverso immagini ed enciclopedie.

Cosa dovrebbe sapere ogni studente?

Con un bambino più grande è meglio parlare non di germi, ma di batteri. È importante motivare fatti interessanti per gli scolari. Cioè, quando si parla dell'importanza del lavaggio delle mani, si può dire che sulle maniglie dei WC vivono 340 colonie di bacilli nocivi.

Potete trovare insieme informazioni su quali batteri causano la carie. E dì anche allo studente che il cioccolato in piccole quantità ha un effetto antibatterico.

Anche uno studente delle scuole elementari potrà capire cos’è un vaccino. Questo avviene quando una piccola quantità di virus o batteri viene introdotta nel corpo e il sistema immunitario lo sconfigge. Ecco perché è così importante vaccinarsi.

Già dall'infanzia dovrebbe arrivare la comprensione che il paese dei batteri è un mondo intero che non è stato ancora completamente studiato. E finché esistono questi microrganismi, esiste la stessa specie umana.

La microbiologia studia la struttura, l'attività vitale, le condizioni di vita e lo sviluppo degli organismi più piccoli chiamati microbi o microrganismi.

"Invisibili, accompagnano costantemente una persona, invadendo la sua vita sia come amici che come nemici", ha detto l'accademico V. L. Omelyansky. I microbi, infatti, sono ovunque: nell'aria, nell'acqua e nel suolo, nel corpo dell'uomo e degli animali. Possono essere utili e vengono utilizzati in molti prodotti alimentari. Possono essere dannosi, causare malattie alle persone, deterioramento degli alimenti, ecc.

I microbi furono scoperti dall'olandese A. Leeuwenhoek (1632-1723) alla fine del XVII secolo, quando costruì le prime lenti che fornivano un ingrandimento di 200 volte o più. Il microcosmo che vide lo stupì. Leeuwenhoek descrisse e disegnò i microrganismi che scoprì su vari oggetti. Ha gettato le basi per la natura descrittiva della nuova scienza. Le scoperte di Louis Pasteur (1822-1895) dimostrarono che i microrganismi differiscono non solo nella forma e nella struttura, ma anche nelle loro funzioni vitali. Pasteur ha stabilito che il lievito provoca la fermentazione alcolica e che alcuni microbi possono causare malattie infettive nell'uomo e negli animali. Pasteur è passato alla storia come l'inventore del metodo di vaccinazione contro la rabbia e l'antrace. Il contributo di fama mondiale alla microbiologia è R. Koch (1843-1910) - scoprì gli agenti causali della tubercolosi e del colera, I. I. Mechnikova (1845-1916) - sviluppò la teoria fagocitica dell'immunità, il fondatore della virologia D. I. Ivanovsky (1864- 1920), N F. Gamaleya (1859-1940) e molti altri scienziati.

Classificazione e morfologia dei microrganismi

Microbi - Si tratta di minuscoli organismi viventi, per lo più unicellulari, visibili solo al microscopio. La dimensione dei microrganismi è misurata in micrometri - micron (1/1000 mm) e nanometri - nm (1/1000 micron).

I microbi sono caratterizzati da un'enorme varietà di specie, diverse per struttura, proprietà e capacità di esistere in diverse condizioni ambientali. Possono essere unicellulare, pluricellulare E non cellulare.

I microbi si dividono in batteri, virus e fagi, funghi e lieviti. Separatamente, esistono varietà di batteri: rickettsia, micoplasma e un gruppo speciale è costituito da protozoi (protozoi).

Batteri

Batteri- microrganismi prevalentemente unicellulari di dimensioni variabili da decimi di micrometro, ad esempio il micoplasma, a diversi micrometri e nelle spirochete - fino a 500 micron.

Esistono tre forme principali di batteri: sferici (cocchi), bastoncellari (bacilli, ecc.), contorti (vibrioni, spirochete, spirilla) (Fig. 1).

