Бактерии – самые древнейшие организмы на земле

Кто такие бактерии в биологии: определение

  • Бактериями называются живые микроорганизмы, которые не имеют ядра. Они относятся к домену прокариотов, являясь одной из древнейших жизненных форм на планете. Это также одни из наиболее универсальных «жителей» Земли, способные жить в глубинах почвы и водоемах, в кислой и радиоактивной среде. Несмотря на все старания ученых, человечество до сих пор не может выращивать их все лабораторно (это удается только относительно некоторых видов).
  • Длина бактерий составляет считанные микрометры, а форма их может быть самой разнообразной.  Наука, которая занимается изучением бактерий, называется бактериологией. Они являются составляющей микрофлоры человека, принося как пользу, так и вызывая различные заболевания. Используются в различных сферах человеческой деятельности: промышленность, животноводство, биотехнологические процессы и т.д.
  • Слово происходит из латинского языка, в котором в свою очередь было образовано производное название из греческого, и обозначает понятие «палочка» — именно такими были бактерии, впервые обозначенные учеными.
В биологии
В биологии

Чем являются бактерии, являются ли они организмами?

Археология и история – это две науки, тесно переплетенные между собой. Археологические исследования дают возможность узнать о прошлом планеты, которое посредством истории выстраивается в хронологическом порядке.

Ученые, занимающиеся такими изысканиями, постоянно стремятся найти все более и более древние формы живых существ, обитавших на Земле.

Обратите внимание

Проведенные исследования показали, что бактерии – это древнейшие микроорганизмы, когда-либо населявшие планету.

Эти микроорганизмы постоянно подвергаются тщательному изучению, поскольку их роль в процессе эволюции практически невозможно переоценить. Дискуссии на эту тему возникают очень часто, но в результате всегда оказывается, что бактерии проживают на планете намного дольше других существ, чему находятся многочисленные подтверждения.

Процесс изучения бактерий активно идет, счет исследованиям практически не ведется, и каждое новое открытие становится сенсацией для всего мира. Одним из ярчайших событий стало обнаружение серных анаэробных бактерий, существовавших 3,4 млрд лет назад в Австралии. Находка вызвала массу споров и обсуждений: в ход шли даже теории о неземном происхождении микроорганизмов.

Существуют и другие виды существ, способных просуществовать крайне долго. Хорошим примером являются отдельные группы цианобактерий, возраст которых нередко достигает 2 млрд лет. Подобные бактерии являются одной из персистентных форм жизни – существ, способных эволюционировать без существенных изменений своих организмов.

Археологам удается находить массу уникальных останков микроорганизмов, так или иначе участвовавших в процессе эволюции.

В число древнейших организмов попали ископаемые водоросли и микробы, найденные в горных породах Южной Африки: там были найдены останки простейших бактерий и сине-зеленых водорослей, существовавших по меньшей мере 3,2 млрд лет назад.

Еще одним немаловажным этапом в изучении древнейших бактерий стало изучение групп микроорганизмов, обнаруженных при раскопках в Онтарио. Исследование остатков показало, что эти микроорганизмы существовали уже два миллиарда лет назад. Данные бактерии тоже относились к числу наиболее примитивных микроорганизмов и уже занесены в соответствующий раздел систематики.

Немалый интерес для истории представляют и не столь древние существа. Так, в центральной части Австралии были найдены останки микроорганизмов, входящих в состав многоклеточных водорослей и других растений.

Возраст этих бактерий находится в пределах одного миллиарда лет.

Обнаружение подобных единиц микроорганизмов стало очень важным: опираясь на их исследования, ученые могут восстанавливать хронологию эволюции прошлого и дополнять систематику.

Важно

Древнейшие бактерии существовали не только в одноклеточном виде, но и входили в состав более сложных организмов, например, зеленых водорослей, способных размножаться половым путем.

Каждое открытие такого масштаба предоставляет все новые возможности в изучении живых существ, поскольку возникает разнообразие форм организмов, обитавших в природе: любая новая единица всегда добавляет очередной штрих в генетическое разнообразие живых существ.

Окончательный переход к дифференциации многоклеточных существ произошел около 600 млн лет назад. Ученые считают, что причиной развития стало возникновение разных форм размножения и появление первых животных, в результате чего природа стала эволюционировать намного быстрее.

