Хищные бактерии способ питания

Охотятся ли бактерии на других бактерий?

Бактерии могут быть отличными охотниками. Бактерии Bdellovibrio bacteriovorus охотятся на другие бактерии, и как только их бактериальная добыча попадает в их лапы, они начинают ее поедать.

Вы наверняка видели сотни видеороликов о том, как хищники охотятся на животных. В конце концов, охота — это то, как животные добывают себе пищу. Игра в «кошки-мышки» — это захватывающая игра, наполненная жаждой крови, страхом и приключениями.

Однако давайте сделаем шаг назад и окунемся в мир микроорганизмов, где миллиарды бактерий постоянно борются друг с другом за выживание. Именно так! Бактерии также могут охотиться на других бактерий. Этот навык присущ не только животным. Эти бактериальные охотники называются хищными бактериями.

Хищные бактерии: что это такое?

Проще говоря, хищные бактерии — это те, которые охотятся на другие бактерии. Они находятся на вершине бактериальной пищевой цепи.

Хотя они относительно безвредны для человека, они не так вежливы по отношению к себе подобным.

Самый известный и широко изученный пример — Bdellovibrio bacteriovorus. Эта бактерия является грамотрицательной бактерией, которая может атаковать другие грамотрицательные бактерии. Она была случайно обнаружена в 1960-х годах, когда ученые копались в образцах почвы в поисках бактериофагов.

Фотография Bdellovibrio bacteriovorus.

Как охотится Bdellovibrio bacteriovorus?

Эти бактерии действуют примерно так же как пиявки. Они прикрепляются к хозяину и начинают высасывать все питательные вещества для себя. При этом они размножаются внутри хозяина, и новые копии вырываются из него, убивая его.

Bdellovibrio bacteriovorus прикрепляется к другим грамотрицательным бактериям, таким как Escherichia coli или Salmonella, а затем проделывает отверстия в их клеточной мембране. Через эти отверстия они проникают в периплазматическое пространство хозяина, которое представляет собой небольшой гелеобразный матрикс, существующий между двумя слоями клеточной мембраны.

Оказавшись внутри, они начинают высасывать питательные вещества из внутренностей хозяина, становясь похожими на микробных пиявок. Они также выделяют разрушающие белки ферменты, которые разрушают хозяина изнутри.

Bdellovibrio bacteriovorus охотится, как и любое другое животное в природе — чтобы наполнить свой желудок. Хотя на самом деле у бактерий нет живота, они, как и другие существа, охотятся за питательными веществами.

Какие существуют виды хищных бактерий?

Кроме Bdellovibrio существуют и другие бактериальные хищники, и эти виды называются BALO (Bdellovibrio и подобные организмы).

Другие примеры включают Bdellovibrio exovorus или протеобактерии, такие как Micavibrio aeruginosavorus и другие семейства бактерий: Peredibacteraceae, Halobacteriovoraceae и Pseudobacteriovoracaceae. Однако исследований по этим другим типам проводится не так много.

Наиболее изученным и известным остается Bdellovibrio bacteriovorus.

Вредны ли хищные бактерии для людей?

Короткий ответ — нет, поскольку эти бактерии обычно не причиняют вреда человеку. Их системы не предназначены для того, чтобы заражать человеческие клетки или вызывать болезни. По крайней мере, так утверждают наши исследования.

На самом деле, многочисленные исследования были проведены на других млекопитающих, таких как мыши, крысы, крабы и кролики, с использованием B. bacteriovorus и M. aeruginosavorus. К счастью, было установлено, что эти бактерии не оказывают негативного воздействия на этих живых существ.

Исследования также показали, что B. bacteriovorus может быть частью бактериального ландшафта нашего кишечника.

По мере того как все больше исследований подтверждают, что хищные бактерии безвредны для человека, они становятся все более привлекательными в качестве методов лечения.

Хищные бактерии — будущее медицины?

В настоящее время антибиотики являются наиболее распространенными методами борьбы с бактериальными инфекциями. Однако вы, вероятно, слышали о серьезной угрозе, надвигающейся на нас, — устойчивости к антибиотикам!

Если антибиотики больше не убивают болезнетворные бактерии, то что же мы можем использовать, чтобы остановить их? Одним из потенциальных способов может быть использование хищных бактерий.

