Значение бактерий в природе и жизни человека

Животные, состоящие из единственной клетки, располагающей ядром, называются одноклеточными организмами.

Значение бактерий в круговороте веществ в природе

Бактерии обладают отличными санитарными качествами, они удаляют грязь в сточных водах, расщепляют органические вещества, превращая их в безвредную неорганику. Уникальные цианобактерии, зародившиеся в первозданных морях и океанах 2 миллиарда лет назад, были способны к процессу фотосинтеза, они поставляли в окружающую среду молекулярный кислород, и таким образом сформировали атмосферу Земли и создали озоновый слой, защищающий нашу планету от пагубного влияния ультрафиолетовых лучей. Многие полезные ископаемые создавались на протяжении многих тысяч лет под воздействием воздуха, температуры, воды и бактерий на биомассу.

Бактерии наиболее распространенные организмы на Земле, они определяют верхнюю и нижнюю границу биосферы, проникают повсюду и отличаются большой выносливостью. Если бы бактерий не было, умершие животные и растения не перерабатывались бы дальше, а просто накапливались в огромных количествах, без них биологический круговорот станет невозможным, и вещества не смогут вновь возвращаться в природу.

Бактерии — важное звено в трофических цепях питания, они выступают в роли редуцентов, раскладывая остатки умерших животных и растений, тем самым очищая Землю. Многие бактерии играют в организме млекопитающих роль симбионтов и помогают им разложить клетчатку, которую те не в состоянии переварить. Процесс жизнедеятельности бактерий — источник витамина К и витаминов группы В, играющих важную роль в процессе нормального функционирования их организмов.

Распространение

Простейшие живут в любой влажной среде: морской, речной, болотной воде, в лужах после дождя и в сырой земле, даже во мху. И это неполный перечень мест, где обитают простейшие. Их можно встретить и в клетках, кровяной плазме, кишечнике многоклеточных.

При неблагоприятных условиях (недостаток влаги, кислорода или пищи) эти организмы создают вокруг себя цисту. Так, они могут долго оставаться живыми при низких температурах либо при полном отсутствии влаги. В таком состоянии простейшие живут от полутора до 17 лет.

В сухом состоянии цисты легко подхватываются ветром, который разносит их на большое расстояние. Они прикрепляются к птицам и насекомым, переносящим незваных пассажиров в разные места. Как только цисты попадут в хорошие условия жизни, то их обитатели сразу же покинут укрытие и быстро восстановят свою деятельность.

Разнообразие питания и способность переноситься на большие расстояния обусловили широкое распространение простейших по земному шару.

Тип инфузории или реснитчатые

Инфузории. Строение инфузории-туфельки. Схема перемещения пищеварительной вакуоли с током цитоплазмы в теле инфузории-туфельки. Размножение инфузории делением. Инфузории в капле воды. Схема полового процесса и раздражимость инфузорий

Тип Инфузории, или Реснитчатые (Ciliophora) насчитывает свыше 7 тыс. видов. Имеют органоиды движения – реснички, которые присутствуют в большом количестве. Большинство видов инфузорий имеют реснички на протяжении всей жизни, некоторые – лишь на определенных стадиях жизненного цикла. Общим признаком является наличие минимум двух ядер, которые различаются между собой (вегетативное – макронуклеус, который регулирует обмен веществ, и генеративное – микронуклеус, который необходим для обмена генетической информацией). Макронуклеусы полиплоидные, микронуклеусы – гаплоидные или диплоидные. Считают, что происходят от жгутиковых.

Класс Реснитчатые инфузории (Ciliata)

Имеют разную форму, преимущественно овальную. Паразитов встречается немного. Размеры разнообразные, довольно большие (от 30 мкм до 1 мм и больше). Характерно наиболее сложное строение среди простейших. Пелликула имеет определенную структуру (закономерно расположенные утолщения). Цитоплазма четко разделена на эктоплазму и эндоплазму. В эктоплазме большинства инфузорий есть особые приспособления в виде палочек – трихоцисты. Они контактируют с поверхностным слоем пелликулы. При раздражении инфузории трихоцисты выстреливают наружу и образуют

длинные эластичные нити, которые втыкаются в тело врага или добычи. Трихоцисты выполняют защитную функцию или помогают ловить и удерживать добычу. Сложно организован аппарат пищеварения. Имеют клеточный рот, клеточную глотку (за исключением некоторых паразитических форм). Непереваренные остатки пищи выбрасываются через специализированный участок клеточной поверхности – порошицу. У большинства видов есть сократительные вакуоли, имеющие сложное строение.

Инфузория туфелька (Paramecium caudatum)

Название получила за характерную форму клетки в виде следа туфельки. Асимметричная. Живет в пресных водоемах. Размеры – 0,18-0,31 мм. Тело покрыто пелликулой и ресничками. Утолщения пелликулы имеют вид правильно расположенных шестиугольников. Количество ресничек достигает 10-15 тыс. и больше. Двигается довольно быстро (2-2,5 мм/с). Характерны два ядра: большое вегетативное (макронуклеус) и маленькое генеративное (микронуклеус). Питается одноклеточными животными, которых парализует с помощью жалких нитей. На брюшной стороне в углублении имеет клеточный рот и глотку. Ряды ресничек вокруг ротового углубления создают ток воды, который направляет питательные частицы (бактерии, органические вещества и т. п.) через глотку во внутрь тела. Вокруг пищевых частиц образует пищеварительные вакуоли. Непереваренные остатки пищи удаляются через особое отверстие – порошицу. Дышит всей поверхностью тела. Сложное строение имеют две сократительные вакуоли: центральный резервуар и 5-7 канальцев вокруг. Вакуоли сокращаются последовательно с интервалом в 10-15 с.

