Bakteriler hakkındaki mesaj bir biyoloji dersine hazırlanmak için kullanılabilir. Bakteriler hakkındaki rapor ilginç gerçeklerle desteklenebilir.
“Bakteriler” konulu rapor
Canlıların en küçükleri bakterilerdir. Herkes bunların zararlarını biliyor ama aynı zamanda faydalı da olabilirler.
Bakteriler nelerdir?
Bakteriler Mikroskobik boyuttaki tek hücreli organizmalar, mikrop türlerinden biri.
Gezegenimizin her köşesinde bulunabilirler: Antarktika'da, okyanusta, uzayda, kaplıcalarda ve en tuzlu su kütlelerinde.
Her insandaki bakterilerin toplam ağırlığı 2 kg'a ulaşır! Ve boyutları nadiren 0,5 mikronu aşar.
Hayvanların vücudunda çok sayıda bakteri yaşar ve burada çeşitli işlevler yerine gelir.
Bakteriler neye benziyor?
Çubuk şeklinde, küresel, spiral ve diğer şekillere sahip olabilirler. Üstelik çoğu renksizdir, yalnızca nadir türler yeşil ve mor renktedir. Üstelik milyarlarca yıl boyunca yalnızca içsel olarak değişirler, görünüşleri ise değişmeden kalır.
Bakterileri kim keşfetti?
Mikro dünyanın ilk kaşifi Hollandalı doğa bilimci Antoni Van Leeuwenhoek'du. İlk mikroskobu icat eden oydu. Özünde bezelye çapında, 200-300 kat büyütme sağlayan küçük bir mercekti. Sadece göze bastırılarak kullanılabiliyordu.
1683 yılında bir damla yağmur suyunda mercek aracılığıyla görülen “canlı hayvanları” keşfetti ve daha sonra tanımladı. Sonraki 50 yıl boyunca çeşitli mikroorganizmalar üzerinde çalıştı ve 200'den fazla türünü tanımladı. Leeuwenhoek sayesinde yeni bir bilim ortaya çıktı: mikrobiyoloji.
Bakteriler hakkında genel bilgi
Gezegenimizin çok hücreli yaşam formlarının ortaya çıkışını bakterilere borçludur. Dünyadaki maddelerin dolaşımının sağlanmasında önemli bir rol oynarlar. Nesiller boyu insanlar birbirinin yerini alır, bitkiler ölür, evsel atıklar ve çeşitli canlıların modası geçmiş kabukları birikir - tüm bunlar kullanılır ve bakterilerin yardımıyla çürüme sürecinde ayrışır. Ve ortaya çıkan kimyasal bileşikler çevreye geri gönderilir.
“Kötü ve iyi” bakteriler vardır.
"Kötü" bakteriler veba ve koleradan boğmaca ve dizanteriye kadar çok sayıda hastalığın yayılmasına yol açmaktadır. Vücudumuza havadaki damlacıklar, yiyecek, su ve deri yoluyla girerler. Bakteriler organlarımızda yaşayabilir ve bağışıklık sistemimiz bunlarla başa çıktığı sürece hiçbir şekilde kendilerini göstermezler. Üreme hızları inanılmazdır. Her 20 dakikada bir sayıları iki katına çıkıyor. Bu, tek bir patojenik mikrobun 12 saat içinde vücuda saldıran aynı bakterilerden oluşan multi-milyonluk bir ordu oluşturduğu anlamına gelir.
Bakterilerin oluşturduğu başka bir tehlike daha var. Bozulmuş yiyecekleri (konserve yiyecekler, sosisler vb.) tüketen kişilerin zehirlenmesine neden olurlar.
Patojenik bakterilere karşı mücadelede büyük bir atılım, 1928'de bakterilerin büyümesini ve çoğalmasını engelleyebilen dünyanın ilk antibiyotiği olan penisilin'in keşfiydi. İnsanlar daha önce ölüme yol açan hastalıkları tedavi etmeyi bu şekilde öğrendiler.
Ancak bakteriler antibiyotiklerin etkisine uyum sağlayabilirler. Bakterilerin bu mutasyona uğrama yeteneği, insan sağlığı için gerçek bir tehdit haline geldi ve tedavi edilemeyen enfeksiyonların ortaya çıkmasına yol açtı.
Şimdi konuşalım “iyi” bakteriler hakkında. İyi bakteriler ağızda, deride, midede ve diğer organlarda yaşar.
Çoğu son derece faydalıdır (yiyeceklerin sindirilmesine yardımcı olurlar, belirli vitaminlerin sentezine katılırlar ve hatta bizi bunların patojenik benzerlerinden korurlar).
İlginçtir ki bakteriler insanların tat tercihlerine duyarlıdır.
Geleneksel olarak yüksek kalorili yiyecekler (fast food, hamburger) tüketen Amerikalılarda bakteriler, yağ oranı yüksek yiyecekleri sindirebilmektedir. Ve bazı Japonların yosunları sindirmeye adapte olmuş bağırsak bakterileri var.
Bakterilerin insan yaşamındaki rolü
İnsanlar bakterileri keşfedilmeden önce bile kullanmaya başladılar. Antik çağlardan beri insanlar şarap, fermente sebzeler, hazırlanmış kefir, kesilmiş süt ve kımız, süzme peynir ve peynirler yapmışlardır.
Çok daha sonra bakterilerin tüm bu süreçlere dahil olduğu keşfedildi.
İnsanlar uygulama kapsamını sürekli genişletiyorlar - bitki zararlılarıyla savaşmak ve toprağı nitrojenle zenginleştirmek, yeşil yemi silajlamak ve içinde çeşitli organik kalıntıları tam anlamıyla tükettikleri atık suyu arıtmak için "eğitildiler".
Artık bilim insanları ışığa duyarlı bakteriler yaratıp bunları biyolojik selüloz üretmek için kullanmayı planlıyor.
Umarız bakteriler hakkında verilen bilgiler size yardımcı olmuştur. Yorum formunu kullanarak bakterilerle ilgili hikayenizi bırakabilirsiniz.
Bakterilerin morfolojisi, prokaryotik hücrenin yapısı.
Prokaryotik hücrelerde çekirdek ile sitoplazma arasında net bir sınır yoktur ve nükleer membran yoktur. Bu hücrelerdeki DNA, ökaryotik kromozomlara benzer yapılar oluşturmaz. Bu nedenle prokaryotlarda mitoz ve mayoz süreçleri gerçekleşmez. Çoğu prokaryot, zarlarla sınırlanmış hücre içi organeller oluşturmaz. Ayrıca prokaryotik hücrelerde mitokondri veya kloroplast yoktur.
Bakteriler kural olarak tek hücreli organizmalardır, hücreleri oldukça basit bir şekle sahiptir, bazen kavisli bir top veya silindirdir. Bakteriler öncelikle iki eşit hücreye bölünerek çoğalırlar.
küresel bakteri denir kok ve küresel, elipsoidal, fasulye şeklinde ve mızrak şeklinde olabilir.
Bölünme sonrasında hücrelerin birbirlerine göre konumlarına bağlı olarak koklar çeşitli formlara ayrılır. Bölünmeden sonra hücreler ayrışır ve tek tek yerleşirse, bu tür formlara denir. monokoklar. Bazen koklar bölünürken bir salkım üzüme benzeyen kümeler oluşturur. Benzer formlar stafilokok. Bir düzlemde bölündükten sonra bağlı çiftler halinde kalan koklara denir. diplokoklar ve farklı zincir uzunluklarındaki jeneratörler streptokoklar. Karşılıklı iki dik düzlemde hücre bölünmesinden sonra ortaya çıkan dört kok kombinasyonu, tetrakoklar. Bazı koklar birbirine dik üç düzleme bölünür ve bu da sardalye adı verilen tuhaf kübik şekilli kümelerin oluşmasına yol açar.
Çoğu bakteri var silindirik, veya çubuk şeklinde, şekil. Spor oluşturan çubuk şeklindeki bakterilere denir basil ve spor oluşturmamak - bakteri.
Çubuk şeklindeki bakteriler şekil, boyut, uzunluk ve çap bakımından, hücre uçlarının şekli ve ayrıca göreceli konumları bakımından farklılık gösterir. Düz uçlu silindirik veya yuvarlak veya sivri uçlu oval olabilirler. Bakteriler ayrıca hafif kavisli, filamentli ve dallanmış formlara da sahiptir (örneğin mikobakteriler ve aktinomisetler).
Bölünmeden sonra tek tek hücrelerin göreceli düzenine bağlı olarak, çubuk şeklindeki bakteriler çubuklara (hücrelerin tekli düzeni), diplobakterilere veya diplobasillere (hücrelerin çift düzeni), streptobakterilere veya streptobasillere (değişen uzunluklarda zincirler oluşturur) ayrılır. Buruşuk veya spiral şekilli bakteriler sıklıkla bulunur. Bu grup, uzun kavisli (4 ila 6 dönüş arası) çubuklar şeklindeki spirillayı (Latin spira - kıvrılmadan) ve bir spiralin yalnızca 1/4'ü olan vibrioları (Latin vibrio - ben büküm) içerir. , virgüle benzer.
Su kütlelerinde yaşayan bakterilerin ipliksi formları bilinmektedir. Listelenenlere ek olarak, protoplazmik hücrenin yüzeyinde - prostheca, üçgen ve yıldız şeklindeki bakterilerin yanı sıra kapalı ve açık halka ve solucan şeklindeki bakterilerin yüzeyinde etik büyümeler taşıyan çok hücreli bakteriler de vardır.
