חיידקים הם אורגניזמים. הופעת חיידקים בגוף

בַּקטֶרִיָה(אקטינומיציטים, חיידקים, ריקטסיה וכלמידיה, מיקופלזמות ואולי גם וירוסים) הם הטרוטרופים או אוטוטרופים. פוטוסינתזה אינה משחררת חמצן.

חיידקים הם יצורים חד-תאיים קטנים מאוד. חיידקים נצפו לראשונה באמצעות מיקרוסקופ על ידי אנתוני ואן לוונהוק במאה ה-17.

תא חיידקיםבעל מעטפת (דופן תא) כמו תא צמחי. אבל בחיידקים זה אלסטי, ללא תאית. מתחת למעטפת נמצאת קרום תא המספק כניסה סלקטיבית של חומרים לתא. זה בולט לתוך הציטופלזמה, מגדיל את פני השטח של תצורות ממברנות, שעליהן מתרחשות תגובות מטבוליות רבות. ההבדל המהותי בין תא חיידקי לתאים של אורגניזמים אחרים הוא הֶעְדֵרליבה מעוצבת. מבין שאר האברונים בתאי חיידקים, קיימים רק ריבוזומים, שעליהם מתקיימת סינתזת חלבון. כל שאר האברונים נעדרים בפרוקריוטים.

הצורהחיידקים מגוונים מאוד, הם יכולים להיות כדוריים - קוקי,בצורת מוט - בזילי,מעוקל - ויבריוס,מעוות - ספירילה ו ספירושטים (איור).

תְנוּעָה. לחלק מהחיידקים יש flagellaאיתם הם זזים. חיידקים מתרבים על ידי חלוקת התא לשניים. בתנאים נוחים, תא החיידק מתחלק כל 20 דקות.

נִבִיגָה. אם התנאים לא נוחים, רבייה נוספת של מושבת החיידקים נעצרת או מואטת. חיידקים אינם סובלים טמפרטורות נמוכות וגבוהות: כאשר הם מחוממים ל-80 0 C, רבים מתים, וחלקם, בתנאים שליליים, נוצרים מחלוקות -שלבי מנוחה, מכוסה במעטפת צפופה. במצב זה, הם נשארים קיימא במשך זמן רב למדי, לפעמים במשך כמה שנים. נבגים של כמה חיידקים עומדים בפני הקפאה וטמפרטורות של עד 129 0 C. Sporulation אופיינית לבצילים, למשל, פתוגנים אנתרקס, שחפת.

בַּקטֶרִיָה לחיותבכל מקום - באדמה, מים, אוויר, באורגניזמים צמחיים.

שיטת תזונה.חיידקים רבים בדרך של תזונה הם הטרוטרופיאורגניזמים, כלומר, הם משתמשים בחומרים אורגניים מוכנים. כמה מהם, להיות ספרופיטים,הורס שרידי צמחים ובעלי חיים מתים, משתתף בפירוק זבל, מקדם מינרליזציה של הקרקע.

תהליכים חיידקיים אלכוהול, חומצת חלב תְסִיסָהבשימוש על ידי בני אדם (קפיר). ישנם מינים שיכולים לחיות בגוף האדם מבלי לגרום נזק. כך, למשל, בחיי המעי האנושי coli.

סוגים מסוימים של חיידקים, המתיישבים על מזון, גורמים לקלקול. חיידקים הם ספרופיטים ריקבון ותסיסה.

בנוסף להטרוטרופים, יש אוטוטרופי בַּקטֶרִיָה, מסוגל לחמצן חומרים אנאורגניים, ולהשתמש באנרגיה המשתחררת לסינתזה של חומרים אורגניים. לדוגמה, אזוטובקטריה באדמהלהעשיר אותו בחנקן, להגביר את הפוריות (חיידקי גושים), הם ממוקמים על השורשים של צמחי קטניות - תלתן, תורמוס, אפונה. האוטוטרופים הם חיידקי גופריתו חיידקי ברזל(גרים במעמקי האוקיינוס).

פרוקריוטים כוללים קבוצה נוספת של מיקרואורגניזמים - ציאנובקטריה. (אצה כחולה-ירוקה)הם אוטוטרופים מערכת פוטוסינתזהוהפיגמנט כלורופיל. לכן, הם בצבע ירוק או כחול-ירוק. ציאנובקטריות יכולות להיות בודדות, קולוניאליות, חוטיות (רב-תאיות). הן דומות במראהן לאצות. ציאנובקטריה נפוצה במים, באדמה, במעיינות חמים, והם חלק מחזזיות.

שימוש בנושא "מיקרואורגניזמים" בחינוך הסביבתי של ילדים בגיל הגן.

באיזה חלק בתכנית "הטבע הוא הבית שלנו" ניתן מושג המיקרואורגניזמים, כולל חיידקים? אֵיך?

בבלוקים "אדמה - אדמה חיה" ו"יער". הוא מראה "ייצור לא פסולת" בטבע, תפקידם של חיידקים כמשמידי שאריות צמחים (האגדה "איך הדוב איבד את הגדם")

פטריות

תת הממלכה פטריות תחתונות.השלב הווגטטיבי מורכב מפלסמודיום, מסה פרוטופלסמית עירומה רב-גרעינית נטולת דפנות תאים (פטריות ריר, למשל, ריר)

Subkingdom Higher Mushrooms. אין פלסמודיום, השלב הווגטטיבי מורכב מחוטים (היפות) או תאים עם דופן תא בולטת. (פטריות אמיתיות).

פטריות- זוהי קבוצה של אורגניזמים חיים שיש לה סימני דמיון עם צמחים ובעלי חיים. פטריות מבודדות כיום בממלכה נפרדת של יצורים חיים. למה?

בדומה לצמחים, לפטריות יש:

דופן תא קשיח

צמיחה בלתי מוגבלת,

הם חסרי תנועה

להתרבות על ידי נבגים

הם ניזונים על ידי ספיגת חומרים מזינים מומסים במים.

אבל הם לא ירוקים, אין פרחים או זרעים.

כמו חיות, פטריות:

לא מסוגל לסנתז חומרים אורגניים מאי-אורגניים,

אין להם פלסטידים ופיגמנטים פוטוסינתטיים,

לצבור גליקוגן כחומר תזונתי רזרבה, לא כעמילן,

דופן התא מכילה כיטין (כמו בחרקים), ולא מתאית,

יכול לסנתז חומצת שתן.

אבל הם לא זזים ולא בולעים אוכל.

לרוב, פטריות נחשבות באופן מסורתי במהלך הבוטניקה, אך בכל ספרי הלימוד החדשים פטריות אינן מסווגות כצמחים.