Размножается половым и бесполым путями. Бесполым – делением клетки, половым – с помощью конъюгации (обменивается маленькими ядрами). Две инфузории временно объединяются, образуют цитоплазматический мостик. Макронуклеус распадается. Микронуклеус делится путем мейоза. Три из четырех ядер разрушаются, а четвертое делится митотически. Каждый конъюгат, таким образом, имеет два ядра. Одно ядро (мужское) мигрирует и сливается с ядром (женским, стационарным) другой инфузории. Под конец конъюгации каждая инфузория имеет одно диплоидное ядро (синкарион). Ядро снова делится митотически и из продуктов деления образуется макронуклеус. При продолжительном бесполом размножении у инфузорий снижаются темпы деления, обмен веществ. Процессы восстанавливаются после полового процесса.

Инфузории служат пищей для мальков многих видов рыб, беспозвоночных животных.

Паразитические инфузории

Есть паразиты рыб, которые поражают кожу, жабры, чем наносят большой ущерб молодняку рыб.

В толстом кишечнике человека и свиней встречается инфузория балантидиум, которая может вызвать тяжелую форму колита, лечить которую тяжело. Распространяется цистами. Заражение происходит через воду, пищу, грязные руки.

В желудке жвачных животных (рубце и сетке), а также некоторых насекомых живут инфузории симбионты (около 120 видов), которые способствуют перевариванию клетчатки.

Эволюционная роль одноклеточных

Жизнь получила свое начало с появлением простейших форм жизни – одноклеточных организмов. Первыми одноклеточными организмами были прокариоты. Эти организмы появились первыми после того, как Земля стала пригодной для начала жизни, около 3,5 млрд. лет назад. Возможно, они представляли собой одноклеточные существа, сходные с современными бактериями, например клостридиями, живущими на основе брожения и использования богатых энергией органических соединений, возникающих абиогенно под действием электрических разрядов и ультрафиолетовых лучей. Этим организмам был не обязателен кислород для своего существования, но они могли вырабатывать его в процессе жизнедеятельности.

Читайте также:  Цефтазидим – инструкция по применению и отзывы

Гигантский шаг на пути эволюции жизни был связан с повышением концентрации кислорода в атмосфере и возникновением основных биохимических процессов обмена — фотосинтеза и дыхания и с образованием клеточной организации, содержащей ядерный аппарат (эукариоты).

Oт этих первобытных oргaнизмов всeм eгo нынешним пoтoмкaм дoстaлись общие чeрты стрoeния (всe oни сoстoят из клeтoк, oкрyжённых oбoлoчкoй), спoсoб хрaнeния гeнeтичeскoгo кoдa (в зaкрyчeнных двoйнoй спирaлью мoлeкyлaх ДНК), спoсoб хрaнeния энeргии (в мoлeкyлaх AТФ) и т. д. Oт этoгo oбщeгo прeдкa прoизoшли три oснoвныe грyппы oднoклeтoчных oргaнизмoв, сyщeствyющих дo сих пoр. Снaчaлa рaздeлились мeждy сoбoй бaктeрии и aрхeи, a зaтeм oт aрхeй прoизoшли эyкaриoты — oргaнизмы, клeтки кoтoрых имeют ядрo.

По сравнению с архейским временем в протерозое толщина биосферы увеличилась. В растительном царстве господствовали сине-зеленые водоросли, а животное царство было менее обильным. Наиболее многочисленной группой были бактерии, которые принимали активное участие в процессах разложения, окисления и аккумуляции неорганических соединений.

Эволюционная роль одноклеточных

Происхождение многоклеточных организмов

Появление первых многоклеточных организмов было связано с постепенным увеличением в атмосфере и гидросфере кислорода. Переход от брожения к кислородному дыханию сопровождался огромным выигрышем энергии и усилением обменных реакций.

Дальнейшая эволюция биосферы приводила к усложнению ее структуры в результате появления многоклеточных организмов и прогрессивного развития различных групп растений и животных. При этом в процессе эволюции соотношение различных групп организмов отражало их взаимозависимость. Например, с расцветом покрытосеменных растений связан взрыв видообразования насекомых. Крупнейшим событием в истории биосферы было появление наземных позвоночных животных, и особенно теплокровных, резко изменивших уровень трансформации энергии. Каждый шаг в эволюции жизни определял и развитие биосферы.

В каких средах обитают одноклеточные

Средой обитания простейших одноклеточных служит любая влажная среда. Амеба обыкновенная, эвглена зеленая и инфузория-туфелька являются типичными обитателями загрязненных пресных водных источников.

В каких средах обитают одноклеточные

Наука долгое время относила опалин к инфузориям, благодаря внешнему сходству жгутиков с ресничками и наличию двух ядер. В результате тщательных исследований родство было опровергнуто. Половое размножение опалин происходит в результате копуляции, ядра одинаковые, а ресничный аппарат отсутствует.