Вредные и полезные для человека простейшие
Одноклеточные организмы, имеющие в строении ядро с ДНК, называют простейшими. Долгое время ученые не могли с уверенностью определиться – относить их к животным или к растениям. Большинство из них гетеротрофы, т.е. получают пищу из готовых органических соединений, как животные. Но есть и фототрофы, берущие энергию из фотосинтеза, как растения. В результате их выделили в отдельную группу с названием Protozoa.
К болезнетворным простейшим относят одноклеточные организмы, имеющие ядро и способные самостоятельно существовать: малярийные плазмодии, жгутиковые трипаносомы, лейшмании, амебы, лямблии. Вирусы и бактерии не относятся к простейшим, так как не содержат ядра, но опасность представляют не меньшую, если не большую. Это виновники инфекционных заболеваний, гнойных процессов, сепсиса и многих других опасных болезней.
Простейшие микроорганизмы могут принести человеку как пользу, так и вред
Микроорганизмы живут внутри нас, на поверхности тела, на земле, в воде и воздухе, буквально окружают нас. Они образуют микрофлору организма, являются важнейшей частью природных процессов. На настоящий момент ученым удалось описать примерно 30 тысяч их видов, но регулярно появляются сообщения, что кто-то открыл новый вид одноклеточных.
Большинство бактерий давно стали симбионтами живых организмов. Без их существования невозможно представить работу кишечника, слизистых покровов, создание устойчивого иммунитета. Но эти же «соседи» иногда показывают свой дурной нрав и в подходящих условиях начинают быстро размножаться, провоцируя возникновение болезней, нагноений, грибковых заболеваний.
Порой болезнетворные простейшие попадают к нам от других людей или животных, а иногда причиной проблем становятся наши «родные» микробы. Но все эти болезнетворные организмы объединяет одно – они могут быть очень и очень опасными, если не позаботиться о защите.
Простейшие, бактерии и вирусы с точки зрения биологии
К простейшим относят живые организмы, не видимые невооруженным взглядом (микроорганизмы, микробы), хотя некоторые из них образуют довольно большие колонии, которые можно заметить и без микроскопа. Это первые живые организмы, сформировавшие ядро в процессе эволюции. Строго говоря, в науке не существует такого определения, как «болезнетворные микробы», это название используется в обиходе для обозначения мелких пакостников, разрушающих здоровье.
Простейшие состоят из одной-единственной клетки с ядром. В науке их называют эукариоты (от греческих слов «хорошо» и «ядро»). Вопреки названию, это не самые простые организмы, окружающие нас. Есть еще так называемые доядерные клетки (прокариоты), у которых нет даже ядра с генетическим материалом (ДНК). К прокариотам относятся бактерии.
Интересный факт — по поводу классификации вирусов ученые так и не смогли прийти к общему мнению. Эти опасные болезнетворные организмы находятся где-то посередине между живой и неживой природой. У них нет цитоплазмы, клеточных органоидов и собственного обмена веществ. Попадая в организм, вирус начинает действовать как живое существо – питается, выделяет отходы жизнедеятельности, размножается. Но в отрыве от организма-носителя вирус перестает быть живым и переходит в кристаллическую форму.
Вирус не может жить вне организма-носителя
В отличие от вируса, болезнетворные бактерии являются живой клеткой, хотя и без четко выраженного ядра, функции которого выполняет единственная молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), несущая в себе основную часть генетической информации. Но это все равно не позволяет отнести ее к простейшим. Тем не менее, распространение болезнетворных бактерий представляет не меньшую угрозу. Это связано с тем, что споры болезнетворных бактерий способны выдерживать крайне неблагоприятные условия (жару, холод, отсутствие влаги и пищи) и сохранять способность к воспроизводству. Такие возможности делают выживание болезнетворных микробов почти абсолютным.