מספר מינים. בממלכת הפטריות ידועים 100 אלף מינים (לפי חלקם, המספר האמיתי של מיני פטריות הוא לפחות 1.5 מיליון). בארצנו - כ-60 אלף מינים.

מָקוֹר. לאחרונה, ההנחה הסבירה ביותר היא שמקורם של פטריות מאורגניזמים חד-תאיים פרימיטיביים חסרי צבע, אחד ממקומות המגורים הראשונים של גופי המים של הפלנטה שלנו, וביניהם עדיין אי אפשר היה להבחין בין בעלי חיים וצמחים טיפוסיים. הופיע לפני כמיליארד שנים. פטריות שגשגו בתקופת הפחמן - לפני כ-265 שנים. סביר להניח שפטריות כובע התעוררו במקביל לצמחים גבוהים יותר ועברו איתם אבולוציה משותפת.

מבנה הפטרייה. שקול את מבנה הפטרייה. גוף הפטרייה תלוס- מורכב מחוטים דקים - גיפים . אוסף ההיפאות נקרא תַפטִיר אוֹ תַפטִיר (אורז.) .

רק במאה ה-19 נקבע כי הפטרייה מורכבת, כביכול, משני חלקים. הראשון הוא תַפטִיר,שחודר לאדמה, עץ נרקב, אפילו לגזעי עצים חיים. לעתים קרובות הוא מיקרוסקופי, ורק כאשר יש הרבה ממנו, אנו מבחינים אותו בצורה של ציפוי לבנבן או בצורה של גדילים, או מיתרים, המורכבים מהחוטים הקטנים ביותר השזורים זה בזה. ריח התפטיר הרבה יותר חזק מהריח של הפטריות עצמן.

התפטיר מתפתח על המצע (זהו הבסיס - למשל אדמה, גזע עץ וכו'), בעוד ההיפיות חודרות למצע וגדלות, מסתעפות פעמים רבות. פטריות מתרבות באופן וגטטיבי - על ידי חלקים מהתפטיר והנבגים.

החלק השני של הפטרייה - מה שאנו מכנים בדרך כלל הפטרייה - הוא שלה גוף הפרי.הוא מחובר עם התפטיר על ידי בסיס הרגל. עם התפתחות גופי פרי, היפאות פטרייתיות שלובות זה בזה ויוצרות רקמה מזויפת. חוקרים תמיד נדהמו מההופעה הפתאומית של פטריות כובע. הפטרייה גדלה 1-2 ס"מ ליום, חיי גוף הפרי של פטריית הכובע הם כ-10 ימים בלבד.

גופי פרי מורכבים מגזע וכובע. בחלק מהפטריות, השכבה התחתונה של הכובע נוצרת על ידי צלחות מסודרות רדיאלית - זה פטריות אגריק.אלה כוללים רוסולה, שנטרל, שמפיניון, גרב חיוור, ציפורן זבוב וכו'. לפטריות אחרות יש צינורות רבים בצד התחתון של הכובע - זה פטריות צינוריות.אלה כוללים פטרייה לבנה, בולטוס, בולטוס וכו' בצינורות ובצלחות מבשילים נבגים של הפטרייה.

ממדים. רוב הפטריות הן בגודל מיקרוסקופי. יחד עם זאת, היצור החי הגדול ביותר על פני כדור הארץ נחשב לפטרייה מהסוג Armillaria (פטריה), המצוי בצפון החתיכה. מישיגן, מסת התפטיר שלו היא כ-100 טון, השטח הוא 15 דונם, הגיל הוא 1500 שנים. ההיפיות שלו מקיימות אינטראקציה עם מערכות השורשים של היער כולו.

סיווג ונציגים. פטריות מחולקות לשתי ממלכות משנה: פטריות נמוכות וגבוהות יותר

תת ממלכת הנמוכים: הגוף הוא תא אחד רב-גרעיני או לא-גרעיני. רבייה מינית נדירה.

נציגי הפטריות התחתונות הם מְעוּפָּשׁ פטרייה mỳkor (לעתים קרובות על לחם) ו הדבקה מאוחרתעל סולאנסי. עובשים מתפתחים באדמה, על מזון רטוב, פירות וירקות. חלק אחד של ההיפיות של הפטרייה חודר לתוך המצע, בעוד החלק השני עולה מעל פני השטח. נבגים מתבגרים בקצות ההיפאות האנכיות.

תת-ממלכה גבוהה יותר: בעלי היפאות רב-תאיות.

כיתה Basidiomycetes,אלה כוללים פטריות כובעים (צינוריות ופלטינה ו טמבל באוזן הדגנים. הם מאופיינים בתפטיר רב תאי, המתפתח באדמה, ועל פני השטח נוצרים גופי פרי.

פטריות כובע גדלות בצורה הטובה ביותר במקום בו יש מדיום תזונתי מספיק, לחות וטמפרטורת אוויר אופטימלית (כלומר, ביערות קרירים ולחים במידה, הסביבה הנוחה ביותר היא ביערות מעורבים), ולכמה מינים גם מידת ההארה.

דורסני פטריות: יש מכשירים ללכידת חיות קטנות. כך למשל, פטריית הצדפה מפרישה חומר המשתק את הנמטודות, ולאחר מכן חודרות היפות לגופן.

שִׁעתוּק.וגטטיבי, מיני וא-מיני.

וגטטיבי - אזורים של תפטיר.

לֹא מִינִי - תא אחד - ניצנים (שמרים), נבגים (פניציליום).

מִינִי . בפרימיטיבים, היתוך של זווספורים תנועתיים, בגבונים יותר, חוטי התפטיר.

גוף הפרי נושא נבגים מיקרוסקופיים. פטריות יוצרות פשוט כמות פנטסטית של נבגים - מיליונים, מיליארדים וטריליונים (למשל, מעיל גשם ענק). ברוב הפטריות, נבגים ממוקמים בחלק התחתון של המכסה, על פני הצינוריות או הצלחות, ומגיעים בצבעים ובצורות שונות.

ערך בטבע

1. לפטריות, לצד חיידקים, תפקיד חשוב במחזור החומרים בטבע. בעזרת אנזימים הם מפרקים באופן פעיל שאריות של בעלי חיים וצמחים, חומרים אורגניים הנכנסים לאדמה, מינרליים אותם ומשתתפים ביצירת שכבת אדמה פורייה - חומוס.

קבוצות אקולוגיות מיוחדות: קרטינופילים, קופרופילים, קסילוטרופים, קרבופילים, הרבופילים, טורפים, מיקופילים, פיטופתוגנים.