Bakteri hücreleri çok küçüktür. Mikrometre cinsinden ölçülür, ince yapı detayları ise nanometre cinsinden ölçülür. Kokların çapı genellikle yaklaşık 0,5-1,5 mikrondur. Bakterilerin çubuk şeklindeki (silindirik) formlarının genişliği çoğu durumda 0,5 ila 1 mikron arasında değişir ve uzunluğu birkaç mikrometredir (2-10). Küçük çubuklar 0,2-0,4 genişliğe ve 0,7-1,5 mikron uzunluğa sahiptir. Bakteriler arasında uzunluğu onlarca hatta yüzlerce mikrometreye ulaşan gerçek devler de olabilir. Bakterilerin şekilleri ve boyutları, kültürün yaşına, ortamın bileşimine ve ozmotik özelliklerine, sıcaklığa ve diğer faktörlere bağlı olarak önemli ölçüde değişiklik gösterir.
Üç ana bakteri formundan koklar boyut olarak en stabil olanıdır; çubuk şeklindeki bakteriler daha değişkendir ve hücre uzunluğu özellikle önemli ölçüde değişir.
Katı bir besin ortamının yüzeyine yerleştirilen bir bakteri hücresi büyür ve bölünerek bir bakteri kolonisi oluşturur. Birkaç saatlik büyümenin ardından koloni, çıplak gözle görülebilecek kadar çok sayıda hücreden oluşur. Kolonilerin kıvamı sümüksü veya macun kıvamında olabilir ve bazı durumlarda pigmentlidirler. Bazen kolonilerin görünümü o kadar karakteristiktir ki, mikroorganizmaların fazla zorluk çekmeden tanımlanmasını mümkün kılar.
Bakteri fizyolojisinin temelleri.
Mikroorganizmalar kimyasal bileşimleri bakımından diğer canlı hücrelerden çok az farklılık gösterir.
Su% 75-85'i oluşturur, içinde kimyasallar çözülür.
Kuru madde %15-25, organik ve mineral bileşikleri içerir
Bakterilerin beslenmesi. Besinler bakteri hücresine çeşitli yollarla girer ve maddelerin konsantrasyonuna, moleküllerin boyutuna, ortamın pH'ına, membran geçirgenliğine vb. bağlıdır. Yiyecek türüne göre Mikroorganizmalar ikiye ayrılır:
ototroflar - karbon içeren tüm maddeleri CO2'den sentezler;
heterotroflar - organik maddeleri karbon kaynağı olarak kullanırlar;
saprofitler - ölü organizmalardan gelen organik maddelerle beslenirler;
Bakterilerin solunumu.
Solunum veya biyolojik oksidasyon, bir ATP molekülünün oluşumuyla meydana gelen redoks reaksiyonlarına dayanır. Moleküler oksijen açısından bakteriler üç ana gruba ayrılabilir:
zorunlu aeroblar - yalnızca oksijen varlığında büyüyebilirler;
zorunlu anaeroblar - onlar için toksik olan oksijensiz bir ortamda büyürler;
Fakültatif anaeroblar: Oksijenli veya oksijensiz büyüyebilirler. Bakterilerin büyümesi ve çoğalması.
Çoğu prokaryot ikili bölünme yoluyla, daha az yaygın olarak ise tomurcuklanma ve parçalanma yoluyla çoğalır. Bakteriler genellikle yüksek üreme oranıyla karakterize edilir. Çeşitli bakterilerde hücre bölünmesinin süresi oldukça büyük farklılıklar gösterir: E. coli için 20 dakikadan Mycobacterium tuberculosis için 14 saate kadar. Katı besin ortamlarında bakteriler koloni adı verilen hücre kümeleri oluşturur. Bakteriyel enzimler.
Enzimler mikroorganizmaların metabolizmasında önemli bir rol oynar. Var:
endoenzimler - hücrelerin sitoplazmasında lokalizedir;
ekzoenzimler - çevreye salınır.
Agresif enzimler doku ve hücreleri tahrip ederek mikropların ve toksinlerinin enfekte dokuda geniş çapta yayılmasına neden olur. Bakterilerin biyokimyasal özellikleri enzimlerin bileşimi ile belirlenir:
sakkarolitik – karbonhidratların parçalanması;
proteolitik – proteinlerin parçalanması,
lipolitik – yağların parçalanması,
ve mikroorganizmaların tanımlanmasında önemli bir teşhis özelliğidir.
Birçok patojenik mikroorganizma için optimal sıcaklık 37°C ve pH 7,2-7,4'tür.
Bakteriler için alt tabakadaki su içeriğinin %20'den fazla olması gerekir. Su erişilebilir bir formda olmalıdır: 2 ila 60 ° C sıcaklık aralığında sıvı fazda; bu aralığa biyokinetik bölge denir. Su kimyasal olarak çok kararlı olmasına rağmen, iyonlaşma ürünleri - H+ ve OH" iyonları hücrenin hemen hemen tüm bileşenlerinin (proteinler, nükleik asitler, lipitler, vb.) özellikleri üzerinde çok büyük bir etkiye sahiptir. Dolayısıyla katalitik aktivite, Enzimlerin miktarı büyük ölçüde H+ ve OH iyonlarının konsantrasyonuna bağlıdır."
Fermantasyon, bakterilerin enerji elde etmesinin ana yoludur.
Fermantasyon, ATP oluşumuyla sonuçlanan metabolik bir süreçtir ve elektron donörleri ve alıcıları, fermantasyonun kendisi sırasında oluşan ürünlerdir.
Fermantasyon, başta karbonhidratlar olmak üzere organik maddelerin oksijen kullanılmadan enzimatik parçalanması işlemidir. Vücudun yaşamı için bir enerji kaynağı görevi görür ve maddelerin döngüsünde ve doğada büyük rol oynar. Etil alkol, gliserin ve diğer teknik ve gıda ürünlerinin üretiminde mikroorganizmaların neden olduğu bazı fermantasyon türleri (alkolik, laktik asit, bütirik asit, asetik asit) kullanılmaktadır.
Alkolik fermantasyon(maya ve bazı bakteri türleri tarafından gerçekleştirilir), bu sırada piruvat etanol ve karbondioksite parçalanır. Bir molekül glikoz, iki molekül alkol (etanol) ve iki molekül karbondioksit ile sonuçlanır. Bu tür fermantasyon, ekmek üretiminde, bira yapımında, şarap yapımında ve damıtmada çok önemlidir.
Laktik asit fermantasyonu Piruvatın laktik asite indirgendiği laktik asit bakterileri ve diğer organizmalar tarafından gerçekleştirilir. Süt fermente edildiğinde, laktik asit bakterileri laktozu laktik aside dönüştürerek sütü fermente süt ürünlerine (yoğurt, kesilmiş süt vb.) dönüştürür; Laktik asit bu ürünlere ekşi bir tat verir.
Laktik asit fermantasyonu, enerji ihtiyacının solunumla sağlanandan daha fazla olduğu ve kanın oksijen dağıtmaya zamanı olmadığı durumlarda hayvanların kaslarında da meydana gelir.
Yorucu egzersiz sırasında kaslardaki yanma hissi, laktik asit üretimi ve anaerobik glikolize geçişle ilişkilidir; çünkü oksijen, aerobik glikoliz yoluyla vücudun oksijeni yenilemesinden daha hızlı bir şekilde karbondioksite dönüştürülür; ve egzersiz sonrası kas ağrısı, kas liflerinin mikrotravmasından kaynaklanır. Vücut, oksijen eksikliği olduğunda ATP üretmek için bu daha az verimli ancak daha hızlı yönteme geçer. Karaciğer daha sonra fazla laktattan kurtulur ve onu tekrar önemli glikolitik ara ürün piruvata dönüştürür.
Asetik asit fermantasyonu birçok bakteri tarafından gerçekleştirilir. Sirke (asetik asit) bakteriyel fermantasyonun doğrudan bir sonucudur. Yiyecekleri salamura ederken asetik asit, yiyecekleri patojenik ve çürüyen bakterilerden korur.
Bütirik asit fermantasyon bütirik asit oluşumuna yol açar; etken maddeleri Clostridium cinsinin bazı anaerobik bakterileridir.
Bakterilerin üremesi.
Bazı bakterilerin cinsel bir süreci yoktur ve yalnızca eşit ikili enine bölünme veya tomurcuklanma yoluyla çoğalırlar. Tek hücreli siyanobakterilerin bir grubu için, çoklu fisyon (4 ila 1024 yeni hücrenin oluşumuna yol açan bir dizi hızlı ardışık ikili bölünme) tarif edilmiştir. Evrim ve değişen çevreye uyum için gerekli olan genotipin esnekliğini sağlamak için başka mekanizmalara da sahiptirler.
Bölünme sırasında çoğu gram-pozitif bakteri ve filamentli siyanobakteri, mezozomların katılımıyla çevreden merkeze doğru enine bir septum sentezler. Gram-negatif bakteriler daralmayla bölünür: bölünme bölgesinde CPM ve hücre duvarının giderek artan içe doğru eğriliği tespit edilir. Tomurcuklanma sırasında ana hücrenin kutuplarından birinde bir tomurcuk oluşur ve büyür; ana hücre yaşlanma belirtileri gösterir ve genellikle 4'ten fazla yavru hücre üretemez. Tomurcuklanma farklı bakteri gruplarında meydana gelir ve muhtemelen evrim sırasında birkaç kez meydana gelir.
