| Текущая версия |
Ваш текст |
| Строка 36: |
Строка 36: |
|
| |
|
| == Типы питания == | | == Типы питания == |
|
| |
| Для бактерий характерны интенсивный обмен веществами между клеткой и внешней средой и пластичность метаболизма. Они обладают высокой способностью к адаптации, легко приспосабливаясь к различным (в том числе экстремальным) условиям среды, способны переключаться с одного типа питания на другой. Как и другие организмы, бактерии запасают энергию главным образом в форме [[АТФ]], образующегося в процессе [[фотосинтез]]а, [[дыхание|дыхания]] и различных типов [[брожение|брожения]]. В зависимости от источника используемого углерода они делятся на автотрофов (полностью удовлетворяют свои потребности за счёт углекислого газа) и гетеротрофов (нуждаются в готовых органических соединениях). Однако эти термины не отражают всё многообразие типов питания у бактерий. Поэтому при их характеристике указывают на источник энергии, донор водорода (электронов) и вещества, используемые в биосинтетических процессах. Для большинства бактерий источником энергии служит окисление химических веществ (хемотрофы). Ряд бактерий (в том числе пурпурные и зелёные бактерии, цианобактерии) в ходе фотосинтеза преобразуют энергию света в энергию химических связей органических соединений (фототрофы). Если окислению подвергаются неорганические вещества (то есть они используются в качестве доноров водорода), бактерий называют литотрофами (хемосинтетиками), если же вещества органической природы, – органотрофами. Исходя из этого выделяют 8 типов питания и соответствующих им групп бактерий:
| |
| * фотолитоавтотрофы (цианобактерии, анаэробные пурпурные бактерии),
| |
| * фотолитогетеротрофы (некоторые анаэробные бактерии),
| |
| * фотоорганогетеротрофы (несерные пурпурные бактерии),
| |
| * фотоорганоавтотрофы (редкий тип питания, свойственный некоторым пурпурным бактериям),
| |
| * хемолитоавтотрофы (например, нитрификаторы, тионовые бактерии),
| |
| * хемолитогетеротрофы (многие сульфатвосстанавливающие бактерии),
| |
| * хемоорганоавтотрофы (многие водородные бактерии),
| |
| * хемоорганогетеротрофы (основной массив бактерий-органотрофов).
| |
|
| |
| Известны облигатные паразиты (паратрофы), использующие только сложные органические вещества, образуемые организмом-хозяином.
| |
|
| |
| Большинство бактерий, утилизирующих соединения азота, как правило, используют его восстановленные формы (чаще всего соли аммония), некоторые нуждаются в готовых аминокислотах, а другие усваивают и его окислённые формы (главным образом нитраты). Значительное число свободноживущих и симбиотических бактерий способны фиксировать молекулярный азот (см. в ст. [[Азотфиксация]]). Фосфор, входящий в состав нуклеиновых кислот и других соединений клетки, бактерии получают преимущественно из фосфатов. Источником серы, необходимой для биосинтеза аминокислот и некоторых кофакторов ферментов, чаще всего являются сульфаты; некоторые виды бактерий нуждаются в восстановленных соединениях серы.
| |
|
| |
| == Систематика ==
| |
|
| |
| Официально принятой классификации бактерий нет. Первоначально для этих целей использовалась искусственная классификация, основанная на сходстве их морфологических и физиологических признаков. Более совершенная филогенетическая (естественная) классификация объединяет родственные формы, исходя из общности их происхождения. Такой подход стал возможным после выбора в качестве универсального маркера гена 16S рРНК и появления методов определения и сравнения нуклеотидных последовательностей. Ген, кодирующий 16S рРНК (входит в состав малой субчастицы прокариотической рибосомы), присутствует у всех прокариот, характеризуется высокой степенью консервативности нуклеотидной последовательности, функциональной стабильностью.
| |
|
| |
| Наиболее употребимой является классификация, публикуемая в периодическом издании определителя Бэрджи (Берги); см. также сайт в Интернете – [http://141.150.157.117:8080/prokPUB/index.htm http://141.150.157.117:8080/prokPUB/index.htm]. По одной из существующих систем организмов, бактерии вместе с [[археи|археями]] составляют царство [[прокариоты|прокариот]]. Многие исследователи рассматривают их как домен (или надцарство), наряду с доменами (или надцарствами) архей и [[эукариоты|эукариот]]. В пределах домена наиболее крупными таксонами батерий являются филумы:
| |
| * Proteobacteria, включающий 5 классов и 28 порядков;
| |
| * Actinobacteria (5 классов и 14 порядков) и
| |
| * Firmicutes (3 класса и 9 порядков).
| |
|
| |
| Кроме того, выделяются таксономические категории более низкого ранга: семейства, роды, виды и подвиды.