2. רוב הפטריות גדלות ביער, בשיתוף פעולה הדוק ושורשים של צמחים ירוקים, בעיקר עצים. התפטיר קולע את שורשיהם ואף חודר לעתים קרובות פנימה. פטריה ועץ מחליפים חומרי הזנה, וזה מועיל לשניהם (תופעת שיתוף הפעולה המועיל הדדית - סימביוזה). וגופי פרי מופיעים מתחת לעץ - הפטריות עצמן: בולטוס, בולטוס. פטריות קשורות קשר הדוק למיני העצים שלהן. חלקם (פטריות לבנות, רוסולה) גדלות עם גזעים רבים. פטרייה לבנה יוצרת מיקוריזה עם עצים של כ-50 מינים. ללא השתתפות של עצים, שמפיניון, פטריות אחו, מטריות גדלים, אבל יש פחות מהם.

גם לצמחים עשבוניים יש תופעת מיקוריזה (בעיקר בסחלבים), אך יש להם סימביוזה עם פטריות מיקרוסקופיות שאינן יוצרות גופי פרי גדולים.

הפטרייה נותנת לצמח חומרים חנקניים, ויטמינים, והצמח נותן פחמימות לפטרייה. לעיתים הפטרייה מספקת מים ומינרלים ו"פועלת" כשערות שורש.

היבטים רבים של פעילות הפטריות עדיין אינם ידועים לנו.

בשביל אדם. פטריות, כמו גם צמחים ובעלי חיים, הם בני לוויה קבועים של האדם, משתתפים מחייבים בחייו ובפעילותו. בנוסף לשימוש כמזון, תרופות מתקבלות מפטריות - אנטיביוטיקה (פניצילין), ויטמינים, חומרי גידול צמחים (גיברלין), אנזימים.

הם עוזרים באפייה וייצור יין. שמרים גורמים לתסיסה אלכוהולית: הם מפרקים סוכר לאלכוהול אתילי ופחמן דו חמצני.

פטריות מילאו תפקיד גדול בחיים הרוחניים של אנשים (תכונות הזיה). Amanita muscaria נחשבת ל"פטריה אלוהית" במדינות דרום אמריקה, בהודו, בקרב עמי הצפון הרחוק. לתמיסה מימית של פטרייה אחרת - ציפורן זבוב פנתר (כובע חום) יש תכונות קוטל חרקים. ציפורן זבוב מוזגת במים חמים וסוכר יוצקים לצלוחית. זבובים מגיעים ואז מתים.

פטריית קיסר לחלותמהסוג של ציפורן זבוב - הראשון מבין האכילים.

מוצר מזון: הוא נאכל מזמן. 20-30% חלבון טהור. העיכול של חלבון פטריות נמוך פי 8 מזו של חלבון חלב. יש יותר חלבון בכובעים. שומן, מינימום in-va, יסודות קורט (ברזל, סידן, זרחן, יוד, אשלגן).

בארצנו ידועים כ-300 מינים של פטריות מאכל, בנתיב האמצעי - כ-200 מינים. רוב פטריות המאכל ידועות מעט (לדוגמה, פטריית המטריה). המאכלים הטובים ביותר הם לבן, בולטוס, בולטוס, בולטוס, פטריות חלב, פטריות, פטריות סתיו.

אוסף . פיתול, אם זה לא אפשרי (הרגל שברירית), ואז לחתוך.

פטריות רעילותמעטים יחסית. קשה להבחין בין כמה רעילים למאכלים. יש הסבורים שפטריות רעילות אינן תולעות, אך חומרים רעילים לבני אדם עלולים להיות בלתי מזיקים לחרקים.

ישנם כ-80 מינים של פטריות, שהשימוש בהן עלול לגרום לתופעות לא נעימות, מתוכן כ-20 מינים רעילים. פטריות כאלה מחולקות ל

לֹא אָכִיל(פטרת מרה, פלפל, סוגים מסוימים של רוסולה),

אכיל על תנאי(מורלים, קווים, volnushka, חזה שחור, חזירים; הם צריכים להיות מבושל במשך 15-20 דקות);

רעיל(20-25 מינים, חורבנית חיוורת וציפורן זבוב מסריח, הם רעילים קטלניים, שנטרל מזויף, פטריות שטניות, חתירה, כמה שמפיניון). אפילו פטריה אחת עלולה לגרום למוות. חופרת לבנה חיוורת, ציפורן זבוב "מתחפשת" לשמפיניון, חוחית ירוקה, רוסולה.

עזרה במקרה של הרעלה: אתה צריך לשכב, לשתות נוזל קר, לשים כריות חימום על הרגליים והבטן, לספק סיוע רפואי דחוף. לעתים קרובות הסימפטומים של הרעלה מתרחשים לאחר יום או שבועיים או שבועיים, כאשר לא ניתן עוד לספק עזרה.

כמה פטריות - חיפושית זבל לבן, חיפושית זבל אפורה וכו 'בשום מקרה אסור לצרוך עם משקאות אלכוהוליים, כי. הרעלים שלהם אינם מתמוססים במים, אלא באלכוהול; מגודלים ותולעים, פטריות מטוגנות משומרות, פטריות ליד כבישים מהירים, שדות וגינות, מפעלים תעשייתיים - אין לצרוך פליטות וחומרי הדברה).

סגולות רפואיות.פניצילין וחומצת לימון מתקבלים מפטריות, חומרים המתקבלים מפטריות משמשים לטיפול במחלות נפש, סרטן, כיבי קיבה ושחפת.

מצ'אגה- תרופה befungin. גידול שחור על גזעי ליבנה. חליטה שלו משמשת במקום תה. הוא משמש כאנטי גידול ולטיפול בגסטריטיס.

וסלקהרגיל - למשחה לטיפול בפוליארתריטיס.

לבן– לטיפול הלך. – קיש. מחלות, יש אנטיביוטיקה, מניעת סרטן. חזק במיוחד - בצורת אשוחית.

צלחת חמאת לגשמקל על כאבי ראש.

ג'ינג'ר- מעכב את הצמיחה של חיידק השחפת.

פטריות שיטאקי(יפן, גדל באופן מלאכותי) - מניעת לחץ דם גבוה, טרשת עורקים, אנטי גידול, ואנטי ויראלי.

פטריית צדפה- בעל תכונות אנטי-גידוליות ואנטי-ויראליות.

פטריות בעיר.שמפיניון מדרכות פורץ בטון ואספלט (במוסקבה במרכז העיר), שמפיניון מצוי, חיפושית זבל לבנה (אכילה, אך חיה רק ​​כמה שעות, לא ניתן לאחסן אותה אפילו במקרר), פטריית קליפה צהובה-גופרית (למעלה עד חצי מטר ומשקל 6-8 ק"ג, שנתי). אתה לא יכול לקטוף פטריות בעיר, ביער - רק לא יותר מ-500 מ' מהכביש.