Подробнее о простейших
Простейшие – это свободноживущие одноклеточные паразиты (это не оскорбление, а научная характеристика), способные нанести вред здоровью. Основные характеристики болезнетворных простейших:
- единственная клетка покрыта оболочкой, внутри которой есть различные органоиды;
- в клетке обязательно есть одно или несколько ядер;
- есть органы движения: реснички, жгутики, псевдоподии (ложноножки);
- иногда есть наружный минеральный скелет (панцирь);
- в неблагоприятных условиях образуют цисты.
Типичный представитель болезнетворных микроорганизмов образует клетку с мягкой и гибкой оболочкой, похожей на цитоплазматическую мембрану бактерий, в которой есть:
- ядро,
- пищеварительные и выделительные вакуоли,
- иногда хлоропласты или рот,
- жгутики или псевдоподы (выросты, складки оболочки).
Характерные признаки простейших
- Микроскопические размеры. Самые маленькие (лейшмании и пироплазмы, обитающие в эритроцитах крови) имеют в поперечнике 2-4 мкм. В среднем размер варьируется от 50 до 150 мкм. Но встречаются и великаны: инфузория бурсания вырастает до 1,5 мм, а фораминиферы могут иметь раковины диаметром 5-6 см.
- Форма тела зависит от условий обитания. Так как простейшие могут существовать практически везде, то и формы их тел поражают разнообразием. Так, водные обитатели имеют более вытянутую обтекаемую форму, порой с причудливыми выступами для «полета», каплями жира или газовыми пузырьками. Придонные жители более массивны, часто обладают жесткой раковиной. Отличительной особенностью паразитов являются приспособления, позволяющие плавать в вязкой плазме крови (трипаносомы), присасываться к поверхности (кишечные лямблии) или цепляться крючьями (грегарины).
- По способу питания большинство относится к гетеротрофам, то есть «охотникам». Они питаются другими одноклеточными, водорослями, грибами и бактериями. Исключение составляют простейшие, имеющие хлоропласты (эвглена зеленая). На свету они вырабатывают органические вещества самостоятельно с помощью фотосинтеза (автотрофный обмен веществ), а в темноте переходят в режим «хищника», то есть обмен веществ становится гетеротрофным, как у животных.
- Большинство простейших размножается митозом (бесполым делением клетки). Но есть особи, способные на обмен генетической информацией (половое размножение). Например, инфузория-туфелька может размножаться как митозом, так и половым способом. Способ размножения во многом зависит от условий существования клетки.
Ученые классифицируют простейших по способу передвижения
Обычно простейшие делят по способу передвижения. Существует 4 класса:
- Саркодовые (Sarcodina) представлены амебами, передвигающимися с помощью псевдоподий (ложноножек).
- Жгутиковые (Flagellata) объединяют виды, передвигающиеся с помощью жгутиков: трипаносомы, лейшмании, лямблии.
- Реснитчатые (Ciliata) – перемещение с помощью ресничек.
- Споровики (Sporozoa) попадают в организм с помощью спороцист, которые позже преобразуются в паразитов.
Простейшие грибы
Грибы – это примитивные растительные организмы, не содержащие хлорофилла. Они имеют более сложное строение, чем бактерии: оболочку, ядро, вакуоли. Классификация простейших грибков базируется в основном на способах размножения и внешней структуре. Различают:
- нитевидные грибы (плесень), у которых тело состоит из длинной нити, разделенной перегородками на отдельные клетки;
Плесень может поражать продукты питания
- овальные грибы (дрожжи), состоящие из одной округлой клетки.
Иногда грибы меняют форму: дрожжи могут образовывать длинные нитевидные связки, похожие на мицелий, а плесень уподобляется по форме дрожжам.
Размножение простейших грибов идет вегетативным (бесполым) и половым способами. При бесполом способе образуются споры или появляются отростки на поверхности клетки (дрожжи). При половом две клетки соприкасаются, их оболочка растворяется в месте касания, генетический материал перемешивается. Затем образуется спора, которая прорастает после периода покоя.
