Nützliche Bakterien, die im menschlichen Körper leben. Bakterien – welche Krankheiten verursachen, Namen und Arten

Der menschliche Körper beherbergt viele Arten von Bakterien, darunter nützliche, pathogene und opportunistische Formen. Betrachten wir die Merkmale der Entwicklung von Mikroben, die von ihnen hervorgerufenen Krankheiten und die Infektionsmethoden durch Krankheitserreger.

Es gibt die Meinung, dass die Anzahl der Bakterien im menschlichen Körper das Volumen seiner eigenen Zellen um das Zehnfache übersteigt. Allerdings haben neuere Studien Zweifel an diesem Indikator aufkommen lassen. Nach neuen Materialien schwankt sie im Bereich von 1,5 bis 2. Insgesamt gibt es etwa 10.000 Bakterienarten, die sich an das Leben unter verschiedenen Bedingungen angepasst haben.

Sie gelangen aus der Umwelt in den menschlichen Körper und können dort lange verbleiben. Pathogene Formen sind Erreger von Krankheiten, die sich in unterschiedlicher Intensität und Gefährlichkeit äußern. Dies kann von einem leichten Hautausschlag bis hin zu einer schweren infektiösen Manifestation reichen, die eine Gefahr für das Leben des Patienten darstellt.

Bakterien tauchten vor etwa 3,5 Milliarden Jahren auf der Erde auf. Ihre Struktur unterscheidet sich geringfügig von modernen Arten. Alle Bakterien sind Prokaryoten, das heißt, ihre Zellen haben keinen gebildeten Zellkern. Außen sind sie von einer Zellwand umgeben, die die Form des Mikroorganismus beibehält. Einige Arten sind in der Lage, Schleim zu produzieren, der einer Kapsel ähnelt und die Mikrobe vor dem Austrocknen schützt. Es gibt Formen, die sich mithilfe spezieller Flagellen aktiv bewegen können.

Der innere Aufbau von Bakterien ist recht einfach. Die Zelle enthält die wichtigsten Einschlüsse:

• Zytoplasma, das zu 75 % aus Wasser besteht und die restlichen 25 % aus Mineralien bestehen;
• Granulat, das eine Energiequelle für den Körper darstellt;
• Mesosomen, die für die Zellteilung und Sporulation notwendig sind;
• ein Nukleoid, das genetische Informationen enthält und als Kern fungiert;
• Ribosomen, die an der Proteinsynthese beteiligt sind;
• Plasmide.

Die Form von Bakterienzellen kann kugelförmig, stäbchenförmig, gewunden oder keulenförmig sein. Sie können einzeln oder in Gruppen angeordnet sein. Dabei werden Diplokokken (paarweise), Streptokokken (in Form von Ketten), Staphylokokken (in Form einer Rebe) und Sarcina (in einer Packung) isoliert. Einige stäbchenförmige Bakterien bilden unter ungünstigen Bedingungen Sporen. Diese Arten werden Bazillen genannt.

Alle Mikroorganismen vermehren sich, indem sie Zellen in zwei Teile teilen. Darüber hinaus kann die Bevölkerungswachstumsrate nur 20 Minuten betragen. Eine derart hohe Reproduktionsrate wird bei Lebensmitteln und anderen Nährsubstraten beobachtet.

Nützliche Bakterien, die im menschlichen Körper leben

Zu den Hauptvertretern der nützlichen Mikroflora gehören:

1. Bifidobakterien. Sie leben hauptsächlich im Dickdarm und sind dort an der Aktivierung der parietalen Verdauung beteiligt. Im Laufe des Lebens bilden sie eine natürliche biologische Barriere, die das Eindringen von Krankheitserregern und Giftstoffen verhindert. Darüber hinaus produzieren sie spezielle Säuren, die die Vermehrung pathogener und opportunistischer Formen unterdrücken. Ohne die Beteiligung von Bifidobakterien findet die Synthese der Vitamine B und K sowie die Aufnahme von Eisen und Kalzium nicht statt.
2. Laktobazillen bilden im Laufe ihres Lebens Laktase, die Milchzucker abbaut. Durch die Produktion von Milchsäure halten sie den notwendigen Säuregehalt im Darm aufrecht und beschleunigen zudem die Heilung betroffener Bereiche des Magen-Darm-Trakts. In Analogie zu Bifidobakterien stimulieren sie das Immunsystem, indem sie den Prozess der Phagozytose aktivieren.

Diese Mikroben schützen den Verdauungstrakt und schützen ihn vor nutzlosen Mikroorganismen, die sich im Magen ansiedeln und den Zustand einer Person verschlechtern können.

Die normale menschliche Mikroflora muss beide Arten von Mikroorganismen enthalten. Darüber hinaus kann die Zahl der Bifidobakterien bis zu 95 % der gesamten Biozönose des Körpers ausmachen, und die Zahl der Laktobazillen beträgt nur 5 %. Letztere leben zudem hauptsächlich in der Vagina und der Mundhöhle.

Bifidobakterien und Laktobazillen sind in Präparaten enthalten, die zur Normalisierung der menschlichen Mikroflora verwendet werden. Sie werden Probiotika genannt und enthalten zusätzlich zu diesen Mikroorganismen Propionsäurespezies, thermophile Streptokokken und Laktokokken. Kombinierte Medikamente werden häufig bei Dysbiose, Antibiotikabehandlung sowie bei Helminthenbefall verschrieben.

Um einen optimalen Gehalt an nützlichen Bakterien aufrechtzuerhalten, müssen Sie bestimmte Lebensmittel zu sich nehmen. Sie sollten aus Bestandteilen bestehen, die im oberen Darm nicht verdaut werden, wodurch die Vermehrung nützlicher Mikroben angeregt wird. Zu diesen Produkten gehören rohes Gemüse, Milchprodukte, Kleie, Getreide, Beeren und Trockenfrüchte.

Pathogene Formen von Corynebakterien

Mikroorganismen der Gattung Corynebacterium gehören zu den grampositiven Bakterien mit stäbchenförmiger Körperform. Die meisten Vertreter leben in der Natur und stellen keine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar. Einige Arten verursachen jedoch schwere Krankheiten, die eine Behandlung im Krankenhaus erfordern.

Corynebacterium diphtheriae sind leicht gebogene Stäbchen mit einer Verdickung auf einer Seite der Zelle. Ihre Größe reicht von 0,1 bis 8 Mikrometer. Wie der Name schon sagt, ist das Bakterium die Ursache der Diphtherie. Die Krankheitssymptome hängen vom Standort des Erregers ab. Dies können Mundhöhle, Nase, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien, Genitalien und Haut sein. Eine Vergiftung des menschlichen Körpers entsteht durch die Freisetzung einer speziellen Substanz namens Exotoxin durch Bakterien. Seine Ansammlung führt zu erhöhter Temperatur, Fieber, Kopfschmerzen, Übelkeit, Beschwerden im Hals und vergrößerten Lymphknoten.

Eine andere Art, Corynebacterium minutissimum, provoziert die Entwicklung dermatologischer Erkrankungen. Eines davon ist das Erythrasma, das nur bei Erwachsenen auftritt. Es erscheint in Form von Ausschlägen auf der Oberfläche der Hautfalten: inguinal-skrotal, zwischen den Gesäßbacken, manchmal in den Interdigitalbereichen. Die Läsionen sehen aus wie braune Flecken einer nicht entzündeten Struktur, die leichten Juckreiz verursachen können. Das Bakterium überlebt gut auf Haushaltsgegenständen, einschließlich Telefonen und Tablets.

Corynebakterien gehören ebenfalls zur normalen Mikroflora des menschlichen Dickdarms. Nicht pathogene Formen werden in der Industrie aktiv zur Herstellung von Aminosäuren, Enzymen und Käse verwendet. Corynebacterium glutamicum wird bei der Herstellung von Glutaminsäure verwendet, die als Lebensmittelzusatzstoff E620 bekannt ist.

Streptomyceten, ihre Bedeutung für den Menschen

Die Gattung Streptomyces umfasst sporenbildende Arten, die hauptsächlich im Boden leben. Sie bilden Zellketten und ähneln in ihrer Form einem Pilzmyzel. Im Laufe ihres Lebens setzen sie spezielle flüchtige Substanzen frei, die der Erde einen charakteristischen feuchten Geruch verleihen. Eine notwendige Voraussetzung für die Existenz von Streptomyceten ist die Anwesenheit von molekularem Sauerstoff.

