Скільки видів бактерій на Землі?

Наскільки великі бактерії? Бактерії є одними із найчисленніших груп організмів на Землі, однак їхнє різноманіття ще далеке від повного розуміння. Хоча наразі описано близько 30 тисяч видів цих істот, припускають, що насправді це лише мізерна частина від загальної їх кількості.

Як і всі живі організми бактерії?

Як і всі живі організми, бактерії дихають, живляться, ростуть, розмножуються, вмирають. Більшість бактерій живляться рештками рослин і тварин, продуктами харчування людини.

Скільки бактерій в світі?

На Землі існує близько 1 трильйона (1 000 000 000 000) видів мікроорганізмів. Геноми лише 100 000 видів мікроорганізмів поки секвеновані. І лише близько 1% з них (1400 видів) можуть викликати захворювання у людей.

Бактерії

Бактерії — це найпростіша група одноклітинних мікроорганізмів, які відносяться до надцарства прокаріотів. Назва «бактерія» походить від грецького слова «бактеріон», що означає «паличка».

Будова бактерій

Більша частина бактерій — це одноклітинні мікроорганізми розмірами від 0,2 до 10 мкм. Форма клітин бактерій може бути округла (коки), звита (спірили, вібріони), паличкоподібна (бацили, псевдомонади), іноді - зірчасті, кубічні, С-подібні, тощо.

Бактерії найчастіше є поодинокими клітинами. Але вони здатні формувати пари, ланцюжки різної довжини, скупчення у вигляді пакетів по 4, 8 і більше клітин (наприклад, сарціни), розетки, мережі. Для кожного виду бактерій характерний свій тип угруповання. У природі існують також багатоклітинні форми, з яких утворюються мікроколонії - трихоми.

Бактерії можуть бути рухомими або нерухомими. Представники першої групи для пересування використовують джгутики або ковзання (ціанобактерії, спірохети). Ці бактерії починають посилено рухатися при впливі хімічних або фізичних подразників.

У будові бактерій виділяють три обов'язкові клітинні елементи: цитоплазматичну мембрану, нуклеотид, рибосоми. Майже всі бактерії мають зовнішню оболонку - клітинну стінку, завдяки якій форма бактерій постійна. Ця клітинна оболонка виконує основні механічні та фізіологічні функції. Її головний структурний елемент - біополімер муреїн. Мікробіологи ділять усі види бактерій на грампозитивні, грамнегативні та бактерії без клітинної стінки (мікоплазми). У грампозитивних бактерій стінка потовщена і містить більшу кількість муреїна, тоді як у грамнегативних видів клітинна стінка тонка, а зовні є мембрана, що включає білки, фосфоліпіди, ліпополісахариди. Головна функція зовнішньої мембрани - транспортна. Деякі бактерії покриті зовні слизовими капсулами, що складаються з полісахаридів (в деяких випадках поліпептидів або глікопротеїнів).

Від клітинної стінки бактерій цитоплазму відокремлює цитоплазматична мембрана. Її основна функція - створення осмотичного бар'єру в клітці, регуляція транспорту речовин. Такі важливі для життєдіяльності організму процеси, як дихання, хемосинтез, фіксація азоту та інші, відбуваються в мембрані. Часто формуються вирости цитоплазматичної мембрани - мезосоми. У мембрані здійснюється біосинтез клітинної стінки, а також спороутворення. Джгутики і геномна ДНК тісно пов'язані з даним структурним елементом клітини бактерії.

Життєдіяльність кожного виду бактерій здійснюється за певних сприятливих умов навколишнього середовища - оптимальної температури, вологості, наявності поживних речовин. При настанні несприятливих умов бактерія покривається щільною оболонкою і перетворюється в спору. Спори багатьох бактерій здатні витримувати тривале зневоднення, вплив високих і низьких температур, хімічних речовин. Потрапивши в сприятливі умови, спора проростає і трансформується в живу бактерію. Завдяки такому пристосуванню, бактерії зберігають своє існування. Бактерії ростуть і розмножуються з неймовірною швидкістю, тому вони швидко поширюються.

Багато бактерій шкідливі. Вони провокують небезпечні захворювання тварин, людини. Деякі з них можуть викликати псування продуктів. Існує багато корисних бактерій, зокрема, грунтові бактерії, які підвищують родючість грунту, бульбочкові бактерії, що продукують азотовмісні органічні сполуки у симбіотичному зв’язку з вищими рослинами, тощо.

Поширення бактерій

Бактерії поширені у повітрі, ґрунті, воді, живих організмах. Число бактерій у навколишньому середовищі змінюється під впливом різних факторів (інсоляція, обробіток ґрунту тощо).

Кількість бактерій в 1 г ґрунту може досягати сотень мільйонів і навіть кількох мільярдів і залежить від типу ґрунту. Найменше їх міститься в підзолистих цілинних ґрунтах, найбільше - в окультуреному чорноземі. Бактерії проникають у ґрунт на глибину до 5 метрів. Мікрофлора є одним з факторів, що сприяють утворенню ґрунту.

Багато видів бактерій сприяють активній фіксації атмосферного азоту і переводять його в органічну форму, що підвищує родючість ґрунтів. Особливо велике значення мають бактерії, що розкладають целюлозу й пектинові речовини, які є основним джерелом вуглецю для життєдіяльності мікроорганізмів ґрунту.

За способом живлення вони поділяються на гетерогенні та автотрофні, а за типом дихання — на аеробні та анаеробні.

• Гетерогенні аеробні бактерії окислюють складні органічні сполуки, які є компонентом мертвих рослин і мікробних решток, до аміаку, води і вуглекислого газу. Гетерогенні анаеробні бактерії викликають процес гниття компонентів рослинних і мікробних залишків також до простих, але недоокислених, органічних, а вже потім до мінеральних сполук. Гетеротрофні бактерії викликають такі процеси, як амоніфікація і денітрифікація або десульфофікація.
• Автотрофні бактерії сприяють у ґрунті окисленню недоокисленних мінеральних сполук, які утворюються у процесі життєдіяльності гетеротрофів. За рахунок цього у ґрунті відбуваються нітрифікація, сульфофікація, окислення заліза і водню.

Основні види ґрунтових бактерій

• Нітрифікуючі бактерії – група автотрофних мікроорганізмів, які здатні отримувати енергію для своєї життєдіяльності за рахунок окиснення аміаку до нітратів, які, як відомо, найбільш доступні рослинам.
• Денітрифікуючі бактерії – бактерії, що відновлюють нітрати до молекулярного азоту. Всі вони аероби і можуть окислювати органічну речовину за рахунок кисню повітря, але, потрапляючи в анаеробні умови, вони використовують кисень нітратів як акцептор електронів. Ці бактерії поширені в ґрунті, воді і осадах водойм.
• Азотфіксуючі бактерії – це бактерії, здатні засвоювати безпосередньо з атмосфери молекулярний азот. Після відмирання клітин бактерій або при їх виділеннях під час життя азот повертається в екосистему в доступній для засвоєння рослинами формі. З азотфіксуючих в природі найбільш поширені бульбочкові бактерії, які вступають в симбіоз з кореневою системою бобових рослин.
• Сіркобактерії, або тіобактерії – група бактерій і архей, що спеціалізуються на отриманні енергії за рахунок сірчаного циклу, тобто окислення або відновлення елементарної сірки на сульфіди, сульфати з воднем або органічними сполуками.
• Залізобактерії – мікроорганізми, окислюють солі двовалентного заліза до тривалентного. Завдяки їх життєдіяльності на дні боліт і морів утворюється величезна кількість відкладених руд заліза і марганцю.