Budowa i znaczenie bakterii

Bakterie są wszechobecne. Zasiedlają środowiska najrozmaitszych typów od najwyższych szczytów górskich po oceaniczne głębiny. Oczywiście każde środowisko jest zasiedlone przez jemu właściwe formy bakterii. Liczne bakterie przystosowane są do życia na powierzchni lub wewnątrz organizmów roślinnych i zwierzęcych. Nie jest od nich wolne nawet powietrze szczególnie w rejonach o dużym zapyleniu, np. w miastach, między innymi dlatego, że bakterie są przenoszone przez drobiny kurzu i innych zanieczyszczeń.

Środowiskiem najliczniej zasiedlonym przez bakterie jest gleba. Liczebność bakterii w ziemi zależy głównie od wilgotności i zawartości substancji organicznych. Przeciętna liczba bakterii w 1 gramie suchej gleby waha się od kilku milionów do kilku miliardów. Najwięcej bakterii występuje w powierzchniowej warstwie gleby do głębokości 30cm. W tej warstwie ogólna masa bakterii na powierzchni 1 ha wynosi od kilkuset kilogramów do kilku ton. W głębszych warstwach gleby bakterii jest już znacznie mniej, chociaż znajdowane są one jeszcze na głębokości kilku metrów.

Innym środowiskami dogodnymi dla życia wielu form bakteryjnych są wody różnych typów oceany, morza, rzeki, jeziora, stawy, studnie, kałuże itp. W zależności do rodzaju zbiornika wodnego, zawartości substancji pokarmowych i natlenienia w 1 ml wody występuje kilkaset, kilka tysięcy lub nawet kilkaset tysięcy osobników. Występowanie bakterii stwierdzono nawet w najgłębszych miejscach oceanów. Najobficiej zasiedlone są pokłady mułów dennych mogą one zawierać nawet więcej bakterii niż gleba.

Osobną grupę stanowią bakterie, dla których środowiskiem życia są inne organizmy rośliny lub zwierzęta. Liczne bakterie występują np. w przewodzie pokarmowym zwierząt i ludzi. Wiele bakterii jest nieszkodliwych, a nawet pożytecznych dla swoich nosicieli i żywicieli. Oprócz nich istnieją jednak bakterie pasożytnicze, wywołujące różnorodne choroby zwierząt i roślin.



2. Budowa i kształt komórki bakterii:
Bakterie są jedynymi z najmniejszych żywych organizmów; mniejsze od nich są riketsje wewnątrzkomórkowe pasożyty zwierząt, głównie owadów. Najdrobniejsze bakterie mierzą ok. 0,2mm, największe osiągają długość kilkunastu mikrometrów. Najczęściej wielkość bakterii wynosi od jednego do kilku mikrometrów.

Różnorodność kształtów komórek bakteryjnych nie jest zbyt wielka. Wyróżnia się następujące podstawowe ich typy: ziarniaki (kuliste lub owalne), pałeczki bacterium (krótkie cylindry), laseczki bacillus (cylindry wydłużone), przecinkowce vibrio (krótkie, wygięte pałeczki) oraz krętki i śrubowce spirillum (wydłużone formy spiralne).

Niektóre bakterie występują pojedynczo, inne mogą tworzyć luźne kolonie. Kolonie powstają wówczas, gdy po podziale komórki macierzystej komórki potomne nie odłączają się od siebie. Zależnie od ułożenia komórek bakteryjnych w kolonii wyróżnia się skupienia tych paciorkowców streptococcus (o układzie łańcuszkowym), gronkowców staphyiococcus (o układzie nieregularnym), dwoinek diplococcus (zespoły dwóch komórek), a także czworaczki, sześcianki i inne.

Niektóre bakterie, zwłaszcza występujące w środowisku wodnym, są obdarzone zdolnościami aktywnego ruchu. Poruszają się dzięki wirującym rzęskom występującym w różnej liczbie i rozmaitym ułożeniu.

Komórki bakteryjne są przeważnie powleczone warstwą śluzu. Taka otoczka chroni ciało bakterii przed nie sprzyjającymi warunkami zewnętrznymi, zwłaszcza przed wysychaniem. Pod warstwą śluzu znajduje się właściwa, sztywna ściana komórkowa. Ściana ta otacza protoplast, tzn. cytoplazmę osłoniętą błoną cytoplazmatyczną i zawarte w niej struktury komórkowe. Podstawową cechą odróżniającą komórkę bakteryjną od typowej komórki istot wyżej zorganizowanych jest brak wyraźnie wyodrębnionego jądra komórkowego. Odpowiednikiem jądra jest u bakterii tzw. nukleoid. Nukleoid jest wielokrotnie zwiniętą nicią kwasu nukleinowego, luźno zawieszoną w cytoplazmie. Nukleoidy bakterii spełniają zadania odpowiadające funkcji typowych jąder komórkowych innych organizmów.