Viele Arten sind in der Lage, wertvolle Arzneistoffe aus der Gruppe der Antibiotika (Streptomycin, Erythromycin) zu produzieren. In früheren Zeiten wurden Streptomyceten zur Produktion von Folgendem verwendet:

• Physostigmin, das als Schmerzmittel bei erhöhtem Augendruck eingesetzt wird;
• Tacrolimus, notwendig zur Prophylaxe bei Nieren-, Leber- und Knochenmarktransplantationen;
• Allosamidin, das gegen Insekten und Pilze wirksam ist.

Streptomyces bikiniensis ist eine pathogene Form, die die Entwicklung einer Bakteriämie hervorruft. Bei dieser Krankheit gelangen Bakterien in die Blutbahn und können sich im ganzen Körper ausbreiten.

Helicobacter pylori als schädliches Bakterium

Helicobacter pylori hat eine spiralförmige Zelle mit einer Größe von bis zu 3 Mikrometern. Es ist in der Lage, sich mit Hilfe von Flagellen auch in dickem Schleim aktiv zu bewegen. Das Bakterium befällt verschiedene Teile des Magens und des Zwölffingerdarms und verursacht die Krankheit Helikobakteriose. Die Ursache von Geschwüren und Gastritis ist sehr oft diese Art von Mikrobe.

Helicobacter heftet sich an die Oberfläche der Magenschleimhaut, schädigt diese und provoziert die Entwicklung eines Entzündungsprozesses. Eine Infektion mit dem Bakterium äußert sich durch wiederholte starke Schmerzen im Magen, die nach dem Essen nachlassen. Auch Sodbrennen, Übelkeit, Erbrechen und eine schlechte Verdaulichkeit von Fleischgerichten sind Symptome der Erkrankung.

Es besteht die Meinung, dass Helicobacter pylori Teil der normalen menschlichen Mikroflora ist und ein pathologischer Zustand auftritt, wenn seine Anzahl zunimmt. Gleichzeitig leben etwa 50 Stämme dieses Bakteriums im menschlichen Magen, von denen nur 5 eine Gefahr für die Gesundheit darstellen. Wenn Antibiotika verschrieben werden, werden alle Mikroorganismen abgetötet, auch harmlose.

Escherichia coli als Vertreter der natürlichen menschlichen Mikroflora

Escherichia coli ist ein stäbchenförmiges Bakterium, das eine wichtige Rolle für die Funktion des Magen-Darm-Trakts spielt. Sie können lange Zeit in der Umwelt, einschließlich Boden, Wasser und Fäkalien, überleben. Mikroorganismen sterben schnell ab, wenn sie gekocht und Chlorlösungen ausgesetzt werden. Bakterien vermehren sich aktiv auf Lebensmitteln, insbesondere in Milch.

Escherichia coli ist in der Lage, Sauerstoff aus dem Darmlumen zu absorbieren und so nützliche Lacto- und Bifidobakterien vor der Zerstörung zu schützen. Darüber hinaus ist es an der Produktion von B-Vitaminen und Fettsäuren beteiligt und beeinflusst auch die Aufnahme von Eisen und Kalzium durch den Darm. Normalerweise sollte der Bakteriengehalt im menschlichen Kot nicht mehr als 108 KBE/g betragen. Das Überschreiten dieses Indikators weist auf die Entwicklung einer Dysbiose vor dem Hintergrund eines entzündlichen Prozesses im Körper hin.

Pathogene Formen können Infektionskrankheiten des Magen-Darm-Trakts verursachen, die mit Vergiftungen und Fieber einhergehen. Enteropathogene Stämme von Escherichia coli entwickeln sich im Dünndarm von Neugeborenen und verursachen schwere Durchfälle. Wenn bei Frauen die Intimhygiene nicht beachtet wird, können Bakterien in die Urogenitalorgane eindringen und die Entwicklung einer Bakteriurie auslösen.

Gefährliches Bakterium Staphylococcus aureus

Staphylococcus aureus gehört zu den unbeweglichen kugelförmigen Mikroben der Gattung Staphylococcus. Zellen können einzeln, paarweise oder in Clustern angeordnet sein. Aufgrund des Gehalts an Pigmenten der Carotinoidgruppe weist das Bakterium eine goldene Farbe auf, die bei der Untersuchung unter dem Mikroskop auffällt. Staphylococcus aureus zeichnet sich durch eine erhöhte Toleranz gegenüber hohen Temperaturen, Licht und Chemikalien aus.

Der Mikroorganismus ist die Ursache für das Auftreten eitrig-entzündlicher Infektionsherde beim Menschen. Zu den Hauptlokalisationsgebieten des Erregers zählen die Nasengänge und Achselhöhlen. Allerdings sind Schädigungen des Kehlkopfes und des Magen-Darm-Trakts keine Seltenheit. Das Bakterium ist in medizinischen Einrichtungen weit verbreitet. Etwa 30 % der Patienten nach einem Krankenhausaufenthalt sind Träger von Staphylococcus aureus.

Zu den Hauptsymptomen einer Infektion mit einem Erreger zählen Fieber, Lethargie, Übelkeit und Appetitlosigkeit. Bei einer Schädigung der Haut bilden sich kleine Bläschen, die Verbrennungen ähneln und sich mit der Zeit in offene Wunden verwandeln. Rhinitis, Halsschmerzen, Pharyngitis, Lungenentzündung können entstehen, wenn sich der Erreger in den Atemwegen ausbreitet. Häufiges und schmerzhaftes Wasserlassen sowie Schmerzen im unteren Rücken weisen auf die Lokalisierung von Staphylokokken in der Harnröhre hin.

Pseudomonas aeruginosa zählt zu den pathogenen Bakterienarten

Das Bakterium ist ein beweglicher Flagellen-Mikroorganismus; sein Hauptlebensraum sind Boden und Wasser. Im Laufe seines Lebens färbt es die Nahrungsumgebung blaugrün, daher auch sein Name. Es weist eine hohe Antibiotikaresistenz auf.

Pseudomonas aeruginosa ist für Menschen mit geschwächtem Immunsystem gefährlich und in der Regel eine nosokomiale Infektion. Eine Infektion ist durch Haushaltsgegenstände, Handtücher und unbehandelte medizinische Instrumente möglich. Auf der Wundoberfläche und in der Tiefe eitriger Hautareale wird eine vermehrte Anreicherung des Mikroorganismus beobachtet.

Eine Pseudomonas aeruginosa-Infektion kann sich entwickeln bei:

• HNO-Organe und begleitet von Otitis, Sinusitis;
• Harnwege mit dem Auftreten von Urethritis, Zystitis;
• Weichteile;
• Darm, was zu Dysbiose, Enteritis, Kolitis führt.

Bakterien sind neben Viren die Erreger zahlreicher Krankheiten, die nicht immer behandelbar sind. Die Vielfalt der Arten und ihre schnelle Anpassung an die Wirkung von Medikamenten machen Mikroben zu einer ernsthaften Bedrohung für die menschliche Gesundheit. In den meisten Fällen kann eine Infektion jedoch durch eine gute Körperhygiene und eine Stärkung des Immunsystems vermieden werden.

Bakterien leben seit mehr als 3,5 Milliarden Jahren auf dem Planeten Erde. In dieser Zeit haben sie viel gelernt und sich an vieles angepasst. Jetzt helfen sie Menschen. Bakterien und Menschen sind unzertrennlich geworden. Die Gesamtmasse der Bakterien ist enorm. Es sind etwa 500 Milliarden Tonnen.

Nützliche Bakterien erfüllen zwei der wichtigsten Umweltfunktionen: Sie binden Stickstoff und beteiligen sich an der Mineralisierung organischer Rückstände. Die Rolle von Bakterien in der Natur ist global. Sie sind an der Bewegung, Konzentration und Verteilung chemischer Elemente in der Biosphäre der Erde beteiligt.

Die Bedeutung nützlicher Bakterien für den Menschen ist groß. Sie machen 99 % der gesamten Bevölkerung aus, die seinen Körper bewohnt. Dank ihnen lebt, atmet und isst ein Mensch.