В процессе эволюции появилось большое количество самых разнообразных бактерий. Классификацией различных микроорганизмов занимается биологическая систематика, которая определяет:

  • наименование конкретного вида микроорганизмов;
  • положение вида бактерий в общей классификации;
  • характерные признаки разных видов микроорганизмов.

Строение бактерий предполагает наличие твердой оболочки, способной сохранить форму тела и внутренности микроорганизмов.

Форма оболочки является одним из главных пунктов, позволяющих классифицировать бактерии: бывают шаровидные, палочковидные, спиралеобразные и прочие формы.

Также микроорганизмы оцениваются по своим размерам: самые крупные представители могут достигать 0.75 мм в длине, а габариты мельчайших измеряются долями микрометров.

Предлагаем ознакомиться  Как использовать удобрение из картофельных очистков на огороде - Огород, сад, балкон

Наиболее продвинутые бактерии выработали жгутики, обеспечивающие движение в пространстве. Для улучшения двигательных функций отдельные виды бактерий вытянулись в нитчатую форму. О жгутиковых организмах можно сказать отдельно.

Основное отличие между жгутиковыми простейшими и бактериями заключается в наличии ядра у первых. Кроме того, эти микроорганизмы имеют хроматофоры, позволяющие им окрашивать себя в разные цвета, приобретая тем самым сходство с различными водорослями.

Главным пигментом является хлорофилл, обеспечивающий зеленый цвет существа, но нередки и случаи соединения с другими пигментами.

Поскольку внешние факторы могут стать причиной гибели примитивных бактерий, многие из них выработали защитную функцию – образование спор.

Совет

При разрушении бактерии или прекращении ее жизненного цикла споры выходят за пределы оболочки и расселяются по доступному пространству.

Выработка спор для большинства бактерий стала крайне удобным механизмом, поскольку споры отлично выдерживают большую часть агрессивных воздействий, включая температурный удар, отсутствие жидкости или пищи.

Многообразие видов бактерий поражает воображение: счет изученных видов доходит до нескольких десятков тысяч, что составляет лишь малую часть от существовавших на Земле микроорганизмов. Определенную сложность в изучении бактерий представляет тот факт, что они находятся практически во всех многоклеточных организмах, включая водоросли, земные растения и животных.

Поиск древнейших, изначальных микроорганизмов является очень проблематичным занятием.

От многих видов бактерий за многие миллионы лет не остается практически ничего, и исследовать их приходится, опираясь на современные виды живых существ, что существенно усложняет систематику.

Любая порода, в которой могли сохраниться останки некогда живых микроорганизмов, за длительный промежуток времени претерпевает огромное количество изменений, провоцируемых разными внешними факторами:

  • температурой;
  • давлением;
  • движением ветра;
  • иными физическими и химическими процессами.

Тем не менее по отдельным древнейшим пластам ученым удается установить многие аспекты, связанные с теми или иными организмами. Имея определенные данные о бактериях, водорослях и прочих структурах, появившихся позже, можно делать выводы о самых ранних существах и дополнять систематику.

Доподлинно известно, что самые первые организмы требовали питания, поэтому употребляли в пищу органику. За прошедшие миллионы лет сменилось большое количество видов микроорганизмов, и самые стойкие впоследствии стали базисом для образования бактерий. Некоторые из них сумели практически в неизменном виде дойти до сегодняшних дней.

Бактерии – самые древнейшие организмы на земле

Ключевой особенностью, обеспечившей древним микроорганизмам столь высокую живучесть, является их возможность поглощать питательные вещества практически из любых веществ – земли, воды, воздуха и т.д.

Обратите внимание

Дальнейшая эволюция заставила бактерии развиваться, вследствие чего появились виды микроорганизмов, питающихся за счет брожения, гниения и прочих факторов.

Обратите внимание

Самые древние микроорганизмы зарождались и развивались в воде, поскольку такая среда являлась для них наиболее комфортной. Отчасти этим и объясняется многообразие различных водорослей: изначально бактерии объединялись в подобные многоклеточные структуры.

