Рекордсмени з усього. Ці дивовижні найпростіші Янтарна кислота від бактерій

Еукаріоти – це найбільш прогресивно влаштовані організми. У нашій статті ми розглянемо, хто з представників живої природи належить до цієї групи та які риси організації дозволили зайняти їм панівне становище в органічному світі.

Хто такі еукаріоти

Згідно з визначенням поняття, еукаріоти – це організми, клітини яких містять оформлене ядро. До них належать такі царства: Рослини, Тварини, Гриби. Причому немає значення, наскільки складно влаштований їх організм. Мікроскопічна амеба, колонії вольвоксу - всі вони еукаріоти.

Хоча клітини справжніх тканин іноді може бути позбавлені ядра. Наприклад, його немає в еритроцитах. Натомість дана клітина крові містить гемоглобін, що переносить кисень і вуглекислий газ. Подібні клітини містять ядро лише перших етапах свого розвитку. Потім ця органела руйнується, а водночас і втрачається здатність всієї структури до поділу. Тому, виконавши свої функції, такі клітини гинуть.

Будова еукаріотів

У клітинах усіх еукаріотів є ядро. Причому, іноді навіть не одне. Ця двомембранна органела містить у своєму матриксі генетичну інформацію, зашифровану як молекул ДНК. Ядро складається з поверхневого апарату, який забезпечує транспорт речовин, і матриксу – його внутрішнього середовища. Основна функція даної структури - зберігання спадкової інформації та її передача дочірнім клітинам, що утворюються внаслідок розподілу.

Внутрішнє середовище ядра представлено кількома складовими. Насамперед це каріоплазма. У ній знаходяться ядерця і нитки хроматину. Останні складаються з білків та нуклеїнових кислот. Саме за їх спіралізації формуються хромосоми. Вони є носіями генетичної інформації. Еукаріоти – це організми, у яких у деяких випадках можуть формуватися ядра двох видів: вегетативні та генеративні. Яскравий приклад цього – інфузорія. Її генеративні ядра здійснюють збереження та передачу генотипу, а вегетативні – регуляцію

Основні відмінності про- та еукаріотів

Прокаріоти немає оформленого ядра. До цієї групи організмів належить єдине – бактерії. Але така риса будови зовсім не означає, що у клітинах даних організмів відсутні носії генетичної інформації. Бактерії містять кільцеві молекули ДНК – плазміди. Однак розташовані вони у вигляді скупчень у певному місці цитоплазми та не мають загальної оболонки. Така структура називається нуклеоїд. Є ще одна відмінність. ДНК у клітинах прокаріотів не пов'язана з білками ядра. Вченими встановлено існування плазмід та у клітинах еукаріотів. Вони знаходяться в деяких напівавтономних органелах, наприклад, пластидах і мітохондріях.

Прогресивні риси будови

До еукаріотів належать організми, які відрізняються складнішими рисами будови на всіх рівнях організації. Насамперед це стосується способу розмноження. забезпечує найпростіший із них - надвоє. Еукаріоти – це організми, які здатні і до всіх видів відтворення собі подібних: статевого та безстатевого, партеногенезу, кон'югації. Це забезпечує обмін генетичною інформацією, появу і закріплення в генотипі низки корисних ознак, а отже, і кращу адаптацію організмів до умов навколишнього середовища, що постійно змінюються. Ця особливість і дозволила еукаріотам зайняти панівне становище

Отже, еукаріот є організми, в клітинах яких є оформлене ядро. До них відносяться рослини, тварини та гриби. Наявність ядра є прогресивною рисою будівлі, що забезпечує високий рівень розвитку та адаптації.

а) водорості
б) мохи
в) бактерії
г) папороті

Зрозуміло, що це бактерії

Інші питання з категорії

1) найпотужніший шар стебла
2) шар клітин образ. тканини
3) зовнішній шар кори
4) шар клітин у серцевині

Читайте також

2) вакуолях 3) хромосомах 4) рибосомах А5 Клітини організмів не мають оформленого ядра, - це 1) грибів 2) водоростей 3) бактерій 4) найпростіших А6 Кінцеві продукти окслення вуглеводів і жирів, це 1) вода та вуглекислий газ 2) сечовина 3)гліцерин і жирні кислоти 4)глюкоза і глікоген А7 У яндрі міститься особлива речовина з якої перед розподілом утворюються 1. рибосоми 2.мітохондрії 3.хромосоми 4.лізосоми А8 Генотип дочірнього організму значно відрізняється від генотипа батьківських. Стадію утворення кулястого одношарового зародка у хребетних тварин називають 1. дробленням 2. гаструлою 3. бластулою 4. зиготою А10 особина з рецесивними ознаками, яку використовують з аналізом. .АаВВ 3.ААвв 4.аавв

б) у живих організмів, що складаються з однієї клітини, газоомен з навколишнім середовищем відбувається через поверхню клітини.

в) речовина, створена живими організмами, називаються органічними.

г) у всіх морських тварин органами дихання є зябра.

д) екологія вивчає взаємовідносини організмів між собою та навколишнім середовищем.

е) харчовий ланцюг луки: змія-жаба-ромашка-чапля-коник

Клітини можна розділити на два типи: без оформленого ядра (прокаріотичні клітини, наприклад, бактерії) та з ядром, покритим мембраною (еукаріотичні клітини, тобто клітини тварин і рослин). Незважаючи на ці та інші відмінності, всі клітини мають спільні риси: вони оточені мембраною, їхня генетична інформація зберігається в генах, білки є їх основним структурним матеріалом і біокаталізаторами, вони синтезуються на рибосомах. Як джерело енергії клітини використовують аденозинтрифосфат (АТФ). Віруси немає всіх перелічених ознак клітин і ставляться до живих організмів, хоча іноді їх називають неклітинними формами життя. Існують одноклітинні організми, що складаються з однієї клітини (бактерії, найпростіші тварини та одноклітинні водорості). Багатоклітинні тварини (Metazoa) та рослини (Metaphyta) містять безліч диференційованих (спеціалізованих) клітин, що виконують різні функції. ДНК у всіх клітинах одного еукаріотичного організму (крім статевих), у тому числі і стовбурових, однакова. Клітини різних органів і тканин, наприклад, клітини кістки та нервові клітини, розрізняються внаслідок регуляції експресії генів. Стовбурові клітини - особливі клітини організмів, які здатні диференціюватися і перетворюватися на спеціалізовані клітини органів та тканин. В даний час на основі стовбурових клітин розвивається новий напрямок лікування - клітинна терапія - трансплантація живих клітин в організм людини для заміщення втрачених, не активних або пошкоджених клітин та відновлення будови та функцій тканин та органів.

Народицький Борис Савельєвич

Ширинський Володимир Павлович

Нестеренко Людмила Миколаївна

Alberts B., Johnson A., Lewis J. та ін. Molecular Biology of the Cell. 4th ed. - N.Y.: Garland Publishing, 2002. - 265 p.
Глік Б., Пастернак Дж. Молекулярна біотехнологія: Принципи та застосування. – К.: Світ, 2002. – 589 с.
Клітина // Вікіпедія, вільна енциклопедія. - http://ua.wikipedia.org/wiki/Клітка (дата звернення: 12.10.2009).

Пов'язані терміни

Відправка повідомлення

Текст та ілюстрації доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-ShareAlike

Підготовка до ОДЕ на тему «Клітка»

Дана перевірна робота дозволить перевірити як учні засвоїли цей матеріал. Можна провести до вивчення теми, щоб з'ясувати прогалини цієї теми і після вивчення теми.

Перегляд вмісту документа
«підготовка до ОДЕ»

Завдання частини А
А1. Основною властивістю плазматичної мембрани є

1) скоротливість 2) непроникність 3) абсолютна збудливість

4) виборча проникність

А2.Який із організмів НЕ має клітинної будови?

1) амеба звичайна 2) вірус пташиного грипу 3) дріжджі 4) еритроцит

А3.Творцями клітинної теорії є

1) Р. Гук та А. Левенгук

2) Н.І. Вавілов та І.В. Мічурін

3) М. Шлейден та Т. Шванн

4) Т.Х. Морган та Г. Фріз

А4.Яку функцію виконують лейкопласти?

1) накопичення крохмалю 2) забезпечення фарбування плодів, квіток

3) участь у водному обміні; 4) фотосинтез

А5.У рибосомах відбувається синтез молекул

1) білків 2) вуглеводів 3) нуклеїнових кислот 4) ліпідів

А6.Які клітини беруть участь у процесі згортання крові в людини?

1) лейкоцити 2) лімфоцити 3) тромбоцити 4) еритроцити

А7.Виберіть ознаку, характерну для прокаріотів.

1) у клітці відсутні рибосоми

2) у клітці відсутня розвинена система мембран

3) мають лінійні молекули ДНК, пов'язані з білками

4) генетичний матеріал укладений у ядрі

А8.Яка речовина входить до складу клітинної стінки грибів?