Batteri globulari (cocchi) Solitamente hanno forma sferica, ma possono essere leggermente ovali o a forma di fagiolo. I cocchi possono essere localizzati singolarmente (micrococchi); in coppia (diplococchi); sotto forma di catenelle (streptococchi) o di grappoli d'uva (stafilococchi), in confezione (sarcine). Gli streptococchi possono causare tonsilliti ed erisipela, mentre gli stafilococchi possono causare vari processi infiammatori e purulenti.

Riso. 1. Forme di batteri: 1 - micrococchi; 2 - streptococchi; 3 - sardine; 4 — bastoni senza spore; 5 — bastoncini con spore (bacilli); 6 - vibrioni; 7- spirochete; 8 - spirilla (con flagelli); stafilococchi

Batteri a forma di bastoncino il più comune. I bastoncini possono essere singoli, collegati a coppie (diplobatteri) o in catene (streptobatteri). I batteri a forma di bastoncino includono l'Escherichia coli, gli agenti causali della salmonellosi, della dissenteria, della febbre tifoide, della tubercolosi, ecc. Alcuni batteri a forma di bastoncino hanno la capacità di formarsi controversie. Vengono chiamati bastoncini sporigeni bacilli. Vengono chiamati bacilli a forma di fuso clostridi.

La sporulazione è un processo complesso. Le spore sono significativamente diverse da una normale cellula batterica. Hanno un guscio denso e una quantità molto piccola di acqua, non necessitano di nutrienti e la riproduzione si ferma completamente. Le spore sono in grado di resistere a lungo all'essiccazione, alle alte e basse temperature e possono rimanere in uno stato vitale per decine e centinaia di anni (spore di antrace, botulismo, tetano, ecc.). Una volta in un ambiente favorevole, le spore germinano, cioè si trasformano nella consueta forma di propagazione vegetativa.

Batteri contorti può avere la forma di una virgola - vibrios, con diversi riccioli - spirilla, sotto forma di un sottile bastoncino contorto - spirochete. I vibrioni includono l'agente eziologico del colera e l'agente eziologico della sifilide è una spirocheta.

cellula batterica ha una parete cellulare (guaina), spesso ricoperta di muco. Spesso il muco forma una capsula. Il contenuto della cellula (citoplasma) è separato dalla membrana dalla membrana cellulare. Il citoplasma è una massa proteica trasparente in uno stato colloidale. Il citoplasma contiene ribosomi, un apparato nucleare con molecole di DNA e varie inclusioni di nutrienti di riserva (glicogeno, grassi, ecc.).

Micoplasma - batteri privi di parete cellulare e che necessitano dei fattori di crescita contenuti nel lievito per il loro sviluppo.

Alcuni batteri possono muoversi. Il movimento viene effettuato con l'aiuto di flagelli: fili sottili di diverse lunghezze che eseguono movimenti di rotazione. I flagelli possono avere la forma di un unico filo lungo o di un fascio e possono essere localizzati su tutta la superficie del batterio. Molti batteri a forma di bastoncino e quasi tutti i batteri ricurvi hanno flagelli. I batteri sferici, di regola, non hanno flagelli e sono immobili.

I batteri si riproducono dividendosi in due parti. La velocità di divisione può essere molto elevata (ogni 15-20 minuti) e il numero di batteri aumenta rapidamente. Questa rapida divisione si verifica sugli alimenti e su altri substrati ricchi di sostanze nutritive.

Virus

Virus- un gruppo speciale di microrganismi che non hanno una struttura cellulare. Le dimensioni dei virus sono misurate in nanometri (8-150 nm), quindi possono essere visti solo utilizzando un microscopio elettronico. Alcuni virus sono costituiti solo da una proteina e da un acido nucleico (DNA o RNA).

I virus causano malattie umane comuni come l'influenza, l'epatite virale, il morbillo, nonché malattie degli animali: afta epizootica, peste animale e molte altre.

Si chiamano virus batterici batteriofagi, virus fungini - micofagi ecc. I batteriofagi si trovano ovunque siano presenti microrganismi. I fagi causano la morte delle cellule microbiche e possono essere usati per trattare e prevenire alcune malattie infettive.