Такой тенденцией характеризовалась практически вся докембрийская эра. Постепенно мельчайшие организмы объединялись в многоклеточные организмы, и со временем произошел их выход на сушу, чем и обусловлено развитие наземной природы.

Именно бактериям мир может быть обязан своим развитием и постоянной эволюцией, направленной на приспособление к новым условиям в перманентно изменяющемся мире.

Заключение

Наука постоянно движется вперед, позволяя изучать все новые и новые виды организмов. В прошлом было очень много различных бактерий и микроорганизмов, и ученые усердно трудятся, находя все более древние свидетельства жизни тех или иных жизнеформ: останки любого микроорганизма, будь то водоросль или сложный многоклеточный организм, имеют большую ценность.

Согласно последним исследованиям учёных из Калифорнийского университета, жизнь зародилась на Земле 4,1 миллиона лет назад, через 300 миллионов лет после того, как планета сформировалась. По меркам космоса — это практически сразу же.

И сразу же после появления, жизнь медленно, но уверенно начала захватывать каждый клочок пространства. Спустя триллионы поколений и мутаций появились те жизненные формы, которые мы можем наблюдать в наше время.

Разумеется, эволюция продолжается и не закончится до момента уничтожения земного шара разросшимся Солнцем.

На протяжении миллионов и миллионов лет, жизнь принимала разные формы, была разных размеров и видов, многие из которых выглядели настолько инопланетно, что кажутся нам чуждыми.

И чем глубже в историю копнуть, тем более странными эти виды могут показаться.

Несмотря на постоянные изменения, многие виды живых организмов не претерпели изменений спустя сотни веков, пережив динозавров.

Если хотите выразить благодарность за своё существование — смело обращайтесь к цианобактериям. Иногда их называют сине-зелёными водорослями. Эти крошечные создания смогли практически невозможное: они изменили цепь химических реакций на поверхности планеты Земля, сделав её возможной для заселения более сложными организмами.

Предлагаем ознакомиться  Что можно посадить в колеса

Цианобактерии первыми начали использовать фотосинтез, выделяя в атмосферу кислород в качестве отходов жизнедеятельности. Это событие получило название «Великая оксигенация».

  • Действительно, бактерии являются организмами, причем, относятся они к наиболее древней группе из всех, которые существуют на сегодняшний день. Их строение достаточно примитивно, многие из бактерий и поныне сохраняют признаки, присущие их предкам, в частности, те виды, которые находятся в особых условиях. Это горячая серная или бескислородная среда.
  • Подсчитано, что на Земле свыше 1,4 млн. бактерий. В ходе подсчета этой цифры ученым пришлось прибегнуть к построению филогенетических деревьев, с применением математики и анализом определенных разновидностей РНК. Это дало возможность отследить изменение видов и эволюцию бактерий.
  • Выяснилось, что некоторые бактерии исчезают в процессе эволюции, их общее число постоянно возрастает, и сегодня, если взять за точку отсчета общую биомассу на Земле, бактерии уступают только растениям.
  • Как показывает практика – практически в любых, от клокочущих гейзеров, внутри которых температурные условия те же, что и в кипящем чайнике – до 100 С°. Нефть, кислота – эта среда также не пугает бактерии, и они могут существовать в тех условиях, где не выживет более совершенный организм.
  • Есть предположение, что космос также заселен некоторыми видами бактерий, и эта гипотеза стала основанием для одной из версий, поясняющей происхождение жизни на Земле.

Кто обнаружил бактерии?

  • Первооткрывателем бактерий можно считать голландского ученого Антони ван Левенгука, который первым смог обнаружить их под микроскопом и описать. Это произошло во второй половине 17-го века.
  • Еще половину столетие спустя немецкий ученый Христиан Эренберг дал название этим существам, которое мы используем и поныне – бактерии. Оно заменило первое наименование, введенное Левенгуком – анималькули.
  • В середине 19-го века французский микробиолог Луи Пастер не просто обнаружил отдельные свойства, присущие бактериям, но и начал изучать их физиологию и метаболизм бактерий.
  • Его продолжателем в этом деле стал немецкий коллега Роберт Кох, чьи труды по исследованию возбудителей туберкулеза увенчались нобелевским лауреатством.
Обнаружил особые свойства
Обнаружил особые свойства