| |
|
| |
| По современным представлениям, к одному виду относят штаммы бактерий, у которых последовательности нуклеотидов в генах, кодирующих 16S рРНК, совпадают более чем на 97%, а уровень гомологии нуклеотидных последовательностей в геноме превышает 70%. Описано не более 5000 видов бактерий, которые представляют лишь незначительную их часть среди населяющих нашу планету.
| |
|
| |
| == Значение бактерий ==
| |
|
| |
| Бактерии являются самыми древними организмами, появившимися около 3,5 млрд. лет назад в [[архей|архее]]. Ок. 2,5 млрд. лет они доминировали на Земле, формируя биосферу, участвовали в образовании кислородной атмосферы. После появления многоклеточных организмов между ними и бактериями образовались многочисленные связи, включая преобразование органических веществ органотрофами, и разного рода симбиотические отношения, паразитизм, иногда внутриклеточный (риккетсии), и патогенез. Наличие бактерий и других микроорганизмов в естественных местах обитания является важнейшим фактором, определяющим целостность экологических систем. В экстремальных условиях, непригодных для существования других организмов, бактерии могут представлять единственную форму жизни.
| |
|
| |
| Бактерии активно участвуют в [[биогеохимические циклы|биогеохимических циклах]] на нашей планете (в том числе в круговороте большинства химических элементов). Современная геохимическая деятельность бактерий имеет также глобальный характер. Например, из 4,3·10<sup>10</sup> т (гигатонн) органического углерода, фиксированного в процессе фотосинтеза в Мировом океане, около 4,0·10<sup>10</sup> т минерализуется в водной толще, причём 70–75% из них – бактериями и некоторыми другими микроорганизмами, а суммарная продукция восстановленной серы в осадках океана достигает 4,92·10<sup>8</sup> т в год, что почти в три раза превышает суммарную годовую добычу всех видов серосодержащего сырья, используемого человечеством. Основная часть парникового газа – [[метан]]а, поступающего в атмосферу, образуется бактериями (метаногенами). Бактерии являются ключевым фактором почвообразования, зон окисления сульфидных и серных месторождений, образования железных и марганцевых осадочных пород и т. д.
| |
|
| |
| Некоторые бактерии вызывают тяжёлые заболевания у человека, животных и растений. Нередко они становятся причиной порчи сельскохозяйственной продукции, разрушения подземных частей зданий, трубопроводов, металлических конструкций шахт, подводных сооружений и т. д. Изучение особенностей жизнедеятельности этих бактерий позволяет разработать эффективные способы защиты от вызываемых ими повреждений. В то же время положительную роль бактерий для человека невозможно переоценить. С помощью бактерий получают вино, молочные продукты, закваски и другие продукты, [[ацетон]] и [[бутанол]], уксусную и лимонную кислоты, некоторые [[витамины]], ряд ферментов, [[антибиотики]] и [[каротиноиды]]; бактерии участвуют в трансформации стероидных гормонов и других соединений. Их используют для получения белка (в том числе ферментов) и ряда аминокислот. Применение бактерий для переработки сельскохозяйственных отходов в биогаз или [[этанол]] даёт возможность создания принципиально новых возобновляемых энергетических ресурсов. Бактерии используют для извлечения металлов (в том числе золота), увеличения нефтеотдачи пластов (см. в статьях [[Бактериальное выщелачивание]], [[Биогеотехнология]]). Благодаря бактериям и плазмидам стало возможным развитие генетической инженерии. Изучение бактерий сыграло огромную роль в становлении многих направлений биологии, в медицине, агрономии и др. Велико их значение в развитии генетики, так как они стали классическим объектом для изучения природы генов и механизмов их действия. С бактериями связано установление путей метаболизма различных соединений и др.
| |
|
| |
| Потенциал бактерий в практическом отношении неисчерпаем. Углубление знаний об их жизнедеятельности открывает новые направления эффективного использования бактерий в биотехнологии и других отраслях промышленности.
| |
|
| |
| == Литература статьи Большой российской энциклопедии ==
| |
|
| |
| * ''Шлегель Г.'' Общая микробиология. М., 1987.
| |
| * The Prokaryotes: Electronic release 3.0–3.17–. N. Y., 1999–2004–.
| |
| * ''Заварзин Г. А., Колотилова Н. Н.'' Введение в природоведческую микробиологию. М., 2001.
| |
| * ''Madigan M. T., Martinko J., Parker J.'' Brock biology of microorganisms. 10th ed. Upper Saddle River, 2003.
| |
| * Экология микроорганизмов. М., 2004.
| |
|
| |
|
| == Ссылки == | | == Ссылки == |
| Строка 88: |
Строка 43: |
| == Примечания == | | == Примечания == |
| {{примечания}} | | {{примечания}} |
| [[Категория:Э]] | | [[Категория:0Э]] |
| [[Категория:Ревизия 2022.01.14]] | | [[Категория:Ревизия 2019.05.15]] |