Wichtig. Sie sichern sein Leben vollständig.

Bakterien sind ganz einfach. Wissenschaftler vermuten, dass sie die ersten waren, die auf dem Planeten Erde auftauchten.

Nützliche Bakterien im menschlichen Körper

Der menschliche Körper wird sowohl von nützlichen als auch von nützlichen Substanzen bewohnt. Das bestehende Gleichgewicht zwischen dem menschlichen Körper und den Bakterien wurde über Jahrhunderte verfeinert.

Wie Wissenschaftler berechnet haben, enthält der menschliche Körper 500 bis 1000 verschiedene Arten von Bakterien oder Billionen dieser erstaunlichen Bewohner, was einem Gesamtgewicht von bis zu 4 kg entspricht. Allein im Darm kommen bis zu 3 Kilogramm Mikrobenkörper vor. Der Rest findet sich im Urogenitaltrakt, auf der Haut und anderen Hohlräumen des menschlichen Körpers. Mikroben füllen den Körper eines Neugeborenen von den ersten Minuten seines Lebens an und bilden schließlich im Alter von 10 bis 13 Jahren die Zusammensetzung der Darmflora.

Im Darm leben Streptokokken, Laktobazillen, Bifidobakterien, Enterobakterien, Pilze, Darmviren und nicht pathogene Protozoen. Laktobazillen und Bifidobakterien machen 60 % der Darmflora aus. Die Zusammensetzung dieser Gruppe ist immer konstant; sie sind am zahlreichsten und erfüllen die Hauptfunktionen.

Bifidobakterien

Die Bedeutung dieser Bakterienart ist enorm.

• Dank ihnen werden Acetat und Milchsäure produziert. Durch die Versauerung des Lebensraums unterdrücken sie das Wachstum von Bakterien, die Fäulnis und Gärung verursachen.
• Dank Bifidobakterien wird das Risiko einer Nahrungsmittelallergie bei Babys verringert.
• Sie wirken antioxidativ und antitumorös.
• Bifidobakterien sind an der Synthese von Vitamin C beteiligt.
• Bifidobakterien und Laktobazillen sind an der Aufnahme von Vitamin D, Kalzium und Eisen beteiligt.

Reis. 1. Das Foto zeigt Bifidobakterien. Computervisualisierung.

Escherichia coli

Die Bedeutung von Bakterien dieser Art für den Menschen ist groß.

• Besonderes Augenmerk wird auf den Vertreter dieser Gattung Escherichia coli M17 gelegt. Es ist in der Lage, den Stoff Cocilin zu produzieren, der das Wachstum einer Reihe pathogener Mikroben hemmt.
• Unter Beteiligung der Vitamine K der Gruppe B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 und B12) werden Fol- und Nikotinsäure synthetisiert.

Reis. 2. Das Foto zeigt E. coli (dreidimensionales Computerbild).

Die positive Rolle von Bakterien im menschlichen Leben

• Unter Beteiligung von Bifido-, Lacto- und Enterobakterien werden die Vitamine K, C, Gruppe B (B1, B2, B5, B6, B7, B9 und B12), Fol- und Nikotinsäure synthetisiert.
• Dadurch werden unverdaute Nahrungsbestandteile aus dem oberen Darm abgebaut – Stärke-, Zellulose-, Eiweiß- und Fettfraktionen.
• Die Darmflora sorgt für den Wasser-Salz-Stoffwechsel und die Ionenhomöostase.
• Dank der Sekretion spezieller Substanzen unterdrückt die Darmflora das Wachstum pathogener Bakterien, die Fäulnis und Gärung verursachen.
• Bifido-, Lacto- und Enterobakterien sind an der Entgiftung von Substanzen beteiligt, die von außen eindringen und im Körper selbst gebildet werden.
• Die Darmflora spielt eine große Rolle bei der Wiederherstellung der lokalen Immunität. Dadurch erhöhen sich die Anzahl der Lymphozyten, die Aktivität der Phagozyten und die Produktion von Immunglobulin A.
• Dank der Darmflora wird die Entwicklung des Lymphapparates angeregt.
• Die Resistenz des Darmepithels gegenüber Karzinogenen nimmt zu.
• Mikroflora schützt die Darmschleimhaut und versorgt das Darmepithel mit Energie.
• Sie regulieren die Darmmotilität.
• Die Darmflora erwirbt die Fähigkeit, Viren aus dem Körper des Wirts einzufangen und zu entfernen, mit dem sie seit vielen Jahren in Symbiose steht.
• Die Bedeutung von Bakterien für die Aufrechterhaltung des thermischen Gleichgewichts des Körpers ist groß. Die Darmflora ernährt sich von Substanzen, die vom Enzymsystem unverdaut aus dem oberen Magen-Darm-Trakt stammen. Durch komplexe biochemische Reaktionen entsteht eine enorme Menge thermischer Energie. Wärme wird über die Blutbahn durch den Körper transportiert und gelangt in alle inneren Organe. Deshalb friert man beim Fasten immer.
• Die Darmflora reguliert die Rückresorption von Gallensäurebestandteilen (Cholesterin), Hormonen usw.

Reis. 3. Das Foto zeigt nützliche Bakterien – Laktobazillen (dreidimensionales Computerbild).

Die Rolle von Bakterien bei der Stickstoffproduktion

Ammonisierende Mikroben(Verfall verursachend) Mit Hilfe einer Reihe von Enzymen sind sie in der Lage, die Überreste toter Tiere und Pflanzen zu zersetzen. Bei der Zersetzung von Proteinen werden Stickstoff und Ammoniak freigesetzt.

Urobakterien Zersetzen Sie Harnstoff, den Menschen und alle Tiere auf dem Planeten täglich ausscheiden. Seine Menge ist riesig und erreicht 50 Millionen Tonnen pro Jahr.

An der Oxidation von Ammoniak ist eine bestimmte Art von Bakterien beteiligt. Dieser Vorgang wird Nitrotrophierung genannt.

Denitrifizierende Mikroben molekularen Sauerstoff aus dem Boden in die Atmosphäre zurückführen.

Reis. 4. Das Foto zeigt nützliche Bakterien – ammonisierende Mikroben. Sie verrotten die Überreste toter Tiere und Pflanzen.

Die Rolle von Bakterien in der Natur: Stickstofffixierung

Die Bedeutung von Bakterien im Leben von Menschen, Tieren, Pflanzen, Pilzen und Bakterien ist enorm. Wie Sie wissen, ist Stickstoff für ihr normales Leben notwendig. Aber Bakterien können Stickstoff im gasförmigen Zustand nicht aufnehmen. Es stellt sich heraus, dass Blaualgen Stickstoff binden und Ammoniak bilden können ( Cyanobakterien), freilebende Stickstofffixierer und besonders . Alle diese nützlichen Bakterien produzieren bis zu 90 % des gebundenen Stickstoffs und binden bis zu 180 Millionen Tonnen Stickstoff in den Stickstoffspeicher des Bodens.

Knöllchenbakterien koexistieren gut mit Hülsenfrüchten und Sanddorn.

Pflanzen wie Luzerne, Erbsen, Lupinen und andere Hülsenfrüchte verfügen an ihren Wurzeln über sogenannte „Wohnungen“ für Knöllchenbakterien. Diese Pflanzen werden auf ausgelaugten Böden gepflanzt, um diese mit Stickstoff anzureichern.

Reis. 5. Das Foto zeigt Knötchenbakterien auf der Oberfläche eines Wurzelhaars einer Hülsenfruchtpflanze.

Reis. 6. Foto der Wurzel einer Hülsenfruchtpflanze.

Reis. 7. Das Foto zeigt nützliche Bakterien – Cyanobakterien.

Die Rolle von Bakterien in der Natur: der Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff ist der wichtigste Zellstoff der Tier- und Pflanzenwelt sowie der Pflanzenwelt. Es macht 50 % der Trockenmasse der Zelle aus.

In den Ballaststoffen, die Tiere fressen, ist viel Kohlenstoff enthalten. In ihrem Magen zersetzen sich die Ballaststoffe unter dem Einfluss von Mikroben und gelangen dann in Form von Mist wieder heraus.