Этот метод был бы похож на отправку собственной бактериальной армии, которая сражается на нашей стороне!

Многие бактерии, вызывающие заболевания, могут комфортно жить в нашем организме без успешного уничтожения иммунной системой благодаря биопленкам.

Биопленки — это гелеобразные матрицы, созданные группой бактерий, которые действуют как защитный барьер. Они полезны для бактерий, поскольку препятствуют проникновению антибиотиков. Однако хищные бактерии могут прогрызть себе путь через эти биопленки, делая их бессмысленными.

Однако недостатком является то, что мы не можем просто ввести эти бактерии в наш организм и надеяться, что они найдут нежелательные бактерии и атакуют их. Если бы все было так просто.

Вероятность того, что хищные бактерии уклонятся от иммунной системы нашего организма и найдут в нем бактерии, на которые они должны охотиться, довольно высока. Вместо этого лечение будет более поверхностным.

Например, если внутри кожи есть бактерии, вызывающие сыпь или изменение цвета кожи, проще ввести хищные бактерии именно в эту область. Другими словами, этот стиль лечения будет более локальным и будет использоваться для относительно небольших проблем.

Заключение

Оказывается, существуют бактерии, способные охотиться на другие бактерии, и они могут быть весьма полезны для нас! В настоящее время ведется большая работа по изучению механизмов того, как хищные бактерии убивают свою жертву.

Если повезет, мы сможем найти способы адаптировать их использование для лечения бактериальных инфекций. Если забыть о болезнях, их можно использовать в качестве пестицидов в сельском хозяйстве или консервантов в пищевой промышленности.

В итоге они могут стать новым лучшим другом человека!

Источник

Царство Бактерии: строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе

Содержание:

Содержание:

• Царство Бактерии: строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе.
• Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека.
• Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями.

Царство Бактерии иди Дробянки объединяет солидную группу микроорганизмов. Их связывают некоторые общие черты, но есть и отличительные особенности: процессы жизнедеятельности, образ жизни и нюансы строения. Маленькие живые организмы, несмотря на простую организацию, доставляют человеку много хлопот, вызывая болезни, против которых ежегодно создаются сотни новых препаратов.

Царство Бактерии, строение, жизнедеятельность, размножение, роль в природе

Бактерии образуют три подцарства:

1. Архебактерии;
2. Настоящие бактерии (эубактерии);
3. Цианобактерии (сине-зеленые водоросли).

Архебактерии представляют собой одноклеточные микроорганизмы, не имеющие ядра, а также каких-либо мембранных органелл, со свойственным им биохимическим составом и физиологическими особенностями (образованы 40 видами). Многочисленная группа – это эубактерии, которые характеризуются общим строением.

Бактерии открыл Антони ванн Левенгук, который с помощью оптического микроскопа увидел и описал удивительные мелкие организмы. Это событие произошло в 17 веке. А в 19 веке Луи Пастер выяснил, что микробы подразделяются на полезные и вредные. Дальнейшее развитие микробиологии стало возможно благодаря трудам Роберта Коха.

Характерные внешние черты бактерий

Отличительные внешние черты бактериальных микроорганизмов состоят в следующем:

1. Клеточная стенка строится из гликопептида муреина. Грамположительные бактерии отличают толстой стенкой, а у грамотрицательных бактерий она в 10 раз тоньше.
2. Образуют на поверхности слизистую капсулу, которая создает устойчивость к фагоцитозу и клетки крови не могут их поглотить. Бактерии беспрепятственно перемещаются по кровеносному руслу, размножаются и вызывают воспалительные процессы. Слизистая капсула защищает микроорганизм от пересыхания во внешней среде.
3. Внутри клетка наполнена цитоплазмой — полувязким веществом, в котором «плавает» незначительное количество органоидов. Цитоплазма накапливает некоторые вещества: крахмал, гликоген, жиры, полифосфаты в качестве запасов для питания.
4. Большинство форм без жгутиков, но некоторые бактерии снабжены ими для передвижения.
5. ДНК образовано одной нитью – это замкнутый в кольцо нуклеотид. Деление клетки происходит за счет обмена наследственной информацией: в центре бактерии образуется перетяжка, которая разделяет ее на две дочерние клетки.

Таблица «Строение бактерий»

Органоиды

Строение и функции

Оболочка

Состоит из двух слоев: мембраны и клеточной стенки из муреина. Некоторые формируют третий слой – слизистую капсулу.

Цитоплазма

Объединяет органоиды и обеспечивает приток питательных веществ.

Ядерное вещество

Одноцепочечная кольцевая ДНК. Она не всегда присутствует в одном экземпляре. В клетку способны встраиваться плазмиды – дополнительные маленькие кольцевые молекулы ДНК.

Рибосомы

Обеспечивают синтез белковых молекул.

Клеточные включения

Дополнительный источник питания: крахмал, гликоген, жиры, гранулы волютина.

Жгутик

Сформирован как вырост одноклеточной оболочки и позволяет клетке перемещаться в пространстве. Бактерия формирует от 1 до 1000 жгутиков (в зависимости от конкретного вида). Жгутики подразделяются на одиночные, расположенные в виде пучка или равномерно распределенные по поверхности. Иногда образуются ворсинки – приспособление для прикрепления к субстрату.

• На заметку:Бактерии относятся к прокариотам (доядерным организмам). Они устроены просто и уступают по уровню развития клеткам эукариот. Несмотря на примитивное строение, они отлично приспособлены к жизни во внешней среде и вольготно чувствуют себя в организме человека.

Форма простейших микроорганизмов

Бактерии в зависимости от вида различаются формой и размерами.

Различие бактерий по типу питания

Живой мир приспособился получать энергию тремя способами. Их освоили простейшие микроорганизмы: это процессы дыхания, брожения и фотосинтеза. Но в эти химические превращения они включают некоторые соединения, недоступные для других видов организмов

Схема «Особенности питания бактерий»

По способу питания бактерии разделяют на две группы:

1. Гетеротрофы— они не способны синтезировать органическое вещество, а питаются готовым.
2. Автотрофы — способны синтезировать органические вещества из неорганических.
   • сапрофиты — бактерии, которые питаются органическими веществами отмерших организмов (молочно-кислые бактерии, бактерии гниения);
   • паразиты — бактерии, которые питаются органическими веществами живых организмов (менингококки, гонококки);
   • симбионты — тесное сожительство бактерий с живыми организмами, приносящие пользу друг другу (клубеньковые бактерии на корнях бобовых).

Гетеротрофы окисляют органику для построения тела двумя основными способами:

• при участии кислорода в процессе дыхания;
• в результате брожения без доступа кислорода (анаэробные условия).

Благодаря микроорганизмам происходит спиртовое, молочнокислое, масляное и другие виды брожений. Спирты и органические кислоты, метанобразующие микроорганизмы превращают в метан и углекислоту.

Эти свойства «мельчайших тружеников» люди используют в хозяйственной деятельности и в одном из направлений науки – биотехнологии. Микробы помогают бороться с вредными насекомыми, сорными травами, очищают сточные воды и зараженный грунт, «съедают» нефтяные пятна.

Значение в природе

Большинство бактерий задействовано в круговороте веществ. В цепи питания играют роль редуцентов, разлагающих продуты жизнедеятельности других организмов, поэтому в основной своей массе они содержатся в почве. На 1 г почвы приходится до 200-500 млн. бактерий гниения. Это группы азотфиксирующих, нитрифицирующих, серобактерий и других микроорганизмов.

Бактерии населяют моря и водоемы. Их обилие наблюдается в прибрежной зоне, где больше питательных веществ. В воздухе микробы поднимаются с потоками воздуха или пылью. Тела большинства живых организмов являются «домом» для маленьких обитателей планеты, которые выполняют в теле хозяина разрушительную или созидательную функцию.

Известны хищные представители этой группы микробов. Их способность пожирать «собратьев» ученые пытаются направить на истребление болезнетворных бактерий. Бактерии Bdellovibrio bacteriovorus работают в качестве «живого антибиотика» против некоторых опасных «собратьев». Этот вид относится к быстро плавающим, который ставит своеобразные рекорды по скорости среди прокариот. Bdellovibrio настигают другие бактерии, пожирая их изнутри, и готовясь к очередному делению. Они «работают» без побочных эффектов.

• На заметку:Хищные бактерии, способные бороться с болезнетворными формами, помогают найти выход из сложившейся ситуации. Современные болезнетворные бактерии устойчивы к линии антибиотиков, что делает их неуязвимыми и опасными паразитами. Биохимики не успевают разрабатывать лекарства против вновь возникающих опасных штаммов.

Пути размножения

Микроорганизмы этого царства способны к делению следующими способами.

1. Деление пополам или удвоение, которое может повторяться неоднократно и привести к образованию до 1000 и более особей за короткий промежуток времени.
2. Почкование – это способность отделения части материнской клетки с цитоплазмой и органоидами.
3. Споры – бактериальные клетки, покрытые плотной оболочкой. Образуются из материнской клетки в больших количествах. В таком виде существуют в окружающей среде продолжительно, так как защищены плотной оболочкой от внешних неблагоприятных условий: кипячения, УФ-лучей; радиации, ультразвукового воздействия.

Несмотря на бесполое размножение бактерии способны к изменчивости. Это связано не только с мутациями (перестройкой ДНК по определенным причинам), но и с процессом конъюгации, когда клетки обмениваются участками и даже целыми хромосомами. Иногда они поглощают ДНК, найденное во внешней среде.

• К сведению:Размер клеток бактерий уступает клеткам других организмов. Это мелкие живые существа от 0,5 до 10 мкм (1 мкм=1/1000мм) и за счет небольших параметров отличаются высокой скоростью деления. При наличии питательного субстрата они размножаются каждые 15-20 мин. Процессы метаболизма в маленьких клетках происходят быстрее.

Бактерии – возбудители заболеваний

К вызывающим заболевания или патогенным бактериям относятся паразитические разновидности. Среди шаровидных бактерий известны болезнетворные кокки:

1. Стафилококки, которые образуют скопления, похожие на виноградные гроздья. Среди них наиболее опасен золотистый стафилококк – источник гнойных воспалений и пищевых отравлений.
2. Стрептококки представляют собой цепочку клеток, которая сохраняется после деления. Вызывают серьезные воспалительные инфекции: ангину, отит, эндокардит и другие.

Бактерии в форме палочек образуют бациллы, окруженные плотной оболочкой. Способны вызывать ряд опасных заболеваний: сибирскую язву, дифтерию, ботулизм, столбняк, сальмонеллез. Микробы в форме спирали в большинстве безопасны. Известны также условно-патогенные микробы, которые живут в организме человека и никак себя не проявляют до тех пор, пока не ослабнут иммунные, защитные силы организма. С этого момента они становятся источником реальной опасности.

Чума, туберкулез, холера, гонорея, сифилис и другие опасные патологии возникают по вине бактерий. В древности от бактериальных инфекций гибли целые города и царства. Открытие антибиотиков и вакцинация стали спасением человечества от «мелких паразитов». Но антибиотики – не панацея. Даже их наличие не гарантирует 100% избавления от инфекции.

• К сведению:Человеческий организм представляет собой вместилище для всевозможных видов бактерий: патогенных, условно-патогенных и симбионтов, которые помогают вытеснить колонии вредных микробов, участвуют в переваривании углеводов и синтезе витаминов.

Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями

Бактерии населяют окружающий мир и избежать контакта с ними невозможно. Но свести к минимуму их внедрение в организм реально при соблюдении ряда профилактических правил:

1. Чаще принимать водные процедуры. На поверхности грязной кожи скапливаются бактерии. Это «виновники» неприятного запаха, исходящего от грязного тела.
2. Промывать продукты (овощи, фрукты, зелень), которые не подвергаются термической обработке. Употреблять свежие продукты и только что приготовленные блюда (особенно это касается десертов и скоропортящихся продуктов).
3. Избегать контакта с больными людьми, так как большая часть микробов передается контактным и воздушно-капельным путем. Если в доме находится больной, то важна периодическая дезинфекция квартиры.
4. Стараться избегать скопления людей в период распространения бактериальных инфекций.
5. Вовремя проводить вакцинации, исходя из графика прививочной карты.

Серьезная защита от бактерий — это крепкий иммунитет. Когда человек закален, физически крепок и ведет подвижный образ жизни, то инфекции отступают. Попавшие в организм бактерии гибнут под воздействием защитного барьера, который организм ставит как преграду на пути инфекций. Но бактерии становятся приспособленными к любым неблагоприятным факторам, а организм человека слабеет с каждым поколением, поэтому победить «невидимого врага» становится труднее.

Источник