Микробы – это самые маленькие живые, в основном одноклеточные организмы, которые можно разглядеть только через очень точный микроскоп. Их размер настолько мал, что измеряется в микрометрах (1 мкм = 1/1000 мм) или даже нанометрах (1 нм = 1/1000 мкм).
Что изучает микробиология
Микробиологией называют науку, которая исследует сферу жизни микроорганизмов: строение, функционирование, условия жизнедеятельности, развитие и размножение.
Первым человеком, которому удалось рассмотреть и описать микробы, был голландец А. Левенгук. На закате 17-го века он смастерил линзы, увеличивающие изображение более чем в 200 раз. Его потрясло то, что он через них увидел, что микробы – это целый мир со своими особенностями существования. Так была положена основа новой науке – микробиологии. Левенгук проиллюстрировал и описал обнаруженные микробы. Фото и картинки с их изображением тех времен – заснятые увеличения через микроскоп.
Виды микробов
Бесчисленное многообразие видов микроорганизмов впечатляет. Микробы – это короткое название сотен их самых разных типов. Они отличаются между собой внешним видом, строением, условиями жизни, способностью к размножению. Различают неклеточные, многоклеточные и одноклеточные микробы. Фото с их визуализацией помогают с легкостью относить каждую особь к тому или иному виду. Классификация микробов:
- бактерии;
- вирусы;
- фаги;
- грибы;
- микроводоросли;
- простейшие;
- дрожжи.
Бактерии
Целый раздел микробиологии - бактериология - открывает нам огромный мир бактерий – прокариотных организмов. От эукариот (многоклеточные, простейшие, водоросли, грибы) они отличаются отсутствием хлорофилла, оформленного ядра с генетическим материалом и органоидами. Размер бактерии непостоянен, может меняться в зависимости от внешней среды (от 0,1 до 28 мкм). Наиболее популярная классификация бактерий – по морфологическому строению.
Кокки
Кокками называют шарообразные микробы, которые могут принимать сферическую, бобовидную, эллипсовидную или ланцетовидную форму.
- Микрококки могут располагаться по одному, парами или беспорядочно. Они называются сапрофитами, живут в воде и воздухе.
- Диплококки размножаются делением в одной плоскости по две штуки. К ним относятся менингококки (носители менингита) и гонококки.
- Стрептококки аналогично делятся в одной плоскости, но целыми цепочками. Известны патогенные для человеческого организма виды, которые передают ангину и различные рожистые воспаления.
- Тетракокки располагаются по две штуки на двух плоскостях, взаимно перпендикулярных. Патогенные особи очень редки.
- Сардины представляют собой характерные тюки клеток по 8, 16 и более на трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Практически все их представители обитают исключительно в воздухе.
- Стафилококки могут делиться одновременно в нескольких плоскостях, расположенных беспорядочно относительно друг друга, по внешнему виду напоминают виноградные грозди.
Палочковидные
Цилиндрические микроорганизмы встречаются гораздо чаще других видов. Их разделяют на бактерии, не имеющие способности образовывать споры (дифтерийная, дизентерийная, туберкулезная, партифозная, кишечная палочка), и бациллы, способные к созданию спор (сибиреязвенная, сенная, столбнячная, анаэробная). Классификация по способу деления:
- Диплобактерии, диплобациллы отличаются расположением только в одной плоскости по две клетки (пневмония).
- Стрептобактерии, стрептобациллы в процессе деления занимают одну плоскость, на которой выстраивают целую цепочку (сибирская язва).
- Основная часть цилиндрических микробов располагаются бессистемно по одной особи.
Извитые
Извитые микробы могут принимать форму запятой, это вибрионы (например, холера). Спириллы имеют несколько завитков, спирохеты – это тонкие извитые палочки (сифилис).
Важно отметить, что все микробы и бактерии полиморфны, они имеют уникальную способность менять свою форму под воздействием самых разных факторов: внешняя среда, температура, кислотность и пр. Именно эта способность лежит в основе многих лабораторных исследований микробов, направленных на разработку медицинских препаратов, которые помогут в дальнейшем бороться с патогенными для человека бактериями.
Вирусы
Вирусы – это обширное сообщество микробов, отличающееся от других отсутствием как такового клеточного строения. Из размеры несопоставимо меньше размеров бактерий: от 5 до 150 нм. Чтобы разглядеть их, придется настроить электронный микроскоп на самый высокий уровень точности. Большинство представителей вирусных микроорганизмов состоят только из белка и нуклеиновой кислоты (РНК, ДНК).
Некоторые микробы и вирусы могут быть возбудителями многих тяжелых человеческих заболеваний (грипп, гепатит, корь). Кроме того, существуют виды, патогенные и для животных (чума, ящур).
Микофаги – вирусы грибов. Бактериофаги – вирусы бактерий, они обитают практически повсюду, где есть хоть какая-то жизнь. Некоторые фаги обладают очень полезной способностью – разрушать микробную клетку, поэтому часто используются при производстве лекарств для профилактики и лечения инфекций различного типа.
Рикетсии – особый вид микробов, которые можно отнести как к бактериям, так и к вирусам. Это обездвиженные палочковидные внутриклеточные паразиты, неспособные образовывать споры или капсулы.
Грибы
Это особенные микроорганизмы растительного происхождения, лишенные хлорофилла и способности синтезировать органические вещества. Более того, для их жизни требуются уже готовые органические вещества, поэтому практически все они растут на основе из субстратов разного происхождения. Имеются некоторые патогенные для человека, животных и растений виды грибов.