Ballaststoffe zersetzen Zellulosebakterien. Durch ihre Arbeit wird der Boden mit Humus angereichert, was seine Fruchtbarkeit deutlich erhöht, und Kohlendioxid wird in die Atmosphäre zurückgeführt.

Reis. 8. Intrazelluläre Symbionten sind grün gefärbt und die Masse des verarbeiteten Holzes ist gelb.

Die Rolle von Bakterien bei der Umwandlung von Phosphor, Eisen und Schwefel

Proteine ​​und Lipide enthalten große Mengen an Phosphor, dessen Mineralisierung erfolgt Du. Megatherium(aus einer Gattung fäulniserregender Bakterien).

Eisenbakterien an den Prozessen der Mineralisierung eisenhaltiger organischer Verbindungen beteiligt sein. Durch ihre Aktivität entstehen in Sümpfen und Seen große Mengen an Eisenerz und Ferromanganvorkommen.

Schwefelbakterien leben im Wasser und im Boden. Es gibt viele davon im Mist. Sie sind am Prozess der Mineralisierung schwefelhaltiger Stoffe organischen Ursprungs beteiligt. Bei der Zersetzung organischer schwefelhaltiger Substanzen wird Schwefelwasserstoffgas freigesetzt, das für die Umwelt, einschließlich aller Lebewesen, äußerst giftig ist. Durch ihre lebenswichtige Aktivität wandeln Schwefelbakterien dieses Gas in eine inaktive, harmlose Verbindung um.

Reis. 9. Trotz der scheinbaren Leblosigkeit gibt es im Fluss Rio Tinto immer noch Leben. Dabei handelt es sich um verschiedene eisenoxidierende Bakterien und viele andere Arten, die nur an diesem Ort vorkommen.

Reis. 10. Grüne Schwefelbakterien in Winogradskys Kolumne.

Die Rolle von Bakterien in der Natur: Mineralisierung organischer Rückstände

Bakterien, die aktiv an der Mineralisierung organischer Verbindungen beteiligt sind, gelten als die Reiniger (Sanitoren) des Planeten Erde. Mit ihrer Hilfe werden organische Substanzen abgestorbener Pflanzen und Tiere in Humus umgewandelt, den Bodenmikroorganismen in Mineralsalze umwandeln, die für den Aufbau von Wurzel-, Stängel- und Blattsystemen von Pflanzen notwendig sind.

Reis. 11. Die Mineralisierung organischer Substanzen, die in das Reservoir gelangen, erfolgt durch biochemische Oxidation.

Die Rolle von Bakterien in der Natur: Fermentation von Pektinstoffen

Die Zellen pflanzlicher Organismen werden durch eine spezielle Substanz namens Pektin miteinander verbunden (zementiert). Einige Arten von Buttersäurebakterien haben die Fähigkeit, diese Substanz zu fermentieren, die sich beim Erhitzen in eine gallertartige Masse (Pectis) verwandelt. Diese Funktion wird beim Einweichen von Pflanzen verwendet, die viele Ballaststoffe enthalten (Flachs, Hanf).

Reis. 12. Es gibt mehrere Möglichkeiten, Trusts zu erhalten. Am gebräuchlichsten ist die biologische Methode, bei der die Verbindung zwischen dem Faserteil und dem umgebenden Gewebe unter dem Einfluss von Mikroorganismen zerstört wird. Der Prozess der Fermentation von Pektinstoffen in Bastpflanzen wird als Röste bezeichnet, und eingeweichtes Stroh wird als Trester bezeichnet.

Die Rolle von Bakterien bei der Wasserreinigung

Bakterien, die Wasser reinigen, stabilisiert seinen Säuregehalt. Mit ihrer Hilfe werden Bodensedimente reduziert und die Gesundheit der im Wasser lebenden Fische und Pflanzen verbessert.

Kürzlich entdeckte eine Gruppe von Wissenschaftlern aus verschiedenen Ländern Bakterien, die Waschmittel zerstören, die in synthetischen Waschmitteln und einigen Medikamenten enthalten sind.

Reis. 13. Die Aktivität von Xenobakterien wird häufig zur Reinigung von Böden und Gewässern genutzt, die mit Ölprodukten kontaminiert sind.

Reis. 14. Plastikkuppeln, die Wasser reinigen. Sie enthalten heterotrophe Bakterien, die sich von kohlenstoffhaltigen Materialien ernähren, und autotrophe Bakterien, die sich von ammoniak- und stickstoffhaltigen Materialien ernähren. Ein Röhrensystem versorgt sie mit Lebenserhaltung.

Verwendung von Bakterien bei der Erzaufbereitung

Fähigkeit Thionschwefeloxidierende Bakterien Wird zur Anreicherung von Kupfer- und Uranerzen verwendet.

Reis. 15. Das Foto zeigt nützliche Bakterien – Thiobacilli und Acidithiobacillus ferrooxidans (elektronenmikroskopische Aufnahme). Sie sind in der Lage, Kupferionen zu extrahieren, um Abfälle auszulaugen, die bei der Flotationskonzentration von Sulfiderzen entstehen.

Die Rolle von Bakterien bei der Buttersäuregärung

Buttersäure-Mikroben sind überall. Es gibt mehr als 25 Arten dieser Mikroben. Sie sind am Abbauprozess von Proteinen, Fetten und Kohlenhydraten beteiligt.

Die Buttersäuregärung wird durch anaerobe sporenbildende Bakterien der Gattung Clostridium verursacht. Sie sind in der Lage, verschiedene Zucker, Alkohole, organische Säuren, Stärke und Ballaststoffe zu fermentieren.

Reis. 16. Das Foto zeigt Buttersäure-Mikroorganismen (Computervisualisierung).

Die Rolle von Bakterien im Tierleben

Viele Tierarten ernähren sich von Pflanzen, deren Grundlage Ballaststoffe sind. Spezielle Mikroben, die sich in bestimmten Teilen des Magen-Darm-Trakts befinden, helfen den Tieren, Ballaststoffe (Zellulose) zu verdauen.

Die Bedeutung von Bakterien in der Tierhaltung

Die lebenswichtige Aktivität der Tiere geht mit der Freisetzung großer Mengen Mist einher. Einige Mikroorganismen können daraus Methan („Sumpfgas“) produzieren, das als Brennstoff und Rohstoff in der organischen Synthese verwendet wird.

Reis. 17. Methangas als Treibstoff für Autos.

Einsatz von Bakterien in der Lebensmittelindustrie

Die Rolle von Bakterien im menschlichen Leben ist enorm. Milchsäurebakterien werden in der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt:

• bei der Herstellung von Sauermilch, Käse, Sauerrahm und Kefir;
• beim Fermentieren von Kohl und Einlegen von Gurken nehmen sie am Einweichen von Äpfeln und Einlegen von Gemüse teil;
• sie verleihen Weinen ein besonderes Aroma;
• produzieren Milchsäure, die Milch fermentiert. Diese Eigenschaft wird zur Herstellung von Sauermilch und Sauerrahm genutzt;
• bei der Herstellung von Käse und Joghurt im industriellen Maßstab;
• Beim Salzen dient Milchsäure als Konservierungsmittel.

Zu den Milchsäurebakterien gehören Milchstreptokokken, cremige Streptokokken, bulgarische, Acidophilus-, getreidethermophile und Gurkenbakterien. Bakterien der Gattung Streptokokken und Laktobazillen verleihen den Produkten eine dickere Konsistenz. Durch ihre lebenswichtige Aktivität verbessert sich die Qualität der Käse. Sie verleihen dem Käse ein gewisses Käsearoma.

Reis. 18. Das Foto zeigt nützliche Bakterien – Laktobazillen (rosa), bulgarischer Bazillus und thermophile Streptokokken.

Reis. 19. Auf dem Foto sind nützliche Bakterien zu sehen – Kefirpilz (tibetisch oder Milchpilz) und Milchsäurestäbchen, bevor sie direkt der Milch zugesetzt werden.

Reis. 20. Fermentierte Milchprodukte.

Reis. 21. Thermophile Streptokokken (Streptococcus thermophilus) werden bei der Herstellung von Mozzarella-Käse verwendet.