Diğer bakterilerde üremenin yanı sıra cinsel süreç de gözlenir, ancak en ilkel biçimde. Bakterilerin cinsel süreci, ökaryotların cinsel sürecinden farklıdır; bakteriler gamet oluşturmaz ve hücre füzyonu gerçekleşmez. Prokaryotlarda rekombinasyonun mekanizması. Ancak cinsel sürecin en önemli olayı olan genetik materyal alışverişi bu durumda da gerçekleşir. Buna genetik rekombinasyon denir. Donör hücresindeki DNA'nın bir kısmı (çok nadiren DNA'nın tamamı), DNA'sı genetik olarak donörün DNA'sından farklı olan bir alıcı hücreye aktarılır. Bu durumda aktarılan DNA, alıcının DNA'sının bir kısmının yerini alır. DNA değiştirme işlemi, DNA iplikçiklerini bölen ve yeniden birleştiren enzimleri içerir. Bu, her iki ana hücrenin genlerini içeren DNA üretir. Bu DNA'ya rekombinant denir. Yavrular veya rekombinantlar, gen değişimlerinden dolayı özelliklerde belirgin farklılıklar sergiler. Bu karakter çeşitliliği evrim açısından çok önemlidir ve cinsel sürecin temel avantajıdır.
Rekombinantların elde edilmesi için bilinen 3 yöntem vardır. Bunlar keşfedilme sırasına göre dönüşüm, konjugasyon ve transdüksiyondur.
Bakterilerin kökeni.
Bakteriler, arkelerle birlikte, yaklaşık 3,9-3,5 milyar yıl önce ortaya çıkan, Dünya üzerindeki ilk canlı organizmalar arasındaydı. Bu gruplar arasındaki evrimsel ilişkiler henüz tam olarak incelenmemiştir; en az üç ana hipotez vardır: N. Pace, bunların protobakterilerin ortak bir atasına sahip olduklarını öne sürer; Zavarzin, arkeleri öbakterilerin evriminin çıkmaz bir dalı olarak görür; ekstrem habitatlarda ustalaştı; son olarak üçüncü hipoteze göre arkeler, bakterilerin köken aldığı ilk canlı organizmalardır.
Ökaryotlar çok daha sonra, yani yaklaşık 1,9-1,3 milyar yıl önce, bakteri hücrelerindeki simbiyogenezin bir sonucu olarak ortaya çıktı. Bakterilerin evrimi, belirgin bir fizyolojik ve biyokimyasal önyargı ile karakterize edilir: yaşam formlarının ve ilkel yapıların göreceli yoksulluğu nedeniyle, şu anda bilinen neredeyse tüm biyokimyasal süreçlerde ustalaşmışlardır. Prokaryotik biyosfer halihazırda maddeyi dönüştürmenin mevcut tüm yollarına sahipti. Buna nüfuz eden ökaryotlar, işleyişinin yalnızca niceliksel yönlerini değiştirdi, ancak element döngüsünün birçok aşamasında niteliksel yönlerini değiştirmedi; bakteriler hâlâ tekel konumunu koruyor.
En eski bakterilerden bazıları siyanobakterilerdir. 3,5 milyar yıl önce oluşan kayalarda hayati aktivitelerinin ürünleri bulundu - stromatolitler; siyanobakterilerin varlığının tartışılmaz kanıtı 2,2-2,0 milyar yıl öncesine dayanıyor. Onlar sayesinde, 2 milyar yıl önce aerobik solunumun başlaması için yeterli konsantrasyonlara ulaşan atmosferde oksijen birikmeye başladı. Zorunlu aerobik Metallogenium'un karakteristik oluşumları bu zamana kadar uzanır.
Atmosferdeki oksijenin ortaya çıkışı (oksijen felaketi) anaerobik bakterilere ciddi bir darbe indirdi. Ya ölürler ya da yerel olarak korunan oksijensiz bölgelere taşınırlar. Bu dönemde bakterilerin genel tür çeşitliliği azalır.
Cinsel sürecin yokluğundan dolayı bakterilerin evriminin ökaryotlardan tamamen farklı bir mekanizma izlediği varsayılmaktadır. Sürekli yatay gen aktarımı, evrimsel bağlantıların resminde belirsizliklere yol açar; evrim son derece yavaş ilerler (ve belki de ökaryotların ortaya çıkışıyla tamamen durmuştur), ancak değişen koşullar altında, sabit bir ortak genetiğe sahip hücreler arasında genlerin hızlı bir şekilde yeniden dağıtılması söz konusudur. havuz.
Bakterilerin sistematiği.
Bakterilerin doğadaki ve insan yaşamındaki rolü.
Bakteriler Dünya üzerinde önemli bir rol oynamaktadır. Doğadaki maddelerin döngüsünde aktif rol alırlar. Tüm organik bileşikler ve inorganik olanların önemli bir kısmı bakterilerin yardımıyla önemli değişikliklere uğrar. Doğadaki bu rol küresel öneme sahiptir. Dünya'da tüm organizmalardan daha önce ortaya çıkan (3,5 milyar yıldan fazla bir süre önce), Dünyanın canlı kabuğunu yarattılar ve metabolizmalarının ürünlerini madde döngüsüne dahil ederek canlı ve ölü organik maddeleri aktif olarak işlemeye devam ediyorlar. Doğadaki maddelerin döngüsü, Dünya'daki yaşamın varlığının temelini oluşturur.
Tüm bitki ve hayvan kalıntılarının ayrışması ve humus ve humus oluşumu da esas olarak bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Bakteriler doğada güçlü bir biyotik faktördür.
Bakterilerin toprak oluşturma çalışmaları büyük önem taşımaktadır. Gezegenimizdeki ilk toprak bakteriler tarafından yaratıldı. Ancak günümüzde bile toprağın durumu ve kalitesi toprak bakterilerinin işleyişine bağlıdır. Baklagil bitkilerinin simbiyontları olan nitrojen sabitleyici nodül bakterileri, toprağın verimliliği için özellikle önemlidir. Toprağı değerli nitrojen bileşikleriyle doyururlar.
Bakteriler kirli atık suyu organik maddeleri parçalayıp zararsız inorganik maddelere dönüştürerek arındırır. Bakterilerin bu özelliği atık su arıtma tesislerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Çoğu durumda bakteriler insanlara zararlı olabilir. Böylece saprotrofik bakteriler gıda ürünlerini bozar. Ürünleri bozulmadan korumak için özel işlemlere (kaynatma, sterilizasyon, dondurma, kurutma, kimyasal temizleme vb.) tabi tutulur. Bu yapılmazsa gıda zehirlenmesi meydana gelebilir.
Bakteriler arasında insanlarda, hayvanlarda veya bitkilerde hastalıklara neden olan birçok hastalık yapıcı (patojenik) tür bulunmaktadır. Tifo ateşine Salmonella bakterisi neden olurken dizanteriye Shigella bakterisi neden olur. Patojenik bakteriler, hasta bir kişinin hapşırırken, öksürürken ve hatta normal konuşma sırasında (difteri, boğmaca) tükürük damlacıkları ile havaya yayılır. Bazı patojen bakteriler kurumaya karşı çok dirençlidir ve toz içinde uzun süre kalırlar (tüberküloz basili). Gazlı kangren ve tetanozun etken maddeleri olan Clostridium cinsinin bakterileri toz ve toprakta yaşar. Bazı bakteriyel hastalıklar hasta kişiyle fiziksel temas yoluyla bulaşır (cinsel yolla bulaşan hastalıklar, cüzzam). Çoğu zaman patojenik bakteriler, sözde vektörler kullanılarak insanlara bulaşır. Örneğin kanalizasyonda gezinen sinekler binlerce patojenik bakteriyi bacaklarında toplar ve ardından bunları insanların tükettiği yiyeceklerin üzerine bırakır.
Doğru, bakteri), prokaryotik tipte hücre yapısına sahip mikroorganizmalar: genetik aparatları, bir zarla izole edilmiş bir hücre çekirdeğinin içine yerleştirilmemiştir.
Hücrelerin boyutları ve şekilleri. Bakterilerin çoğu 0,2-10,0 mikron büyüklüğünde tek hücreli organizmalardır. Bakteriler arasında, nanobakteriler (yaklaşık 0,05 mikron) olarak adlandırılan “cüceler” ve bağırsaklarda yaşayan Achromium ve Macromonas (uzunluk 100 mikrona kadar) cinsinin bakterileri gibi “devler” de vardır. Namibya ve Şili'nin kıyı deniz sularından (800 µm'ye kadar) izole edilen cerrah balığı Epulopisciumfishelsoni (uzunluğu 600 mikrona kadar) ve Thiomargarita namibiensis. Çoğu zaman, bakteri hücresi çubuk şeklinde, küresel (kok) veya kıvrımlı (vibrio, spirilla ve spiroket) bir şekle sahiptir. Üçgen, kare, yıldız şeklinde ve düz (plaka şeklinde) hücreli türler bulunmuştur. Bazı bakterilerde prosteks adı verilen sitoplazmik çıkıntılar bulunur. Bakteriler tek olabilir, çiftler oluşturabilir, kısa ve uzun zincirler, kümeler oluşturabilir, 4, 8 veya daha fazla hücreli paketler (sarcinae), rozetler, ağlar ve miselyum (aktinomisetler) oluşturabilir. Düz ve dallanan trikomlar (mikrokoloniler) oluşturan çok hücreli formlar da bilinmektedir. Hem hareketli hem de hareketsiz bakteriler bulunur. Birincisi çoğunlukla flagella yardımıyla, bazen hücrelerin (miksobakteriler, siyanobakteriler, spiroketler vb.) Kaydırılmasıyla hareket eder. Doğası belli olmayan bir “atlama” hareketi de bilinmektedir. Hareketli formlar için, fiziksel veya kimyasal faktörlerin etkisine yanıt olarak aktif hareket olgusu anlatılmaktadır.