"טיח פטריות" - מעיל גשם. יש מעיל גשם מזויף (לא אכיל) - בשרו לא לבן, כהה.

פטריות בעלות צורה מעניינת. לפטריות רבות יש צורה מוזרה: אוזן יהודה, אוזני ארנבת קרניים, אוזני חמור (כל האוזניים אכילות), פטריות כוכבים, פטריית איל, פטריית קליפה אמיתית, או "פטריית פרסה", "פטריות פרחים".

רבייה.שמפיניון- ילד של חושך, הוא גדל בחדרים חשוכים. פטריית צדפההחל לגדול בתרבות ב-20-30 השנים האחרונות, הוא גדל על מצע עוגת עץ או חמניות. באופן כללי, מגדלים כ-10 מינים של פטריות שונות. פטריות שגדלו באופן מלאכותי הן מוצר ידידותי לסביבה.

חיידקים הם מיקרואורגניזמים המורכבים מתא אחד בלבד. תכונה אופיינית של חיידקים היא היעדר גרעין מוגדר בבירור. לכן הם נקראים "פרוקריוטים", שפירושו - ללא גרעין.

כעשרת אלפים מינים של חיידקים מוכרים כיום למדע, אך ישנה הנחה שיש יותר ממיליון מינים של חיידקים על פני כדור הארץ. מאמינים כי חיידקים הם האורגניזמים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ. הם חיים כמעט בכל מקום - במים, באדמה, באטמוספרה ובתוך אורגניזמים אחרים.

מראה חיצוני

החיידקים קטנים מאוד וניתן לראותם רק במיקרוסקופ. צורת החיידקים מגוונת למדי. הצורות הנפוצות ביותר הן בצורת מקלות, כדורים וספירלות.

חיידקים בצורת מוט נקראים "בצילים".

חיידקים בצורת כדורים הם קוקי.

חיידקים בצורת ספירלות הם ספירילה.

צורתו של חיידק קובעת את הניידות שלו ואת יכולתו להיצמד למשטח מסוים.

מבנה החיידקים

לחיידקים יש מבנה פשוט למדי. לאורגניזמים אלו מספר מבנים בסיסיים - הנוקלואיד, הציטופלזמה, הממברנה ודופן התא, בנוסף, לחיידקים רבים יש דגלים על פני השטח.

נוקלואיד- זהו סוג של גרעין, הוא מכיל את החומר הגנטי של החיידק. הוא מורכב מכרומוזום אחד בלבד, שנראה כמו טבעת.

ציטופלזמהמקיף את הנוקלואיד. הציטופלזמה מכילה מבנים חשובים - ריבוזומים, הנחוצים לחיידקים לסנתז חלבון.

קְרוּם,כיסוי הציטופלזמה מבחוץ, ממלא תפקיד חשוב בחיי החיידק. הוא תוחם את התוכן הפנימי של החיידק מהסביבה החיצונית ומבטיח את תהליכי חילופי התאים עם הסביבה.

בחוץ, הממברנה מוקפת דופן תא.

מספר הדגלים יכול להיות שונה. בהתאם למין, לחיידק אחד יש בין אחד לאלף דגלים, אבל יש חיידקים בלעדיהם. חיידקים צריכים דגלים כדי לנוע בחלל.

תזונת חיידקים

לחיידקים יש שני סוגי תזונה. חלק מהחיידקים הם אוטוטרופים והשני הטרוטרופים.

האוטוטרופים עצמם יוצרים חומרים מזינים באמצעות תגובות כימיות, בעוד שהטרוטרופים ניזונים מחומרים אורגניים שאורגניזמים אחרים יצרו.

רבייה של חיידקים

חיידקים מתרבים על ידי חלוקה. לפני תהליך החלוקה, הכרומוזום שנמצא בתוך החיידק מוכפל. ואז התא מחולק לשניים. התוצאה היא שני תאי בת זהים, שכל אחד מהם מקבל עותק של הכרומוזום של האם.

חשיבותם של חיידקים

לחיידקים תפקיד חשוב במחזור החומרים בטבע – הם הופכים שאריות אורגניות לחומרים אנאורגניים. אם לא היו חיידקים, אז כל כדור הארץ היה מכוסה בעצים שנפלו, עלי שלכת וחיות מתות.

לחיידקים יש תפקיד כפול בחיי האדם. לחיידקים מסוימים יש תועלת רבה, בעוד שאחרים גורמים לנזק משמעותי.

חיידקים רבים הם פתוגניים וגורמים למחלות שונות, כגון דיפתריה, טיפוס, מגפה, שחפת, כולרה ועוד.

עם זאת, ישנם חיידקים המועילים לאנשים. אז במערכת העיכול האנושית חיים חיידקים שתורמים לעיכול תקין. וחיידקי חומצת חלב כבר מזמן משמשים אנשים לייצור מוצרי חומצה לקטית - גבינות, יוגורט, קפיר וכו'. לחיידקים תפקיד חשוב גם בתסיסה של ירקות ובייצור חומץ.

סיכום חיידקים.

הם מקיפים אותנו בכל מקום. רבים מהם נחוצים ושימושיים מאוד לאדם, ורבים, להיפך, גורמים למחלות איומות.
האם אתה יודע באילו צורות באים חיידקים? ואיך הם מתרבים? ומה הם אוכלים? האם אתה רוצה לדעת?
.site) יעזור לך למצוא במאמר זה.

צורות וגדלים של חיידקים

רוב החיידקים הם יצורים חד-תאיים. הם שונים במגוון רחב של צורות. לחיידקים ניתן שמות על סמך צורתם. לדוגמה, חיידקים בעלי צורה עגולה נקראים קוקי (כולם ידועים סטרפטוקוקוס וסטפילוקוקוס), חיידקים בצורת מוט נקראים bacilli, pseudomonads או clostridia (החיידקים המפורסמים של צורה זו כוללים את החיידקים המפורסמים חיידק שחפתאוֹ השרביט של קוך). חיידקים יכולים להיות בצורת ספירלות, ואז שמותיהם ספירושטים, רטטאוֹ ספירילה. לא כל כך הרבה, אבל יש חיידקים בצורה של כוכבים, מצולעים שונים או צורות גיאומטריות אחרות.

חיידקים אינם גדולים כלל, בגודלם נע בין חצי לחמישה מיקרומטר. לחיידק הגדול ביותר יש גודל של שבע מאות וחמישים מיקרומטר. לאחר גילוי הננובקטריות, התברר שגודלם קטן בהרבה ממה שדמיינו בעבר על ידי מדענים. עם זאת, עד כה, ננובקטריות לא נחקרו היטב. כמה מדענים אפילו מפקפקים בקיומם.