Есть опасные для здоровья патогенные грибы, вызывающие заболевания кожи, волос, ногтей:
- трихофитон;
- микроспорон;
- ахорион Шенлейна (парша);
- кандида (молочница) и т.д.
Простейшие грибы могут быть возбудителями заболеваний
Простейшие грибы могут быть не только опасными, но и полезными. Та же плесень используется в промышленности для получения некоторых сортов сыра или лимонной кислоты, в медицине из нее получают мощнейший антибиотик. Об использовании дрожжей знает каждый.
Как защитить себя
Болезнетворные микроорганизмы исключительно опасны, они вызывают тяжелые, иногда смертельные заболевания, могут обитать в экстремальных условиях, не теряя способности к воспроизводству. Болезнетворные простейшие и болезни, которые они вызывают:
- дизентерийная амеба (амебная дизентерия или амебиаз);
- трихомонады (заболевания женских половых органов);
- лейшмании (висцеральный и кожный лейшманиоз);
- трипаносомы (сонная болезнь в Африке, болезнь Чагаса в Южной Америке):
- лямблии (заболевания кишечника);
- балантидии (балантидиаз);
- плазмодии (малярия, токсоплазмоз).
Интересный факт: болезнетворный возбудитель малярии плазмодиум для нормального существования должен менять хозяина, т.е. передаваться между человеком и комаром.
Комары могут быть переносчиками опасных простейших
Чтобы исключить заражение болезнетворными простейшими, нужно просто соблюдать некоторые правила:
- Личная гигиена и защита. Мытье рук после посещения туалета, общественных мест, поездки в транспорте должно стать привычкой. В тропических странах, где распространены болезни, переносимые кровососущими насекомыми, обязательно применение репеллентов, закрывающая тело одежда. Необходимо ограничивать контакт с бродячими животными – в их шерсти могут поселяться опасные переносчики болезней.
- Обработка продуктов. Тщательно мойте овощи и фрукты, яйца и мясо. Не приобретайте продукты питания на стихийных рынках. Подвергайте термической обработке молочные и мясные продукты. Не используйте воду из открытых источников без предварительного кипячения.
- Не контактируйте с больными людьми или животными. Если такой контакт неизбежен, позаботьтесь о чистоте своих рук и одежды после него.
Враги или друзья?
Простейшие не так сильно влияют на нашу жизнь, как бактерии, но и они играют довольно значительную роль в природе. Вот несколько интересных фактов о простейших:
- они работают как санитары, контролируя распространение и рост бактериальной массы, поддерживая чистоту водоемов;
- сами являются пищей для мелких беспозвоночных и мальков рыб;
- активно участвуют в почвообразовании: раковины амебы и фораминиферы образуют известняк – распространенный строительный камень;
- в кишечнике жвачных животных обязательно должны жить инфузории, они входят в симбиоз с животным и способствуют перевариванию клетчатки.
Простейшие микроорганизмы участвуют во многих природных процессах и жизни человека
Вирусы, бактерии, водоросли, грибы и простейшие были первыми существами, поселившимися на нашей планете. Бактерии и водоросли позаботились о создании пригодной для дыхания атмосферы, простейшие и грибы принимали активное участие в почвообразовании. Собственно, только благодаря этим крохотным одноклеточным человечество получило шанс появиться на свет. Да, не все из них помогают нам, есть и непримиримые враги, но последних гораздо меньше. Так, из микроорганизмов, составляющих микрофлору человека (а их около 4 кг в организме), только 1% болезнетворных бактерий. Остальные являются нашими симбионтами и в буквальном смысле не могут жить без нас, как, впрочем, и мы без них.
Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.
Слово «бактерии», как и «вирусы», и «микробы», для нас с детства таит в себе определенный негативный оттенок, и связано с болезнями. Но так ли это?
Могут ли бактерии быть друзьями, а не врагами, защищать, а не угрожать? И вообще, что они из себя представляют, эти бактерии? Обо всем этом и многом другом – читайте ниже.