1) крохмаль 2) муреїн 3) хітин 4) целюлоза
А9.Який органоїд клітини зображено малюнку?

1) клітинний центр 2) мітохондрія 3) рибосома 4) апарат Гольджі

1) водний 2) наземно-повітряний 3) ґрунтовий 4) організмовий

А11. Неклітинною формою життя є

1) бактерія 2) циста амеби 3) синьо-зелена водорість 4) вірус

А12.Основним становищем «клітинної теорії» є твердження

1) усі клітини містять однаковий набір органоїдів

2) клітинна будова всіх живих організмів – свідчення самозародження клітин із безструктурної міжклітинної речовини

3) всі живі організми складаються з клітин, клітина структурна та функціональна одиниця живого

4) клітини тварин, рослин та грибів однакові за будовою та хімічним складом

А13.Хлоропласти є в клітинах

1) зеленої цвілі 2) хламідомонади 3) деревини стебла сосни 4) кореня цибулі

А14. Ядро є у

1) вірусу імунодефіциту людини 2) азотфіксуючих бактерій

3) малярійного плазмодія 4) кишкової палички

А15. Хто перший виявив клітини у зрізі пробки та вперше застосував термін «клітина»?

1) Роберт Гук 2) Антоні ван Левенгук

3) Маттіас Шлейден та Томас Шванн 4) Рудольф Вірхов

А16. Яка з клітинних структур має всі живі організми, крім вірусів?

1) клітинна мембрана 2) вакуоль 3) хлоропласт 4) ядро

А17.Чим представлений генетичний матеріал?

1) нуклеїновою кислотою 2) капсидом 3) нуклеоїдом 4) хромосомою

А18.Першим використав мікроскоп для дослідження біологічних об'єктів і ввів у науку термін клітина

1) Матіас Шлейден 2) Роберт Гук 3) Теодор Шванн 4) Антоні ван Левенгук

А19. Організми, клітини яких мають відокремлене ядро, називаються

1) вірусами 2) бактеріями 3) прокаріотами 4) еукаріотами

А20.Положенням клітинної теорії, що належить Р. Вірхову, є твердження

1) багатоклітинний організм розвивається з однієї вихідної клітини

2) клітини всіх організмів мають подібний хімічний склад та загальний план будови

3) нова клітина виникає в результаті поділу материнської клітини

4) всі організми складаються з однакових структурних одиниць - клітин

А21.Прокаріотами є

1) тварини та гриби 2) вищі рослини та зелені водорості

3) бактерії та синьо-зелені водорості 4) віруси та найпростіші

А22.Вкажіть положення клітинної теорії

1) одноклітинний організм розвивається з кількох вихідних клітин

2) клітини рослин і тварин однакові за будовою та хімічним складом

3) кожна клітина організму здатна до мейозу

4) клітини всіх організмів подібні між собою за будовою та хімічним складом

А23.Який рівень організації живого є основним об'єктом вивчення цитології?

1) клітинний 2) органно-тканинний 3) організмовий 4) популяційно-видовий

А24.Характерною ознакою бактерій є

1) відсутність ядра; 2) відсутність цитоплазми.

3) наявність цитоплазми; 4) наявність ядра

А25.Лінійні молекули ДНК, пов'язані з білками, організовані в хромосоми, є у

1) вірусів 2) бактерій 3) синьо-зелених водоростей 4) грибів

А26. Клітини яких організмів не мають клітинної стінки?

1) бактерій 2) грибів 3) рослин 4) тварин

А27.Предметом вивчення, який науки є об'єкт, зображений малюнку?

1) палеонтологія 2) систематика 3) цитологія 4) екологія

А28.До еукаріотів належать

1) віруси 2) бактерії 3) дріжджі 4) бактеріофаги

А29.Функцією хлоропластів у рослинній клітині є

2) утворення органічних речовин із неорганічних з використанням енергії світла

3) транспорт речовин

4) утворення неорганічних речовин з органічних у процесі дихання

А30. Основною функцією мітохондрій є

1) синтез білка 2) освіта лізосом 3) синтез АТФ 4) фотосинтез

А31.Організми, які з однієї клітини і мають оформленого ядра, відносять до царству

1) рослин 2) тварин 3) вірусів 4) бактерій

А32.До складу якої тканини входить зображена на малюнку клітина?

1) сполучної 2) нервової 3) епітеліальної 4) м'язової

Завдання частини В

В 1.Встановіть відповідність між статевими клітинами людини та їх будовою: до кожного елемента першого стовпця підберіть позицію другого стовпця.

ОСОБЛИВОСТІ БУДУВАННЯ ПІДЛОВІ КЛІТИНИ

А) мають хвостик 1) сперматозоїди

Б) великий обсяг цитоплазми; 2) яйцеклітини

В) запас поживних речовин

Г) більше за розмірами

Е) мають акросому

Запишіть вибрані цифри під відповідними літерами до таблиці.

Контрольна робота на тему «Царства бактерії та гриби»

Встигніть скористатися знижками до 60% на курси «Інфоурок»

Контрольна робота №2

ЧАСТИНА А (Виберіть одну правильну відповідь)

Організми, що складаються з однієї клітини і не мають оформленого ядра, це:

Кулясті бактерії – це:

Освіта бактеріями суперечка – це пристосування до:

б) перенесення несприятливих умов

Пухнастий білий наліт мукору через деякий час стає чорним, тому що:

а) його нитки гинуть і загниють

б) з віком у нитках утворюються речовини чорного кольору

в) у його головках утворюються суперечки

Гриби не здатні до фотосинтезу, тому що:

а) вони живуть у ґрунті

б) не мають хлоропластів

г) мають невеликі розміри

Плодове тіло – це:

в) ніжка та капелюшок гриба

г) ніжка гриба та міцелій

За характером харчування гриби належать до:

в) автотрофам та гетеротрофам одночасно

До цвілевих грибів відносять:

Уражений головнею колос злаку заповнений:

б) плодове тіло

г) грибницею, плодовими тілами, спорами

Гриби харчуються готовими органічними речовинами

Усі бактерії мають хлорофіл і здатні до фотосинтезу.

Кефір утворюється внаслідок діяльності бактерій

У бактерій немає оформленого ядра

Всі гриби побудовані з переплетених ниток – гіф, що утворюють грибницю – міцелій

Бактерії розмножуються розподіл однієї клітини на дві

Суперечки капелюшних грибів утворюються в пластинках або трубочках

Бактерії – одноклітинні рослини

Плодове тіло гриба утворене капелюшком, ніжкою та грибницею

ЧАСТИНА С (Дайте визначення)

У роки війни препарат гриба пеніцилу врятував від смерті багатьох поранених та хворих на запалення легень. Якою властивістю він має?

«Царство Бактерії. Царство Гриби»

До організмів, які не мають у клітинах оформленого ядра, відносять:

Бактерії легко переносять мороз і спеку, оскільки:

а) швидко розмножуються

б) не дихають, не ростуть

в) можуть не харчуватися

г) можуть утворювати суперечки

а) органічними речовинами живих організмів

б) мінеральними речовинами

в) органічними речовинами відмерлих організмів

г) водою та вуглекислим газом

Мукор найчастіше можна зустріти:

в) на вологому хлібі

Гриби виділяють до окремого царства тому, що вони:

а) нерухомі, але здатні до фотосинтезу

б) нерухомі та харчуються готовими органічними речовинами

в) не розмножуються суперечками та не мають органів

г) не мають органів, але самі створюють органічні речовини

Їстівна частина гриба називається:

г) плодовим тілом

У пензликах грибниці суперечки знаходяться у:

Сукупність гіф утворюють:

в) плодове тіло

а) утворюючи на світлі органічні речовини

б) готовими органічними речовинами

в) лише органічними речовинами живих організмів

г) оселяючись на продуктах харчування

ЧАСТИНА В (відповідайте так чи ні)

Бактерії – це одноклітинні організми

Бактерії немає чітко вираженого ядра

більшість бактерій харчуються готовими органічними речовинами

Бактерії можуть утворювати суперечку

Бактерії розмножуються розподілом однієї клітини на дві

Пеніцилл – один із видів цвілевих грибів.

Дріжджі одноклітинні гриби

Дріжджі, як і інші гриби, розмножуються спорами

Цвілеві гриби розмножуються спорами

ЧАСТИНА D (відповідайте на запитання)

У тісто для випікання хліба додають пекарські дріжджі. Яким би хлібом вийшов без дріжджів. Чому?

Пантина Євгенія Євгенівна
29.03.2016

Номер матеріалу: ДВ-567149

Свідоцтво про публікацію цього матеріалу автор може завантажити у розділі «Досягнення» свого сайту.

Не знайшли те, що шукали?