אגרגטים ואורגניזמים רב-תאיים

חיידקים יכולים להיצמד זה לזה בעזרת ריר, ויוצרים אגרגטים של תאים. יחד עם זאת, כל חיידק בודד הוא אורגניזם עצמאי, שפעילותו החיונית אינה תלויה בשום צורה בקרובים הדבוקים אליו. לפעמים קורה שחיידקים נדבקים זה לזה כדי לבצע פונקציה משותפת כלשהי. כמה חיידקים, ככלל, בצורת חוט, יכולים גם ליצור אורגניזמים רב-תאיים.

איך הם זזים?

ישנם חיידקים שבעצמם אינם מסוגלים לזוז, אך ישנם גם כאלו המצוידים במכשירים מיוחדים לתנועה. חלק מהחיידקים נעים בעזרת דגלים, בעוד שאחרים יכולים לגלוש. כיצד חיידקים גולשים עדיין לא מובן במלואו. הוא האמין כי חיידקים מפרישים ריר מיוחד המקל על החלקה. ואז יש חיידקים שיכולים "לצלול". על מנת לרדת לעומקו של כל תווך נוזלי, מיקרואורגניזם כזה יכול לשנות את צפיפותו. כדי שחיידק יתחיל לנוע לכל כיוון, הוא חייב להיות מגורה.

מזון

ישנם חיידקים שיכולים להאכיל רק מתרכובות אורגניות, ויש כאלו שיכולים לעבד חומרים אנאורגניים לאורגניים ורק אז להשתמש בהם לצרכיהם. חיידקים מקבלים אנרגיה בשלוש דרכים: באמצעות נשימה, תסיסה או פוטוסינתזה.

שִׁעתוּק

לגבי רבייה של חיידקים, ניתן לומר שהיא גם אינה שונה באחידות. ישנם חיידקים שאינם מתחלקים למינים ומתרבים בחלוקה פשוטה או ניצנים. לחלק מהציאנובקטריות יש יכולת חלוקה מרובה, כלומר, בבת אחת הם יכולים לייצר עד אלף חיידקים "יילוד". ישנם גם חיידקים המתרבים מינית. כמובן, כולם עושים את זה בצורה מאוד פרימיטיבית. אבל במקביל, שני חיידקים מעבירים את הנתונים הגנטיים שלהם לתא החדש - זה המאפיין העיקרי של רבייה מינית.

חיידקים, כמובן, ראויים לתשומת לבכם, לא רק בגלל שהם גורמים להרבה מחלות. המיקרואורגניזמים הללו היו היצורים החיים הראשונים שאיכלסו את הפלנטה שלנו. ההיסטוריה של החיידקים על פני כדור הארץ חוזרת כמעט ארבעה מיליארד שנים אחורה! ציאנובקטריות הן העתיקות ביותר מבין הקיימות כיום, הן הופיעו לפני שלושה וחצי מיליארד שנים.

אתה יכול לחוות את התכונות המועילות של חיידקים הודות למומחים של תאגיד Tianshi, שפיתחו עבורך

בַּקטֶרִיָה- זוהי צורה פשוטה מאוד של חיים צמחיים, המורכבת מתא חי אחד. רבייה מתבצעת על ידי חלוקת תאים. בהגיעו לשלב הבשלות, החיידק מתחלק לשניים תאים שווים. בתורו, כל אחד מהתאים הללו מגיע לבגרות וגם מתחלק לשני תאים שווים. בתנאים אידיאליים חיידקמגיע למצב של בגרות ומתרבה תוך פחות מ-20-30 דקות. בקצב רבייה זה, חיידק אחד יכול תיאורטית לייצר 34 טריליון צאצאים ב-24 שעות! למרבה המזל, מחזור החיים של חיידקים קצר יחסית, ונע בין מספר דקות לכמה שעות. לכן, אפילו בתנאים אידיאליים, הם לא יכולים להתרבות בקצב כזה.

קצב צמיחה ו רביית חיידקיםומיקרואורגניזמים אחרים תלויים בתנאי הסביבה. טמפרטורה, אור, חמצן, לחות ו-pH (חומציות או בסיסיות), יחד עם זמינות המזון, משפיעים על קצב גדילת החיידקים. מבין אלה, הטמפרטורה מעניינת במיוחד טכנאים ומהנדסים. לכל זן של חיידקים, יש טמפרטורה מינימלית שבה הם יכולים לגדול. בטמפרטורות מתחת לסף זה, חיידקים נמצאים בתרדמת חורף ואינם מסוגלים להתרבות. זהה בדיוק לכל אחד זנים של חיידקיםיש סף טמפרטורה מקסימלי. בטמפרטורות מעל גבול זה, החיידקים מושמדים. בין הגבולות הללו נמצאת הטמפרטורה האופטימלית שבה מתרבים החיידקים בקצב מקסימלי. הטמפרטורה האופטימלית עבור רוב החיידקים הניזונים מלשלשת בעלי חיים ורקמות מתות של בעלי חיים וצמחים (ספרופיטים) היא 24 עד 30 מעלות צלזיוס. הטמפרטורה האופטימלית עבור רוב החיידקים הגורמים לזיהומים ומחלות מארח (חיידקים פתוגניים) היא סביב 38 מעלות צלזיוס. ברוב המקרים ניתן להפחית משמעותית קצב גדילת חיידקיםאם הסביבה. לבסוף, ישנם מספר זנים של חיידקים המשגשגים בצורה הטובה ביותר בטמפרטורת המים, בעוד שאחרים מצליחים בצורה הטובה ביותר בטמפרטורות הקפאה.

תוספת לאמור לעיל

מקור, אבולוציה, מקום בהתפתחות החיים על פני כדור הארץ

חיידקים, יחד עם ארכיאה, היו בין האורגניזמים החיים הראשונים על פני כדור הארץ, שהופיעו לפני כ-3.9-3.5 מיליארד שנים. הקשרים האבולוציוניים בין הקבוצות הללו עדיין לא נחקרו במלואם, יש לפחות שלוש השערות עיקריות: נ. פייס מציע שיש להם אב קדמון משותף של פרוטובקטריות; זווארזין מחשיב את ארכאה כענף ללא מוצא של אבולוציה של אובקטריה ששולט בקיצוניות בתי גידול; לבסוף, על פי ההשערה השלישית, ארכאים הם האורגניזמים החיים הראשונים שמהם מקורם של חיידקים.