Funghi sono organismi vegetali speciali che non hanno clorofilla e non sintetizzano sostanze organiche, ma necessitano di sostanze organiche già pronte. Pertanto, i funghi si sviluppano su vari substrati contenenti sostanze nutritive. Alcuni funghi possono causare malattie delle piante (cancro e peronospora delle patate, ecc.), degli insetti, degli animali e dell'uomo.

Le cellule fungine differiscono dalle cellule batteriche per la presenza di nuclei e vacuoli e sono simili alle cellule vegetali. Molto spesso assumono la forma di fili lunghi e ramificati o intrecciati - ife. Formato da ife micelio, o micelio. Il micelio può essere costituito da cellule con uno o più nuclei o essere non cellulare, rappresentando una cellula multinucleata gigante. Sul micelio si sviluppano i corpi fruttiferi. Il corpo di alcuni funghi può essere costituito da singole cellule, senza formazione di micelio (lievito, ecc.).

I funghi possono riprodursi in diversi modi, anche vegetativamente a seguito della divisione ifale. La maggior parte dei funghi si riproducono asessualmente e sessualmente attraverso la formazione di speciali cellule riproduttive - controversia. Le spore, di regola, sono in grado di persistere a lungo nell'ambiente esterno. Le spore mature possono essere trasportate per distanze considerevoli. Una volta nel mezzo nutritivo, le spore si sviluppano rapidamente in ife.

Le muffe rappresentano un ampio gruppo di funghi (Fig. 2). Ampiamente distribuiti in natura, possono crescere sui prodotti alimentari, formando placche ben visibili di vari colori. Il deterioramento del cibo è spesso causato da funghi mucosi, che formano una massa soffice bianca o grigia. Il fungo mucoso Rhizopus provoca il “marciume molle” di verdure e frutti di bosco, mentre il fungo Botrytis ricopre e ammorbidisce mele, pere e frutti di bosco. Gli agenti causali della modellatura dei prodotti possono essere funghi del genere Peniillium.

Alcuni tipi di funghi non solo possono deteriorare gli alimenti, ma producono anche sostanze tossiche per l'uomo: le micotossine. Questi includono alcuni tipi di funghi del genere Aspergillus, del genere Fusarium, ecc.

Le proprietà benefiche di alcuni tipi di funghi vengono utilizzate nell'industria alimentare e farmaceutica e in altri settori. Ad esempio, i funghi del genere Peniillium vengono utilizzati per ottenere l'antibiotico penicillina e nella produzione di formaggi (Roquefort e Camembert), i funghi del genere Aspergillus vengono utilizzati nella produzione di acido citrico e molti preparati enzimatici.

Actinomiceti- microrganismi che hanno caratteristiche sia di batteri che di funghi. Nella struttura e nelle proprietà biochimiche, gli actinomiceti sono simili ai batteri e, in termini di natura della riproduzione e capacità di formare ife e micelio, sono simili ai funghi.

Riso. 2. Tipi di muffe: 1 - peniillium; 2- aspergillo; 3 - mukor.

Lievito

Lievito- microrganismi immobili unicellulari di dimensioni non superiori a 10-15 micron. La forma della cellula di lievito è spesso rotonda o ovale, meno spesso a forma di bastoncino, a forma di mezzaluna o a forma di limone. Le cellule di lievito hanno una struttura simile ai funghi, hanno anche un nucleo e vacuoli. Il lievito si riproduce per gemmazione, fissione o spore.

I lieviti sono molto diffusi in natura, si possono trovare nel terreno e sulle piante, sui prodotti alimentari e su vari scarti industriali contenenti zuccheri. Lo sviluppo di lievito nei prodotti alimentari può portare al deterioramento, provocando fermentazione o inacidimento. Alcuni tipi di lievito hanno la capacità di convertire lo zucchero in alcol etilico e anidride carbonica. Questo processo si chiama fermentazione alcolica ed è largamente utilizzato nell’industria alimentare ed enologica.

Alcuni tipi di lievito candida causano una malattia umana chiamata candidosi.