Том 1 (1109823), страница 53
Текст из файла (страница 53)
е. на дне океана.) Другие глубоководные бактерии, например обитающие в кишечнике морских животных, для роста и развития тоже нуждаются в высоком давлении. Разнообразные бактерии обнаружены в Антарктиде, например в образцах пород и льда, взятых с глубины более 430 м. Этя бактерии имеют возраст не менее 1О 000 лет (а возможно, миллион лет). От -7'С до — 14'С они пребывают в состоянии покоя, но становятся активными при повьпненяи температуры. Подобные примеры свидетельствуют о том, что некоторые бактерии способны чрезвычайно долго пребывать в состоянии, при котором приостановлены процессы жизнедеятельности. Недавно ученые исследовали пределы выносливости бактерий, чтобы понять, может ли существовать жизнь на других планетах с различной атмосферой.
Например, полагали, что в щелочной атмосфере Юпитера жизнь невозможна, однако некоторые бактерии из долины Ливермор в Калифорнии способны расти и размножаться в щелочной среде при рН=11,5. Другие бактерии могут выдержать не только высокие концентрации щелочи, но и аммония, т. е. условия, напоминающие атмосферу Венеры. С этой точки зрения можно допустить существование бактерий на других планетах. Однако большинство бактерий не выживает в кислой среде, вот почему уксус, т.
е. разбавленнаяуксусная кислота, хорошо защищает пищу от бактериального заражения. Бактерии играют немаловажную роль в функционировании экосистем земного шара. Некоторые бактерии — автотрофы и поэтому вносят большой вклад в круговорот углерода; некоторые из них, выращиваемые экспериментально, могут быль коммерческими источниками белка.
Способность бактерий к фиксации атмосферного азота имеет решающее экологическое значение. Гетеротрофные бактерии, подобно грибам, являются редуцентами. Благодаря им вещества, утилизированные когда-то живыми организмами, высвобождаются и становятся доступными для последующих поколений. В 1 г плодородной почвы сельскохозяйственных угодий может содерлсаться 2,5 млрд. бактерий, 400 000 грибов, 50 000 водорослей и 300 000 простейших. На всех этапах круговорота элементов в экосистемах земного шара бактерии играют существенную роль.
Бактерии в изобилии обитают в море; например, установлено, что 90% всей биомассы океана составляют организмы, имеющие размер менее 10 мкм, т. е. бактерии. В зависимости от географического расположения моря от 20 до 60% первичной продукции органического вещества проходит через свободноживущих гетеротрофных бактерий. Бактерии могут разлагать различные органические вещества. Именно поэтому интенсивно исследуется нх способность разлагать нежелательные синтетические вещества, такие, как пестициды, красители, а также нефть (причем не важно, поступили ли эти вещества в окружающую среду). Например, найлон, впервые выпущенный в 1939 г., разла- терни, по-видимому, могут быть использованы для извлечения нефти из различных пород.
Кроме экологической роли бактерий необходимо отметить, что многие из них являются возбудителями очень серьезных заболеваний человека и животных, включая туберкулез, холеру, сибирскую язву, гонорею, дифтерит, столбняк; они вызывают болезни растений, нанося зкономический урон. Только в США известно более 200 видов бактерий, которые признаны патогеиами растений. Например, бактериальный ожог (рис.
11-3) поразил тысячи грушевых деревьев, распространившись по всем США, начиная с восточного побережья, куда был завезен в 1И)0 г. К 30-м годам эта болезнь практически уничтожила все грушевые посадки. Сейчас выращивание групп в США ограничено несколькими районами. Бактерии используются как коммерческие источники разнообразных антибиотиков, таких, как тиротрицин, бацитрацин, субтилин и полимиксин В. Многие бактерии необходимы для получения лекарств и других химических соединений, например уксусной кислоты, аминокислот и ферментов (см. гл.
30). Кроме того, производство большинства сыров предполагает бактериальное сбраживание лактозы до молочной кислоты, которая осаждает белки молока. Те же самые бактерии используются и для получения простокваши; кроме того, молочная кислота играет защитную роль в процессе квашения капусты и огурцов. На рис. 11) изображена Бриийпа — цианобактерия, выращиваемая во многих странах для получения белковой добавки к пище человека и животных. Такая группа бактерий, как актиномнцеты, играет особенно важную роль в производстве антибиотиков, а именно: стрептомицина, ауреомицнна, неомицина, тетрацнклина.
Из нескольких тысяч известных на сегодняшний день антибиотиков две трети продуцируется актнномицетами. Другие актиномицсты, живущие на корнях некоторых растений, фиксируют азот и тем самым играют важную экологическую роль. гается бактерией рода ЛаьоЬассег)ит, у которой за такой короткий срок, очевидно, возникли два новых фермента.