Грибы отличаются от бактерий тем, что их клетки более похожи на растительные, имеют ядра и вакуоли. Они представлены в виде гифов - длинных нитей, которые могут ветвиться и переплетаться между собой.
Размножаться грибы могут несколькими способами: вегетативным делением, бесполым и половым – образованием спор. Споры грибов характеризуются высокой стойкостью, они могут продолжительное время жить в разной внешней среде и перемещаться при этом на огромные расстояния до тех пор, пока не попадут в питательную среду, где они достаточно быстро трансформируются в гифы.
Плесневые грибы встречаются нам очень часто, их можно легко разглядеть невооруженным взглядом на подпорченных пищевых продуктах. Они выглядят как творожистый налет неоднородного цвета. Существуют некоторые виды грибов, которые не просто портят продукты, они вырабатывают токсичный для людей и животных митоксин, например аспергиллус или фузариум.
Однако грибы не всегда вредны, их многочисленные полезные свойства успешно используются производителями медицинских препаратов. Самый эффективный и популярный антибиотик пенициллин изготавливают на основе грибов из вида пенициллов.
Актиномицеты – исключительный вид микроорганизмов, который имеет строение и свойства бактерий и способ размножения, аналогичный грибам.
Дрожжи
Это обездвиженные одноклеточные микробы размером от 10 до 15 мкм, которые могут иметь круглую, овальную, в редких случаях цилиндрическую и серповидную форму. Дрожжи аналогичны грибам по своему строению, содержат вакуоль и ядро. Возможные способы размножения - деление, почкование или с помощью спор. Они быстро развиваются в почве, на продуктах питания, растениях. Дрожжи на поверхности продуктов питания приводят к их брожению и закисанию. Спиртовое брожение трансформирует сахар в спирт, этот процесс заложен в основу алкогольной промышленности и домашнего виноделия.
Существуют патогенные для человеческого организма типы. Например, довольно распространенный род дрожжей кандида способствует распространению неприятного заболевания - кандидоза.
Полезные микробы в организме человека
Человеческое тело населено триллионами различных бактерий, которые могут быть как вредными, так и полезными. Существуют и бактерии, которые жизненно необходимы для нормального функционирования нашего организма. Суммарный вес бактерий во взрослом человеке может достигать 4 кг, причем ¾ из них проживают в нашем кишечнике. Остальные прекрасно себя чувствуют в мочеполовой системе, на поверхности кожи и слизистых. Интересно, что тело ребенка заселяется микроорганизмами уже в процессе его рождения, а к 10 годам кишечная микрофлора уже полностью сформирована. Некоторые микробы для детей крайне опасны, поэтому первый год жизни гигиена тела ребенка должна быть очень тщательной.
Какие микробы живут в кишечнике:
- лактобактерии;
- бифидобактерии;
- стрептококки;
- энтеробактерии;
- грибы;
- простейшие;
- вирусы.
Польза бактерий для человека
- При помощи энтеробактерий организмом осваиваются витамины группы В, С, К, никотиновая и фолиевая кислота.
- Помогают переварить нерасщепленную пищу.
- Поддерживают ионный и водно-солевой обмен.
- Сдерживают рост патогенных микроорганизмов.
- Способствуют поддержанию иммунитета.
- Развивают лимфоидный аппарат.
- Снижают чувствительность стенок кишечника к канцерогенным продуктам.
- Повышают вирусоустойчивость.
- Активно участвуют в тепловом балансе.
Бифидо- и лактобактерии занимают более половины кишечной микрофлоры, они играют важную роль в жизни здорового человека:
- Молочная кислота и ацетат, вырабатываемые с участием этих микроорганизмов, способны создавать такую среду в кишечнике, в которой не могут жить болезнетворные микробы.
- Бифидобактерии – натуральное антигистаминное средство, подавляет аллергические реакции в организме.
- Они оказывают антиоксидантный эффект и борются с ростом опухолевых клеток.
- Бифидобактерии активно участвуют в выработке витаминов группы В.
- Бифидо- и лактобактерии способствуют увеличению процента усвоения человеком железа, кальция и витамина Д.
Значение микробов для природы
Бактерии, содержащие аммонифицирующие ферменты, инициативно способствуют процессу гниения останков людей, животных, растений и пищевых отходов. В ходе разложения белка в атмосферу выделяются очень важные газы: аммиак и азот, которые жизненно важны для человека, животных, растений.
Уробактерии способны разложить мочевину, производимую ежедневно каждым человеком и животным. А это, между прочим, не менее 55 млн тонн каждый год.
Микробы, способные к нитрофикации, окисляют аммиак. Денитрифицирующие микроорганизмы способствуют выделению из почвы молекулярного кислорода.
Углерод – одно из важнейших клеточных веществ мира растений и животных. Клетчатка, которую употребляют в пищу многие животные, содержит много углерода. В их желудках он при помощи целлюлозных бактерий ферментируется и выходит с навозом обратно в природу. Таким образом, земля получает гумус, становится гораздо более плодородной, а атмосфера насыщается углекислотами.
Таким образом, бактерии и микробы - это очень важная составляющая всего живого мира. Множество полезных бактерий постоянно сопровождают человека на протяжении всей жизни и защищают наш организм от нежелательных внешних воздействий. Очень важно не нарушить тонкий и хрупкий баланс между благотворными и патогенными микроорганизмами.