Формы бактерий, внешний вид: примеры

  • Как уже говорилось, бактерии могут быть сферическими. Их представляют кокки. Микро – это клетки, которые расположены отдельно; дипло – парами, стафило — гроздьями, стрепто – цепочкой; а также сарцина (пакеты от 8 клеток). Их размер – до 1 мкм.
  • Палочковидным бактериям характерна прямая форма, они имеют до 8 мкм в длину и до 2 мкм – в толщину.  Форма может быть неправильной, вплоть до ветвящейся, какую имеют, к примеру, актиномицет. Если палочка немного изогнутой формы – ее называют вибрионом.
  • Также можно назвать риккетсию,  хламидию, которая вне пределов клетки является сферической, микоплазмы, у которых отсутствует клеточная стенка и т.д.
  • Бактерии извитых форм напоминают спираль, как, например, спирилла, похожая на штопор. А вот хеликобактер похож своими изгибами на крылья чайки в полете. Также близка к этому виду бактерий спирохета, имеющая спиралевидную форму и обладающая подвижностью. Лептоспира же – с частыми завитками, которые напоминают закрученную веревку.

Cлайд 1

Бактерии – древнейшая группа организмов учитель биологии МБОУ СОШ №19 Шадрина Наталия Васильевна го. Верхняя Тура Свердловской области

Cлайд 2

Общая характеристика бактерий Бактерии – самая древняя группа организмов. Первые бактерии появились, более 3,5 млрд лет назад. И были единственными живыми существами на нашей планете. Это первые представители живой природы, их тело имело примитивное строение. Бактерии считаются представителями ПРОКАРИОТОВ ,т.к. не имеют ядра.

Cлайд 3

Строение бактерии Клеточная стенка выполняет защитную и опорную функцию Цитоплазма заполняет пространство внутри клетки Жгутики или ворсинки – органы передвижения Внешняя оболочка или капсула предохраняет от высыхания ДНК или ядерное вещество несёт наследственную информацию Плазматическая мембрана проницаема, через неё происходит обмен веществ Вывод: бактерия не имеет обособленного ядра

Cлайд 4

Бактерии относят к доядерным и выделяют в отдельное царство цианобактерии бактерии многоклеточные одноклеточные высшие низшие

Cлайд 5

Условия обитания бактерий Аэробные 1. Живут в воздухе 2. Способны к дыханию кислородом – наиболее эффективный способ получения энергии Анаэробные 1. Живут в бескислородной среде 2. Энергию получают в результате брожения – древний энергетически маловыгодный процесс Уксусные бактерии Стафилококки Клостридий – почвенная бактерия

Cлайд 6

Бактерии освоили все среды обитания Горячие источники Национального парка Йеллоустон (США) – вверху Горячие источники с серобактериями в Афарском треугольнике в Эфиопии

Cлайд 7

Назад Выход В силу простоты организации и неприхотливости бактерии широко распространены в природе. Бактерии обнаружены везде Места обитания Количество бактерий в 1см3 Условия жизни бактерий разнообразны. Одним из них необходим кислород воздуха (аэробы), другие в нём не нуждаются и способны жить в бескислородной среде (анаэробы)

Cлайд 8

Предлагаем ознакомиться  Земля для кофейного дерева в домашних условиях

Размножение бактерий 1.Бактерии размножаются очень просто. Материнская клетка делится пополам. Итог – две молодые бактериальные клетки. 2Происходит это чрезвычайно быстро. Бактериальная клетка способна делиться через 20 – 30 минут. 3. Если бы “выживали” все образующиеся бактерии, то они покрыли бы нашу планету толстым слоем… Но большинство из них гибнет, не дожив до размножения!

Бактерии размножаются очень просто. Материнская клетка бактерии делится пополам. В результате получаются две молодые бактериальные клетки. Но дело в том, что происходит это чрезвычайно быстро. Бактериальная клетка способна делиться через 20 – 30 минут после того, как сама образовалась. Если бы “выживали” все образующиеся бактерии, то они покрыли бы нашу планету толстым слоем… Хорошо, что этого не происходит, т.к. большинство из них гибнет, не дожив до размножения!