Hücrelerin kimyasal bileşimi ve yapısı. Bir bakteri hücresinin genellikle %70-80'i sudur. Kuru kalıntının %50'sini protein, %10-20'sini hücre duvarı bileşenleri, %10-20'sini RNA, %3-4'ünü DNA ve %10'unu lipitler oluşturur. Ortalama olarak karbon miktarı %50, oksijen %20, nitrojen %14, hidrojen %8, fosfor %3, kükürt ve potasyumun her biri %1, kalsiyum ve magnezyumun her biri %0,5 ve demir %0,2'dir.
Birkaç istisna (mikoplazma) dışında, bakteri hücreleri, bakterinin şeklini belirleyen ve mekanik ve önemli fizyolojik işlevleri yerine getiren bir hücre duvarı ile çevrilidir. Ana bileşeni karmaşık biyopolimer mureindir (peptidoglikan). Hücre duvarının bileşiminin ve yapısının özelliklerine bağlı olarak bakteriler, bakterileri gram pozitif olarak ayırmanın temelini oluşturan H. C. Gram'ın (boyama yöntemini öneren Danimarkalı bilim adamı) yöntemine göre boyandıklarında farklı davranırlar; gram negatif ve hücre duvarı olmayanlar (örneğin mikoplazma). İlki, yüksek (40 kata kadar) murein içeriği ve kalın bir duvarla ayırt edilir; gram negatiflerde önemli ölçüde daha incedir ve dışarıdan proteinler, fosfolipidler ve lipopolisakkaritlerden oluşan ve görünüşe göre maddelerin taşınmasında rol oynayan bir dış zarla kaplanmıştır. Pek çok bakterinin yüzeyinde hareket etmelerini sağlayan villus (fimbria, pili) ve flagella bulunur. Çoğu zaman bakterilerin hücre duvarları, esas olarak polisakkaritlerden (bazen glikoproteinler veya polipeptitler) oluşan, değişen kalınlıktaki mukoza kapsülleriyle çevrilidir. Bazı bakterilerde, hücre zarının dış yüzeyini düzenli şekilli, eşit şekilde paketlenmiş protein yapılarıyla kaplayan S katmanları (İngiliz yüzeyinden) de bulundu.
Sitoplazmayı hücre duvarından ayıran sitoplazmik membran, hücrenin ozmotik bariyeri olarak görev yapar ve maddelerin taşınmasını düzenler; Solunum, nitrojen fiksasyonu, kemosentez vb. işlemler genellikle mezozomlar şeklinde istilalar oluşturur. Hücre duvarının biyosentezi, sporülasyon vb. aynı zamanda sitoplazmik membran ve türevleri ile de ilişkilidir. Flagella ve genomik DNA ona bağlanır.
Bakteri hücresi oldukça basit bir şekilde organize edilmiştir. Birçok bakterinin sitoplazmasında, sitoplazmik membranın yayılması sonucu oluşan çeşitli tipte kabarcıklar (veziküller) ile temsil edilen kalıntılar vardır. Fototrofik, nitrifikasyon ve metan oksitleyici bakteriler, ökaryotik kloroplastların granasını anımsatan, bölünmemiş kesecikler formunda gelişmiş bir sitoplazmik membran ağı ile karakterize edilir. Suda yaşayan bazı bakterilerin hücreleri, yoğunluk düzenleyicileri olarak görev yapan gaz vakuolleri (aerozomlar) içerir; Pek çok bakteride yedek maddelerin kalıntıları bulunur - polisakkaritler, poli-β-hidroksibutirat, polifosfatlar, kükürt vb. Sitoplazmada ribozomlar da mevcuttur (5 ila 50 bin arası). Bazı bakterilerde (örneğin birçok siyanobakteri), CO2 fiksasyonunda rol oynayan bir enzimi içeren karboksizom gövdeleri bulunur. Spor oluşturan bazı bakterilerin sözde parasporal gövdeleri, böcek larvalarını öldüren bir toksin içerir.
Bakteri genomu (nükleoid), genellikle bakteriyel kromozom olarak adlandırılan dairesel bir DNA molekülü ile temsil edilir. Bakteriyel genom, işlevsel olarak ilişkili birçok genin operon adı verilen bir yapıda birleştirilmesiyle karakterize edilir. Ek olarak hücre, bakteriler için yararlı birkaç gen (antibiyotik direnç genleri dahil) taşıyan kromozom dışı genetik elementler (plazmid DNA) içerebilir. Bağımsız olarak var olabilir veya geçici olarak kromozoma dahil edilebilir. Ancak bazen mutasyonlar sonucunda bu DNA, kromozomdan ayrılma özelliğini kaybeder ve genomun kalıcı bir bileşeni haline gelir. Yeni genlerin ortaya çıkışı, DNA'nın bir donör hücresinden alıcı bir hücreye (cinsel sürecin bir benzeri) tek yönlü aktarımının bir sonucu olarak genetik aktarımdan da kaynaklanabilir. Bu tür bir transfer, iki hücrenin doğrudan temasıyla (konjugasyon), bakteriyofajların katılımıyla (transdüksiyon) veya genlerin, hücreler arası temas olmadan dış ortamdan hücreye girmesiyle gerçekleşebilir. Bütün bunlar bakterilerin mikro evrimi ve yeni özellikler kazanması açısından büyük önem taşıyor.
Üreme. Çoğu bakteri ikiye bölünerek, daha az sıklıkla tomurcuklanarak ve bazıları (örneğin aktinomisetler) ekzosporlar veya miselyum parçaları yardımıyla çoğalır. Bilinen bir çoklu bölünme yöntemi vardır (bir dizi siyanobakteride küçük üreme hücrelerinin-baeositlerin oluşmasıyla). Çok hücreli prokaryotlar, bir veya daha fazla hücreyi trikomlardan ayırarak çoğalabilirler. Bazı bakteriler, hücrelerin morfolojisinin değişebildiği ve dinlenme formlarının oluşabildiği karmaşık bir gelişim döngüsüyle karakterize edilir: kistler, endosporlar, akinetler. Miksobakteriler, genellikle tuhaf konfigürasyonlara ve renklere sahip, meyve veren gövdeler oluşturma yeteneğine sahiptir.
Bakterilerin ayırt edici bir özelliği hızlı çoğalma yetenekleridir. Örneğin Escherichia coli hücrelerinin ikiye katlanma süresi 20 dakikadır. Tek bir hücrenin neslinin, sınırsız büyüme durumunda, sadece 48 saat içinde Dünya'nın kütlesinin 150 katı olacağı tahmin edilmektedir.
Yaşam koşulları. Bakteriler farklı yaşam koşullarına adapte olmuşlardır. -5 (ve altı) ila 113 °C sıcaklık aralığında gelişebilirler. Bunlar arasında şunlar yer alır: 20 °C'nin altındaki sıcaklıklarda büyüyen psikrofiller (örneğin, Bacillus psichrophilus için maksimum büyüme sıcaklığı -10 °C'dir), mezofiller (optimum büyüme 20-40 °C'de), termofiller (50-60 °C'dir) C), aşırı termofiller (70 °C) ve hipertermofiller (80 °C ve üzeri). Belirli bakteri türlerinin sporları, 160-180 °C'ye kadar kısa süreli ısıtmaya ve -196 °C ve altına kadar uzun süreli soğutmaya dayanabilir. Bazı bakteriler iyonlaştırıcı radyasyona karşı son derece dirençlidir ve hatta nükleer reaktörlerin soğutma suyunda bile yaşarlar (Deinococcus radyodurans). Bazı bakteriler (barofiller veya piyezofiller) 101 bin kPa'ya kadar hidrostatik basıncı tolere eder ve bazı türler 50 bin kPa'nın altındaki basınçlarda çoğalmaz. Aynı zamanda atmosfer basıncındaki hafif bir artışa bile dayanamayan bakteriler de vardır. Ortamdaki tuzların (NaCl) konsantrasyonu 0,5 mol/l'yi aşarsa çoğu bakteri türü gelişmez. Orta ve aşırı halofillerin gelişimi için en uygun koşullar, NaCl konsantrasyonunun sırasıyla %10 ve %30 olduğu ortamlarda gözlenir; doymuş tuz çözeltilerinde bile büyüyebilirler.
Kural olarak, bakteriler nötr çevre koşullarını (pH yaklaşık 7.0) tercih eder, ancak hem pH 0.1-0.5'te büyüyebilen aşırı asitofiller hem de 13.0'a kadar pH'ta gelişen alkalifiller vardır.
İncelenen bakterilerin büyük çoğunluğu aeroblardır. Bazıları yalnızca% 1,0-5,0'a kadar (mikroaerofiller) düşük O2 konsantrasyonlarında büyüyebilir. Fakültatif anaeroblar hem O2 varlığında hem de yokluğunda büyür; metabolizmayı aerobik solunumdan fermantasyona veya anaerobik solunuma (enterobakteriler) değiştirebilirler. Aerotolerant anaerobların büyümesi az miktarda O 2 varlığında inhibe edilmez, çünkü yaşam sürecinde kullanmazlar (örneğin laktik asit bakterileri). Katı anaeroblar için habitattaki O2 izleri bile yıkıcıdır.
Pek çok bakteri, olumsuz çevre koşullarında hayatta kalarak uykuda formlar oluşturur.
Azot bileşiklerini kullanan bakterilerin çoğu, kural olarak, indirgenmiş formlarını (çoğunlukla amonyum tuzları) kullanır, bazıları hazır amino asitlere ihtiyaç duyarken, diğerleri de oksitlenmiş formlarını (çoğunlukla nitratlar) asimile eder. Önemli sayıda serbest yaşayan ve simbiyotik bakteri, moleküler nitrojeni sabitleme yeteneğine sahiptir (Azot fiksasyonu makalesine bakın). Nükleik asitlerin ve diğer hücre bileşiklerinin bir parçası olan fosfor, bakteriler tarafından esas olarak fosfatlardan elde edilir. Amino asitlerin ve bazı enzim kofaktörlerinin biyosentezi için gerekli kükürt kaynağı çoğunlukla sülfatlardır; Bazı bakteri türleri azaltılmış kükürt bileşiklerine ihtiyaç duyar.