Кто такие бактерии в биологии: определение
- Бактериями называются живые микроорганизмы, которые не имеют ядра. Они относятся к домену прокариотов, являясь одной из древнейших жизненных форм на планете. Это также одни из наиболее универсальных «жителей» Земли, способные жить в глубинах почвы и водоемах, в кислой и радиоактивной среде. Несмотря на все старания ученых, человечество до сих пор не может выращивать их все лабораторно (это удается только относительно некоторых видов).
- Длина бактерий составляет считанные микрометры, а форма их может быть самой разнообразной. Наука, которая занимается изучением бактерий, называется бактериологией. Они являются составляющей микрофлоры человека, принося как пользу, так и вызывая различные заболевания. Используются в различных сферах человеческой деятельности: промышленность, животноводство, биотехнологические процессы и т.д.
- Слово происходит из латинского языка, в котором в свою очередь было образовано производное название из греческого, и обозначает понятие «палочка» — именно такими были бактерии, впервые обозначенные учеными.
В биологии
Чем являются бактерии, являются ли они организмами?
- Действительно, бактерии являются организмами, причем, относятся они к наиболее древней группе из всех, которые существуют на сегодняшний день. Их строение достаточно примитивно, многие из бактерий и поныне сохраняют признаки, присущие их предкам, в частности, те виды, которые находятся в особых условиях. Это горячая серная или бескислородная среда.
Таким образом, на сегодняшний день бактерия представляет собой примитивный одноклеточный организм, выделенный в царство с одноименным названием. При этом разнообразие бактерий довольно велико, они различны своей формой, способом передвижения, средой обитания
Кто обнаружил бактерии?
- Первооткрывателем бактерий можно считать голландского ученого Антони ван Левенгука, который первым смог обнаружить их под микроскопом и описать. Это произошло во второй половине 17-го века.
- Еще половину столетие спустя немецкий ученый Христиан Эренберг дал название этим существам, которое мы используем и поныне – бактерии. Оно заменило первое наименование, введенное Левенгуком – анималькули.
- В середине 19-го века французский микробиолог Луи Пастер не просто обнаружил отдельные свойства, присущие бактериям, но и начал изучать их физиологию и метаболизм бактерий.
- Его продолжателем в этом деле стал немецкий коллега Роберт Кох, чьи труды по исследованию возбудителей туберкулеза увенчались нобелевским лауреатством.
Обнаружил особые свойства
Какие бактерии, виды бактерий существуют, и их названия
Бактерии принято классифицировать по форме. В зависимости от этого ученые разделили их на три группы:
- К шаровидным (коккам) относят похожий на виноградные гроздья стафилококк, действие которого провоцирует пищевые отравления, а также гнойные воспаления. А вот стрептококкам, образующим в результате деления цепочку клеток, свойственно провоцировать воспалительные заболевания.
- Похожие формой на обычную палочку бактерии называют палочковидными. Существуют бактерии, образующие своеобразные слои защиты, которые противодействуют влиянию извне – это бациллы.
- Бактерии, имеющие извитую форму, относятся к спиралям, и они преимущественно безвредны. К ним относятся спириллы, спирохеты.
Многие бактерии получили свое название не только по своему строению, но и в зависимости от влияния на определенный орган человека, или по названию вызываемой ними болезни. Как пример можно привести менингококк, поражающий мозговую оболочку и вызывающий менингит, или пневмококк, провоцирующий пневмонию в легких, а ринит (насморк) вызывается риновирусами.
Виды
- Кроме того, существуют названия, связанные с той или иной особенностью. Всем известный вибрион отличается быстрыми колебаниями, а протеус, названный по имени греческого бога, способного приобретать тот или иной облик, характерен тем, что в различных организмах действует по-разному.
- Кроме того, часто бактерии называют именами ученых, открывших их: риккетсии, шигеллы, бруцеллы или, скажем, лямблии с сальмонеллами.
Какие бывают вредные, болезнетворные бактерии, и их названия?