Некоторые бактерии разлагают пестициды столь быстро, что ограничивают их воздействие на вредителей. Другие бак- Бактерии отличаются разнообразием форм и клеточной организации (рис. 11-5). Прямые, палочковидные бактерии Б рулины. Впервые сиирулину сгпали исполыовать в пищу испанские конки- стадоры в Месико около 1521 гз пасом из нее содержит болыие белка, чем соя, причем этот белок сбалансирован по Рис.
11-5. Бактериальный стог, вызы- ваемьш Бенгта огпу)осот (си. рис. 11- 10), — очень распространенное заболева- ние груш, яблонь и многие илодовыз деревьев семейства розоцветныз (дош- сеае). Вначале бакгперия поражает ветки згпиг растений, а заггкм вызы- вает некроз ствола (показано больное грушевое дерево). Зараженные деревья довольно бысгнро погибают Баюпе- риальная природа даююго заболевания была установлена в конце ХИ в.
Рис. П.4. А. Спиралеобразнал нитчатая цианобагтериа спирулина (бр)гибла), широко культивируемая как источник белка. Б. Водоемы для культивации сиирулины около озера Тескоко близ Мехико. В. Сбор влажной биомассы сии- содержанию аминокислот. Бзседневный вьыод белка в )Ораз выше, чем белка игаеницы или сои; продуктивностью сиирулины и вызвано ее культивирова- ние г мкм б мкм 1О мкм 200 мкм 20 мкм )бб Рягя, 1Ъ'. Рвгггпвбрвггг Рис. Н-5. Некоторые типы бактерий. А. Миксобактерии, или слизистьге бак- терии, оргшшзовины гшдобно слигеви- кам !гл.
14). Здесь представлена микро- фотогрифил !сканируюигий электрон- ный микроскоп) плодовых тел» Сдолс1- готусез стасо!из; каждое состоит при- мерно из! млн. югепиж, В норме миксо- бактерии имеют лалочковидную форму, они способны передвигаться и образо- вывать п.годовые тела.
Б. Спирохеты — тиралевидные биюперии длиной около 500 мкм !для бактерий это вну- шительный размЕР. Они способны к волкообразному движению. Тгеролепш ра!Вг!игп, показанная здесь, — возбуди- тель сифилгка. В. Актиномицегпы оби- тают в почве и разлагают органический материал. Особым загтахом пгесени влажная почва обязшш именно им.
5гг.р- готусех !гад!ае, представленный на фотографии, являелгся киимерчесгсим источником аюпибиотика неомицина. Г. Крупные скользящие бактерии имеют нитевидную форму; они спо- собны к рипшическим сокращениям, которые приводят к скользящим дви- жениям и периодическим изменениям формы клеток. В клетках Верб!аюа, показанной' здесь, хорошо заметны гра- нулы серы, образовавшейся в резуль- тате окисления сероводорода !при млом запасается энергия) Рис. 11-б. Три основные формы бакте- рий: А — бациллы (~алочковидные); Б — кокка (сферические);  — спириллы !изогнутые). Морфология клетки— относительно постоянный признак больишнства видов бактерий. К бацил- лам относятся, например С!оыгЫ!ит ге!ил! — возбудитель столбняка, а также обыкновеннап кишечнал палочка — Езсбепс)г!а сой'.
Многие бациллы вызывшот болезни рпстений, например, баюлериальный оэсог груш и яблонь (возбудитель — Егыииа ату1оиот), бак- териальный вилт картофеля, гпомапию и бананов (возбудитель — Рхеидотопш гойиижеагит). К коккаи относятся Гбр1ососсиз рлеитол1ае, вызывающий бактериальную форму пневмонии; Яиер- гососсш йкйз — бактерия длл квашения молока; И)иозососсги тггозш, почвеннал бактерия, окислнющая аммиак до нитритов. Спириглы менее распростра- нены; они имеют форму спирали 1'я. 'э'1. Ьгьгершэ БО мкм см 50 мкм Рис.
11-7. Три распространенныг рода цианобактерий и родственная форлш. А. Озсшагопа размножается только учисткачи нити. Б. Са)огйхэх (О)оеогпс)иа), нитевидная форма с базальными гетероциапшэи. 61шоггэейш образует акинеты — крупные клетки с прочной внешней оболочкой. Б. Желеобразньи шары ээозгос согптипег юигдый шар 200 мкм пониманию структуры бактериальных клеточных оболочек, различающихся у развъэх групп бактерий. Сейчас используют следующую процедуру: клетки окрашивают кристаллическим фиолетовым, затем обрабатывают разбавленным раствором иода (который образует с красителем нерастворимый комплекс), далее промывают спиртом. Спирт удаляет краситель из оболочек грамотрицательных бактерий, грамположительные бактерии, наоборот, удерживают краситель.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
