Факультет

Студентам

Посетителям

Физиология бактерий

Питание и дыхание бактерий

Тело бактерии состоит из одной клетки и не имеет специальных органов питания.

В связи с этим весь процесс питания у бактерии протекает весьма элементарно: каждая клетка путем осмоса через полупроницаемые перегородки из омывающего ее питательного раствора всей поверхностью своего тела берет все нужные ей элементы и возвращает обратно в окружающую ее среду все отработанные продукты обмена, не нужные ей и вредные.

Для питания бактерий необходимы углерод, азот, кислород и водород. Наряду с видами, нуждающимися в готовых органических соединениях, имеются и такие группы бактерий, которые способны ассимилировать углекислоту и усваивать свободный азот атмосферы. По усвоению углерода бактерии можно разделить на две группы — аутотрофные и гетеротрофные. Аутотрофные бактерии способны ассимилировать углерод из угольной кислоты и этим напоминают зеленые растения, гетеротрофные же нуждаются в готовых органических соединениях.

Менее требовательны бактерии к минеральному питанию. В этом отношении они могут довольствоваться тем, что имеется в естественном субстрате, занятом бактериями, особенно в почве. Для нормального развития бактерий требуется смесь минеральных солей. Разбавленные растворы их, как полагают, служат возбудителями химических сил бактериальной клетки, усиливают действие энзимов (ферментов).

Жизнь бактерии и все ее различные проявления — движение, рост, размножение — связаны с беспрерывным расходованием энергии. Всю необходимую для жизни энергию бактерии добывают исключительно за счет химических реакций, идущих с выделением тепла. Скрытая энергия химических соединений превращается в производительную силу живой клетки.

Бактерии, которым необходим кислород, называют аэробными. Как и у высших животных, дыхание у них сопровождается поглощением кислорода и выделением углекислоты. Анаэробами называют бактерии, нормально развивающихся при полном отсутствии свободного кислорода, который для некоторых является даже сильным ядом. Необходимую энергию анаэробные бактерии добывают не путем кислородного дыхания, а расщеплением веществ, содержащих большой запас скрытой энергии без свободного кислорода.

Существуют так называемые строгие, или облигатные, аэроны и анаэробы. Связующим звеном между ними являются факультативные или условные анаэробы. Граница между теми и другими не всегда достаточно резка. Распространение анаэробных бактерий в природе весьма велико. Их можно найти везде, где происходит разложение органических остатков без доступа воздуха или при затрудненном его притоке. Облигатных анаэробов среди фитопатогенных бактерий, как отмечает М. В. Горленко (1950), не имеется.

Влияние внешних условий на рост и развитие бактерий

Жизнь бактерий, как и других организмов, находится в тесной зависимости от условий внешней среды. Такие факторы внешней среды, как температура, свет, влажность или кислотность среды, оказывают различное влияние на бактерии. В действии температуры, например, различают: предельную высшую наиболее благоприятную и предельную низшую температуры. Переход к крайним температурам сопровождается замедлением жизненных функций или их прекращением.

Бактерии не могут регулировать температуру своего тела. Она изменяется у них в соответствии с изменениями температуры окружающей среды. Лучшей температурой для развития бактерий будет та, к которой они приспособились в естественных условиях их жизни. Патогенные для человека бактерии, например, успешнее растут при температуре человеческого тела (+37°). Наиболее благоприятные температуры для сапрофитных бактерий лежат в пределах от +20 до +35°. Активная жизнедеятельность большинства бактерий лежит в довольно широких пределах — от +2—4 до +45°. Влияние низких температур сказывается гораздо слабее, чем высоких. Споры бактерий сохраняют жизнеспособность в течение полугода при температуре жидкого воздуха (—190°) и в течение 10 ч даже при температуре жидкого водорода (—253°). Низкие температуры приостанавливают гнилостные и бродильные процессы. На этом основано сохранение пищевых продуктов путем их замораживания. Губительно влияет на бактерии чередующиеся замораживание и оттаивание.