Вам будуть цікаві ці курси:

Подяка за внесок у розвиток найбільшої онлайн-бібліотеки методичних розробок для вчителів

Опублікуйте мінімум 3 матеріали, щоб БЕЗКОШТОВНОотримати та скачати цю подяку

Сертифікат про створення сайту

Додайте щонайменше п'ять матеріалів, щоб отримати сертифікат про створення сайту

Грамота за використання ІКТ у роботі педагога

Опублікуйте мінімум 10 матеріалів, щоб БЕЗКОШТОВНО

Свідоцтво про подання узагальненого педагогічного досвіду на Всеросійському рівні

Опублікуйте мінімум 15 матеріалів, щоб БЕЗКОШТОВНОотримати та завантажити дане свідоцтво

Грамота за високий професіоналізм, виявлений у процесі створення та розвитку власного вчительського сайту в рамках проекту «Інфоурок»

Опублікуйте мінімум 20 матеріалів, щоб БЕЗКОШТОВНОотримати та завантажити цю грамоту

Грамота за активну участь у роботі над підвищенням якості освіти спільно з проектом «Інфоурок»

Опублікуйте мінімум 25 матеріалів, щоб БЕЗКОШТОВНОотримати та завантажити цю грамоту

Почесна грамота за науково-просвітницьку та освітню діяльність у рамках проекту «Інфоурок»

Опублікуйте мінімум 40 матеріалів, щоб БЕЗКОШТОВНОотримати та завантажити цю почесну грамоту

Всі матеріали, розміщені на сайті, створені авторами сайту або розміщені користувачами сайту та представлені на сайті виключно для ознайомлення. Авторські права на матеріали належать їхнім законним авторам. Часткове чи повне копіювання матеріалів сайту без письмового дозволу адміністрації сайту заборонено! Думка редакції може не співпадати з точкою зору авторів.

Відповідальність за вирішення будь-яких спірних моментів, що стосуються самих матеріалів та їх змісту, беруть він користувачі, які розмістили матеріал на сайті. Однак редакція сайту готова надати всіляку підтримку у вирішенні будь-яких питань, пов'язаних з роботою та змістом сайту. Якщо Ви помітили, що на цьому сайті незаконно використовуються матеріали, повідомте про це адміністрацію сайту через форму зворотнього зв'язку.

Уніфікована форма № Т-1Затверджено Постановою Держкомстату Росії від 05.01.2004 № 1Форма з ОКУД МБУ ДО АР «Дитяча школа мистецтв м. Аксая» Наказ № 27від 27.06.2017 року 1.Зарахувати з 01.09.10 ]
Правила посадки саджанців Здрастуйте, шановні друзі! Розберемо сьогодні правила посадки саджанців на садовій ділянці. 1. Дуже важливо перед посадкою не допустити підсихання кореневої системи саджанця. Рекомендується за 1 - 2 доби до початку посадки помістити […]
Правила з керування автомобілем знаки В архіві представлена для ознайомлення добірка матеріалу, який потрібний особливий попит у майбутніх водіїв Естонії. Ви зможете завантажити правила дорожнього руху та екзаменаційні тести з відповідями за посиланнями нижче. […]
Півоєв В.М. Філософія та методологія науки: навчальний посібник для магістрів та аспірантів Петрозаводськ: Вид-во ПетрГУ, 2013. ― 320 с.ISBN 978-5-821-1647-0 PDF 3 mb Навчальний посібник призначений для студентів старших курсів, магістрів та аспірантів […]
Насосний агрегат 1 – електромотор СТМ-1500; 2 – відцентровий насос 14Н-12 Для запобігання небезпеці вибуху нафтової пари в приміщенні насосної застосовують: - асинхронні електромотори з продуванням; - розділювальну стіну між насосною та дизельною […]
Боброва Надія Володимирівна Назва підрозділу: Адвокатська консультація Центрального району м. Воронежа Адреса: 394006, м. Воронеж, вул. Плеханівська, 22 «а» Реєстраційний номер у Реєстрі адвокатів Воронезької області 36/1703 Закінчила юридичний […]
Закон РФ від 21.02.1992 n 2395-1 (з ізм. І доп., Набрання чинності з 01.01.2016) Розділ I. Загальні положення Стаття 1. Законодавство Російської Федерації про надра Стаття 1.1. Правове регулювання відносин надрокористування Стаття 1.2. Власність на […]
ПОРЯДОК ПРОЖИВАННЯ В ГОТЕЛІ «ПРАГА: Внутрішні правила проживання в готелі «Прага» Шановні ГОСТІ! Носіть картку гостя із собою. Вона є документом, що підтверджує Ваше право на проживання та користування послугами […]

Якщо уявити ресторан, в якому подають різних бактерій, то меню такого закладу складалося б з багатьох томів, а відвідувачі і за кілька років не змогли б "перепробувати" всі страви. Список одних тільки назв розділів у такому меню зайняв би не одну сторінку: бактерії найнезвичайнішого зовнішнього вигляду, бактерії всіх кольорів веселки, бактерії з незвичайним раціоном, найдавніші бактерії. Схоже, на нашій планеті немає жодного місця, де б не було виявлено бактерій.

Бактерії – одноклітинні організми, які мають оформленого ядра. Тобто, їхня ДНК знаходиться не в окремому компартменті, а занурена прямо у вміст клітини. Це ключова відмінність бактерій від ядерних організмів, або еукаріотів, на підставі якого бактерій виділили в окреме царство.

Бактерії мають відносно просту клітинну організацію, і саме вони стали одними з перших істот, які заселили нашу планету. За мільйони років бактерії змогли освоїти практично всі екологічні ніші. Щоб пристосуватися до незвичайних місць проживання, їм довелося розвинути незвичайні функції. Вони навчилися харчуватися світлом, нафтою, жити в арктичному холоді і киплячій воді, збирати свій геном зі шматків і синтезувати сотні тисяч геномів. Опишемо докладніше найнезвичайніші пункти бактеріального меню.

Всеїдні

Через швидке розмноження бактерії постійно перебувають в умовах жорсткої конкуренції. Щоб вижити, вони навчилися знаходити джерела їжі практично у всьому. Найочевиднішим і найдоступнішим стало сонячне світло. З його допомогою отримують енергію, наприклад, ціанобактерії, яких також називають синьо-зеленими водоростями. Вони отримують необхідну життя енергію з допомогою процесу оксигенного фотосинтезу, котрого необхідні лише світло, вода і вуглекислий газ. Як побічний продукт фотосинтезу виділяється кисень. Саме ціанобактерії наситили атмосферу Землі киснем, без якого не може існувати більшість організмів.

Прагнучи забезпечити собі спокійне існування, деякі бактерії вирішили знайти інші джерела харчування. Для цього їм потрібно було серйозно змінити свою клітинну організацію, проте така перебудова дозволила зайняти вільну екологічну нішу. Декілька груп бактерій розвинули здатність переробляти нафту. Бактерії, що належать до родів Pseudomonas, Bacillus, Serratia, Alcaligenes, ускладнюють життя нафтовикам, розкладаючи різні складові нафти до вуглеводнів. Однак бактерії з такими нестандартними харчовими пристрастями можуть приносити і користь. В даний час вчені з різних країн активно розробляють технології очищення води після розливів нафти за допомогою бактерій.

Деякі бактерії, що живуть у ґрунті, навчилися харчуватися речовинами, спеціально створеними для їхнього знищення. Вчені виявили кілька сотень видів бактерій, які можуть використовувати антибіотики як єдине джерело живлення. Такі бактерії потенційно небезпечні для людини, навіть якщо вони самі не викликають жодних захворювань. Любителі антибіотиків можуть передавати свої гени патогенним мікроорганізмам – така практика дуже поширена серед бактерій.

Любителі екстремальних температур

"Чорні курці" Фото із сайту uni-bremen.de

Декілька десятиліть тому вчені виявили в океані "чорні курці" – унікальні геотермальні джерела. "Чорні курці" утворюються, як правило, у рифтових зонах, де крізь тріщини літосферних плит проривається розпечений газ, що нагріває воду до екстремально високих температур – 300-400 градусів за Цельсієм. У воді "курців" розчинені сірководень та сульфіди металів, які забарвлюють її у чорний колір.

Вчені не очікували виявити життя в таких умовах, однак, на їх подив, фауна "чорних курців" виявилася дуже різноманітною. Кам'янисті схили навколо курців населяють численні бактерії. Температура води навколо схилів трохи холодніша, ніж у серці "курця" - всього близько 120 градусів Цельсія. Бактерії, що пристосувалися до окропу, процвітають – природних конкурентів у них немає.

У товщі льоду, що покриває льодове озеро Схід в Антарктиді, було знайдено кілька видів бактерій. Вони, правда, були скоріше мертвими, ніж живими. Вчені визначили, що знайдені бактерії є термофільними – тобто воліють жити при підвищених температурах. Дослідники висунули гіпотезу, згідно з якою в озері Схід є або були теплі джерела, що підігрівали воду озера.

До речі, саме бактерії виявилися відповідальними за утворення сніжинок. Нещодавно вчені виявили, що "затравкою" для їх формування у багатьох випадках патогенні для рослин мікроорганізми Pseudomonas syringae. Найкраще вони "стимулюють" зростання кристалічних крижаних структур за температур від мінус семи градусів за Цельсієм до нуля.

Найстійкіші бактерії

Рентгенівське або гамма-випромінювання є смертельно небезпечним для живих організмів. Воно викликає розриви в ДНК, а у великих дозах буквально розриває її на шматки. Однак деякі бактерії чудово переносять гамма-випромінювання. Мова йде про Deinococcus radiodurans. Ця бактерія розмножується після отримання дози радіації, що майже в тисячу разів перевищує смертельну для людини дозу. Унікальний організм повністю відновлює свій геном лише за шість годин. Секрет у тому, що Deinococcus radioduransнесе не одну, як більшість бактерій, а кілька копій своєї ДНК. При опроміненні розриви у кожній із копій відбуваються у різних місцях, тому бактерія може скласти цілу мозаїку з наявних шматків.

Найбільш запасливі бактерії

До речі, Deinococcus radiodurans- далеко не чемпіони за кількістю копій свого геному. Нещодавно вченим-мікробіологам вдалося встановити, що бактерії з роду Epulopisciumу кожній клітині близько 200 тисяч геномних копій. Причому їх кількість корелює із розміром бактеріальної клітини. Еволюційне та екологічне значення такої особливості поки що неясно. До речі, Epulopisciumвідрізняє ще одна риса – їхній розмір. Клітини цих мікроорганізмів можуть досягати 600 мікрометрів, при тому, що середній розмір бактеріальної клітини коливається від 0,5 до 5 мікрометрів.

Найбільші та маленькі

В принципі, великий розмір для бактерій є недоліком, тому що у них немає спеціальних механізмів поглинання поживних речовин. Більшість бактерій отримує їжу шляхом простої дифузії. Чим більший розмір бактеріальної клітини, тим менше для неї відношення площі поверхні до об'єму, а отже, тим важче для неї отримати необхідну кількість їжі. Тобто великі бактерії приречені на голодування. Щоправда, гіганти мають свою правда. Завдяки розміру вони є важким видобутком для бактерій-хижаків, які поїдають жертв, "обтікаючи" та перетравлюючи їх.

Найменші бактерії за розміром можна порівняти з великими вірусами. Наприклад, мікоплазма Mycoplasma mycoidesне перевищує 0,25 мікрометра. Згідно з теоретичними підрахунками, сферична клітина діаметром менше 0,15-0,20 мікрометрів стає нездатною до самостійного відтворення, оскільки в ній фізично не містяться всі необхідні структури.

Найчисленніші

Зрештою, бактерії є основними жителями планети Земля. Їх кількість оцінюється цифрою з 30 нулями (приблизно 4-6*10 30), а загальна біомаса становить близько 550 мільярдів тонн. Щодня вчені відкривають декілька нових видів бактерій. Крім того, завдяки швидкому розмноженню та високій швидкості мутування, бактерії постійно утворюють нові види. Все нові та нові види.

Бактерії – найдавніша відома група організмів
Шаруваті кам'яні структури – строматоліти, – датовані часом початком археозою (архею), тобто. виниклі 3,5 млрд років тому, – результат життєдіяльності бактерій, зазвичай фотосинтезирующих, т.зв. синьо-зелених водоростей. Подібні структури (просочені карбонатами бактеріальні плівки) утворюються і зараз, головним чином біля узбережжя Австралії, Багамських островів, у Каліфорнійській та Перській затоках, проте вони відносно рідкісні і не досягають великих розмірів, тому що ними живляться рослиноїдні організми, наприклад черевоногих молюсків. Перші ядерні клітини походять від бактерій приблизно 1,4 млрд. років тому.

Найдавнішимиз нині існуючих живих організмів вважаються археобактерії термоацидофіли (thermoacidophiles)Вони живуть у воді гарячих джерел із високим вмістом кислоти. При температурі нижче 55oC (131oF) вони гинуть!

Найчисленніші

Бактерії є основними мешканцями планети Земля. Їх кількість оцінюється цифрою з 30 нулями (приблизно 4-6*1030), а загальна біомаса становить близько 550 мільярдів тонн. Щодня вчені відкривають декілька нових видів бактерій. Крім того, завдяки швидкому розмноженню та високій швидкості мутування, бактерії постійно утворюють нові види. Все нові та нові види. 90% біомаси у морях, виявляється, становлять мікроби.

Життя на Землі з'явилося

3,416 млрд років тому, тобто на 16 млн років раніше, ніж прийнято рахувати в науковому світі. Аналізи одного з коралів, вік якого перевищує 3,416 млрд. років, довели, що під час утворення цього коралу на Землі вже існувало життя на рівні мікробів.

Найдавніша мікроскам'янілість

Kakabekia barghoorniana (1964-1986 р.р.) була знайдена у містечку Харич, Гунедд, Уельс, її передбачуваний вік понад 4 000 000 000 років.

Найдавніша форма життя

У Гренландії було виявлено скам'янілі відбитки мікроскопічних клітин. Виявилося, що їх вік становить 3800 мільйонів років, що робить їх найдавнішими з відомих нам форм життя.

Бактерії та еукаріоти

Життя може існувати у формі бактерій - найпростіших організмів, що не мають ядра в клітці, найдавніших (archaea), майже таких же простих, як бактерії, але відрізняються незвичайною мембраною, її вершиною вважаються еукаріоти - власне, всі інші організми, генетичний код яких зберігається в клітинному ядрі.

Нюх навіть у бактерій

Здатність розпізнавати присутність у воді чи повітрі пахучих речовин є майже в усіх організмів - навіть у бактерій.

Любителі екстремальних температур

До речі, саме бактерії виявилися відповідальними за утворення сніжинок. Нещодавно вчені виявили, що "затравкою" для їх формування у багатьох випадках є патогенні для рослин мікроорганізми. Pseudomonas syringae. Найкраще вони "стимулюють" зростання кристалічних крижаних структур за температур від мінус семи градусів за Цельсієм до нуля.

У Маріанській западині знайдені найдавніші мешканці Землі

На дні найглибшої у світі Маріанської западини у центрі Тихого океану виявлено 13 видів невідомих науці одноклітинних, які у незмінному вигляді майже мільярд років. Мікроорганізми було знайдено у пробах ґрунту, які восени 2002 року взяв у розломі Челленджера японський автоматичний батискаф "Кайко" на глибині 10.900 метрів. У 10 кубічних сантиметрах ґрунту виявлено 449 раніше невідомих первісних одноклітинних круглої або подовженої форми розміром 0,5 - 0,7 мм. Після кількох років досліджень їх поділили на 13 видів. Всі ці організми майже повністю відповідають т.зв. "невідомих біологічних скам'янілостей", які в 80-х роках були виявлені в Росії, Швеції та Австрії в шарах ґрунту давниною від 540 млн до мільярда років.

На підставі генетичного аналізу японські дослідники стверджують, що знайдені на дні Маріанської западини одноклітинні існують у незмінному вигляді вже понад 800 млн, а то й мільярд років. Зважаючи на все, це найдавніші з усіх відомих зараз мешканців Землі. Одноклітинні з розлому Челленджера заради виживання були змушені піти на крайні глибини, оскільки в дрібних шарах океану не могли конкурувати з молодшими та агресивнішими організмами.

Перші бактерії з'явилися в археозойську еру

Розвиток Землі поділено п'ять проміжків часу, які називаються ерами. Перші дві ери, археозою та протерозою, тривали 4 мільярди років, тобто майже 80% усієї земної історії. Під час археозою сталося утворення Землі, виникла вода та кисень. Близько 3,5 мільярдів років тому з'явилися перші крихітні бактерії та водорості. В епоху протерозою близько 700 років тому в морі з'явилися перші тварини. Це були примітивні безхребетні істоти, наприклад хробаки та медузи. Палеозойська ера почалася 590 мільйонів років тому і тривала 342 мільйони років. Тоді землю покривали болота. Під час палеозою з'явилися великі рослини, риби та земноводні. Мезозойська ера почалася 248 мільйонів років тому і тривала 183 мільйони років. У цей час населяли Землю величезні ящери динозаври. З'явилися також перші ссавці та птахи. Кайнозойська ера почалася 65 мільйонів років тому і продовжується досі. У цю пору виникли рослини та тварини, які оточують нас сьогодні.

