У чому секрет різноманіття бактерій

Зміст

  • Загальне значення різноманіття
  • Зародження різноманіття
  • Водяна стихія
  • Грунт
  • Людина та її мікроби

Багатоликість форм і проявів життя – результат сотень мільйонів років еволюції і здатності організмів мутувати, пристосовуючись до різних умов зовнішнього середовища, в яких доводиться виживати і залишати життєздатне потомство. Різноманітність природних екологічних ніш, в яких живуть прокаріоти, обумовлює і те різноманіття бактерій, яке сьогодні навіть далеко не повною мірою виявлено та описано, а тільки починає вивчатися мікробіологами.

Різноманітність мікробів

Загальне значення різноманіття
Різноманітність мікробного життя перевершує будь-яку іншу, відому земній природі.

Незважаючи на те що існуюче різноманіття представників живої природи не є результатом якоїсь цілеспрямованої біологічної програми, а просто наслідок розвитку органічної матерії в постійно мінливих умовах, значення такого різноманіття є визначальним фактором для існування біосфери Землі в тому вигляді, в якому її звик спостерігати людина .

Не будь такої різноманітності, наша планета мала б зовсім інший вигляд і будову атмосфери, гідросфери і верхніх шарів літосфери.

Різноманіття таких організмів, як бактерії, гриби, археї і будь-які інші найпростіші, не сильно пов’язано з їх морфологічним будовою. Будова однієї клітини складно зробити вже дуже варіативним. Будову у вигляді різних варіацій крапельки води – це, мабуть, і все різноманіття в будові мікроорганізмів.

Що ж обумовлює таке різноманіття прокариотов в природі, якщо не їх морфологічна будова як основна ознака різноманітності у світі багатоклітинних тварин і рослин.

Чому феноменальні здібності бактерій до пристосування так важливі для життя взагалі і для людини зокрема?

стародавні бактерііОтвети на ці та багато інших важливих питань біологія ще тільки починає отримувати.

Зародження різноманіття
Якщо згадати з біології історію походження прокариотов, їх перші представники з’явилися у водах отруйного для нинішнього життя земного океану:

Першим бактеріям для життя були потрібні багаті залізом кислі води і вуглекислий газ.
З часом умови на планеті змінювалися, і в якийсь момент (близько 3 млрд років тому) з’явилася хороша можливість для масштабного розвитку ціанобактерій. У біології з їх появою пов’язують насичення атмосфери киснем органічного походження (киснева катастрофа на Землі сталася близько 2 млрд років тому). Бактерії, здатні отримувати енергію через фотосинтез, не тільки стали прообразом сучасних рослин, а й продовжили розвиток самої цієї групи. Сьогодні їх представники населяють всі земні водойми і є поширеними симбионтами рослин.
Поява багатоклітинних організмів також не пройшло непоміченим для прокариотов, адже кишечник і зовнішні покриви тварин є хорошим джерелом доступною органічної їжі для бактерій. Прокаріоти вступили в симбіоз з тваринами, і розвинулася окрема група бактерій, яка з часом стала мати велике значення в їх (тварин) життя (захисна роль, допомога при перетравленні і т.д.).
Паралельно з розвитком царства тварин і рослин формувалися грунту, які також відділилися бактеріями, і в цьому плані їх значення важко переоцінити, оскільки весь родючий шар є переробленими прокариотами залишками рослин, тварин та іншої органіки, упереміш з подрібненими гірськими породами різного походження.
поява бактерійЕто щодо схематичне поділ бактерій на основні групи, які забезпечують в рамках своєї ніші виконання неймовірної кількості різноманітних функцій і завдань. Саме тому роль бактерій та їх значення для кожної екологічної системи є вирішальними.

Причинами різноманіття є різний метаболізм (одержання енергії для життєдіяльності), а він, у свою чергу, позначається на будові прокариотов і їх обміні речовин.

Водяна стихія
В рамках біології давно доведено, що особливості метаболізму того чи іншого організму залежать від того середовища, в якій він мешкає. У природі Землі немає більш обширних за територією та більш різноманітних за своїм хімічним складом середовищ, ніж водні об’єкти (моря, океани, річки, озера і т.д.).

Водні мікроорганізми можуть бути умовно розділені на три основні групи:

прокаріоти, які мешкають в багатьох органічними залишками прибережних водах (літораль і сублітораль);
мікроорганізми пелагиали (води глибиною до 3 км);
одноклітинні екстремали – жителі абіссалі (глибоководних ділянок, понад 3 км).
забруднена водаЛюбая органічна життя в таких різних умовах мала б різні форми. Значення має все: температура води, тиск, хімічний склад і т.д. Взяти хоча б риб і рослини, наскільки глибоководні рослини і тварини відрізняються від тих, які ростуть в багатьох киснем прибережних зонах.

Коли ж мова йде про одноклітинних прокаріотів, то їм доводиться повністю підпорядковувати свою будову тим умовам природи, в яких доводиться жити:

на великій глибині, де немає кисню, можуть виживати тільки мікроорганізми хемотрофи, які живляться неорганічними сполуками і, переробляючи їх, отримують необхідну для життя енергію;
також глибоководні мікроорганізми обходяться без кисню, а дихають за рахунок реакцій окислення інших хімічних речовин;
на мілководді бактерії більш рухливі, оскільки живуть у сприятливих для закріплення рухливості на генетичному рівні умовах.
Крім основних груп, що є невід’ємною частиною екології кожної водойми, їх численними сусідами є різні випадкові мікроби, які волею якихось природних сил потрапили у водні товщі і там прижилися на деякий час. Серед такої алохтонне середовища багато патогенів для людини.

Грунт
Другий за величиною резервуар для проживання бактерій – родючий шар грунту. Тут мікроорганізми переробляють всю отмершую органіку в гумус, який, у свою чергу, забезпечує можливість існування рослин, тварин і людини.

бактерії в почвеГруппи грунтових бактерій:

розкладають органіку на неорганічні або найпростіші органічні молекули, які є основним поживним субстратом для рослин;
синтезують необхідні для рослин і тварин елементи з простіших сполук, які присутні в грунтах;
допомагають рослинам боротися з паразитами мікробного або грибкового походження.
Бактерії є формуючим елементом грунтів всіх видів. Але від того, як історично утворювалися ті чи інші грунту, які зовнішні умови впливають на них, залежить і видове різноманіття прокариотов в конкретних місцевостях.
Людина та її мікроби
Людина не може обійтися без мікроорганізмів-симбіонтів. Навколишнє середовище буквально населена бактеріями, вірусами та іншими можливими збудниками різних захворювань людини.

Мікроби в нашому організмі: користь чи вредДа, більшість мікроорганізмів безпечні для людей. Однак передбачлива природа не могла не подбати про створення захисного механізму для кожного зі своїх творінь (в даному випадку мова йде про людину як про біологічний вид, а не про якусь конкретної особистості).

Бактерії – захисний механізм для людини. Прокаріоти захищають людину від інших мікробів, від собі ж подібних. Вони створюють на шкірі людини таке середовище (антагоністичну), яка перешкоджає розмноженню на ній патогенів (збудників захворювань). Ту ж роль бактерії грають у кишечнику людини і в інших органах, які можуть піддатися інфекційним атакам.

Посилання на основну публікацію