Reis. 22. Es gibt viele Arten von Schimmelpilzpenicillin. Die samtige Kruste, die grünlichen Adern, der einzigartige Geschmack und das medizinische Ammoniak-Aroma der Käse sind einzigartig. Der Pilzgeschmack von Käse hängt vom Ort und der Dauer der Reifung ab.

Reis. 23. Bifiliz ist ein biologisches Produkt zur oralen Verabreichung, das eine Masse lebender Bifidobakterien und Lysozym enthält.

Verwendung von Hefen und Pilzen in der Lebensmittelindustrie

Die in der Lebensmittelindustrie hauptsächlich verwendete Hefeart ist Saccharomyces cerevisiae. Sie führen eine alkoholische Gärung durch und werden daher häufig beim Backen verwendet. Beim Backen verdunstet der Alkohol und durch die Kohlensäurebläschen bilden sich Brotkrümel.

Seit 1910 begann man, Würsten Hefe zuzusetzen. Hefe der Art Saccharomyces cerevisiae wird zur Herstellung von Wein, Bier und Kwas verwendet.

Reis. 24. Kombucha ist eine freundliche Symbiose aus Essigstab und Hefepilzen. Es erschien in unserer Gegend bereits im letzten Jahrhundert.

Reis. 25. Trocken- und Nasshefe werden in der Backindustrie häufig verwendet.

Reis. 26. Ansicht der Hefezellen Saccharomyces cerevisiae unter dem Mikroskop und Saccharomyces cerevisiae – „echte“ Weinhefe.

Die Rolle von Bakterien im menschlichen Leben: Essigsäureoxidation

Pasteur bewies auch, dass spezielle Mikroorganismen an der Essigsäureoxidation beteiligt sind – Essigstäbchen, die in der Natur weit verbreitet sind. Sie siedeln sich auf Pflanzen an und dringen in reifes Gemüse und Obst ein. Viele davon finden sich in eingelegtem Gemüse und Obst, Wein, Bier und Kwas.

Die Fähigkeit von Essigstäbchen, Ethylalkohol zu Essigsäure zu oxidieren, wird heute zur Herstellung von Essig genutzt, der für Lebensmittelzwecke und bei der Zubereitung von Tierfutter – Silieren (Konserven) – verwendet wird.

Reis. 27. Der Prozess der Silierung von Futtermitteln. Silage ist ein saftiges Futter mit hohem Nährwert.

Die Rolle von Bakterien im menschlichen Leben: Herstellung von Medikamenten

Die Untersuchung der Lebensaktivität von Mikroben hat es Wissenschaftlern ermöglicht, einige Bakterien zur Synthese antibakterieller Medikamente, Vitamine, Hormone und Enzyme zu verwenden.

Sie helfen bei der Bekämpfung vieler Infektions- und Viruserkrankungen. Am häufigsten werden Antibiotika hergestellt Aktinomyceten, weniger oft - nichtmicellare Bakterien. Penicillin, das aus Schimmelpilzen gewonnen wird, zerstört die Zellmembran von Bakterien. Streptomyceten produzieren Streptomycin, das die Ribosomen mikrobieller Zellen inaktiviert. Heustangen oder Bacillus subtilis versauern die Umwelt. Sie hemmen das Wachstum fäulniserregender und opportunistischer Mikroorganismen durch die Bildung einer Reihe antimikrobieller Substanzen. Bacillus subtilis produziert Enzyme, die Stoffe zerstören, die durch fäulniserregenden Gewebezerfall entstehen. Sie sind an der Synthese von Aminosäuren, Vitaminen und immunaktiven Verbindungen beteiligt.

Wissenschaftler haben heute gelernt, die gentechnische Technologie zu nutzen zur Produktion von Insulin und Interferon.

Mithilfe einer Reihe von Bakterien soll ein spezielles Protein hergestellt werden, das Viehfutter und menschlicher Nahrung zugesetzt werden kann.

Reis. 28. Auf dem Foto Sporen von Bacillus subtilis (blau gefärbt).

Reis. 29. Biosporin-Biopharma ist ein Haushaltsarzneimittel, das apathogene Bakterien der Gattung Bacillus enthält.

Verwendung von Bakterien zur Herstellung sicherer Herbizide

Heutzutage ist die Anwendungstechnik weit verbreitet Phytobakterien zur Herstellung sicherer Herbizide. Giftstoffe Bacillus thuringiensis scheiden für Insekten gefährliche Cry-Toxine aus, was es ermöglicht, diese Eigenschaft von Mikroorganismen im Kampf gegen Pflanzenschädlinge zu nutzen.

Einsatz von Bakterien bei der Herstellung von Waschmitteln

Proteasen oder brechen die Peptidbindungen zwischen den Aminosäuren auf, aus denen Proteine ​​bestehen. Amylase baut Stärke ab. Bacillus subtilis (B. subtilis) produziert Proteasen und Amylasen. Bei der Herstellung von Waschpulver werden bakterielle Amylasen eingesetzt.

Reis. 30. Die Untersuchung der Lebensaktivität von Mikroben ermöglicht es Wissenschaftlern, einige ihrer Eigenschaften zum Wohle des Menschen zu nutzen.

Die Bedeutung von Bakterien im menschlichen Leben ist enorm. Nützliche Bakterien sind seit vielen Jahrtausenden ständige Begleiter des Menschen. Die Aufgabe der Menschheit besteht darin, dieses empfindliche Gleichgewicht, das sich zwischen den in uns lebenden Mikroorganismen und der Umwelt entwickelt hat, nicht zu stören. Die Rolle von Bakterien im menschlichen Leben ist enorm. Wissenschaftler entdecken ständig die wohltuenden Eigenschaften von Mikroorganismen, deren Einsatz im Alltag und in der Produktion nur durch ihre Eigenschaften begrenzt ist.

Ein Mensch geht oft relativ leichtfertig mit seinem Körper um. Ja, viele Menschen wissen, wo sich Herz, Nieren, Darm usw. befinden. Einige verfügen über tiefere Kenntnisse über die Struktur des menschlichen Körpers. Aber nur wenige Menschen wagen es, sich selbst nicht nur als Person zu betrachten, sondern als biologischen Mechanismus, der nach bestimmten Gesetzen funktioniert und sein eigenes komplexes und mehrdimensionales biologisches Leben führt. Beispielsweise ist nicht jedem klar, wie wertvoll unser biologisches Zusammenleben mit Protozoen ist und wie schrecklich die bakterielle Bedrohung ist.

Bakterien, ohne die der Mensch nicht überleben kann

Der menschliche Körper wird von einer Vielzahl von Bakterien bewohnt, ohne die ein Mensch nicht überleben kann. Gesamtgewicht – von 1,5 bis 2,5 kg. Es ist eine so nützliche stabile Symbiose entstanden:

• im Magen-Darm-Trakt;
• auf der Haut;
• im Nasopharynx und in der Mundhöhle.

Das Grundprinzip der Funktionsweise von Bakterien im Körper besteht darin, auf Organgeweben eine Umgebung zu schaffen, in der schädliche Mikroben nicht überleben können. Wenn dementsprechend pathogene Mikroben auf die Haut, den Nasopharynx oder den Magen-Darm-Trakt gelangen, sterben sie einfach ab, da die bereits von nützlichen Mikroben auf den Geweben dieser Organe gebildete Umgebung für virulente (gefährliche) Prokaryoten tödlich ist.

Dies ist ein allgemeines Bild des Einflusses nützlicher Bakterien, aber die lokale Wirkung von Mikroben weist Merkmale auf, die von dem Organ abhängen, in dem eine solche symbiotische Interaktion stattfindet.