Taksonomi. Bakterilerin resmi olarak kabul edilmiş bir sınıflandırması yoktur. Başlangıçta bu amaçlar için morfolojik ve fizyolojik özelliklerinin benzerliğine dayalı olarak yapay bir sınıflandırma kullanıldı. Daha gelişmiş bir filogenetik (doğal) sınıflandırma, ilgili formları ortak kökenlerine göre birleştirir. Bu yaklaşım, evrensel bir işaretleyici olarak 16S rRNA geninin seçilmesi ve nükleotid dizilerinin belirlenmesi ve karşılaştırılması için yöntemlerin ortaya çıkmasıyla mümkün hale geldi. 16S rRNA'yı (prokaryotik ribozomun küçük alt biriminin bir parçası) kodlayan gen, tüm prokaryotlarda mevcuttur ve nükleotid dizisinin yüksek derecede korunması ve fonksiyonel stabilite ile karakterize edilir.
En sık kullanılanı determinant Bergi (Bergi) dergisinde yayınlanan sınıflandırmadır; ayrıca internetteki web sitesine bakın - http://141. 150.157.117:8080/prokPUB/index.htm. Mevcut organizma sistemlerinden birine göre bakteriler, arkelerle birlikte prokaryotların krallığını oluşturur. Pek çok araştırmacı bunları arkea ve ökaryotların etki alanları (veya süper krallıkları) ile birlikte bir alan (veya süper krallık) olarak görüyor. Alan içindeki en büyük bakteri taksonu filumlardır: 5 sınıf ve 28 takım içeren Proteobakteriler; Actinobacteria (5 sınıf ve 14 takım) ve Firmicutes (3 sınıf ve 9 takım). Ek olarak, alt sıradaki taksonomik kategoriler de ayırt edilir: aileler, cinsler, türler ve alt türler.
Modern kavramlara göre, 16S rRNA'yı kodlayan genlerdeki nükleotid dizilerinin %97'den fazla örtüştüğü ve genomdaki nükleotid dizilerinin homoloji düzeyinin %70'i aştığı bakteri suşları tek tür olarak sınıflandırılır. Gezegenimizde yaşayanların yalnızca küçük bir kısmını temsil eden 5.000'den fazla bakteri türü tanımlanmamıştır.
Bakteriler gezegenimizdeki biyojeokimyasal döngülere aktif olarak katılırlar (çoğu kimyasal elementin döngüsü dahil). Bakterilerin modern jeokimyasal aktivitesi de doğası gereği küreseldir. Örneğin, Dünya Okyanusunda fotosentez sırasında sabitlenen 4,3 10 10 ton (gigaton) organik karbonun yaklaşık 4,0 10 10 tonu su sütununda mineralize edilir ve bunların %70-75'i bakteri ve diğer bazı mikroorganizmalardır. okyanus çökeltilerindeki toplam indirgenmiş kükürt üretimi yılda 4,92·108 tona ulaşmaktadır; bu, insanlığın kullandığı kükürt içeren her türlü ham maddenin yıllık toplam üretiminin neredeyse üç katıdır. Atmosfere giren sera gazı metanının büyük kısmı bakteriler (metanojenler) tarafından üretilir. Bakteriler toprak oluşumunda, sülfit ve kükürt yataklarının oksidasyon bölgelerinde, demir ve manganez tortul kayalarının oluşumunda vb. önemli bir faktördür.
Bazı bakteriler insanlarda, hayvanlarda ve bitkilerde ciddi hastalıklara neden olur. Çoğunlukla tarım ürünlerine zarar verirler, binaların yer altı kısımlarının, boru hatlarının, madenlerin metal yapılarının, su altı yapılarının tahrip olmasına neden olurlar. Bu bakterilerin yaşam aktivitelerinin özelliklerini incelemek, verdikleri zararlara karşı etkili koruma yöntemleri geliştirmeyi mümkün kılar. neden. Aynı zamanda bakterilerin insanlar üzerindeki olumlu rolü de göz ardı edilemez. Bakteriler, şarap, süt ürünleri, başlatıcı kültürler ve diğer ürünlerin yardımıyla aseton ve bütanol, asetik ve sitrik asitler, bazı vitaminler, bir takım enzimler, antibiyotikler ve karotenoidler üretilir; bakteriler steroid hormonlarının ve diğer bileşiklerin dönüşümünde rol oynar. Protein (enzimler dahil) ve bir dizi amino asit üretmek için kullanılırlar. Tarımsal atıkları biyogaza veya etanole dönüştürmek için bakterilerin kullanılması, temelde yeni yenilenebilir enerji kaynaklarının yaratılmasını mümkün kılar. Bakteriler metalleri (altın dahil) çıkarmak, petrol geri kazanımını artırmak için kullanılır (Bakteriyel liç, Biyojeoteknoloji makalelerine bakın). Bakteriler ve plazmitler sayesinde genetik mühendisliğinin gelişimi mümkün oldu. Bakterilerin incelenmesi biyoloji, tıp, tarım bilimi vb. birçok alanın gelişmesinde büyük rol oynamıştır. Genetiğin gelişimindeki önemi büyüktür çünkü genlerin doğasını ve etki mekanizmalarını incelemek için klasik bir nesne haline geldiler. Çeşitli bileşikler vb. için metabolik yolların kurulması bakterilerle ilişkilidir.
Bakterilerin potansiyeli neredeyse tükenmez. Yaşam aktivitelerine ilişkin bilgilerin derinleşmesi, bakterilerin biyoteknoloji ve diğer endüstrilerde etkin kullanımı için yeni yönler açıyor.
Kaynak: Schlegel G. Genel mikrobiyoloji. M., 1987; Prokaryotlar: Elektronik sürüm 3.0-3.17-. N.Y., 1999-2004-; Zavarzin G. A., Kolotilova N. N. Doğa tarihi mikrobiyolojisine giriş. M., 2001; Madigan M. T., Martinko J., Parker J. Brock mikroorganizmaların biyolojisi. 10. baskı. Yukarı Saddle Nehri, 2003; Mikroorganizmaların ekolojisi. M., 2004.
Bakteriler şu anda Dünya üzerinde var olan en eski organizma grubudur. İlk bakteriler muhtemelen 3,5 milyar yıldan fazla bir süre önce ortaya çıktı ve neredeyse bir milyar yıl boyunca gezegenimizdeki tek canlı yaratıklardı. Bunlar canlı doğanın ilk temsilcileri olduğundan vücutları ilkel bir yapıya sahipti.
Zamanla yapıları daha karmaşık hale geldi, ancak bugüne kadar bakteriler en ilkel tek hücreli organizmalar olarak kabul ediliyor. Bazı bakterilerin hala eski atalarının ilkel özelliklerini taşıması ilginçtir. Bu, sıcak kükürt kaynaklarında ve rezervuarların dibindeki anoksik çamurda yaşayan bakterilerde gözlenir.
Çoğu bakteri renksizdir. Sadece birkaçı mor veya yeşildir. Ancak birçok bakterinin kolonileri, çevreye renkli bir maddenin salınmasından veya hücrelerin pigmentasyonundan kaynaklanan parlak bir renge sahiptir.
Bakteriler dünyasının kaşifi, nesneleri 160-270 kat büyüten mükemmel bir büyüteç mikroskobu yaratan, 17. yüzyılda Hollandalı doğa bilimci Antony Leeuwenhoek'du.
Bakteriler prokaryotlar olarak sınıflandırılır ve ayrı bir krallık olan Bakteriler olarak sınıflandırılır.
Vücut Şekli
Bakteriler çok sayıda ve çeşitli organizmalardır. Şekil olarak farklılık gösterirler.
| Bakterinin adı | Bakteri şekli | Bakteri resmi |
| Kok | Top şeklinde | |
| Basil |  | Çubuk şeklinde |
| Vibrio | Virgül şeklinde | |
| Spirilyum |  | Sarmal |
| Streptokoklar |  | Kok zinciri |
| Stafilokok |  | Kok kümeleri |
| Diplokok | Bir mukoza kapsülünün içine yerleştirilmiş iki yuvarlak bakteri |
Taşıma yöntemleri
Bakteriler arasında hareketli ve hareketsiz formlar vardır. Hareketler dalga benzeri kasılmalar nedeniyle veya flagellin adı verilen özel bir proteinden oluşan flagella (bükülmüş sarmal iplikler) yardımıyla hareket eder. Bir veya daha fazla flagella bulunabilir. Bazı bakterilerde hücrenin bir ucunda, diğerlerinde ise iki ucunda veya tüm yüzeyde bulunurlar.
Ancak hareket, kamçısı olmayan diğer birçok bakterinin de doğasında vardır. Böylece dışı mukusla kaplı bakteriler kayma hareketi yapabilmektedirler.
Flagella içermeyen bazı su ve toprak bakterilerinin sitoplazmasında gaz vakuolleri bulunur. Bir hücrede 40-60 vakuol bulunabilir. Her biri gazla (muhtemelen nitrojen) doludur. Vakuollerdeki gaz miktarının düzenlenmesiyle suda yaşayan bakteriler su kolonuna batabilir veya yüzeye çıkabilir ve toprak bakterileri toprağın kılcal damarlarında hareket edebilir.