Найбільші та маленькі

Найменші бактерії за розміром можна порівняти з великими вірусами. Наприклад, мікоплазма Mycoplasma mycoides не перевищує 0,25 мікрометра. Згідно з теоретичними підрахунками, сферична клітина діаметром менше 0,15-0,20 мікрометрів стає нездатною до самостійного відтворення, оскільки в ній фізично не містяться всі необхідні структури.

Де мешкають бактерії

Бактерій багато у ґрунті, на дні озер та океанів – усюди, де накопичується органічна речовина. Вони живуть у холоді, коли стовпчик термометра трохи перевищує нульову позначку, і в гарячих кислотних джерелах з температурою вище 90 С. Деякі бактерії переносять дуже високу солоність середовища; зокрема це єдині організми, виявлені в Мертвому морі. В атмосфері вони присутні в краплях води, і їх велика кількість там зазвичай корелює із запиленістю повітря. Так, у містах дощова вода містить набагато більше бактерій, ніж у сільській місцевості. У холодному повітрі високогір'їв та полярних областей їх мало, проте вони зустрічаються навіть у нижньому шарі стратосфери на висоті 8 км.

Живуть у геотермальних джерелах

Археобактерії Pyrodictium abyssiмешкають біля "чорних курців" - геотермальних джерел, нагрітих до 300-400 градусів і насичених сірководнем і сульфідами металів

Живуть під льодом

Herminiimonas glacieiбули виявлені під кригою Гренландії на глибині трьох кілометрів. Це одні з найменших відомих вчених мікроорганізмів. За допомогою джгутика вони можуть переміщатися тонкими каналами в товщі льоду.

Живуть у пустелі, непридатній для життя

Deinococcus peraridilitorisмешкають у ґрунті в чилійській пустелі Атакама. Атакакма настільки непридатна для життя, що NASA використовує її як полігон для моделювання умов на Марсі. На зображенні зображений близький родич D. peraridilitoris - D. radiodurans

Живуть у солончаках

Плоскі квадратні клітини археобактерій Haloquadratum walsbyiмають найбільшу серед усіх живих істоту співвідношення поверхні до обсягу. Така геометрія дозволяє H. walsbyiвиживати в умовах солончаків біля Червоного моря

Живуть у шахтах із високою кислотністю

Археї Ferroplasma acidophilumчудово почуваються у відвалах золотих шахт у Каліфорнії при рН 0. Для порівняння, рН концентрованої соляної кислоти у шлунку людини дорівнює 1,5. pH чистої води – 7.

Живуть у шахтах на глибині трьох кілометрів

Desulforudis audaxviatorє найнезалежнішими мешканцями планети Земля. Ці бактерії, що мешкають в уранових шахтах Південної Африки на глибині трьох кілометрів, отримують всі необхідні для життя речовини абсолютно самостійно. Як енергія для будівництва своїх клітин D. audaxviatorвикористовують радіоактивне випромінювання.

Бактерії беруть участь у травленні

Густо заселений бактеріями (зазвичай нешкідливими) травний тракт тварин. Для життєдіяльності більшості видів вони не обов'язкові, хоч і можуть синтезувати деякі вітаміни. Однак у жуйних (корів, антилоп, овець) та багатьох термітів вони беруть участь у перетравленні рослинної їжі. Крім того, імунна система тварини, вирощеної у стерильних умовах, не розвивається нормально через відсутність стимуляції бактеріями. Нормальна бактеріальна «флора» кишечника важлива також для придушення шкідливих мікроорганізмів, що потрапляють туди.

Найстійкіші бактерії

Halobacterium salanarium NRC-1здатна пережити опромінення 18 тисяч греїв. Щоб убити людину, достатньо 10 греїв

Найбільш запасливі бактерії

До речі, Deinococcus radiodurans- далеко не чемпіони за кількістю копій свого геному. Нещодавно вченим-мікробіологам вдалося встановити, що бактерії з роду Epulopisciumнесуть у кожній клітині близько 200 тисяч геномних копій. Причому їх кількість корелює із розміром бактеріальної клітини. Еволюційне та екологічне значення такої особливості поки що неясно. До речі, Epulopisciumвідрізняє ще одна риса – їхній розмір. Клітини цих мікроорганізмів можуть досягати 600 мікрометрів, при тому, що середній розмір бактеріальної клітини коливається від 0,5 до 5 мікрометрів.

У точці міститься чверть мільйона бактерій

Бактерії набагато дрібніші за клітини багатоклітинних рослин і тварин. Товщина їх зазвичай становить 05-20 мкм, а довжина - 10-80 мкм. Розглянути деякі форми ледве дозволяє роздільна здатність стандартних світлових мікроскопів (приблизно 0,3 мкм), але відомі і види довжиною більше 10 мкм і шириною, що також виходить за вказані рамки, а дуже тонких бактерій може перевищувати в довжину 50 мкм. На поверхні, що відповідає поставленій олівцем точці, вміститься чверть мільйона середніх за величиною бактерій.

Бактерії дають уроки самоорганізації

У колоніях бактерій, званих строматолітами, бактерії самоорганізуються і створюють величезне робоче об'єднання, хоча жодна їх керує іншими. Таке об'єднання дуже стійке та швидко відновлюється при пошкодженнях або зміні навколишнього середовища. Також цікавим є той факт, що бактерії в строматоліті виконують різні ролі, залежно від того, яке місце вони займають у колонії, і всі вони використовують загальну генетичну інформацію. Всі ці властивості можуть бути корисними для майбутніх комунікаційних мереж.

Здібності бактерій

Багато бактерій мають хімічні рецептори, які реєструють зміни кислотності середовища та концентрацію цукрів, амінокислот, кисню та діоксиду вуглецю. Багато рухливих бактерій реагують також на коливання температури, а фотосинтезуючі види – на зміни освітленості. Деякі бактерії сприймають напрямок силових ліній магнітного поля, зокрема магнітного поля Землі, з допомогою присутніх у тому клітинах частинок магнетиту (магнітного залізняку – Fe3O4). У воді бактерії використовують цю свою здатність для того, щоб плисти вздовж силових ліній у пошуках сприятливого середовища.

Пам'ять бактерій

Умовні рефлекси у бактерій невідомі, але певного роду примітивна пам'ять вони мають. Плавая, вони порівнюють сприймається інтенсивність стимулу з її колишнім значенням, тобто. визначають, стала вона більшою або меншою, і, виходячи з цього, зберігають напрямок руху або змінюють його.

Бактерії подвоюються в кількості кожні 20 хв.

Почасти через дрібні розміри бактерій інтенсивність їх метаболізму дуже висока. За найсприятливіших умов деякі бактерії можуть подвоювати свою загальну масу та чисельність приблизно кожні 20 хв. Це тим, що їх найважливіших ферментних систем функціонує з дуже високої швидкістю. Так, кролику для синтезу білкової молекули потрібні лічені хвилини, а бактерії – секунди. Однак у природному середовищі, наприклад у ґрунті, більшість бактерій знаходиться «на голодному пайку», тому якщо їх клітини і діляться, то не кожні 20 хв, а раз на кілька днів.

Протягом доби з 1 бактерії могло б утворитися 13 трлн.

Одна бактерія кишкової палички (Esherichia coli) протягом доби могла б дати потомство, загального обсягу якого вистачило б для побудови піраміди площею 2 кв.км та заввишки 1 км. За сприятливих умов за 48 годин один холерний вібріон (Vibrio cholerae) дав би потомство масою 22*1024 т, що у 4 тис. разів більше за масу земної кулі. На щастя, виживає лише незначна кількість бактерій.

Скільки у ґрунті бактерій

У верхньому прошарку грунту міститься від 100 000 до 1 млрд. бактерій на 1 г, тобто. приблизно 2 т на гектар. Зазвичай усі органічні залишки, потрапивши у землю, швидко окислюються бактеріями та грибами.

Всеїдні

Бактерії поїдають пестициди

Генетично модифікована звичайна кишкова паличка здатна поїдати фосфорорганічні сполуки - отруйні речовини, токсичні як комах, а й у людини. До класу фосфорорганічних сполук відносяться деякі види хімічної зброї, наприклад, газ зарин, що має нервово-паралітичну дію.

Розправлятися з фосфорорганікою модифікованій кишковій паличці допомагає особливий фермент - різновид гідролази, спочатку знайдений у деяких "диких" ґрунтових бактерій. Протестувавши безліч генетично близьких різновидів бактерій, вчені вибрали штам, який знищує пестицид метилпаратіон у 25 разів ефективніше, ніж вихідні ґрунтові бактерії. Щоб пожирачі токсинів не "розбіглися", їх закріпили на матриці з целюлози - невідомо, як поведеться трансгенна кишкова паличка, опинившись на волі.

Бактерії із задоволенням з'їдять пластик із цукром

Поліетилен, полістирол та поліпропілен, які складають п'яту частину міських відходів, стали привабливими для ґрунтових бактерій. При змішуванні стиролових одиниць полістиролу з невеликою кількістю іншої субстанції утворюються гачки, за які можуть зачепитися частинки сахарози або глюкози. Цукор "висить" на стиролових ланцюжках, як підвіски, становлячи всього 3% від загальної ваги отриманого полімеру. Але бактерії Pseudomonas і Bacillus помічають присутність цукрів і, з'їдаючи їх, руйнують полімерні ланцюги. В результаті протягом кількох днів пластики починають розкладатися. Остаточні продукти переробки - двоокис вуглецю та вода, але на шляху до них виникають органічні кислоти та альдегіди.

Бурштинова кислота від бактерій

У рубці - відділ травного тракту жуйних тварин - було виявлено новий вид бактерій, які виробляють бурштинову кислоту. Мікроби чудово живуть та розмножуються без кисню, в атмосфері вуглекислого газу. Крім бурштинової кислоти вони виробляють оцтову та мурашину. Основним поживним ресурсом їм служить глюкоза; з 20 г глюкози бактерії створюють майже 14 г бурштинової кислоти.

Крем із глибоководних бактерій

Бактерії, зібрані в гідротермальній тріщині на двокілометровій глибині тихоокеанської затоки Каліфорнії, допоможуть створити лосьйон для ефективного захисту шкіри від згубних сонячних променів. Серед мікробів, що мешкають тут за високих температур і тиску, є і Thermus thermophilus. Їхні колонії процвітають при температурі 75 градусів Цельсія. Вчені збираються використати процес бродіння цих бактерій. Результатом буде "коктейль з білків", включаючи ензими, які особливо завзято знищують високоактивні хімічні сполуки, що утворюються при дії ультрафіолетових променів і беруть участь у реакціях, що руйнують шкіру. За словами розробників, нові компоненти можуть знищувати перекис водню втричі швидше за 40 градусів Цельсія, ніж за 25.

Люди - це гібриди людини розумної та бактерій

Людина - це зібрання, власне, людських клітин, а також бактеріальних, грибкових та вірусних форм життя, кажуть англійці, і людський геном у цьому конгломераті зовсім не переважає. У тілі людини кілька трильйонів клітин та понад 100 трильйонів бактерій, п'ятисот, до речі, видів. За кількістю ДНК у наших тілах лідирують саме бактерії, а не людські клітини. Це біологічне співжиття вигідне обом сторонам.

Бактерії накопичують уран

Один із штамів бактерії псевдомонас здатний ефективно вловлювати з навколишнього середовища уран та інші важкі метали. Дослідники виділили цей різновид бактерій зі стічних вод одного з тегеранських металургійних заводів. Успішність роботи з очищення залежить від температури, кислотності середовища проживання і змісту важких металів. Найкращі результати були за 30 градусів Цельсія у слабокислому середовищі при концентрації урану 0,2 грама на літр. Його гранули накопичуються у стінках бактерій, досягаючи 174 мг на грам сухої ваги бактерій. Крім того, бактерія захоплює з навколишнього середовища мідь, свинець та кадмій та інші важкі метали. Відкриття може бути основою розробки нових методів очищення стічних вод від важких металів.

В Антарктиці знайдено дві невідомі науці види бактерій

Нові мікроорганізми Sejongia jeonnii та Sejongia antarctica – це грамнегативні бактерії, що містять жовтий пігмент.

Стільки бактерій на шкірі!

На шкірі гризунів землекопів налічується до 516 000 бактерій на квадратний дюйм, на сухих ділянках шкіри цієї тварини, наприклад, на передніх лапах, всього 13 000 бактерій на квадратний дюйм.

Бактерії проти іонізуючого випромінювання

Мікроорганізм Deinococcus radiodurans здатний витримати 1.5 мільйонів рад. іонізуючого випромінювання, що перевищує смертельний рівень інших форм життя більш ніж 1000 раз. У той час, як ДНК інших організмів буде зруйновано і знищено, геном цього мікроорганізму не буде пошкоджений. Секрет подібної стійкості полягає у специфічній формі геному, яка нагадує коло. Саме цей факт сприяє подібній стійкості до дії радіації.

Мікроорганізми проти термітів

Препарат для боротьби з термітами "Формосан" (США) використовує природних ворогів термітів - кілька видів бактерій та грибів, які заражають та вбивають їх. Після зараження комахи гриби та бактерії поселяються у його тілі, утворюючи колонії. Коли комаха гине, її останки стають джерелом суперечок, які заражають побратимів. Було відібрано мікроорганізми, які розмножуються порівняно повільно - у зараженої комахи має залишитися час повернутися в гніздо, де інфекція передасться всім членам колонії.

Мікроорганізми живуть на полюсі

Колонії мікробів виявлено на камінні в районі північного та південного полюсів. Місця ці не надто підходять для життя – поєднання вкрай низьких температур, сильних вітрів та жорсткого ультрафіолетового випромінювання виглядають жахливо. Але 95 відсотків досліджених вченими кам'янистих рівнин заселені мікроорганізмами!

Цим мікроорганізмам вистачає того світла, яке потрапляє під каміння через щілини між ними, відбиваючись від поверхонь сусіднього каміння. Через перепади температур (камені нагріваються сонцем і остигають, коли його немає) відбуваються зрушення в кам'яних розсипах, деякі камені опиняються в повній темряві, а інші, навпаки, потрапляють на світло. Після таких зрушень мікроорганізми "мігрують" із затемненого каміння на освітлені.

Бактерії живуть у шлакових відвалах

Найбільш луголюбні живі організми на планеті живуть у забрудненій воді в США. Вчені виявили мікробіальні спільноти, що благоденствують у шлакових відвалах в області озера Калюме на південному заході Чикаго, де рівень кислотності води (рН) становить 12,8. Життя в такому середовищі можна порівняти з проживанням в каустичній соді або рідини для миття підлоги. У подібних відвалах повітря та вода вступають у реакцію зі шлаками, в якій виникає гідроксид кальцію (каустична сода), що підвищує рН. Бактерій виявили в ході вивчення забруднених ґрунтових вод, що накопичилися за понад століття зберігання промислових залізних відвалів, що надходять з Індіани та Іллінойсу.

Генетичний аналіз показав, що частина цих бактерій – близькі родичі Clostridium і Bacillus. Ці види раніше виявляли в кислотних водах озера Моно в Каліфорнії, туфових стовпах у Гренландії та забруднених цементом водах глибинної золотої копальні в Африці. Деякі з цих організмів використовують водень, що виділяється під час корозії металевих залізних шлаків. Як саме незвичайні бактерії потрапили до шлакових відвалів, залишилося загадкою. Не виключено, що місцеві бактерії пристосувалися до свого екстремального довкілля за останнє століття.

Мікроби визначають забруднення води

Модифіковані бактерії кишкової палички вирощують у середовищі із забруднювальними речовинами та визначають їх кількість у різні моменти часу. У бактерій є вбудований ген, який дозволяє клітинам світитися у темряві. За яскравістю світіння можна судити про їхнє число. Бактерії заморожують у полівініловому спирті, тоді вони витримують низькі температури без серйозних пошкоджень. Потім їх розморожують, вирощують у суспензії та використовують у дослідженнях. У забрудненому середовищі клітини ростуть гірше, частіше гинуть. Кількість мертвих клітин залежить від часу та ступеня забруднення. Ці показники відрізняються для важких металів та органічних речовин. Для будь-якої речовини швидкість загибелі та залежність числа загиблих бактерій від дози різні.

Віруси мають

Складною структурою з органічних молекул, що ще важливіше – наявність власного, вірусного генетичного коду та здатність до розмноження.

Походження вірусів

Вважають, що віруси відбулися в результаті відокремлення (автономізації) окремих генетичних елементів клітини, які отримали, крім того, здатність передаватися від організму до організму. Розмір вірусів варіює від 20 до 300 нм (1 нм = 10-9 м). Практично всі віруси за своїми розмірами дрібніші, ніж бактерії. Однак найбільші віруси, наприклад вірус коров'ячої віспи, мають такі ж розміри, як і найдрібніші бактерії (хламідії та рикетсії).

Віруси – форма переходу від просто хімії до живого на Землі

Є версія, що віруси виникли колись дуже давно - завдяки внутрішньоклітинним комплексам, що отримали свободу. Усередині нормальної клітини відбувається рух безлічі різних генетичних структур (інформаційні РНК, та інше, та інше…), які можуть бути прабатьками вірусів. Але, можливо, все було зовсім навпаки - і віруси - найстаріша форма життя, точніше перехідного етапу від "просто хімії" до живого на Землі.
Навіть походження самих еукаріотів (а, отже, і всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів, включаючи нас з вами) деякі вчені пов'язують з вірусами. Можливо, ми з'явилися в результаті "співробітництва" вірусів і бактерій. Перші надали генетичний матеріал, а другі – рибосоми – білкові внутрішньоклітинні фабрики.

