П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.В. Кадерайт, А. Брезински, К. Кернер - Ботаника. Учебник для вузов. Том 3. Эволюция и систематика (1134218), страница 42
Текст из файла (страница 42)
У прокариот, и именно уже только среди эул~>ктерий, встречается большее число типов обмена веществ, чем орели эукариот. Болыпинство бактерий живет гетеротрофцо — как сапротрофы или паразиты. Однако облигатный паразитизм (например, у рикксгсий) редок; большинство патогеннь>х видов может размножаться и вне растительного или животного организма. Поэтому их культивирование на соответствующих питательных растворах (например, мясном отваре с понтоном) не представляет никакой сложности.
На твердых питательных средах (агаре, желатине) бактерии часц> обргыуют слизис>ые скоп' ления разного облика — «колонииь (см. 5.1), которые чаще всего бесцветны, но могут быть и окрашены за счет выделения пигментов. Пигменты в клетках (в тилаконллх, см. рис.
11.12, или же в цитоплазматической мембране) име>от только фотосннтезирующие зеленые бактерии или пурпурные бактерии — аналогично галобактериям из архей. За счет выделяемых ферментов бактерии вызывают интенсивное разложение субе~рата либо в анаэробных, либо в аэробных условиях. Как особенности физиологии обмена веществ разных бактерий можно, в частности, назвать: автотрофность — за счет либо фотосинтеза (красные и зеленые серобактерии); либо хсмосинтеза (см.
6.9); гетеротрофность у сапротрофов, у паразитов или в симбиозе; кислородный или бескислородный энергетический обмен веществ; денитрификацию или десульфурификацию (см. 6.6; 6.7); связывание молекулярного азота (см. 9.2.2). Бактерии осуществляют многие процессы брожения: молочно-кислое и масляно-кислое брожение, сбраживанис целлюлозы, пектина и белка, аэробцое уксуснокислое бра>кение (см. 6.10.2.2). Бактерии могут разлагать почти все приролныс ве>цества, даже нефть, парафины, асфальт. Углеводороды разлагаются тем хуже, чем короче их цепи; этан и метан используяк>тся только особыми специализированными видами (см. 6.9.1), К бактсриаль- ному разложению в значительной мере устойчивы лишь некоторые искусственные смолы и пластиковые материалы, а 'также особенно устойчивый спорополленин (см.
2.2.7.6). Симбивиты. Среди симбиотичсских бактерий особенно важны лля многих сосудистых растений (ГаЬа!еае, А!пик 771рРирйии', >(гг!!з!и, Рп>вг!а, Рзуейп(пи; см. 92.1) анды, фиксирующие атмосферный азот, в >.ом числе из семейств (()>)хо(>(асеас ()(Ь1- гоЬ!ит, РЬу!)вЬисгепип>) и Асцпотусейюеае (Рпп)аа).
Полагают, по митохгящрии эукариотных клеток возникли путем зндосимбиоза (исходно эндосимбионтами были ор>внизмы типа риккетсий). Возбудители болезней. Многочисленныс виды бактерий вызывают болезни животных и человека. Профилактика таких болезней возможна путем иммунизации (вакцинации): при ак>наной иммунизации человеку (или животному) вводится ослабленный возбудитель или его яды, чтобы стимулировать образование антител; при пассивной иммунизации вводят антитела из иммунизированных животных.
Г!римерами болезней человека, вызываемых грамположительиыми бактериями, могут быть." гнойные инфекции (В!пулу(псинеиз). сибирская язва (Вппдип ип!Ьгпсй), ащлбняк (Сяв>пг>шт 1е>ипл, дифтерия (си>упеьии!епит г!!Рьгьепне). туберкулез (Ижтбис!епит >иЬепи1тв), угри ( Ргали>п!Ьиг!егднп игт), актипомикозы (Аги«плоте> Ьои!). Близка к грамположительным бактериям М>гнр!итти рпеит>>п!ие, вызывающая заболевания легких.
Грима>рива>ельнь>е бактерии вызывают всспщ>ение легких и инфекции дыхательных путей (К)еЛИеди Рпетпип>ае; Внп1етди Лптслаеряггс Наеп>ирл!!их 1пдиппхии), тиф (Ъа(типе!!и >упжд), паратиф (уптопп!1и Риги!урь>), пищевые о>равлеиия(5идпппеди гуу)ятипит), чуму (Уегцн>и Реяй), холеру (У>Ьпи ийн>егин), венерические заболевания (гонорея — 1(егхгепи Лнпг>- глпнне; сифилис — тгернпети Ри!!!иип>), воспаление глв!анно>а мазы (1>есвепи п>еп(пх(Ыеъ). пяти истая лихорылка (В)сйепи>п зр.).