Doğal ortam
Organizasyon basitlikleri ve iddiasızlıkları nedeniyle bakteriler doğada yaygındır. Bakteriler her yerde bulunur: En saf kaynak suyundan bir damlada, toprak tanelerinde, havada, kayalarda, kutup karlarında, çöl kumlarında, okyanus tabanında, çok derinlerden çıkarılan petrolde ve hatta okyanuslarda. Sıcaklığı yaklaşık 80°C olan kaplıca suyu. Bitkilerde, meyvelerde, çeşitli hayvanlarda ve insanlarda bağırsaklarda, ağız boşluğunda, uzuvlarda ve vücut yüzeyinde yaşarlar.
Bakteriler en küçük ve sayıları en fazla olan canlılardır. Küçük boyutları nedeniyle her türlü çatlak, yarık veya gözeneklere kolayca nüfuz ederler. Çok dayanıklı ve çeşitli yaşam koşullarına uyarlanmıştır. Canlılıklarını kaybetmeden kurumayı, aşırı soğuğu ve 90°C'ye kadar ısınmayı tolere ederler.
Dünya üzerinde değişen miktarlarda bakterilerin bulunmadığı neredeyse hiçbir yer yoktur. Bakterilerin yaşam koşulları çeşitlidir. Bazıları atmosferik oksijene ihtiyaç duyarken bazıları buna ihtiyaç duymaz ve oksijensiz bir ortamda yaşayabilirler.
Havada: Bakteriler atmosferin üst kısmına 30 km'ye kadar yükselir. ve daha fazlası.
Özellikle toprakta birçoğu var. 1 gr toprakta yüz milyonlarca bakteri bulunabilir.
Suda: Açık rezervuarlardaki suyun yüzey katmanlarında. Yararlı su bakterileri organik kalıntıları mineralize eder.
Canlı organizmalarda: patojen bakteriler vücuda dış ortamdan girerler, ancak yalnızca uygun koşullar altında hastalıklara neden olurlar. Simbiyotikler sindirim organlarında yaşar, yiyeceklerin parçalanmasına, emilmesine ve vitaminlerin sentezlenmesine yardımcı olur.
Dış yapı
Bakteri hücresi, koruyucu ve destekleyici işlevleri yerine getiren ve aynı zamanda bakteriye kalıcı, karakteristik bir şekil veren bir hücre duvarı olan özel, yoğun bir kabukla kaplıdır. Bakterinin hücre duvarı bitki hücresinin duvarına benzer. Geçirgendir: onun aracılığıyla besinler serbestçe hücreye girer ve metabolik ürünler çevreye çıkar. Çoğu zaman bakteriler, hücre duvarının üstünde ek bir koruyucu mukus tabakası (bir kapsül) üretir. Kapsülün kalınlığı hücrenin çapından kat kat fazla olabilir ama aynı zamanda çok küçük de olabilir. Kapsül hücrenin önemli bir parçası değildir; bakterilerin bulunduğu koşullara bağlı olarak oluşur. Bakterilerin kurumasını önler.
Bazı bakterilerin yüzeyinde uzun flagella (bir, iki veya daha fazla) veya kısa ince villuslar bulunur. Flagella'nın uzunluğu, bakteri gövdesinin boyutundan birçok kez daha büyük olabilir. Bakteriler flagella ve villusların yardımıyla hareket ederler.
İç yapı
Bakteri hücresinin içinde yoğun, hareketsiz sitoplazma vardır. Katmanlı bir yapıya sahiptir, boşluk yoktur, bu nedenle sitoplazmanın kendi maddesinde çeşitli proteinler (enzimler) ve yedek besinler bulunur. Bakteri hücrelerinin çekirdeği yoktur. Kalıtsal bilgi taşıyan bir madde, hücrelerinin orta kısmında yoğunlaşmıştır. Bakteriler, - nükleik asit - DNA. Ancak bu madde çekirdek haline gelmemiştir.
Bir bakteri hücresinin iç organizasyonu karmaşıktır ve kendine özgü özelliklere sahiptir. Sitoplazma hücre duvarından sitoplazmik membran ile ayrılır. Sitoplazmada bir ana madde veya matris, ribozomlar ve çeşitli işlevleri yerine getiren az sayıda membran yapısı vardır (mitokondri analogları, endoplazmik retikulum, Golgi aparatı). Bakteri hücrelerinin sitoplazması genellikle çeşitli şekil ve boyutlarda granüller içerir. Granüller, enerji ve karbon kaynağı olarak hizmet eden bileşiklerden oluşabilir. Bakteri hücresinde yağ damlacıkları da bulunur.
Hücrenin orta kısmında, nükleer madde lokalizedir - sitoplazmadan bir zarla sınırlandırılmayan DNA. Bu çekirdeğin bir analoğudur - bir nükleoid. Nükleoidin bir zarı, bir nükleolusu veya bir kromozom seti yoktur.
Yeme yöntemleri
Bakterilerin farklı beslenme yöntemleri vardır. Bunlar arasında ototroflar ve heterotroflar vardır. Ototroflar, beslenmeleri için bağımsız olarak organik maddeler üretebilen organizmalardır.
Bitkiler nitrojene ihtiyaç duyar ancak nitrojeni havadan kendileri ememezler. Bazı bakteriler havadaki nitrojen moleküllerini diğer moleküllerle birleştirerek bitkilerin kullanabileceği maddeler oluşturur.
Bu bakteriler genç köklerin hücrelerine yerleşerek köklerde nodül adı verilen kalınlaşmaların oluşmasına yol açar. Bu tür nodüller baklagil familyasının bitkilerinin ve diğer bazı bitkilerin köklerinde oluşur.
Kökler bakterilere karbonhidrat sağlar ve bakteriler de köklere bitki tarafından emilebilecek nitrojen içeren maddeler sağlar. Birlikte yaşamaları karşılıklı olarak faydalıdır.
Bitki kökleri, bakterilerin beslendiği birçok organik maddeyi (şekerler, amino asitler ve diğerleri) salgılar. Bu nedenle özellikle kökleri çevreleyen toprak tabakasına çok sayıda bakteri yerleşir. Bu bakteriler ölü bitki artıklarını bitki tarafından kullanılabilen maddelere dönüştürür. Bu toprak tabakasına rizosfer denir.
Nodül bakterilerinin kök dokusuna nüfuz etmesiyle ilgili birkaç hipotez vardır:
- epidermal ve korteks dokusuna zarar vererek;
- kök kılları aracılığıyla;
- yalnızca genç hücre zarı yoluyla;
- pektinolitik enzimler üreten eşlik eden bakteriler sayesinde;
- Her zaman bitki kök salgılarında bulunan triptofandan B-indoleasetik asit sentezinin uyarılması nedeniyle.
Nodül bakterilerinin kök dokusuna giriş süreci iki aşamadan oluşur:
- kök kıllarının enfeksiyonu;
- nodül oluşumu süreci.
Çoğu durumda istilacı hücre aktif olarak çoğalır, enfeksiyon iplikçikleri adı verilen iplikleri oluşturur ve bu iplikler formunda bitki dokusuna doğru hareket eder. Enfeksiyon ipliğinden çıkan nodül bakterileri konak dokuda çoğalmaya devam eder.
Hızla çoğalan nodül bakteri hücreleriyle dolu bitki hücreleri hızla bölünmeye başlar. Genç bir nodülün baklagil bitkisinin kökü ile bağlantısı, damar-lifli demetler sayesinde gerçekleştirilir. İşleyiş döneminde nodüller genellikle yoğundur. Optimum aktivite oluştuğunda nodüller pembe bir renk alır (leghemoglobin pigmenti sayesinde). Yalnızca leghemoglobin içeren bakteriler nitrojeni sabitleyebilir.
Nodül bakterileri hektar toprak başına onlarca, yüzlerce kilogram azotlu gübre oluşturur.
Metabolizma
Bakteriler metabolizmaları bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Bazılarında oksijenin katılımıyla, bazılarında ise onsuz meydana gelir.
Bakterilerin çoğu hazır organik maddelerle beslenir. Bunlardan yalnızca birkaçı (mavi-yeşil veya siyanobakteriler) inorganik maddelerden organik maddeler oluşturma yeteneğine sahiptir. Dünya atmosferindeki oksijenin birikmesinde önemli rol oynadılar.
Bakteriler dışarıdan madde emer, moleküllerini parçalara ayırır, bu parçalardan kabuklarını toplayıp içeriklerini yenilerler (böylece büyürler) ve gereksiz molekülleri dışarı atarlar. Bakterinin kabuğu ve zarı, yalnızca gerekli maddeleri emmesine izin verir.
Bakteri kabuğu ve zarı tamamen geçirimsiz olsaydı hücreye hiçbir madde giremezdi. Eğer tüm maddelere karşı geçirgen olsaydı, hücrenin içeriği bakterinin yaşadığı ortamla, yani çözeltiyle karışırdı. Bakterilerin hayatta kalabilmesi için gerekli maddelerin geçmesine izin veren ancak gereksiz maddelerin geçmesine izin vermeyen bir kabuğa ihtiyacı vardır.
Bakteri yakınında bulunan besinleri emer. Sonra ne olacak? Bağımsız olarak hareket edebiliyorsa (kamçıyı hareket ettirerek veya mukusu geri iterek), gerekli maddeleri bulana kadar hareket eder.
Hareket edemiyorsa, difüzyonun (bir maddenin moleküllerinin başka bir maddenin moleküllerinin kalınlığına nüfuz etme yeteneği) gerekli molekülleri kendisine getirmesini bekler.