Віруси не здатні

…розмножуватися самостійно – за них це роблять внутрішні механізми клітини, яку вірус заражає. Сам працювати зі своїми генами вірус також не може – не в змозі синтезувати білки, хоча має білкову оболонку. Він просто викрадає готові білки у клітин. До складу деяких вірусів навіть входять вуглеводи та жири - але знову ж таки крадені. Поза клітиною-жертвою вірус - це просто гігантське скупчення нехай і дуже складних молекул, але ні тобі обміну речовин, ні якихось активних дій.

Дивно, але найпростіші істоти на планеті (ми умовно все ж таки називатимемо віруси істотами) - одна з найбільших загадок науки.

Найбільший вірус Mimi, або Mimivirus

...(що викликає спалах грипу) більше інших вірусів у 3, інших - у 40 разів. Він несе в собі 1260 генів (1,2 мільйона "букв"-підстав, що більше, ніж у інших бактерій), тоді як відомі віруси мають всього від трьох до ста генів. При цьому генетичний код вірусу складається з ДНК і РНК, тоді як усі відомі віруси користуються лише однією з цих "скрижалів життя", але ніколи обома разом. 50 генів Mimi відповідають за такі речі, які раніше у вірусах ніколи не були помічені. Зокрема, Mimi здатний на самостійний синтез 150 видів білків і навіть на ремонт власної пошкодженої ДНК, що для вірусів взагалі нонсенсом.

Зміни у генетичному коді вірусів можуть зробити їх смертельно небезпечними

Американські вчені експериментували з сучасним вірусом грипу - неприємною і тяжкою, але не надто летальною хворобою - схрестивши його з вірусом сумнозвісної "іспанки" 1918 року. Модифікований вірус вбивав мишей наповал із симптомами, характерними для "іспанки" (гостре запалення легень та внутрішні кровотечі). При цьому його відмінності від сучасного вірусу генетично виявилися мінімальними.

Від епідемії "іспанки" у 1918 році загинуло більше людей, ніж під час найстрашніших середньовічних епідемій чуми та холери, і навіть більше, ніж фронтові втрати у Першу світову війну. Вчені припускають, що вірус "іспанки" міг виникнути з вірусу так званого "пташиного грипу", поєднавшись із звичайним вірусом, наприклад, в організмі свиней. Якщо ж пташиний грип успішно схрещується з людським і отримує можливість переходити від людини до людини, ми отримуємо хворобу, яка здатна викликати глобальну пандемію і вбити кілька мільйонів людей.

Найсильнішою отрутою

Зараз вважається токсин бацили D. 20 мг його достатньо, щоб отруїти все населення Землі.

Віруси – набори генетичної інформації

Віруси вміють плавати

У ладозьких водах мешкають віруси-фаги восьми типів, що розрізняються за формою, розмірами та довжиною ніжок. Їхня кількість значно вища за характерну для прісної води: від двох до дванадцяти мільярдів частинок у літрі проби. У деяких пробах було лише три типи фагів, найвищий їх вміст та різноманітність – у центральній частині водойми, всі вісім типів. Зазвичай буває навпаки, мікроорганізмів більше у прибережних районах озер.

Мовчання вірусів

Багато вірусів, наприклад, герпесу, мають у своєму розвитку дві фази. Перша настає відразу після зараження нового господаря і триває недовго. Потім вірус хіба що " замовкає " і тихо накопичується у організмі. Друга може початися через кілька днів, тижнів або років, коли вірус, що "мовчав" до певного часу, починає лавиноподібно розмножуватися і викликає захворювання. Наявність "латентної" фази оберігає вірус захищає вірус від вимирання, коли популяція господаря швидко набуває імунітету до нього. Чим більш непередбачуване зовнішнє середовище з погляду вірусу, тим важливіше йому мати період "мовчання".

Віруси відіграють важливу роль

У житті будь-якої водойми віруси відіграють важливу роль. Їх чисельність досягає кількох мільярдів частинок на літр морської води в полярних, помірних та тропічних широтах. У прісноводних озерах вміст вірусів зазвичай нижче разів у 100. Чому в Ладозі так багато вірусів і вони настільки незвичайно розподілені, ще потрібно з'ясувати. Але дослідники не сумніваються, що мікроорганізми істотно впливає на екологічний стан природної води.

Де живуть амеби

У звичайної амеби виявлено позитивну реакцію на джерело механічні коливання

Amoeba proteus – прісноводна амеба довжиною близько 0,25 мм, один із найпоширеніших видів групи. Його часто використовують у шкільних дослідах та для лабораторних досліджень. Звичайна амеба зустрічається в мулі на дні ставків із забрудненою водою. Вона схожа на маленьку, ледь помітну простим оком безбарвну драглисту грудочку.

У звичайній амеби (Amoeba proteus) виявлено так званий вібротаксис у вигляді позитивної реакції на джерело механічних коливань частотою 50 Гц. Це стає зрозумілим, якщо врахувати, що в деяких видів інфузорій, що служать амебі їжею, частота биття вій коливається якраз між 40 і 60 Гц. У амеби спостерігається негативний фототаксис. Це явище полягає в тому, що тварина намагається переміститися з освітленої області у тінь. Термотаксис у амеби також негативний: вона перебирається з теплішої в менш нагріту частину води. Цікаво спостерігати гальванотаксис амеби. Якщо через воду пропустити слабкий електричний струм, амеба випускає ложноніжки тільки з того боку, яка звернена до негативного полюса – катода.

Найбільша амеба

Одна з найбільших амеб - прісноводний вид Pelomyxa (Chaos) carolinensis завдовжки 2-5 мм.

Амеба пересувається

Цитоплазма клітини перебуває у постійному русі. Якщо струм цитоплазми прямує до однієї якоїсь точки поверхні амеби, тут на її тілі з'являється випинання. Воно збільшується, стає виростом тіла - ложноножкою, в нього перетікає цитолазма, і амеба в такий спосіб пересувається.

Акушерка для амеби

Амеба – дуже простий організм, що складається з однієї клітини, яка розмножується простим поділом. Спочатку клітина амеби подвоює свій генетичний матеріал, створюючи друге ядро, а потім змінює форму, утворюючи посередині перетяжку, яка поступово поділяє її на дві дочірні клітини. Між ними залишається тонка зв'язка, яку вони тягнуть у різні боки. Зрештою зв'язка рветься, і дочірні клітини починають самостійне життя.

Але в деяких видів амеби процес розмноження відбувається не так просто. Їхні дочірні клітини не можуть самостійно розірвати зв'язку і іноді знову зливаються в одну клітинку з двома ядрами. Амеби, що діляться, волають про допомогу, виділяючи особливу хімічну речовину, на яку реагує "амеба-акушерка". Вчені вважають, що, швидше за все, це комплекс речовин, що включає фрагменти білків, ліпіди та цукру. Очевидно, коли клітина амеби ділиться, її мембрана відчуває напругу, як і викликає виділення хімічного сигналу у довкілля. Тоді амебі, що ділиться, допомагає інша, яка приходить за спеціальним хімічним сигналом. Вона впроваджується між клітинами, що діляться, і тисне на зв'язку, поки та не розірветься.

Живі копалини

Найстародавніші з них - радіолярії, одноклітинні організми, вкриті панциреподібним наростом із домішкою кремнезему, останки яких було виявлено в докембрійських відкладах, вік яких налічує від одного до двох мільярдів років.

Найвитриваліша

Тихохідка, тварина розміром менше півміліметра в довжину, вважається найвитривалішою формою життя на Землі. Ця тварина витримує температуру від 270 градусів Цельсія до 151, вплив рентгенівського випромінювання, умови вакууму та тиск, що шість разів перевищує тиск на дні найглибшого океану. Тихохідки можуть мешкати у ринвах і в тріщинах кам'яної кладки. Деякі з цих маленьких створінь оживали після столітньої сплячки у сухому моху музейних колекцій.

Акантарії (Acantharia),найпростіші організми, які стосуються радіолярій, досягають довжини 0,3 мм. Їх скелет складається з сульфату стронцію.

Сумарна маса фітопланктону всього 1,5 млрд т, тоді як маса зоопалнктону- 20 млрд т.

Швидкість руху інфузорії-туфельки (Paramecium caudatum)становить 2 мм на сек. Це означає, що туфелька пропливає за секунду відстань у 10-15 разів більша, ніж довжина її тіла. На поверхні інфузорії-туфельки знаходяться 12 тис. вій.

Евглена зелена (Euglena viridis)може бути добрим індикатором ступеня біологічного очищення води. При зниженні бактеріальних забруднень її чисельність різко зростає.