Среди наиболее опасных для человека бактерий можно выделить:
- Возбудитель ботулизма, парализующего нервную систему – клостридия ботулина.
- Сальмонелла брюшного тифа, который проявляется высокой температурой и сильными болями в животе. Бактерия может, кроме того, не проявляться в симптомах, но человек при этом остается носителем заболевания.
- Столбнячной палочке свойственно активное развитие в глубокой ране, способное вызвать столбняк. Эта болезнь, с сильными судорогами, имеет очень высокую смертность.
- Все слышали о палочке Коха, ведущей к туберкулезу, являющимся одной из наиболее частых причин смерти человека. Передается при помощи воздушно-капельных путей, обнаруживается при флюорографическом обследовании.
- Кишечная палочка бывает просто микрофлорой кишечника, однако несколько ее серотипов приводят к кишечным инфекциям.
- Холерный вибрион чаще всего встречается в грязной воде. Холера при отсутствии лечения вполне способна закончиться смертельным исходом.
- Стрептококки – очень опасны, поскольку провоцируют менингит, пневмонию и т.п. Стрептококковый токсический шок сопровождается жаром, отеками конечностей и некрозом.
- Аспергилл дымящий представляет собой плесневый грибок, опасный для людей, имеющих ослабленный иммунитет, поражающий в первую очередь органы дыхания.
- Бледная трепонема провоцирует развитие сифилиса. Сегодня это вполне излечимая на первых стадиях болезнь, но в третичной – чревата необратимыми изменениями в организме и смертью.
- Стафилококк золотистый мы уже давно связываем с пневмонией и менингитом, сепсисом. Его опасность в высокой устойчивости к антибиотикам.
Разделение на плохие и хорошие
Полезные бактерии, и их названия
Бактерии, благотворно влияющие на человеческий организм, имеют название микробиота. В человеке их множество – миллионы:
- В кишечнике в первую очередь полезное действие оказывают лакто- и бифидобактерии. К ним относят ацидофильную палочку, анаэробную молочно-кислую бактерии. Важно поддерживать их необходимое количество, употребляя кисломолочные продукты.
- В коже и дыхательных путях активно действуют микроорганизмы, относящиеся к стафило-, стрепто- и микрококкам. Они помогают в своей среде обитания, но при попадании в рану или, к примеру, при переизбытке приводят к заболеваниям.
Численность бактерий на планете Земля
- Подсчитано, что на Земле свыше 1,4 млн. бактерий. В ходе подсчета этой цифры ученым пришлось прибегнуть к построению филогенетических деревьев, с применением математики и анализом определенных разновидностей РНК. Это дало возможность отследить изменение видов и эволюцию бактерий.
- Выяснилось, что некоторые бактерии исчезают в процессе эволюции, их общее число постоянно возрастает, и сегодня, если взять за точку отсчета общую биомассу на Земле, бактерии уступают только растениям.
Формы бактерий, внешний вид: примеры
- Как уже говорилось, бактерии могут быть сферическими. Их представляют кокки. Микро – это клетки, которые расположены отдельно; дипло – парами, стафило — гроздьями, стрепто – цепочкой; а также сарцина (пакеты от 8 клеток). Их размер – до 1 мкм.
- Палочковидным бактериям характерна прямая форма, они имеют до 8 мкм в длину и до 2 мкм – в толщину. Форма может быть неправильной, вплоть до ветвящейся, какую имеют, к примеру, актиномицет. Если палочка немного изогнутой формы – ее называют вибрионом.
Формы
- Также можно назвать риккетсию, хламидию, которая вне пределов клетки является сферической, микоплазмы, у которых отсутствует клеточная стенка и т.д.
- Бактерии извитых форм напоминают спираль, как, например, спирилла, похожая на штопор. А вот хеликобактер похож своими изгибами на крылья чайки в полете. Также близка к этому виду бактерий спирохета, имеющая спиралевидную форму и обладающая подвижностью. Лептоспира же – с частыми завитками, которые напоминают закрученную веревку.