אוקריוטים התעוררו כתוצאה מסימביוגנזה מתאי חיידקים הרבה יותר מאוחר: לפני כ-1.9-1.3 מיליארד שנים. התפתחות החיידקים מאופיינת בהטיה פיזיולוגית וביוכימית בולטת: עם עוני יחסי של צורות חיים ומבנה פרימיטיבי, הם שלטו כמעט בכל התהליכים הביוכימיים הידועים כיום. לביוספרה הפרוקריוטית כבר היו את כל הדרכים הקיימות כיום לשינוי חומר. אוקריוטים, לאחר שחדרו לתוכה, שינו רק את ההיבטים הכמותיים של תפקודם, אך לא את האיכותיים; בשלבים רבים של היסודות, החיידקים עדיין שומרים על עמדת מונופול.

אחד החיידקים העתיקים ביותר הם ציאנובקטריה. בסלעים שנוצרו לפני 3.5 מיליארד שנים, נמצאו תוצרי פעילותם החיונית, סטרומטוליטים, עדות בלתי ניתנת לערעור לקיומם של ציאנובקטריות מתוארכת לפני 2.2-2.0 מיליארד שנים. בזכותם החל להצטבר חמצן באטמוספירה, שלפני 2 מיליארד שנה הגיעה לריכוזים מספיקים כדי להתחיל נשימה אירובית. התצורות האופייניות למטלוגניום האירובי המחייב שייכים לתקופה זו.

הופעת החמצן באטמוספרה היכתה מכה קשה לחיידקים אנאירוביים. הם מתים או הולכים לאזורים אנוקסיים שנשמרו מקומית. מגוון המינים הכולל של חיידקים בשלב זה מצטמצם.

ההנחה היא שבגלל היעדר תהליך מיני, התפתחות החיידקים עוקבת אחר מנגנון שונה לחלוטין מזה של האוקריוטים. העברת גנים אופקית מתמדת מובילה לעמימות בתמונת היחסים האבולוציוניים, האבולוציה מתקדמת לאט ביותר (ואולי, עם הופעת האוקריוטים, היא נעצרה לחלוטין), אך בתנאים משתנים מתרחשת חלוקה מחדש מהירה של גנים בין תאים ללא שינוי. מאגר גנטי משותף.

מִבְנֶה

הרוב המכריע של החיידקים (למעט אקטינומיציטים וציאנובקטריות חוטיות) הם חד-תאיים. על פי צורת התאים, הם יכולים להיות עגולים (קוקי), בצורת מוט (בציליות, קלוסטרידיה, פסאודומונדות), מפותלים (ויבריוס, ספירילה, ספירושטים), לעתים רחוקות יותר - כוכבית, טטרהדרלית, מעוקבת, C- או O- מְעוּצָב. הצורה קובעת יכולות כאלה של חיידקים כמו התקשרות לפני השטח, ניידות, ספיגת חומרים מזינים. צוין, למשל, שאוליגוטרופים, כלומר חיידקים החיים בתכולת תזונה נמוכה בסביבה, נוטים להגדיל את יחס פני השטח לנפח, למשל, באמצעות היווצרות של צמחים (מה שנקרא פרוסטק ).

מבין המבנים התאיים החובה, נבדלים שלושה:

• נוקלואיד
• ריבוזומים
• ממברנה ציטופלזמית (CPM)

בצד החיצוני של ה-CPM ישנן מספר שכבות (דופן תא, קפסולה, קרום רירי), הנקראות קרום התא, וכן מבני פני השטח (flagella, villi). CPM וציטופלזמה משולבים יחד במושג פרוטופלסט.

מבנה הפרוטופלסט

ה-CPM מגביל את תכולת התא (ציטופלזמה) מהסביבה החיצונית. החלק ההומוגני של הציטופלזמה, המכיל קבוצה של RNA מסיס, חלבונים, מוצרים ומצעים של תגובות מטבוליות, נקרא ציטוזול. חלק אחר של הציטופלזמה מיוצג על ידי אלמנטים מבניים שונים.

אחד ההבדלים העיקריים בין תא חיידקי לתא אוקריוטי הוא היעדר קרום גרעיני, ולמען האמת, היעדר ממברנות תוך-ציטופלזמיות שאינן נגזרות של CPM. עם זאת, לקבוצות שונות של פרוקריוטים (בעיקר חיידקים גראם חיוביים) יש פלישות מקומיות של ה-CPM - מזוזומים, המבצעים פונקציות שונות בתא ומחלקים אותו לחלקים שונים מבחינה תפקודית. לחיידקים פוטוסינתטיים רבים יש רשת מפותחת של ממברנות פוטוסינתטיות שמקורן ב-CPM. בחיידקים סגולים, הם שמרו על הקשר שלהם עם ה-CPM, שמתגלה בקלות בחתכים תחת מיקרוסקופ אלקטרונים; בציאנובקטריה, קשר זה קשה לזיהוי או אובד במהלך האבולוציה. בהתאם לתנאים ולגיל של התרבית, ממברנות פוטוסינתטיות יוצרות מבנים שונים - שלפוחיות, כרומטפורים, תילקואידים.

כל המידע הגנטי הדרוש לחייהם של חיידקים כלול ב-DNA אחד (כרומוזום חיידקים), לרוב בצורה של טבעת סגורה קוולנטית (כרומוזומים ליניאריים נמצאים בסטרפטומיסס ובבורליה). הוא מחובר ל-CPM בנקודה אחת וממוקם במבנה מבודד, אך אינו מופרד על ידי ממברנה מהציטופלזמה, והוא נקרא נוקלואיד. אורכו של DNA פרוש הוא מעל 1 מ"מ. הכרומוזום החיידקי מוצג בדרך כלל בעותק בודד, כלומר, כמעט כל הפרוקריוטים הם הפלואידים, אם כי בתנאים מסוימים תא אחד יכול להכיל מספר עותקים של הכרומוזום שלו, ול-Burkholderia cepacia שלושה כרומוזומי טבעת שונים (3.6; 3.2 ו-1.1 מיליון באורך ). זוגות בסיסים). גם הריבוזומים של פרוקריוטים שונים מאלה של איקריוטים ויש להם קבוע שיקוע של 70 S (80 S באוקריוטים).

בנוסף למבנים אלה, ניתן למצוא תכלילים של חומרים רזרביים בציטופלזמה.

דופן תאים ומבנים פני השטח

דופן התא היא מרכיב מבני חשוב של תא חיידקי, אך היא אופציונלית. התקבלו באופן מלאכותי צורות עם דופן תא נעדרת חלקית או מלאה (צורות L), שיכולות להתקיים בתנאים נוחים, אך לפעמים איבדו את יכולת ההתחלקות. ידועה גם קבוצת חיידקים טבעיים שאינם מכילים דופן תא - מיקופלזמות.

בחיידקים קיימים שני סוגים עיקריים של מבנה דופן התא, האופייניים למינים גרם חיוביים וגרם שליליים.