Якими були ранні форми життя Землі

Істоти, які не відносяться ні до рослин, ні до тварин, називають рангеоморфами. Вони вперше оселилися на океанському дні близько 575 мільйонів років тому після останнього глобального зледеніння (цей час називають періодом Едіакар), і були одними з перших м'якотілих істот. Ця група існувала до 542 мільйонів років тому, коли сучасні тварини, що стрімко розмножуються, витіснили більшість цих видів.

Організми збиралися у фрактальні візерунки з розгалужуваних елементів. Вони були нездатні рухатися і мали репродуктивних органів, а розмножувалися, очевидно, створюючи нові відгалуження. Кожен розгалужений елемент складався з безлічі трубок, утримуваних разом напівжорстким органічним скелетом. Вчені виявили рангеоморфи, зібрані в кілька різних форм, які, як він вважає, збирали їжу у різних шарах водяного стовпа. Фрактальний малюнок видається досить складним, але, за словами дослідника, подібність організмів один з одним робила достатнім простий геном для створення нових вільно плаваючих відгалужень та для з'єднання відгалужень у складніші структури.

Фрактальний організм, знайдений на Ньюфаундленді, мав 1,5 сантиметра завширшки і 2,5 сантиметра завдовжки.
Такі організми становили до 80% всіх живуть в Едіакарі, коли не було рухливих тварин. Однак з появою більш мобільних організмів почався їхній занепад, і в результаті вони були повністю витіснені.

Глибоко під океанським дном існує безсмертне життя

Під поверхнею дна морів та океанів існує ціла біосфера. Виявляється, на глибинах 400-800 метрів нижче дна, в товщі древніх відкладень і порід живуть міріади бактерій. Вік деяких конкретних екземплярів оцінюється у 16 мільйонів років. Вони практично безсмертні – вважають вчені.

Дослідники вважають, що саме в подібних умовах, у глибинах донних порід, більш ніж 3,8 мільярда років тому зародилося життя і лише пізніше, коли середовище на поверхні стало придатним для проживання - освоїло океан і сушу. Сліди життя (скам'янілості) у донних породах, узятих із дуже великої глибини під поверхнею дна, вчені знаходили давно. Зібрано масу зразків, у яких знайшли живі мікроорганізми. У тому числі - у породах, піднятих з глибин понад 800 метрів нижче за рівень океанського дна. Деякі зразки відкладень налічували вік багато мільйонів років, але це означало, що, наприклад, замкнена у такому зразку бактерія - має той самий вік. Близько третини бактерій, які вчені виявляли у глибоких донних породах – живі. У відсутності сонячного світла джерелом енергії цих істот є різні геохімічні процеси.

Бактеріальна біосфера, розташована під морським дном, дуже велика і за чисельністю перевершує всі бактерії, що живуть на суші. Тому вона помітно впливає на геологічні процеси, на баланс діоксиду вуглецю і так далі. Можливо, припускають дослідники, без таких підземних бактерій у нас не було б нафти та газу.

Бактерії – поняття, з яким знайома кожна людина. Зустрічаються вони повсюдно, довкілля буквально населене мільярдами різновидів: в солоній, прісній воді, на поверхні гарячих джерел, льодовиків і організмах живих істот. Бактерії – це представники категорії одноклітинні, які використовуються для хімічної, медичної, харчової промисловості. Крім даних організмів, представниками царства найпростіших одноклітинних є:

рослини (безліч зелених водоростей);
тварини;
більшість грибів.

Мікроскопічні клітини не належать до еукаріотів, оскільки не мають оформленого ядра. Інші категорії одноклітинних рослин, грибів, а також тварин подібні між собою наявністю цього головного клітинного компонента.

В одноклітинних структурах бактерій (прокаріотів) також відсутні додаткові мембранні органоїди. Є відмінності, наприклад, у ціанобактерій, що виконують фотосинтезуючу функцію - плоскі цистерни.

Помилково вважати, що представники одноклітинних царства мають однакову структуру. Відмінності не глобальні, але вони є. Усі нюанси будови організмів, що належать до прокаріотів або еукаріотів, видно на фото, зробленому під мікроскопом. Можна розглянути колонії одноклітинних бактерій, і навіть специфіку влаштування їх клітин.

Представники царства рослин – водорості – як довкілля вибирають водні об'єкти з різним складом рідкого середовища. Основна відмінність між ними та бактеріями полягає у відсутності в останніх оформленого ядра. У водоростей там зберігається спадкова інформація, синтезується рибонуклеїнова кислота (РНК).

Одноклітинні організми деяких бактерій мають захисну капсулу, що дозволяє захистити клітину від механічного пошкодження під час руху, висихання (залежно від специфічних умов її життєдіяльності). Це також джерело резервних речовин, що дозволяє їм не загинути (у рослин він відсутній). Відмінність від водоростей полягає також у наявності у бактерій плазмідів. Це зберігачі геномної інформації, що дозволяє активно боротися з антибіотиками, які руйнують структуру клітини.

Якщо порівнювати бактерії з одноклітинними водоростями, можна назвати такі загальні компоненти:

цитоплазма (у ній знаходяться органели, поживні речовини рівномірно розподіляються по клітині),
рибосоми (органоїди для синтезу білка у одноклітинних),
цитоскелет (опорно-рухове утворення всередині клітини; не всі бактерії його містять),
джгутики (служать для переміщення у просторі).

Зазвичай, органели водорості детально проглядаються під мікроскопом. Організми водоростей мають мітохондрії, основна функція яких - синтез АТФ, сполуки, що грає першорядну роль в обміні енергії та речовин у рослин (дані органели показані на фото).

Чим від бактерій відрізняються гриби

Всі типи грибів мають оформлене ядро, клітинна стінка утворена хітином (у бактерій це муреїн або пектин). У клітині є ДНК, гістон, білки. На фото видно результати дослідження бактеріальної клітини, де замість ядра є нуклеоїд – ядерна область неправильної форми, що містить генетичний матеріал.

Бактерії – це найпростіші одноклітинні, які належать до категорії сапротрофи, як представники царства грибів. Всі організми зазвичай мають клітинну мембрану, що виконує низку найважливіших функцій (енергетичну, транспортну, бар'єрну, захисну). Ще вони відрізняються за будовою.

Відрізняються гриби та наявністю контактів між клітинами. Гриби мають септи, призначені для транспортування поживних речовин між клітинами, а бактеріальні організми не відрізняються подібними можливостями.

За способом харчування гриби поділяються на три категорії:

У цьому полягає їхня основна схожість з бактеріями.

Сапротрофи (сюди відносять клітини грибів, царство зелених водоростей до цього виду не належить) – мікроскопічні організми, здатні активно витягувати поживні речовини з органічного матеріалу, у якому переважають омертвілі елементи. На фото можна побачити приклади грибів при багаторазовому збільшенні.

Організми одноклітинних тварин: специфіка

Це величезний клас, що має безліч підвидів, які можуть розмножуватися статевим або безстатевим способом. Одноклітинні представлені більш ніж 30 тисячами організмів тварин, між якими є подібні та різні риси. Тіло найпростіших складається з ядра та цитоплазми, у них немає захисної капсули, плазмідів, клітинної стінки.

Як представники зелених водоростей, вони мають хромосоми та оформлену ДНК. Категорія зелених водоростей переважно схильна до фотосинтезу, тваринні організми, наприклад, евглена зелена (зображена на фото) мають хлоропласти, у темряві можуть всмоктувати органічні речовини, навіть поглинати бактерії.

Різновиди одноклітинних бактерій

Усі мікроскопічні організми (крім грибів) можуть мати джгутики, що дозволяють їм вільно переміщатися у просторі. На фото можна побачити органели, які використовуються рослинами для активного способу життя. Нижче представлена таблиця, що дозволяє зрозуміти основні відмінності між царствами одноклітинних і те, які компоненти присутні в їхній будові.

Існує безліч видів мікроорганізмів, кожен з яких відрізняється формою та будовою. Воно, своєю чергою залежить, від харчування організму та способу його життєдіяльності. Розрізняють: коки (круглі), вібріони та спірохети (звивистого типу), бацили та клостридії (палички). На фото можна побачити всі ці різновиди, але при цьому організми схожі на будову.

Кожна відмінність обумовлена безліччю чинників, зокрема еволюцією категорій мікроорганізмів. Наприклад, тварини найбільш пристосовані до виживання, бактерії можуть виробляти стійкість до агресивних компонентів на кшталт антибіотиків, водорості містять майже весь необхідний виживання комплекс органел.

Працюю лікарем ветеринарної медицини. Захоплююсь бальними танцями, спортом та йогою. У пріоритет ставлю особистісний розвиток та освоєння духовних практик. Улюблені теми: ветеринарія, біологія, будівництво, ремонт, подорожі. Табу: юриспруденція, політика, IT-технології та комп'ютерні ігри.