Cytoplazma bakterii zawiera też liczne ciałka, tzw. organelle komórkowe, o określonych funkcjach życiowych. Najważniejsze z nich to rybosomy, warunkujące syntezę właściwych danej bakterii białek, oraz mezosomy, odgrywające ważną rolę w procesach oddychania komórki. Bakterie mogą też okresowo gromadzić w komórce grudki substancji zapasowych: glikogenu (związki z grupy węglowodanów), tłuszczów, białek i innych materiałów odżywczych.
Komórki niektórych bakterii zawierają chlorofil, a czasami i inne barwniki. Chlorofil występuje w cytoplazmie w tzw. ciałkach chromatoforowych, bakterie nie mają bowiem chloroplastów.


2. Znaczenie bakterii:

Przyrodnicze:
Procesy życiowe bakterii przyczyniają się do bezustannego krążenia materii w przyrodzie.
Ilość materii, z której jest zbudowana Ziemia, jest niezmienna. Życie raz zapoczątkowane toczy się nieprzerwanie od miliardów lat.. nieustannie powstają nowe organizmy, pojawiają się nowe i giną całe gatunki. Związki organiczne, z których zbudowane są ciała istot żywych wytwarzane są przez rośliny samożywne z prostych składników nieorganicznych, czerpanych ze środowiska. Rośliny zielone dostarczają zatem budulca dla całego świata ożywionego. Po pewnym okresie życia każde stworzenie ginie. Po śmieci organizmu pozostaje w nim uwięziona materia organiczna, wytworzona bezpośrednio (u roślin) lub pośrednio (u zwierząt) kosztem substancji mineralnych. Ziemi nie przybywa nowych atomów węgla, azotu i innych pierwiastków. Dla zapewnienia ciągłości życia jest zatem niezbędne uwalnianie pierwiastków już istniejących, zawartych w obumarłej masie organicznej. Te niezmiernie ważne przemiany dokonują się głównie dzięki bakteriom. Procesy życiowe poszczególnych gatunków bakterii powodują rozkład różnych złożonych substancji organicznych (np. białek i błonnika) na proste związki nieorganiczne, włączając je cyklu obiegu materii. Tylko niewielką bowiem część przetwarzanych związków bakterie zużytkowują na budowę swego ciała i wytwarzanie niezbędnej do życia energii. Procesy krążenia pierwiastków w przyrodzie uzupełnia działalność bakterii nitryfikacyjnych, bakterii wiążących azot atmosferyczny oraz bakterii przeprowadzających różnego rodzaju fermentacje.

Bakterie saprofityczne spełniają również rolę sanitarną w przyrodzie z licznych, często szkodliwych dla innych organizmów metabolitów i innych nieczystości, rozkładając je na nieszkodliwe produkty.

Niektóre bakterie w bezpośredni sposób warunkują życie wielu zwierząt. Pokarm zwierząt roślinożernych, m.in. przeżuwaczy, składa się w przeważającej części z błonnika, którego soki trawienne tych zwierząt nie rozkładają. W przewodzie pokarmowym roślinożerców żyje obfita symbiotyczna flora bakteryjna, a także liczne pierwotniaki. Mikroorganizmy te występują w ogromnych ilościach i mają zdolność rozkładania błonnika, który wykorzystują następnie jako własny pokarm. Dopiero masy nieustannie obumierających bakterii i pierwotniaków, przesuwane do dalszych części przewodu pokarmowego zwierząt roślinożernych, są przez nie trawione i wchłaniane. Tak więc krowa zjadająca trawę przede wszystkim odżywia się mikroorganizmami, które zasiedlają jej przewód pokarmowy.


Gospodarcze:
Działalność bakterii, rozpatrywana pod kontem wpływów na gospodarkę człowieka, może być oceniania jako dodatnia i ujemna. Gospodarcze znaczenia bakterii w wielu dziedzinach, szczególnie w rolnictwie, wynika z ich ogólnego znaczenia przyrodniczego. Wzbogacając glebę w przyswajalne dla roślin składniki odżywcze, bakterie podnoszą jej żyzność. Na gruntach uprawnych rozkładają obornik lub kompost.

Bardzo ważną dla rolnictwa jest także rola glebotwórcza bakterii. Dzięki udziałowi w wytwarzaniu próchnicy bakterie podnoszą walory wprawne gleb, ponieważ próchnica nie tylko zwiększa żyzność gleby, ale również nadaje jej pożądaną strukturę gruzełkowatą. Gleby o strukturze gruzełkowatej są przewiewne i dłużej zatrzymują wodę.

Różne bakterie wytwarzają w procesach przemiany materii rozmaite związki o ogromnym niekiedy znaczeniu dla człowieka. W procesach fermentacji powstaje m. in. alkohol etylowy, kwas mlekowy, kwas octowy i wiele innych użytecznych substancji.

Szczególnie cenne są bakterie wytwarzające substancje hamujące rozwój mikroorganizmów chorobotwórczych. Stosowane są w przemyśle farmaceutycznym przy wyrobie antybiotyków.

Niekorzystne, z punktu widzenia człowieka, działanie bakterii to przede wszystkim wywoływanie przez nie chorób roślin, zwierząt i ludzi. Niektóre bakterie wywołują zaburzenia specjalnie prowadzonych procesów fermentacyjnych i powodują psucie się artykułów spożywczych, często na wielką skalę.