Bakteriler, diğer mikroorganizma gruplarıyla birlikte çok büyük kimyasal işler gerçekleştirirler. Çeşitli bileşikleri dönüştürerek yaşamları için gerekli olan enerji ve besin maddelerini alırlar. Bakterilerde metabolik süreçler, enerji elde etme yöntemleri ve vücutlarındaki maddeleri oluşturmak için malzeme ihtiyaçları çeşitlilik gösterir.
Diğer bakteriler vücuttaki organik maddelerin sentezi için gerekli olan karbon ihtiyaçlarının tamamını inorganik bileşikler pahasına karşılarlar. Onlara ototrof denir. Ototrofik bakteriler inorganik maddelerden organik maddeleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Bunlar arasında:
Kemosentez
Radyant enerjinin kullanımı karbondioksit ve sudan organik madde yaratmanın en önemli yoludur ancak tek yolu değildir. Bakterilerin böyle bir sentez için enerji kaynağı olarak güneş ışığını değil, bazı inorganik bileşiklerin (hidrojen sülfit, kükürt, amonyak, hidrojen, nitrik asit, demirli bileşikler) oksidasyonu sırasında organizma hücrelerinde oluşan kimyasal bağların enerjisini kullandığı bilinmektedir. demir ve manganezden oluşur. Bu kimyasal enerjiyi kullanarak oluşan organik maddeyi vücut hücrelerini oluşturmak için kullanırlar. Bu nedenle bu sürece kemosentez denir.
Kemosentetik mikroorganizmaların en önemli grubu nitrifikasyon bakterileridir. Bu bakteriler toprakta yaşar ve organik kalıntıların çürümesi sırasında oluşan amonyağı nitrik asite oksitler. İkincisi toprağın mineral bileşikleriyle reaksiyona girerek nitrik asit tuzlarına dönüşür. Bu süreç iki aşamada gerçekleşir.
Demir bakterileri demirli demiri oksit demire dönüştürür. Ortaya çıkan demir hidroksit çöker ve sözde bataklık demir cevherini oluşturur.
Bazı mikroorganizmalar moleküler hidrojenin oksidasyonu nedeniyle var olur ve böylece ototrofik bir beslenme yöntemi sağlanır.
Hidrojen bakterilerinin karakteristik bir özelliği, organik bileşiklerle sağlandığında ve hidrojenin yokluğunda heterotrofik bir yaşam tarzına geçebilme yeteneğidir.
Bu nedenle kemoototroflar, gerekli organik bileşikleri inorganik maddelerden bağımsız olarak sentezledikleri ve bunları heterotroflar gibi diğer organizmalardan hazır olarak almadıkları için tipik ototroflardır. Kemoototrofik bakteriler, bir enerji kaynağı olarak ışıktan tamamen bağımsız olmaları nedeniyle fototrofik bitkilerden farklıdır.
Bakteriyel fotosentez
Spesifik pigmentler - bakteriyoklorofiller içeren bazı pigment içeren kükürt bakterileri (mor, yeşil), vücutlarındaki hidrojen sülfürün parçalandığı ve karşılık gelen bileşikleri geri yüklemek için hidrojen atomlarını serbest bıraktığı güneş enerjisini emebilir. Bu sürecin fotosentezle pek çok ortak yanı vardır ve yalnızca mor ve yeşil bakterilerde hidrojen donörünün hidrojen sülfit (bazen karboksilik asitler) ve yeşil bitkilerde ise su olmasıyla farklılık gösterir. Her ikisinde de hidrojenin ayrılması ve transferi, emilen güneş ışınlarının enerjisi nedeniyle gerçekleştirilir.
Oksijen açığa çıkmadan gerçekleşen bu bakteriyel fotosenteze fotoredüksiyon denir. Karbondioksitin fotoredüksiyonu, hidrojenin sudan değil hidrojen sülfürden aktarılmasıyla ilişkilidir:
6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О
Kemosentezin ve bakteriyel fotosentezin gezegensel ölçekte biyolojik önemi nispeten küçüktür. Doğadaki kükürt döngüsü sürecinde yalnızca kemosentetik bakteriler önemli bir rol oynar. Yeşil bitkiler tarafından sülfürik asit tuzları şeklinde emilen sülfür indirgenir ve protein moleküllerinin bir parçası haline gelir. Ayrıca, ölü bitki ve hayvan kalıntıları paslandırıcı bakteriler tarafından yok edildiğinde, kükürt bakterileri tarafından serbest kükürde (veya sülfürik asit) oksitlenen ve toprakta bitkilerin erişebileceği sülfitler oluşturan hidrojen sülfit formunda kükürt açığa çıkar. Kemo ve fotoototrofik bakteriler nitrojen ve kükürt döngüsünde gereklidir.
Sporülasyon
Sporlar bakteri hücresinin içinde oluşur. Sporlanma süreci sırasında bakteri hücresi bir takım biyokimyasal işlemlerden geçer. İçerisindeki serbest su miktarı azalır ve enzimatik aktivite azalır. Bu, sporların olumsuz çevre koşullarına (yüksek sıcaklık, yüksek tuz konsantrasyonu, kurutma vb.) karşı direncini sağlar. Sporlanma yalnızca küçük bir bakteri grubunun karakteristik özelliğidir.
Sporlar bakterilerin yaşam döngüsünde isteğe bağlı bir aşamadır. Sporülasyon yalnızca besin eksikliği veya metabolik ürünlerin birikmesiyle başlar. Spor şeklindeki bakteriler uzun süre uykuda kalabilir. Bakteri sporları uzun süreli kaynamaya ve çok uzun süre donmaya dayanabilir. Uygun koşullar oluştuğunda spor filizlenir ve yaşayabilir hale gelir. Bakteri sporları, olumsuz koşullarda hayatta kalabilmek için bir adaptasyondur.
Üreme
Bakteriler bir hücreyi ikiye bölerek çoğalırlar. Belli bir büyüklüğe ulaşan bakteri iki özdeş bakteriye bölünür. Daha sonra her biri beslenmeye başlar, büyür, bölünür vb.
Hücre uzamasından sonra yavaş yavaş enine bir septum oluşur ve ardından yavru hücreler ayrılır; Birçok bakteride, belirli koşullar altında, bölündükten sonra hücreler karakteristik gruplar halinde birbirine bağlı kalır. Bu durumda bölme düzleminin yönüne ve bölme sayısına bağlı olarak farklı şekiller ortaya çıkar. Bakterilerde tomurcuklanarak üreme bir istisnadır.
Uygun koşullar altında birçok bakteride hücre bölünmesi her 20-30 dakikada bir gerçekleşir. Bu kadar hızlı üreme ile bir bakterinin 5 günde meydana gelen yavruları, tüm denizleri ve okyanusları doldurabilecek bir kütle oluşturabilmektedir. Basit bir hesaplama, günde 72 neslin (720.000.000.000.000.000.000 hücre) oluşabileceğini göstermektedir. Ağırlığa dönüştürülürse - 4720 ton. Ancak doğada bu olmaz, çünkü bakterilerin çoğu güneş ışığının, kurumanın, yiyecek eksikliğinin, 65-100°C'ye ısınmanın, türler arasındaki mücadelenin vb. etkisiyle etkisi altında hızla ölür.
Yeterli besini emen bakterinin (1) boyutu artar (2) ve üremeye (hücre bölünmesi) hazırlanmaya başlar. DNA'sı (bir bakteride DNA molekülü bir halka şeklinde kapatılmıştır) iki katına çıkar (bakteri bu molekülün bir kopyasını üretir). Her iki DNA molekülü de (3,4) kendilerini bakterinin duvarına bağlı bulur ve bakteri uzadıkça ayrılır (5,6). Önce nükleotid bölünür, sonra sitoplazma.
İki DNA molekülünün ayrılmasından sonra bakteri üzerinde bir daralma meydana gelir ve bu daralma, bakterinin gövdesini yavaş yavaş her biri bir DNA molekülü içeren iki parçaya böler (7).
(Bacillus subtilis'te) iki bakteri birbirine yapışarak aralarında bir köprü oluşur (1,2).
Jumper, DNA'yı bir bakteriden diğerine taşır (3). Bir bakteride DNA molekülleri iç içe geçer, bazı yerlerde birbirine yapışır (4) ve ardından bölümler değişir (5).
Bakterilerin doğadaki rolü
Girdap
Bakteriler doğadaki maddelerin genel döngüsünün en önemli halkasıdır. Bitkiler topraktaki karbondioksit, su ve mineral tuzlarından karmaşık organik maddeler oluşturur. Bu maddeler ölü mantarlar, bitkiler ve hayvan cesetleriyle birlikte toprağa geri döner. Bakteriler karmaşık maddeleri basit maddelere ayırır ve bunlar daha sonra bitkiler tarafından kullanılır.
Bakteriler ölü bitki ve hayvan cesetlerindeki karmaşık organik maddeleri, canlı organizmaların dışkılarını ve çeşitli atıklarını yok eder. Bu organik maddelerle beslenen saprofit çürük bakteriler onları humusa dönüştürür. Bunlar gezegenimizin bir nevi emirleri. Böylece bakteriler doğadaki madde döngüsüne aktif olarak katılmaktadır.
Toprak oluşumu
Bakteriler hemen hemen her yere dağıldıkları ve çok sayıda oluştukları için doğada meydana gelen çeşitli süreçleri büyük ölçüde belirlerler. Sonbaharda ağaçların ve çalıların yaprakları düşer, çimlerin yer üstü sürgünleri ölür, eski dallar dökülür ve zaman zaman yaşlı ağaçların gövdeleri düşer. Bütün bunlar yavaş yavaş humusa dönüşüyor. 1 cm3'te. Orman toprağının yüzey tabakası, çeşitli türlerden yüz milyonlarca saprofitik toprak bakterisini içerir. Bu bakteriler humusu bitki kökleri tarafından topraktan emilebilecek çeşitli minerallere dönüştürür.