Гораздо большее влияние на бактерии оказывают высокие температуры. В этих условиях плазма бактерий свертывается и они погибают при нагревании до +50—60° (через 30 мин) и при +70° (через 5—10 мин). Однако отношение к температуре связано с индивидуальными свойствами бактерий. Некоторые виды так называемых термогенных и термофильных бактерий выдерживают температуру до +70—80°.

Бактерии, за небольшим исключением, не нуждаются в свете. Рассеянный свет на большинство бактерий не оказывает вредного влияния, но он может задерживать развитие особенно чувствительных к свету видов. Прямые солнечные лучи убивают бактерии в течение нескольких часов. В этом большое гигиеническое значение света. Особенно губительно действуют на бактерии ультрафиолетовые лучи. Однако не все виды бактерий одинаково чувствительны к свету.

Отношение бактерий к влажности среды определяется тем, что они не могут проявлять свою жизнедеятельность, если отсутствует доступная для них влага. Она нужна им как растворитель элементов их питания и как условие деятельности энзимов. На этом построено высушивание как средство консервирования. Однако некоторые виды бактерий, в первую очередь споровые, легко переносят глубокое и продолжительное обезвоживание. В высушенном виде они могут сохраняться десятки и сотни лет. Тем не менее благодаря высушиванию гибнет огромное количество бактерий в воздушной пыли и верхних слоях почвы.

Бактерии теряют способность нормально развиваться и в том случае, если воды много, но она находится в связанной форме. Среди бактерий есть виды, которые приспособились к жизни в концентрированных солевых растворах морской воды в засоленной почве.

Отношение бактерий к кислотности среды различно. Одни из них лучше развиваются в нейтральной или щелочной среде и не могут расти в кислой среде, другие хорошо приспособились и к кислой реакции среды.

Местообитание бактерий

Ничтожные размеры, необычайная быстрота размножения и удивительная приспособленность ко всевозможным условиям жизни обусловили поразительное распространение бактерий в окружающей природе. С потоками воздуха, мельчайшими пылинками они передвигаются в атмосфере, с оседающей пылью покрывают все предметы, находящиеся на воздухе и внутри помещений. В 1 г комнатной и уличной пыли может быть свыше миллиона бактерий. Попадая в воду, они разносятся течением.

Воздух как среда обитания неблагоприятен для развития бактерий. Под влиянием высушивания и действия прямых солнечных лучей они более или менее быстро отмирают. В местности с теплым и влажным климатом бактерий в воздухе больше, чем в местах сухих и холодных. Зимой их меньше, чем летом. В густонаселенных местах их больше, чем в малонаселенных, и особенно много в промышленных городах, где воздух насыщен угольной пылью.

Воды различного происхождения содержат различное количество бактерий. Их меньше всего в воде дистиллированной, из артезианских колодцев, в ключевой. Мало их в воде глубоких закрытых колодцев и дождевой. В воде озер и морей количество бактерий уменьшается по мере удаления от берега; в речной воде бактерий больше, чем в морской.

Почва является той средой, которая исключительно населена бактериями. Здесь они находят все необходимые условия для успешного развития: органические и минеральные вещества, влажность, защиту от солнца. Однако количество бактерий в почве резко колеблется в зависимости от ее физических и химических свойств, рельефа, влажности, освещения, времени года, климатических факторов, способов ухода за ней и т. п.

Значение бактерий в жизни почвы огромно. Само почвообразование находится в тесной связи с деятельностью различных микроорганизмов. Процессы минерализации органических остатков, попадающих в почву, образование гумусовых веществ, нитрификации и денитрификации также тесно связано с жизнедеятельностью бактерий.

В почве развиваются бактерии разных видов. Все они и до сих пор полностью не выявлены в связи с большими трудностями их выделения и определения. Кроме бактерий, тесно связанных с жизнью почвы, в ней обитают и те виды, которые являются патогенными для человека, животных и растений. Примером в этом отношении могут быть палочка столбняка, сибиреязвенный микроб, возбудитель корневого рака растений. Жизнь растений тесно связана с почвой, а жизнь почвы имеет такую же связь с микроорганизмами. Поэтому естественно то большое внимание, которое уделяется почвенной микробиологии.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: