Прокаріоти. Різноманітність бактерій, їх роль у природі та в житті людини.

Прокаріоти просто побудовані одноклітинні організми, у кліти­нах яких немає оформленого ядра. До прокаріотів належать бактерії і ціанобактерії.

Бактерії автотрофи синтезують речовини для життєдіяльності із неорганічних речовин. Автотрофні бактерії хемосинтетики синте­зують органічну речовину з мінеральних сполук за рахунок енергії деяких хімічних реакцій. Наприклад, ґрунтові бактерії окислюють амоніак до солей нітритної та нітратної кислот і використовують ви­вільнену енергію. Окиснення бактеріями неорганічних речовин — сірки, амоніаку, нітратів, сполук Феруму, Гідрогену та ін., у процесі якого відбувається синтез органічних речовин із вуглекислоти, на­зивається хемосинтезом.

Автотрофні бактерії фотосинтетики здатні до фотосинтезу, при якому джерелом Гідрогену для відновлення вуглекислого газу є не вода, а гідроген сульфід.

Існують бактерії, які потребують готових органічних речовин — амінокислот, вуглеводів, вітамінів,— оскільки самі не можуть їх син­тезувати. Такі мікроорганізми називаються гетеротрофами. Бактерії сапротрофи є гетеротрофами, вони використовують мертві органічні субстрати як джерело живлення. Бактерії-паразити є гетеротрофами і існують за рахунок хазяїна. Вони спричиняють інфекційні захво­рювання. Але є бактерії, які дають організму хазяїна користь. На­приклад, бактерії-симбіонти людини становлять її нормальну мікро­флору. Вони живуть у кишечнику, на шкірі, на слизових оболонках, забезпечуючи захист, беручи участь у перетравлюванні їжі й синтезі деяких необхідних людині вітамінів.

Місцем найбільшого скупчення бактерій-симбіонтів в організмі людини є система травлення. Мікрофлора кишечнику налічує 100 трильйонів бактеріальних клітин. Кількість мікроорганізмів у кишечнику людини істотно переважає кількість її власних клі тин, які формують організм.
Перші бактерії потрапляють в організм дитини з першим у її жит­ті молоком матері. У міру дорослішання дитини змінює свій склад і мікрофлора ЇЇ кишечнику.
Кишкова паличка — це гетеротрофна бактерія, яка за­звичай живе у кишечниках людей і тварин. Вона є одним із найти- повіших представників нормальної мікрофлори кишечнику ссавців.
За відношенням до кисню бактерії поділяють на анаеробні й аероб­ні. Анаеробні бактерії для біосинтезу клітини не потребують кисню

Бактерії можуть здійснювати спиртове бродіння (процес окиснення вуглеводів, у результаті якого утворюються етанол, вуглекислий газ і виділяється енергія), молочнокисле бродіння (при якому кінцевим продуктом є молочна кислота), маслянокисле бродіння (перетворення вуглеводів з утворенням масляної кислоти). Ці типи бродіння пов’язані між собою — початкові шляхи розкладання вуглеводів у них однакові.
Процеси дихання і бродіння є основними джерелами енергії, необ­хідної бактеріям для нормальної життєдіяльності.

Оскільки вільний кисень, який є на нашій планеті, утворився в результаті фотосинтезу, що виник на пізніших етапах розвитку життя на Землі, то очевидно, що анаеробний спосіб добування енергії — бродіння більш давній, ніж процес дихання.


Існують бактерії, які можуть фіксувати атмосферний азот. Ці аеробні азотфіксуючі бактерії називають ще бульбочковими, тому що вони живуть на коренях бобових рослин в утворених ними буль­бочках. Це взаємовигідний симбіоз бактерій і рослин. Бак­терії засвоюють атмосферний азот і забезпечують ним рослини, а рос­лини натомість постачають їм поживні речовини. Бульбочкові бактерії є у 10 % рослин, що належать до родини Бобові.

У процесі життєдіяльності бактерії можуть обмінюватися одна з одною спадковою інформацією. При кон’югації (щільне прилягання клітин чи хромосом) клітина-донор пере­дає клітині-реципієнту частину свого геному. Ділянки ДНК донора можуть обмінюватися на гомологічні ділянки ДНК реципієнта.
Таким чином від бактерії до бактерії можуть передаватися такі, наприклад, ознаки, як капсулоутворення, синтез необхідних клітині речовин, ферментативна активність, стійкість до отрут, антибіотиків та інших лікарських речовин.

Бактерії відіграють надзвичайно важливу роль у процесах, що від­буваються у природі. Від їхньої життєдіяльності залежить постійність газового складу атмосфери. Вони беруть активну участь у мінералі­зації органічних сполук, утворюючи необхідні для рослин поживні речовини. Бактерії гниття розкладають білок з утворенням амоніаку, який азотфіксуючі бактерії окиснюють до нітритів, а вже іншими формами до нітратів і вільного азоту.

Ґрунтові бактерії справляють значний вплив на ріст і розвиток рослин. Навколо коренів і на коренях рослин розвиваєть­ся велика кількість бактерій, причому не всіх видів, а лише певних, специфічних для кожного виду рослин. Ця мікрофлора може бути корисною або шкідливою для рослин, залежно від навколишнього середовища і стану самої рослини.

Деякі бактерії є симбіонтами тварин, наприклад, оселяються у трав­ному тракті тварин, забезпечуючи перетравлювання клітковини.

Торф, кам’яне вугілля, нафта, горючий газ — це корисні копалини, в утворенні яких у надрах Землі беруть участь бактерії. Життєдіяль­ність бактерій зумовлює родючість ґрунтів і лежить в основі само­очищення, що відбувається у природних водоймах.

Найважливіша функція бактерій в екосистемах — це участь у кру­гообігу речовин, який відбувається у природі безперервно й забез­печує життя на

Людина використовує бактерії в харчовій промисловості для отри­мання продуктів харчування. Так, молочнокислі бактерії широко застосовуються для виробництва кефіру, сметани, сиру. За допомогою молочнокислих бактерій відбувається заквашування капусти.

Людина застосовує бактерії у фармацевтичній промисловості для отримання деяких ліків, синтезування біологічно активних речо­вин — антибіотиків, вітамінів, ферментів, амінокислот.

Бактерії широко застосовуються у промисловості для вилуговуван­ня металів із руд, добування різних органічних речовин, наприклад спиртів і кетонів. Стає більш важливим значення бактерій як джерела харчового і кормового білка, а також енергетичних продуктів — ме­тану, водню.

Бактерії також застосовуються у тваринництві, наприклад, для силосування кормів. Утворювана при цьому молочна кислота запобі­гає розкладанню овочів і корму для худоби. Бактерії використовують для очищення стічних вод та для боротьби із сільськогосподарськими шкідниками.

Мікробіологія дедалі ширше запроваджується у текстильну і шкі­ряну галузі. Такі технологічні процеси, як вимочування льону, об­робка шкіри, не можуть відбуватися без використання продуктів життєдіяльності бактерій.

Бактерії можуть не тільки приносити користь, а й завдавати шкоди. Вони розмножуються у харчових продуктах, спричиняючи їх псування. Щоб запобігти розмноженню бактерій, продукти слід зберігати на холоді, можна пастеризувати, висушувати (в’ялити або коптити), солити чи маринувати.
Бактерії спричиняють такі тяжкі захворювання людини, як тубер­кульоз, сибірка, ангіна, харчові отруєння, чума, холера, дифтерія, ботулізм.

Бактеріальні захворювання, як і вірусні, можуть поширювати­ся різними шляхами: контактним, при якому відбувається пряме зіткнення хворої людини зі здорового; контактно-побутовим, при яко­му передавання інфекції відбувається через предмети домашнього вжитку (білизна, рушник, посуд, іграшки), забруднені виділеннями хворого; повітряно-краплинним — через повітря; водним — при ви­користанні інфікованої води для пиття, побутових і господарських потреб, а також під час купання.

Нерідко в поширенні бактеріальних інфекцій беруть участь харчові продукти і готова їжа. Хвороботворні бактерії можуть потрапляти у продукти харчування різними шляхами: через забруднені руки хво­рого чи носія, під час миття харчових продуктів в інфікованій воді, під час перевезення на випадковому транспорті , при розрізанні харчових продуктів на брудних столах, внаслідок зараження їх мухами, гризу­нами й іншими переносниками бактеріальних захворювань.

Особливе місце в передаванні бактеріальної інфекції посідає ґрунт, оскільки він є місцем тимчасового перебування збудників деяких за­хворювань, наприклад правця.

Багато інфекційних хвороб, які спричиняють бактерії, передають­ся комахами, наприклад кліщами, комарами, мухами.

Терміни виживання хвороботворних бактерій у різних середови­щах різні. Наприклад, на м’яких іграшках із тканини дифтерійна паличка зберігається довше, ніж на гладеньких поверхнях пластма­сових іграшок.

Більшість бактеріальних захворювань без застосування антибіо­тиків вилікувати практично неможливо. Тому дуже важливо завжди виконувати рекомендації лікаря і не відмовлятися від призначеного препарату, пам’ятаючи про те, що будь-яке інфекційне захворювання завжди значно серйозніше, ніж можливі небажані реакції від засто­сування антибіотиків, що використовуються для його лікування.