Фитопатогеииые виды внедряются в расщние либо через устьица, гидатоды и т.п. (особенно виды Рхеиг)г>топаз и Хапгйопюпих), либо ннфицируют рань> (морозобойныс трещины, поврежлсния насекомыми и т, п., например !>ти>п!и сагогивога). Па- ! !.2. Бактерии, грибы, растения 12у тогенные бактерии отравляют организм хозяина токсинами. Наличие нли отсутствие жгутиков не играет для патогенности никакой роли; странным образом лля растений патогенны только палочковидные, неспорообразующие формы. Патогенные бактерии обитают чаще всего в межклс гннках и о пуда растворяют срелинные пластинки (см. 2.2.7.1), так что отделенные друг от друга юютки отмирают; иногда этот процесс ускоряется еще токсинами.
Ткань хозяина пренрап!ается при этом в кашеобразную гнилую массу (мокрыс гнили). Вжиныс клетки внедряются относительно немногие бактерии (в том числе Рхеиг(опюпахгаЬак(). Изрелка бактерии закупоривают сосулы и таким путем вызыва!от увядание и отмирание растения, чему чаше всего еше способстнуют токсины увядания (например, СоггпеЬасат~т ппсИдапепхе). Известно свыше 200 бактсриозон растений. Бивтехижюгия. Бактерии и друтие микроорганизмы могут применяться в технических процессах и промышленном произволстве.
Зто, например, такие области, как генная инженерия (трансформация), получение антибиотикон (также для отщепления боковых цепей синтетически полученных прелшественникон), ферментов и других белков; разложение отходов (например,метанное сбражинание ила сточных нод); обо~ад!ение металлов путем микробно~о ныщелачивания (перенод трудно растворимых соединений меди и урана в растворимые н воле сульфаты виЛами 7Ь)оЬасИиз).
Бактерии, растущие на содсржагцих нефть субстратах, могут служить инликаторами при поиске новых месторождений, Третий отдел: синезеленые водоросли,или цианобактерии (СуалоЬастег(о~а, Суалоргокагуота, Суапор)тута) Предсшвители этого отлела напоминают водоросли (отсгола название — синезеленые водоросли; првкарявтяые водоросли) — это морфологичсски просто устро- енные орагнизмы, осуществляющие фотосинтез. При фотосинтезе высвобождается кислород (оксигснный фотосинтез). Олнако н отличие от эукариотных водорослей строение клетки в основных чертах соответствует ранее рассмотренным бактериям, т.с.
это прокариоты, и поэтому вместо старого названия «синезеленые водоросли» лучше употреблять название «нианобактерни». Оп|ичия вт эубактерий. Среди прокариот цианобактерии прсдсгавляют собой относительно гомогенную группу. Опрелеление нуклеотилных последовательностей 16$ рРНК показынасз более высокий уровень гомогенности между родами пианобактсрий, чем между ними и осзш!ы !ыми бактериями. От фототрофных родов эубактсрий цианобактерии отличаются другими фотосинтстическими пигментами (хлорофилл а вместо бактсриохлорофизша) и выснобожлснисм кислорода при фотосинтезе; однако наряду с оксигенным при определенных условиях может осуществляться и шюксигенный фотосишез.
Клетка цианобактсрий в среднем в 5 — 10 раз крупнее бактериальной. Отличия от зукариотных водорослей. грототрофные цианобактерии (синезеленые водоросли), часто образующие простые или разветвлснныс нити, будучи прокариотами, отличаются от зукариотных водорослей (см. бокс 11.5) по слсдуюшнм признакам. В клетках отсутствует оформленное клсзочнос ядро, митохо!шрин, лиюсомы, энлоплазматическая есть, ограниченныс мембранами июропласты и окруженные тонопдастом вакуоли с клеточным соком; нранла, некоторыс цианобактерии имеют, как н некоторые эубактерии, наполненные газом пузь!рыси — !азовые вакуоли. Однако н противоположность всем эукариотам некоторые цианобактерии способны, как и некоторые эубактерии, связывать свободный атмосферный азот ()Кз). Зта способность обусловлена прежде всего наличием гетервцяет (см.
9.2.!), которые отличакпся от осгальных клеток утратой пигментации, наличием целлюлозы, а также свстопреломляющих поаярных телец (рис. 11.15, Е). Очсвилно. образу!оцшсся в гетероцнстах соединения азота че- "(28 ГЛАВА 11. СИСТЕМАТИКА И ФИЛОГЕНИЯ роз топкие каналы в полярных тельцах псрехоллт в соседние клетки.
Строение клетки. В центральной, бесцветной части клеток (нуктео-, или пентроплазме) располашются элементы в виде ~ран, палочек, сети или нитей, которые со- держат ДПК. Их совокупность, так называемый хроматиновый аппарат, представляет собой эквивалент ядра. При делении клетки весь этот комплекс делится надвое (рис. 1 !.15, »Ч). ((ен цхишазма окружена нечетко отграниченной периферической окрашеннои хроматоплазмой, в зависимости от формы клетки имеющей вил полого шара или цилиндра.