Если представить для себя ресторан, в каком подают разных микробов, то меню такового заведения состояло бы из многих томов, а гости и за пару лет не смогли бы "перепробовать" все блюда. Перечень одних только заглавий разделов в таком меню занял бы не одну страничку: бактерии самого необыкновенного внешнего облика, бактерии всех цветов радуги, бактерии с самым необыкновенным рационом, самые древнейшие бактерии.
Похоже, на нашей планетке не существует ни 1-го места, где бы не было найдено микробов.
Бактерии – одноклеточные организмы, не имеющие оформленного ядра. Другими словами, их ДНК находится не в отдельном компартменте, а погружена прямо в содержимое клеточки. Это ключевое отличие микробов от ядерных организмов, либо эукариот, на основании которого микробов выделили в отдельное королевство.
Бактерии имеют относительно ординарную клеточную компанию, и конкретно они стали одними из первых созданий, заселившими нашу планетку. За миллионы лет бактерии смогли освоить фактически все экологические ниши. Чтоб приспособиться к необыкновенным местам обитания, им пришлось развить необыкновенные функции. Они научились питаться светом, нефтью, жить в арктическом холоде и в кипящей воде, собирать собственный геном из кусков и синтезировать сотки тыщ геномов. Опишем подробнее самые необыкновенные пункты бактериального меню.
Всеядные
Из-за резвого размножения бактерии повсевременно находятся в критериях жесткой конкуренции. Чтоб выжить, они научились отыскивать источники еды фактически во всем. Самым естественным и легкодоступным стал солнечный свет. С его помощью получают энергию, к примеру, цианобактерии, которых также именуют сине-зелеными водными растениями. Они получают нужную для жизни энергию при помощи процесса оксигенного фотосинтеза, для которого нужны только свет, вода и углекислый газ. В качестве побочного продукта фотосинтеза выделяется кислород. Конкретно цианобактерии насытили атмосферу Земли кислородом, без которого не может существовать большая часть организмов.
Стремясь обеспечить для себя спокойное существование, некие бактерии предпочли отыскать другие источники питания. Для этого им потребовалось серьезно поменять свою клеточную компанию, но такая перестройка позволила занять свободную экологическую нишу. Несколько групп микробов развили способность перерабатывать нефть. Бактерии, относящиеся к родам Pseudomonas, Bacillus, Serratia, Alcaligenes, осложняют жизнь нефтяникам, разлагая разные составляющие нефти до обычных углеводородов. Но бактерии с такими неординарные пищевыми пристрастиями могут приносить и пользу. В текущее время ученые из различных государств интенсивно разрабатывают технологии чистки воды после разливов нефти при помощи нефтеокисляющих микробов.
Некие бактерии, живущие в почве, научились питаться субстанциями, специально предназначенными для их ликвидирования. Ученые нашли несколько сотен видов микробов, которые могут использовать лекарства в качестве единственного источника питания. Такие бактерии потенциально небезопасны для человека, даже если сами они не вызывают никаких болезней. Любители лекарств могут передавать свои гены патогенным микробам – такая практика очень всераспространена посреди микробов.
Любители экстремальных температур
"Темные курильщики" Фото с веб-сайта uni-bremen.de
Несколько десятилетий вспять ученые нашли в океане "темные курильщики" – уникальные геотермальные источники. "Темные курильщики" образуются, обычно, в рифтовых зонах, где через трещинкы литосферных плит прорывается раскаленный газ, нагревающий воду до экстремально больших температур – 300-400 градусов по Цельсию. В воде "курильщиков" растворены сероводород и сульфиды металлов, которые окрашивают ее в темный цвет.
Ученые не ждали найти жизнь в таких критериях, но, к их удивлению, фауна "темных курильщиков" оказалась очень различной. Каменистые склоны вокруг "курильщиков" населяют бессчетные бактерии. Температура воды вокруг склонов малость холоднее, чем в сердечко "курильщика", – всего около 120 градусов Цельсия. Приспособившиеся к кипяточку бактерии процветают – естественных соперников у их нет.
В толще льда, покрывающей подледное озеро Восток в Антарктиде, были найдены некоторое количество видов микробов. Они, правда, были быстрее мертвыми, чем живыми. Ученые обусловили, что отысканные бактерии являются термофильными – другими словами, предпочитают жить при завышенных температурах. Исследователи выдвинули догадку, согласно которой в озере Восток есть либо были теплые источники, которые подогревали воду озера.
Кстати, конкретно бактерии оказались ответственными за образование снежинок. Не так давно ученые нашли, что "затравкой" для их формирования в почти всех случаях являются патогенные для растений мельчайшие организмы Pseudomonas syringae. Идеальнее всего они "стимулируют" рост кристаллических ледяных структур при температурах от минус 7 градусов по Цельсию до нуля.
Самые стойкие бактерии
Рентгеновское либо гамма-излучение смертельно небезопасно для живых организмов. Оно вызывает разрывы в ДНК, а в огромных дозах в буквальном смысле разрывает ее на кусочки. Но некие бактерии отлично переносят гамма-излучение. Идет речь о Deinococcus radiodurans. Эта амеба плодится после получения дозы радиации, практически в тыщу раз превосходящей смертельную для человека дозу. Уникальный организм стопроцентно восстанавливает собственный геном всего за 6 часов. Секрет состоит в том, что Deinococcus radiodurans несет не одну, как большая часть микробов, а несколько копий собственной ДНК. При облучении разрывы в каждой из копий происходят в различных местах, потому амеба может сложить целую мозаику из имеющихся кусков.
Самые запасливые бактерии
Кстати, Deinococcus radiodurans - далековато не фавориты по количеству копий собственного генома. Не так давно ученым-микробиологам удалось установить, что бактерии из рода Epulopiscium несут в каждой клеточке около 200 тыщ геномных копий. При этом их число коррелирует с размером бактериальной клеточки. Эволюционное и экологическое значение таковой особенности пока непонятно. Кстати, Epulopiscium отличает еще одна черта – их размер. Клеточки этих микробов способны достигать 600 микрометров, при том что средний размер бактериальной клеточки колеблется от 0,5 до 5 микрометров.
Наибольшие и мелкие
В принципе, большой размер для микробов является недочетом, потому что у их отсутствуют особые механизмы поглощения питательных веществ. Большая часть микробов получает еду методом обычный диффузии. Чем больше размер бактериальной клеточки, тем меньше для нее отношение площади поверхности к объему, а означает тем сложнее для нее получить нужное количество еды. Другими словами, огромные бактерии обречены на голодание. Правда, у гигантов есть своя правда. Благодаря размеру они являются трудной добычей для бактерий-хищников, которые поедают жертв, "обтекая" и переваривая их.
Самые мелкие бактерии по размеру сравнимы с большими вирусами. К примеру, микоплазма Mycoplasma mycoides не превосходит 0,25 микрометра. Согласно теоретическим подсчетам, сферическая клеточка поперечником наименее 0,15-0,20 микрометров становится неспособной к самостоятельному проигрыванию, так как в ней на физическом уровне не помещаются все нужные структуры.
Самые бессчетные
В конце концов, бактерии являются основными жителями планетки Земля. Их численность оценивается цифрой с 30 нулями (приблизительно 4-6*1030), а общая биомасса составляет около 550 млрд тонн. Каждый денек ученые открывают несколько новых видов микробов. Не считая того, благодаря резвому размножению и высочайшей скорости мутирования, бактерии повсевременно образуют новые виды. Все новые и новые виды.
Ира Якутенко