דופן התא של חיידקים גרם חיוביים היא שכבה הומוגנית בעובי 20-80 ננומטר, הבנויה בעיקר מפפטידוגליקן עם כמות קטנה יותר של חומצות טייכואיות וכמות קטנה של פוליסכרידים, חלבונים ושומנים (מה שנקרא ליפופוליסכריד). לדופן התא יש נקבוביות בקוטר של 1-6 ננומטר, שהופכות אותו לחדיר למספר מולקולות.

בחיידקים גראם שליליים, שכבת הפפטידוגליקן אינה נצמדת בחוזקה ל-CPM ועובה רק 2-3 ננומטר. הוא מוקף בקרום חיצוני, אשר, ככלל, יש לו צורה לא אחידה, מעוקלת. בין ה-CPM, שכבת הפפטידוגליקן והממברנה החיצונית, ישנו חלל הנקרא פריפלסמי, ומלא בתמיסה הכוללת חלבוני הובלה ואנזימים.

בחלק החיצוני של דופן התא תיתכן קפסולה - שכבה אמורפית השומרת על קשר עם הדופן. לשכבות הריריות אין קשר עם התא והן מופרדות בקלות, בעוד המעטפות אינן אמורפיות, אלא בעלות מבנה עדין. עם זאת, ישנן צורות מעבר רבות בין שלושת המקרים האידיאליים הללו.

דגלים חיידקיים יכולים להיות מ-0 עד 1000. שתי האפשרויות למיקום של דגלון אחד בקוטב אחד (מונופולארי מונוטריך), צרור של דגלים באחד (דגלון חד קוטבי או לופוטריכיאלי) או שני קטבים (דגלית דו קוטבית או אמפיטריציאלית), וכן דגלים רבים לאורך כל פני התא (פריטריכוס). עובי הדגל הוא 10-20 ננומטר, אורך הוא 3-15 מיקרון. סיבובו מתבצע נגד כיוון השעון בתדירות של 40-60 סל"ד.

בנוסף לפגללה, יש להזכיר villi בין מבני פני השטח של חיידקים. הם דקים יותר מהדגלים (קוטר 5-10 ננומטר, אורך עד 2 מיקרומטר) והם נחוצים להצמדת חיידקים למצע, לוקחים חלק במטבוליטים, ותצורות נימה מיוחדות - F-pili, דקות וקצרות יותר (3- 10 ננומטר x 0, 3-10 מיקרון) מאשר flagella - נחוצים לתא התורם להעביר DNA למקבל במהלך הצמידה.

ממדים

גודל החיידקים הוא בממוצע 0.5-5 מיקרון. Escherichia coli, למשל, בגודל של 0.3-1 על 1-6 מיקרון, Staphylococcus aureus בקוטר של 0.5-1 מיקרון, Bacillus subtilis 0.75 על 2-3 מיקרון. החיידק הידוע הגדול ביותר הוא Thiomargarita namibiensis, המגיע לגודל של 750 מיקרון (0.75 מ"מ). השני הוא Epulopiscium fishelsoni, שקוטרו 80 מיקרון ואורך של עד 700 מיקרון וחי במערכת העיכול של דג הניתוח Acanthurus nigrofuscus. Achromatium oxaliferum מגיע לגודל של 33 על 100 מיקרון, Beggiatoa alba - 10 על 50 מיקרון. ספירוצ'טים יכולים לגדול עד 250 מיקרון באורך עם עובי של 0.7 מיקרון. יחד עם זאת, חיידקים הם הקטן ביותר מבין האורגניזמים בעלי מבנה תאי. גודל Mycoplasma mycoides הוא 0.1-0.25 מיקרומטר, שהוא בגודל של וירוסים גדולים כמו פסיפס טבק, חיסון או שפעת. על פי חישובים תיאורטיים, תא כדורי בקוטר של פחות מ-0.15-0.20 מיקרון הופך ללא מסוגל להתרבות עצמית, מכיוון שהוא אינו מתאים פיזית לכל הביופולימרים והמבנים הדרושים בכמות מספקת.

עם זאת, תוארו ננו-בקטריות שהן קטנות מה"מותר" ושונות מאוד מחיידקים רגילים. הם, בניגוד לווירוסים, מסוגלים לצמיחה ורבייה עצמאיים (איטיים במיוחד). הם עדיין מעט נחקרים, הטבע החי שלהם מוטל בספק.

עם עלייה לינארית ברדיוס התא, פני השטח שלו גדלים ביחס לריבוע הרדיוס, והנפח - ביחס לקובייה, לכן, באורגניזמים קטנים, היחס בין פני השטח לנפח גבוה יותר מאשר בגדולים יותר. אלה, מה שאומר עבור הראשונים חילוף חומרים פעיל יותר עם הסביבה. הפעילות המטבולית, הנמדדת לפי אינדיקטורים שונים, ליחידת ביומסה בצורות קטנות גבוהה יותר מאשר בגדולות. לכן, גדלים קטנים אפילו עבור מיקרואורגניזמים מעניקים לחיידקים ולארכיאה יתרון בקצב הגדילה והרבייה בהשוואה לאאוקריוטים מאורגנים יותר וקובעים את תפקידם האקולוגי החשוב.

רב תאי בחיידקים

צורות חד-תאיות מסוגלות לבצע את כל הפונקציות הגלומות בגוף, ללא קשר לתאים שכנים. פרוקריוטים חד-תאיים רבים נוטים ליצור תאים, לעתים קרובות מוחזקים יחד על ידי הריר שהם מפרישים. לרוב, זהו רק קשר מקרי של אורגניזמים בודדים, אך במקרים מסוימים, קשר זמני קשור ליישום פונקציה מסוימת, למשל, היווצרות גופי פרי על ידי מיקסובקטריה מאפשרת לפתח ציסטות, למרות עובדה שתאים בודדים אינם מסוגלים ליצור אותם. תופעות כאלה, יחד עם היווצרותם של תאים מופרדים מבחינה מורפולוגית ותפקודית על ידי אובקטריות חד-תאיות, הן תנאים מוקדמים הכרחיים להופעתה של רב-תאיות אמיתית בהם.

אורגניזם רב תאי חייב לעמוד בתנאים הבאים:

• התאים שלו חייבים להיות מצטברים,
• בין תאים צריכה להיות הפרדה של פונקציות,
• יש ליצור קשרים ספציפיים יציבים בין תאים מצטברים.

ידועה רב-תאיות בפרוקריוטים, האורגניזמים הרב-תאיים המאורגנים ביותר שייכים לקבוצות של ציאנובקטריה ואקטינומיציטים. בציאנובקטריה חוטית מתוארים מבנים בדופן התא המספקים מגע בין שני תאים שכנים - microplasmodesmata. הוכחה אפשרות של החלפה בין תאים של חומר (צבע) ואנרגיה (מרכיב חשמלי של הפוטנציאל הטרנסממברני). חלק מהציאנובקטריות החוטות מכילות, בנוסף לתאים הווגטטיביים הרגילים, מובחנים תפקודית: אקינטות והטרוציסטות. האחרונים מבצעים קיבוע חנקן ומחליפים באופן אינטנסיבי מטבוליטים עם תאים וגטטיביים.