Из чего состоят бактерии?
- Клеточная стенка бактерии содержит полисахариды, белки, липиды. В основном же стенка состоит из многослойного пептидогликана. Также стенка содержит наружную мембрану, которая своей трехслойной структурой похожа на цитоплазматическую (внутреннюю) мембрану. Обе мембраны состоят преимущественно из липидов.
- Наружная мембрана изнутри состоит из фосфолипидов, наружный слой – это липополисахариды. Пространство между мембранами заполнено ферментами. Внутренняя мембрана имеет три слоя, ее структура – это фосфолипиды в два слоя и интегральные белки.
Состав
- Цитоплазму составляют белки, рибонуклеиновые кислоты, рибосомы. Также наличествуют запасные питательные вещества: гликоген, волютин, полисахариды.
- Аналогом ядра можно назвать нуклеоид, находящийся в центре и представляющий собой закольцованную двунитевую ДНК. У нуклеоида отсутствует ядерная оболочка и ядрышко. Не представлены и гистоны.
- В составе бактерий также можно наблюдать слизистую структуру с четкими границами, которую называют капсулой. В ее составе полисахариды, полипептиды.
- Жгутик – это тонкая нить, длиннее самой клетки (до 15 мкм), начинающаяся с внутренней мембраны. Жгутики достигают в толщину всего 20 нм и имеют диски, с помощью которых крепятся к стенке.
- И, наконец, неблагоприятные условия для бактерии могут провоцировать образование спор в бактериальной клетке, которые способны не только длительное время сохраняться, но и прорастать.
В каких условиях могут существовать бактерии?
- Как показывает практика – практически в любых, от клокочущих гейзеров, внутри которых температурные условия те же, что и в кипящем чайнике – до 100 С°. Нефть, кислота – эта среда также не пугает бактерии, и они могут существовать в тех условиях, где не выживет более совершенный организм.
- Есть предположение, что космос также заселен некоторыми видами бактерий, и эта гипотеза стала основанием для одной из версий, поясняющей происхождение жизни на Земле.
Как делятся, размножаются бактерии: схема
- Способ размножения бактерий присущ всем одноклеточным организмам – это деление. Оно дает существование двум дочерним клеткам, которые в свою очередь повторяют этот процесс, тем самым каждый раз удваивая количество.
- Существует также процесс, при котором образовываются споры. Это происходит при наличии неблагоприятных условий, когда цитоплазма способна образовать, покинув материнскую оболочку, новую, которая является более плотной. Такая клетка называется спорой. Если она попадает в благоприятную среду, то возможно ее прорастание и образование полноценной бактерии.
Размножение
Время размножения бактерий
- Как и любое явление, деление бактерии подчиняется законам термодинамики, по которым время размножения связано с количеством выделяемой наружу теплоты и составляет около шестой части выделяемой теплоты.
- Проще говоря, создание для бактерии идеальных условий может заставить бактерию делиться практически каждые полчаса. Если бы это было возможно, в течение суток дочерние клетки одной бактерии достигли бы массы в почти 2 тыс. тонн, а за 5 дней заселили бы все водное пространство планеты.
- Известно, что в качестве опыта использовалась морская псевдомонада, помещенная в оптимальные условия: ее популяция удваивалась практически через 10 минут.
Бактерии в жизни человека
- Бактерии влияют практически на любой аспект жизни природы и человека. Именно они «работают» над кругооборотом веществ, разлагая и видоизменяя органические вещества, способствуя почвообразовательным процессам, очищая водоемы.
- Негативное влияние на живые организмы оказывают болезнетворные бактерии, описанные выше – они вызывают заболевания не только у людей, но влияют и на животных, и на растения.
Роль
- Бактерии используются в фармакологии, являясь компонентами лекарственных препаратов, в пищевой промышленности, способствуя производству кисломолочных продуктов, заквасок, сыров. Процесс маринования также не обходится без участия бактерий, как и винодельческое ремесло.