Magen-Darmtrakt

Bakterien, die im menschlichen Magen-Darm-Trakt leben, erfüllen mehrere Funktionen gleichzeitig, wodurch ein Mensch die Möglichkeit hat, als biologischer Organismus zu überleben:

1. Mikroben schaffen im Darm eine Umgebung, die pathogenen Mikroben entgegenwirkt. Diese Rolle nützlicher Mikroorganismen beruht auf der Tatsache, dass sie im Darm ein saures Milieu schaffen und pathogene Mikroben in einem sauren Milieu nicht gut leben.
2. Dieselben nützlichen Bakterien verdauen pflanzliche Lebensmittel, die in den Darm gelangen. Vom menschlichen Körper synthetisierte Enzyme sind nicht in der Lage, zellulosehaltige Pflanzenzellen zu verdauen, und Bakterien ernähren sich ungehindert von solchen Zellen und spielen damit eine weitere wichtige Rolle.
3. Nützliche Bakterien synthetisieren auch die für den Menschen notwendigen Vitamine der Gruppen B und K. Die Aufgabe der Vitamine der Gruppe K besteht darin, den Stoffwechsel in Knochen und Bindegewebe sicherzustellen. Die Rolle der B-Vitamine ist global. Diese organischen Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht sind an einer Vielzahl von Prozessen beteiligt: ​​von der Energiefreisetzung aus Kohlenhydraten über die Synthese von Antikörpern bis hin zur Regulierung des Nervensystems. Obwohl B-Vitamine in vielen Lebensmitteln enthalten sind, erhält der Körper dank ihrer Synthese durch die Darmflora die Menge dieser Vitamine, die für ein normales menschliches Leben notwendig ist.

Der Hauptbestandteil der nützlichen Darmflora sind Milchsäurebakterien. Obwohl diese Bakterien unterschiedliche Namen haben können, haben sie die gleiche Wirkung auf den Körper. Milchsäurebakterien fermentieren natürlichen Zucker, wodurch ein Produkt namens Milchsäure entsteht.

Die beliebtesten Milchsäure-Mikroorganismen sind heute diejenigen, die als wichtigster probiotischer Wirkstoff in gesunden Produkten beworben werden.

• Bifidobakterien– filamentöse Milchsäure-Mikroorganismen, die die Oberfläche des Darms bedecken und verhindern, dass schädliche Mikroben Fuß fassen und sich an den Wänden vermehren. Das Gesamtgewicht der Milchsäure-Bifidobakterien im Verhältnis zu anderen Symbiontenbakterien beträgt etwa 80 %.
• Laktobazillen– grampositive Milchsäurestäbchen, deren Hauptaufgabe nicht nur in der Verdauung pflanzlicher Nahrung und der Schaffung einer antagonistischen Umgebung, sondern auch in der Stimulierung der Antikörpersynthese besteht. Dabei handelt es sich um Mikroorganismen, die einen großen Einfluss auf das menschliche Immunsystem haben.

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Neben nützlichen Milchsäure-Prokaryoten gibt es im Magen-Darm-Trakt auch bedingt schädliche. Auch wenn sie beispielsweise eine positive Wirkung haben können, synthetisieren E. coli-Bakterien auch Vitamin K, doch wenn deren Menge im Magen-Darm-Trakt zunimmt, wird die Wirkung schädlich: E. coli vergiftet den Körper mit Giftstoffen.

Das Gesamtgewicht von E. coli im menschlichen Körper ist im Vergleich zu zwei Kilogramm nützlicher Mikroorganismen sehr gering.

Bakterien auf Haut, Mund und Nasopharynx

Mikroorganismen, die die menschliche Haut bewohnen, spielen die Rolle eines natürlichen biologischen Schutzschildes; sie verhindern außerdem, dass schädliche Bakterien eine aktive Aktivität auf der Haut entfalten und dadurch eine toxische Wirkung auf den gesamten Körper haben.

Die wichtigsten Bakterien, die die Sicherheit von Haut, Mund und Nasopharynx kontrollieren, sind:

• Mikrokokken;
• Streptokokken;
• Staphylokokken.

Streptokokken und Staphylokokken haben in ihrer Gattung schädliche (pathogene) Vertreter, die den Körper vergiften können.

Ursachen von Krankheiten

Es stellt sich eine logische Frage: Wenn ein Mensch von allen Seiten durch einen biologischen Schutzschild geschützt ist, warum werden Menschen dann trotzdem krank, warum funktioniert dieser Schutzschild nicht?

Die Widerstandsfähigkeit des Körpers gegen Krankheitserreger hängt maßgeblich vom Immunsystem ab. Daher ist es wichtig, wie viel Arbeit geleistet wird, um sicherzustellen, dass das Immunsystem ausreichend aktiv ist.

Der zweite wichtige Umstand sind die Eigenschaften des Schadstoffs selbst und die Art und Weise, wie er sich auf den Körper auswirkt.

Daher war Typhus lange Zeit eine tödliche Bedrohung für den Menschen.

Typhus ist ein Sammelbegriff für mehrere tödliche Krankheiten, die viele Todesopfer forderten, bis Wege zu ihrer Behandlung gefunden wurden.

Gemeinsame Merkmale aller Typhusarten:

• eine Person verliert schnell an Gewicht;
• vor dem Hintergrund von Vergiftung und Gewichtsverlust beginnt starkes Fieber;
• Alle diese schmerzhaften Erscheinungen führen zu einem schweren Nervenzusammenbruch und zum Tod der Person.

Trotz der häufigen Symptome sind die Ursachen von Typhus jedes Mal unterschiedlich.

Krankheitserregende Bakterien

Im Darm von Läusen gibt es eine große Anzahl von Rickettsien. Die Ansteckungswahrscheinlichkeit hängt jedoch nicht davon ab, wie viele Läuse sich in unmittelbarer Nähe einer Person befinden, sondern davon, wie aktiv die Person beginnt, Läuse zu bekämpfen. Das Kratzen von Läusen ist die Hauptursache für eine Typhus-Infektion. Über den zerkleinerten Darm dringen Rickettsienläuse in Wunden auf der Haut ein und gelangen dann in den menschlichen Blutkreislauf.

Die Hauptsymptome von Typhus:

• Fieber (Körpertemperatur über 40 °C);
• Rückenschmerzen;
• rosafarbener Ausschlag im Bauch;
• Das Bewusstsein des Patienten ist fast bis zum Koma gehemmt.

Die Behandlung von Typhus sowie etwaiger bakterieller Infektionen basiert auf Antibiotika. Zur Behandlung dieser Typhusart werden Antibiotika aus der Gruppe der Tetracycline eingesetzt.

Eine weitere schreckliche Typhusart - rückgabefähig Es wird durch Zecken und Läuse übertragen. Die Erreger sind jedoch die Spirochäten-Borrelien-Bakterien. Eine Infektion erfolgt während eines Zeckenstichs.

Hauptsymptome einer Infektion:

• sich erbrechen;
• die Milz und die Leber vergrößern sich;
• Es beginnen psychische Störungen und Halluzinationen.

Die gleichen Symptome treten auf, wenn es sich bei den Überträgern um Läuse handelt.

Zur Behandlung dienen Antibiotika der Penicillin- und Chloramphenicol-Gruppe sowie Arsen-Medikamente.

Typhus-Fieber. Der Erreger ist ein pathogener Bakterienbazillus der Gattung Salmonella. Diese Typhusart ist nur für den Menschen gefährlich, Tiere leiden nicht an Typhus. Krankheitserreger gelangen mit der Nahrung in den Magen. Hauptsymptome:

• das Auftreten von Bakterien im Urin (Bakteriämie);
• allgemeine Vergiftungssymptome (Blässe, Kopfschmerzen, unregelmäßiger Herzrhythmus);
• aufgeblähter Bauch;
• Wahnvorstellungen, Halluzinationen und andere psychische Störungen.

Die Behandlung erfolgt zusätzlich mit Antibiotika der Chloramphenicol- und Penicillin-Gruppe und wird von einer restaurativen Therapie begleitet.

Neben Typhus-Erregern ist der Mensch durch eine Vielzahl weiterer pathogener Mikroben bedroht, deren rechtzeitige Erkennung sowie die Feststellung der Infektionssymptome, deren Identifizierung und Behandlung das Leben eines Menschen kosten können.

Die gleiche Pest ist eine Krankheit mit hoher Sterblichkeit, deren Ursache der Pestbazillus ist. Zu den Symptomen zählen Gewichtsverlust, Fieber und Dehydrierung. Eine Person stirbt an Dehydrierung.

Überträger des Pestbazillus können Nagetiere, Haustiere und Insekten sein.

Die Behandlung der Pest erfolgt mit Antibiotika der Streptomycin-Gruppe. Dabei spielen Prävention und allgemeine Stärkung des Körpers eine wichtige Rolle.

Bakterien sind Mikroorganismen, die nur aus einer Zelle bestehen. Ein charakteristisches Merkmal von Bakterien ist das Fehlen eines klar definierten Zellkerns. Deshalb werden sie „Prokaryoten“ genannt, was so viel wie atomwaffenfrei bedeutet.

Derzeit kennt die Wissenschaft etwa zehntausend Bakterienarten, man geht jedoch davon aus, dass es auf der Erde mehr als eine Million Bakterienarten gibt. Man geht davon aus, dass Bakterien die ältesten Organismen der Erde sind. Sie leben fast überall – im Wasser, im Boden, in der Atmosphäre und im Inneren anderer Organismen.

Aussehen

Bakterien sind sehr klein und nur mit einem Mikroskop sichtbar. Die Form von Bakterien ist sehr vielfältig. Die häufigsten Formen sind Stäbchen, Kugeln und Spiralen.

Stäbchenförmige Bakterien werden „Bazillen“ genannt.

Bakterien in Form von Kugeln sind Kokken.

Bakterien in Form von Spiralen sind Spirilla.

Die Form des Bakteriums bestimmt seine Mobilität und Fähigkeit, sich an einer bestimmten Oberfläche festzusetzen.

Struktur von Bakterien

Bakterien haben eine ziemlich einfache Struktur. Diese Organismen haben mehrere Hauptstrukturen – Nukleoid, Zytoplasma, Membran und Zellwand, außerdem haben viele Bakterien Flagellen auf der Oberfläche.

Nukleoid- Das ist so etwas wie ein Zellkern; er enthält das genetische Material des Bakteriums. Es besteht nur aus einem Chromosom, das wie ein Ring aussieht.

Zytoplasma umgibt das Nukleoid. Das Zytoplasma enthält wichtige Strukturen – Ribosomen, die Bakterien für die Proteinsynthese benötigen.

Membran, die das Zytoplasma von außen bedeckt, spielt eine wichtige Rolle im Leben des Bakteriums. Es grenzt den inneren Inhalt des Bakteriums von der äußeren Umgebung ab und sorgt für die Austauschprozesse zwischen Zelle und Umwelt.

Die Außenseite der Membran ist umgeben Zellenwand.

Die Anzahl der Flagellen kann variieren. Je nach Art hat ein Bakterium ein bis tausend Flagellen, es gibt jedoch auch Bakterien ohne Flagellen. Bakterien brauchen Flagellen, um sich durch den Weltraum zu bewegen.

Ernährung von Bakterien

Bakterien haben zwei Arten der Ernährung. Ein Teil der Bakterien sind Autotrophe, der andere Teil Heterotrophe.

Autotrophe erzeugen ihre eigenen Nährstoffe durch chemische Reaktionen, während Heterotrophe sich von organischen Substanzen ernähren, die andere Organismen erzeugt haben.

Bakterienvermehrung

Bakterien vermehren sich durch Teilung. Vor dem Teilungsprozess verdoppelt sich das im Bakterium befindliche Chromosom. Dann teilt sich die Zelle in zwei Teile. Das Ergebnis sind zwei identische Tochterzellen, die jeweils eine Kopie des Mutterchromosoms erhalten.

Die Bedeutung von Bakterien

Bakterien spielen im Stoffkreislauf der Natur eine entscheidende Rolle – sie wandeln organische Rückstände in anorganische Stoffe um. Gäbe es keine Bakterien, wäre die gesamte Erde mit umgestürzten Bäumen, abgefallenen Blättern und toten Tieren bedeckt.

Bakterien spielen im menschlichen Leben eine doppelte Rolle. Einige Bakterien sind von großem Nutzen, während andere erheblichen Schaden anrichten.

Viele Bakterien sind pathogen und verursachen verschiedene Krankheiten wie Diphtherie, Typhus, Pest, Tuberkulose, Cholera und andere.

Es gibt jedoch Bakterien, die dem Menschen zugute kommen. So leben im menschlichen Verdauungssystem Bakterien, die zu einer normalen Verdauung beitragen. Und Milchsäurebakterien werden seit langem von Menschen zur Herstellung von Milchsäureprodukten verwendet – Käse, Joghurt, Kefir usw. Auch bei der Fermentation von Gemüse und der Essigherstellung spielen Bakterien eine wichtige Rolle.

Kurzinformationen zu Bakterien.

Bakterien sind die ältesten Organismen der Erde und auch die einfachsten in ihrer Struktur. Es besteht aus nur einer Zelle, die nur unter dem Mikroskop sichtbar und untersucht werden kann. Ein charakteristisches Merkmal von Bakterien ist das Fehlen eines Zellkerns, weshalb Bakterien zu den Prokaryoten gezählt werden.

Einige Arten bilden kleine Zellgruppen; solche Cluster können von einer Kapsel (Hülle) umgeben sein. Größe, Form und Farbe des Bakteriums hängen stark von der Umgebung ab.

Bakterien werden durch ihre Form in stäbchenförmige (Bazillus), kugelförmige (Kokken) und gewundene (Spirilla) unterschieden. Es gibt auch modifizierte – kubisch, C-förmig, sternförmig. Ihre Größe reicht von 1 bis 10 Mikrometer. Bestimmte Bakterienarten können sich mithilfe von Flagellen aktiv fortbewegen. Letztere sind manchmal doppelt so groß wie das Bakterium selbst.

Arten von Bakterienformen

Um sich fortzubewegen, nutzen Bakterien Flagellen, deren Anzahl variiert – eine, ein Paar oder ein Bündel Flagellen. Auch die Lage der Flagellen kann unterschiedlich sein – auf einer Seite der Zelle, an den Seiten oder gleichmäßig über die gesamte Ebene verteilt. Als eine der Bewegungsmethoden gilt auch das Gleiten, da der Prokaryote mit Schleim bedeckt ist. Die meisten haben Vakuolen im Zytoplasma. Die Anpassung der Gaskapazität der Vakuolen hilft ihnen, sich in der Flüssigkeit nach oben oder unten sowie durch die Luftkanäle des Bodens zu bewegen.

Wissenschaftler haben mehr als 10.000 Bakterienarten entdeckt, aber laut wissenschaftlichen Forschern gibt es weltweit mehr als eine Million Arten. Die allgemeinen Eigenschaften von Bakterien ermöglichen es, ihre Rolle in der Biosphäre zu bestimmen sowie die Struktur, Art und Klassifizierung des Bakterienreichs zu untersuchen.

Lebensräume

Die einfache Struktur und die schnelle Anpassung an die Umweltbedingungen trugen dazu bei, dass sich Bakterien über weite Teile unseres Planeten ausbreiteten. Sie existieren überall: Wasser, Boden, Luft, lebende Organismen – all dies ist der akzeptabelste Lebensraum für Prokaryoten.

Sowohl am Südpol als auch in Geysiren wurden Bakterien gefunden. Man findet sie auf dem Meeresboden sowie in den oberen Schichten der Lufthülle der Erde. Bakterien leben überall, ihre Zahl hängt jedoch von günstigen Bedingungen ab. Beispielsweise leben zahlreiche Bakterienarten sowohl in offenen Gewässern als auch im Boden.

Strukturelle Eigenschaften

Eine Bakterienzelle zeichnet sich nicht nur dadurch aus, dass sie keinen Zellkern besitzt, sondern auch durch das Fehlen von Mitochondrien und Plastiden. Die DNA dieses Prokaryoten befindet sich in einer speziellen Kernzone und sieht aus wie ein in einem Ring geschlossenes Nukleoid. Bei Bakterien besteht die Zellstruktur aus Zellwand, Kapsel, kapselartiger Membran, Flagellen, Pili und Zytoplasmamembran. Die innere Struktur besteht aus Zytoplasma, Granula, Mesosomen, Ribosomen, Plasmiden, Einschlüssen und Nukleoiden.

Die Zellwand eines Bakteriums übernimmt die Funktion der Abwehr und Unterstützung. Aufgrund der Durchlässigkeit können Stoffe ungehindert hindurchströmen. Diese Hülle enthält Pektin und Hemizellulose. Manche Bakterien scheiden einen speziellen Schleim aus, der vor dem Austrocknen schützen kann. Schleim bildet eine Kapsel – ein Polysaccharid in der chemischen Zusammensetzung. In dieser Form verträgt das Bakterium auch sehr hohe Temperaturen. Es erfüllt auch andere Funktionen, wie zum Beispiel die Haftung auf beliebigen Oberflächen.