Cлайд 9

Образование спор 1. При недостатке питательных веществ или накоплении продуктов обмена – спорообразование. 2. Споры могут длительное время находиться в состоянии покоя. 3. Споры выдерживают продолжительное кипячение и промораживание. 4. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и становится жизнеспособной. ВЫВОД: Спора бактерий –приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Cлайд 10

Выводы 1.Бактерии – самая древняя группа живых существ на планете 2. Клетка бактерий имеет простое строение 3. У неё нет ядра и цитоплазма неподвижна 4. Бактерии относят к доядерным организмам или прокариотам 5. В неблагоприятных условиях образуют споры

Cлайд 11

Из чего состоят бактерии?

  • Клеточная стенка бактерии содержит полисахариды, белки, липиды. В основном же стенка состоит из многослойного пептидогликана.  Также стенка содержит наружную мембрану, которая своей трехслойной структурой похожа на цитоплазматическую (внутреннюю) мембрану. Обе мембраны состоят преимущественно из липидов.
  • Наружная мембрана изнутри состоит из фосфолипидов, наружный слой – это  липополисахариды. Пространство между мембранами заполнено ферментами. Внутренняя мембрана имеет три слоя, ее структура – это фосфолипиды в два слоя и интегральные белки.
Состав
Состав
  • Цитоплазму составляют белки, рибонуклеиновые кислоты, рибосомы. Также наличествуют запасные питательные вещества: гликоген, волютин, полисахариды.
  • Аналогом ядра можно назвать нуклеоид, находящийся в центре и представляющий собой закольцованную двунитевую ДНК. У нуклеоида отсутствует ядерная оболочка и ядрышко. Не представлены и гистоны.
  • В составе бактерий также можно наблюдать слизистую структуру с четкими границами, которую называют капсулой. В ее составе полисахариды, полипептиды.
  • Жгутик – это тонкая нить, длиннее самой клетки (до 15 мкм), начинающаяся с внутренней мембраны. Жгутики достигают в толщину всего 20 нм и имеют диски, с помощью которых крепятся к стенке.
  • И, наконец, неблагоприятные условия для бактерии могут провоцировать образование спор в бактериальной клетке, которые способны не только длительное время сохраняться, но и прорастать.

Как делятся, размножаются бактерии: схема

  • Способ размножения бактерий присущ всем одноклеточным организмам – это деление. Оно дает существование двум дочерним клеткам, которые в свою очередь повторяют этот процесс, тем самым каждый раз удваивая количество.
  • Существует также процесс, при котором образовываются споры. Это происходит при наличии неблагоприятных условий, когда цитоплазма способна образовать, покинув материнскую оболочку, новую, которая является более плотной. Такая клетка называется спорой. Если она попадает в благоприятную среду, то возможно ее прорастание и образование полноценной бактерии.
Размножение
Размножение

Время размножения бактерий

  • Как и любое явление, деление бактерии подчиняется законам термодинамики, по которым время размножения связано с количеством выделяемой наружу теплоты и составляет около шестой части выделяемой теплоты.
  • Проще говоря, создание для бактерии идеальных условий может заставить бактерию делиться практически каждые полчаса. Если бы это было возможно, в течение суток дочерние клетки одной бактерии достигли бы массы в почти 2 тыс. тонн, а за 5 дней заселили бы все водное пространство планеты.
  • Известно, что в качестве опыта использовалась морская псевдомонада, помещенная в оптимальные условия: ее популяция удваивалась практически через 10 минут.

Бактерии в жизни человека

  • Бактерии влияют практически на любой аспект жизни природы и человека. Именно они «работают» над кругооборотом веществ, разлагая и видоизменяя органические вещества, способствуя почвообразовательным процессам, очищая водоемы.
  • Негативное влияние на живые организмы оказывают болезнетворные бактерии, описанные выше – они вызывают заболевания не только у людей, но влияют и на животных, и на растения.
  • Бактерии используются в фармакологии, являясь компонентами лекарственных препаратов, в пищевой промышленности, способствуя производству кисломолочных продуктов, заквасок, сыров. Процесс маринования также не обходится без участия бактерий, как и винодельческое ремесло.
Оцените статью
Огородные работы
Adblock detector