Bazı toprak bakterileri, havadaki nitrojeni hayati işlemlerde kullanarak emebilir. Azot sabitleyen bu bakteriler bağımsız olarak yaşar veya baklagil bitkilerinin köklerine yerleşir. Baklagillerin köklerine nüfuz eden bu bakteriler, kök hücrelerinin büyümesine ve üzerlerinde nodül oluşumuna neden olur.
Bu bakteriler bitkilerin kullandığı nitrojen bileşiklerini üretir. Bakteriler karbonhidratları ve mineral tuzlarını bitkilerden elde ederler. Dolayısıyla baklagil bitkisi ile nodül bakterileri arasında hem birine hem de diğerine faydalı olan yakın bir ilişki vardır. Bu olaya simbiyoz denir.
Nodül bakterileri ile simbiyoz sayesinde baklagil bitkileri toprağı azotla zenginleştirerek verimin artmasına yardımcı olur.
Doğada dağılım
Mikroorganizmalar her yerde bulunur. Bunun tek istisnası, aktif volkanların oluşturduğu kraterler ve patlayan atom bombalarının merkez üslerindeki küçük alanlardır. Ne Antarktika'nın düşük sıcaklıkları, ne kaynayan gayzer akıntıları, ne tuz havuzlarındaki doymuş tuz çözeltileri, ne dağ zirvelerinin güçlü güneş ışığı, ne de nükleer reaktörlerin şiddetli ışınlaması mikrofloranın varlığını ve gelişimini engellemez. Tüm canlılar mikroorganizmalarla sürekli etkileşim halindedir ve genellikle onların yalnızca depoları değil aynı zamanda dağıtıcıları da olurlar. Mikroorganizmalar gezegenimizin yerlileridir ve en inanılmaz doğal substratları aktif olarak keşfederler.
Toprak mikroflorası
Topraktaki bakteri sayısı son derece fazladır; gram başına yüz milyonlarca ve milyarlarca birey. Toprakta su ve havadan çok daha fazlası var. Topraktaki toplam bakteri sayısı değişir. Bakteri sayısı toprağın türüne, durumuna ve katmanların derinliğine bağlıdır.
Toprak parçacıklarının yüzeyinde mikroorganizmalar küçük mikrokoloniler halinde (her biri 20-100 hücre) bulunur. Genellikle organik madde pıhtılarının kalınlığında, yaşayan ve ölmekte olan bitki köklerinde, ince kılcal damarlarda ve iç topaklarda gelişirler.
Toprak mikroflorası çok çeşitlidir. Burada farklı fizyolojik bakteri grupları vardır: çürüme bakterileri, nitrifikasyon bakterileri, nitrojen sabitleyici bakteriler, kükürt bakterileri vb. Bunların arasında aeroblar ve anaeroblar, spor ve spor olmayan formlar vardır. Mikroflora toprak oluşumundaki faktörlerden biridir.
Toprakta mikroorganizmaların gelişme alanı, canlı bitkilerin köklerine bitişik bölgedir. Buna rizosfer denir ve içinde bulunan mikroorganizmaların toplamına rizosfer mikroflorası denir.
Rezervuarların mikroflorası
Su, mikroorganizmaların çok sayıda geliştiği doğal bir ortamdır. Bunların büyük kısmı suya topraktan giriyor. Sudaki bakteri sayısını ve içindeki besin maddelerinin varlığını belirleyen bir faktör. En temiz sular artezyen kuyularından ve kaynaklardan gelmektedir. Açık rezervuarlar ve nehirler bakteri açısından çok zengindir. En fazla sayıda bakteri kıyıya yakın suyun yüzey katmanlarında bulunur. Kıyıdan uzaklaştıkça ve derinlik arttıkça bakteri sayısı azalır.
Temiz su ml'sinde 100-200 bakteri, kirli su ise 100-300 bin ve daha fazlasını içerir. Dipteki çamurda, özellikle bakterilerin film oluşturduğu yüzey tabakasında çok sayıda bakteri bulunur. Bu film, hidrojen sülfürü sülfürik asite oksitleyen ve böylece balıkların ölmesini önleyen çok sayıda kükürt ve demir bakterisi içerir. Siltte daha çok spor taşıyan formlar bulunurken, suda spor taşımayan formlar çoğunluktadır.
Tür kompozisyonu açısından suyun mikroflorası toprağın mikroflorasına benzer, ancak kendine özgü formları da vardır. Suya giren çeşitli atıkları yok eden mikroorganizmalar, suyun biyolojik olarak arıtılması adı verilen işlemi yavaş yavaş gerçekleştirir.
Hava mikroflorası
Havanın mikroflorası, toprak ve suyun mikroflorasından daha az sayıdadır. Bakteriler tozla birlikte havaya yükselir, bir süre orada kalabilir, daha sonra yeryüzüne yerleşerek beslenme yetersizliğinden veya ultraviyole ışınlarının etkisi altında ölürler. Havadaki mikroorganizmaların sayısı coğrafi bölgeye, araziye, yılın zamanına, toz kirliliğine vb. bağlıdır. Her toz zerresi mikroorganizmaların taşıyıcısıdır. Bakterilerin çoğu endüstriyel işletmelerin üzerindeki havada bulunmaktadır. Kırsal bölgelerde hava daha temizdir. En temiz hava ormanların, dağların ve karlı alanların üzerindedir. Havanın üst katmanları daha az mikrop içerir. Hava mikroflorası, ultraviyole ışınlarına diğerlerine göre daha dirençli olan birçok pigmentli ve spor taşıyan bakteri içerir.
İnsan vücudunun mikroflorası
Tamamen sağlıklı olsa bile insan vücudu her zaman mikrofloranın taşıyıcısıdır. İnsan vücudu hava ve toprakla temas ettiğinde, patojenik olanlar (tetanoz basili, gazlı kangren vb.) dahil olmak üzere çeşitli mikroorganizmalar giysilere ve cilde yerleşir. İnsan vücudunun en sık maruz kalan kısımları kontaminedir. Ellerde E. coli ve stafilokoklar bulunur. Ağız boşluğunda 100'ün üzerinde mikrop türü bulunmaktadır. Ağız, sıcaklığı, nemi ve besin kalıntılarıyla mikroorganizmaların gelişimi için mükemmel bir ortamdır.
Mide asidik bir reaksiyona sahiptir, dolayısıyla içindeki mikroorganizmaların çoğu ölür. İnce bağırsaktan başlayarak reaksiyon alkali hale gelir, yani. mikroplara elverişlidir. Kalın bağırsaktaki mikroflora çok çeşitlidir. Her yetişkin günde yaklaşık 18 milyar bakteriyi dışkıyla dışarı atar. dünya üzerindeki insanlardan daha fazla birey.
Dış ortama bağlı olmayan iç organlar (beyin, kalp, karaciğer, mesane vb.) genellikle mikroplardan arındırılmıştır. Mikroplar bu organlara ancak hastalık sırasında girer.
Madde döngüsündeki bakteriler
Genel olarak mikroorganizmalar ve özel olarak bakteriler, bitkilerin veya hayvanların tamamen erişemeyeceği kimyasal dönüşümleri gerçekleştirerek, Dünya üzerindeki biyolojik açıdan önemli madde döngülerinde büyük bir rol oynarlar. Element döngüsünün farklı aşamaları, farklı türdeki organizmalar tarafından gerçekleştirilir. Her bir organizma grubunun varlığı, diğer gruplar tarafından gerçekleştirilen elementlerin kimyasal dönüşümüne bağlıdır.
Azot döngüsü
Azotlu bileşiklerin döngüsel dönüşümü, biyosferdeki farklı beslenme ihtiyaçları olan organizmalara gerekli azot formlarının sağlanmasında birincil rol oynar. Toplam nitrojen fiksasyonunun %90'ından fazlası belirli bakterilerin metabolik aktivitesinden kaynaklanmaktadır.
Karbon döngüsü
Organik karbonun karbondioksite biyolojik dönüşümü, moleküler oksijenin indirgenmesiyle birlikte, çeşitli mikroorganizmaların ortak metabolik aktivitesini gerektirir. Birçok aerobik bakteri, organik maddelerin tamamen oksidasyonunu gerçekleştirir. Aerobik koşullar altında, organik bileşikler başlangıçta fermantasyon yoluyla parçalanır ve inorganik hidrojen alıcılarının (nitrat, sülfat veya C02) mevcut olması durumunda, fermantasyonun organik son ürünleri anaerobik solunum yoluyla daha da oksitlenir.
Kükürt döngüsü
Kükürt, canlı organizmalar için esas olarak çözünebilir sülfatlar veya indirgenmiş organik kükürt bileşikleri formunda mevcuttur.
Demir döngüsü
Bazı tatlı su kütleleri yüksek konsantrasyonlarda indirgenmiş demir tuzları içerir. Bu gibi yerlerde, indirgenmiş demiri oksitleyen demir bakterileri gibi spesifik bir bakteriyel mikroflora gelişir. Bataklıktaki demir cevherlerinin ve demir tuzları bakımından zengin su kaynaklarının oluşumuna katılırlar.
Bakteriler, yaklaşık 3,5 milyar yıl önce Archean'da ortaya çıkan en eski organizmalardır. Yaklaşık 2,5 milyar yıl boyunca Dünya'ya hakim oldular, biyosferi oluşturdular ve oksijen atmosferinin oluşumuna katıldılar.
Bakteriler en basit yapılı canlı organizmalardan biridir (virüsler hariç). Bunların Dünya'da ortaya çıkan ilk organizmalar olduğuna inanılıyor.