Auf der Oberfläche der Bakterienzelle befinden sich dünne Proteinfasern, sogenannte Pili. Es kann eine große Anzahl davon geben. Pili helfen der Zelle bei der Weitergabe von genetischem Material und sorgen außerdem für die Adhäsion an andere Zellen.

Unter der Wandebene befindet sich eine dreischichtige Zytoplasmamembran. Es gewährleistet den Stofftransport und spielt auch eine wesentliche Rolle bei der Sporenbildung.

Das Zytoplasma von Bakterien besteht zu 75 Prozent aus Wasser. Zusammensetzung des Zytoplasmas:

• Fishsomes;
• Mesosomen;
• Aminosäuren;
• Enzyme;
• Pigmente;
• Zucker;
• Granulat und Einschlüsse;
• Nukleoid.

Der Stoffwechsel in Prokaryoten ist sowohl mit als auch ohne Beteiligung von Sauerstoff möglich. Die meisten von ihnen ernähren sich von vorgefertigten Nährstoffen biologischen Ursprungs. Nur sehr wenige Arten sind in der Lage, organische Substanzen aus anorganischen zu synthetisieren. Dabei handelt es sich um blaugrüne Bakterien und Cyanobakterien, die maßgeblich an der Entstehung der Atmosphäre und ihrer Sauerstoffsättigung beteiligt waren.

Reproduktion

Bei für die Fortpflanzung günstigen Bedingungen erfolgt dies durch Knospung oder vegetativ. Die ungeschlechtliche Fortpflanzung erfolgt in der folgenden Reihenfolge:

1. Die Bakterienzelle erreicht ihr maximales Volumen und enthält den notwendigen Nährstoffvorrat.
2. Die Zelle verlängert sich und in der Mitte erscheint ein Septum.
3. Die Nukleotidteilung findet innerhalb der Zelle statt.
4. Die Haupt- und die getrennte DNA weichen voneinander ab.
5. Die Zelle teilt sich in zwei Hälften.
6. Restbildung von Tochterzellen.

Bei dieser Fortpflanzungsmethode findet kein Austausch genetischer Informationen statt, sodass alle Tochterzellen eine exakte Kopie der Mutter sind.

Interessanter ist der Prozess der Bakterienvermehrung unter ungünstigen Bedingungen. Wissenschaftler erfuhren erst vor relativ kurzer Zeit – im Jahr 1946 – von der Fähigkeit zur sexuellen Fortpflanzung von Bakterien. Bakterien können sich nicht in weibliche und reproduktive Zellen teilen. Aber ihre DNA ist heterogen. Wenn sich zwei solcher Zellen einander nähern, bilden sie einen Kanal für die Übertragung von DNA und es kommt zu einem Austausch von Stellen – der Rekombination. Der Prozess ist ziemlich langwierig und das Ergebnis sind zwei völlig neue Individuen.

Die meisten Bakterien sind unter dem Mikroskop nur sehr schwer zu erkennen, da sie keine eigene Farbe haben. Aufgrund ihres Gehalts an Bakteriochlorophyll und Bakteriopurpurin haben nur wenige Sorten eine violette oder grüne Farbe. Wenn wir uns jedoch einige Bakterienkolonien ansehen, wird deutlich, dass sie farbige Substanzen an ihre Umgebung abgeben und eine helle Farbe annehmen. Um Prokaryoten genauer untersuchen zu können, werden sie gefärbt.

Einstufung

Die Klassifizierung von Bakterien kann auf folgenden Indikatoren basieren:

• Bilden
• Art zu Reisen;
• Methode zur Energiegewinnung;
• Abfallprodukte;
• Grad der Gefahr.

Bakteriensymbionten leben in Gemeinschaft mit anderen Organismen.

Bakteriensaprophyten leben von bereits toten Organismen, Produkten und organischen Abfällen. Sie fördern die Prozesse der Fäule und Gärung.

Durch die Verrottung wird die Natur von Leichen und anderen organischen Abfällen gereinigt. Ohne den Zerfallsprozess gäbe es in der Natur keinen Stoffkreislauf. Welche Rolle spielen Bakterien im Stoffkreislauf?

Verrottende Bakterien sind Helfer beim Abbau von Eiweißverbindungen sowie Fetten und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen. Nach einer komplexen chemischen Reaktion brechen sie die Bindungen zwischen den Molekülen organischer Organismen und fangen Proteinmoleküle und Aminosäuren ein. Beim Abbau setzen die Moleküle Ammoniak, Schwefelwasserstoff und andere Schadstoffe frei. Sie sind giftig und können bei Menschen und Tieren Vergiftungen hervorrufen.

Fäulnisbakterien vermehren sich unter für sie günstigen Bedingungen schnell. Da es sich nicht nur um nützliche, sondern auch um schädliche Bakterien handelt, hat man gelernt, sie zu verarbeiten: Trocknen, Einlegen, Salzen, Räuchern, um ein vorzeitiges Verrotten der Produkte zu verhindern. Alle diese Behandlungsmethoden töten Bakterien ab und verhindern deren Vermehrung.

Fermentationsbakterien sind mit Hilfe von Enzymen in der Lage, Kohlenhydrate abzubauen. Schon in der Antike erkannten Menschen diese Fähigkeit und nutzen solche Bakterien auch heute noch zur Herstellung von Milchsäureprodukten, Essig und anderen Lebensmitteln.

Bakterien leisten in Zusammenarbeit mit anderen Organismen sehr wichtige chemische Aufgaben. Es ist sehr wichtig zu wissen, welche Arten von Bakterien es gibt und welchen Nutzen oder Schaden sie für die Natur haben.

Bedeutung in der Natur und für den Menschen

Auf die große Bedeutung vieler Bakterienarten (bei Zerfallsprozessen und verschiedenen Arten der Gärung) wurde oben bereits hingewiesen, d.h. eine gesundheitliche Rolle auf der Erde erfüllen.

Bakterien spielen auch eine große Rolle im Kreislauf von Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Kalzium und anderen Elementen. Viele Arten von Bakterien tragen zur aktiven Fixierung von Luftstickstoff bei und wandeln ihn in organische Form um, was zur Steigerung der Bodenfruchtbarkeit beiträgt. Von besonderer Bedeutung sind jene Bakterien, die Zellulose abbauen, die die Hauptkohlenstoffquelle für das Leben von Bodenmikroorganismen darstellt.

Sulfatreduzierende Bakterien sind an der Bildung von Öl und Schwefelwasserstoff in Heilschlamm, Böden und Meeren beteiligt. Somit ist die mit Schwefelwasserstoff gesättigte Wasserschicht im Schwarzen Meer das Ergebnis der lebenswichtigen Aktivität sulfatreduzierender Bakterien. Die Aktivität dieser Bakterien im Boden führt zur Bildung von Soda und zur Versalzung des Bodens. Sulfatreduzierende Bakterien wandeln Nährstoffe in Reisplantagenböden in eine Form um, die den Wurzeln der Kulturpflanze zur Verfügung steht. Diese Bakterien können Korrosion von unterirdischen und Unterwasserstrukturen aus Metall verursachen.

Dank der lebenswichtigen Aktivität von Bakterien wird der Boden von vielen Schadstoffen und Schadorganismen befreit und mit wertvollen Nährstoffen gesättigt. Bakterizide Präparate werden erfolgreich zur Bekämpfung vieler Arten von Insektenschädlingen (Maiszünsler usw.) eingesetzt.

Viele Arten von Bakterien werden in verschiedenen Industrien zur Herstellung von Aceton, Ethyl- und Butylalkoholen, Essigsäure, Enzymen, Hormonen, Vitaminen, Antibiotika, Protein-Vitamin-Präparaten usw. verwendet.

Ohne Bakterien sind Prozesse wie das Gerben von Leder, das Trocknen von Tabakblättern, die Herstellung von Seide, Gummi, die Verarbeitung von Kakao, Kaffee, das Einweichen von Hanf, Flachs und anderen Bastfaserpflanzen, Sauerkraut, die Abwasserbehandlung, das Auslaugen von Metallen usw. nicht möglich.