רבייה של חיידקים

לחיידקים מסוימים אין תהליך מיני והם מתרבים רק על ידי ביקוע רוחבי בינארי בגודל שווה או ניצנים. עבור קבוצה אחת של ציאנובקטריות חד-תאיות, תוארה חלוקה מרובה (סדרה של חלוקות בינאריות רצופות מהירות, המובילות ליצירת 4 עד 1024 תאים חדשים). כדי להבטיח את הפלסטיות של הגנוטיפ הנחוצה לאבולוציה ולהסתגלות לסביבה משתנה, יש להם מנגנונים אחרים.

בעת חלוקה, רוב החיידקים הגראם חיוביים והציאנובקטריות החוטים מסנתזים מחיצה רוחבית מהפריפריה למרכז בהשתתפות מזוזומים. חיידקים גראם-שליליים מתחלקים על ידי התכווצות: באתר החלוקה נמצא עקמומיות הולכת וגוברת של ה-CPM ושל דופן התא פנימה. בעת ניצנים נוצרת כליה וצומחת באחד הקטבים של תא האם, תא האם מראה סימני הזדקנות ולרוב אינו יכול לייצר יותר מ-4 תאי בת. ניצנים מתרחשים בקבוצות שונות של חיידקים, וככל הנראה, התעוררה מספר פעמים במהלך האבולוציה.

בחיידקים נצפית גם רבייה מינית, אך בצורה הפרימיטיבית ביותר. רבייה מינית של חיידקים שונה מהתרבות מינית של אוקריוטים בכך שחיידקים אינם יוצרים גמטות ואיחוי תאים אינו מתרחש. עם זאת, האירוע העיקרי של רבייה מינית, כלומר החלפת חומר גנטי, מתרחש גם במקרה זה. תהליך זה נקרא רקומבינציה גנטית. חלק מה-DNA (לעיתים רחוקות מאוד כל ה-DNA) של התא התורם מועבר לתא המקבל, שה-DNA שלו שונה גנטית מזה של התורם. במקרה זה, ה-DNA המועבר מחליף חלק מה-DNA של הנמען. החלפת DNA כוללת אנזימים המפרקים ומחברים מחדש גדילי DNA. זה מייצר DNA המכיל את הגנים של שני תאי ההורים. DNA כזה נקרא רקומביננטי. בצאצאים או רקומביננטים, קיים גיוון ניכר בתכונות הנגרמות על ידי הטיית גנים. מגוון דמויות זה חשוב מאוד לאבולוציה והוא היתרון העיקרי של רבייה מינית. ישנן 3 דרכים להשיג רקומביננטים. אלה הם, לפי סדר גילוים, טרנספורמציה, צימוד והתמרה.

בַּקטֶרִיָה- אחד מהאורגניזמים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ. למרות פשטות המבנה שלהם, הם חיים בכל בתי הגידול האפשריים. רובם נמצאים באדמה (עד כמה מיליארדי תאים חיידקיים לכל גרם אדמה). ישנם חיידקים רבים באוויר, במים, במזון, בתוך הגופים ועל גופם של אורגניזמים חיים. חיידקים נמצאו במקומות שבהם אורגניזמים אחרים אינם יכולים לחיות (על קרחונים, בהרי געש).

בדרך כלל חיידק הוא תא אחד (למרות שיש צורות קולוניאליות). יתרה מכך, תא זה קטן מאוד (משברים של מיקרונים ועד כמה עשרות מיקרונים). אבל המאפיין העיקרי של תא חיידק הוא היעדר גרעין תא. במילים אחרות, חיידקים שייכים פרוקריוטים.

חיידקים הם ניידים וחסרי תנועה. במקרה של צורות לא תנועתיות, התנועה מתבצעת בעזרת דגלים. יכול להיות שיש כמה, או שיש רק אחד.

תאים מסוגים שונים של חיידקים יכולים להשתנות מאוד בצורתם. יש חיידקים כדוריים ( cocci), בצורת מוט ( בקילי) דומה לפסיק ( ויבריוס), מעוות ( ספירושטים, ספירילה) וכו.

המבנה של תא חיידקי

לתאי חיידקים רבים יש קפסולה רירית. הוא מבצע פונקציית הגנה. במיוחד, זה מגן על התא מפני התייבשות.

כמו תאי צמחים, גם לתאי חיידקים יש דופן תא. עם זאת, בניגוד לצמחים, המבנה וההרכב הכימי שלו שונים במקצת. דופן התא מורכבת משכבות פחמימות מורכבות. המבנה שלו הוא כזה שהוא מאפשר לחומרים שונים לחדור לתוך התא.

מתחת לדופן התא נמצא ממברנה ציטופלזמיתנא.

חיידקים הם פרוקריוטים מכיוון שאין להם גרעין בתאים שלהם. הם גם חסרים את הכרומוזומים האופייניים לתאים איקריוטיים. הכרומוזום מכיל לא רק DNA, אלא גם חלבון. בחיידקים, הכרומוזום שלהם מורכב רק מ-DNA והוא מולקולה מעגלית. מנגנון גנטי זה של חיידקים נקרא נוקלואיד. הנוקלואיד ממוקם ישירות בציטופלזמה, בדרך כלל במרכז התא.

לחיידקים אין מיטוכונדריה אמיתית ומספר אברוני תאים אחרים (קומפלקס גולגי, רשת אנדופלזמית). הפונקציות שלהם מבוצעות על ידי פלישות של הממברנה הציטופלזמית של התא. הזחות כאלה נקראות מזוזומים.

לציטופלזמה יש ריבוזומים, כמו גם אורגניות שונות הַכלָלָה: חלבונים, פחמימות (גליקוגן), שומנים. כמו כן, תאים חיידקיים עשויים להכיל מגוון פיגמנטים. בהתאם לנוכחות של פיגמנטים מסוימים או היעדרם, חיידקים יכולים להיות חסרי צבע, ירוקים, סגולים.

תזונת חיידקים

חיידקים התעוררו עם שחר היווצרות החיים על פני כדור הארץ. הם "גילו" דרכי אכילה שונות. רק מאוחר יותר, עם סיבוך האורגניזמים, בלטו בבירור שתי ממלכות גדולות: צמחים ובעלי חיים. הם נבדלים זה מזה בעיקר בדרך האכילה. צמחים הם אוטוטרופים ובעלי חיים הם הטרוטרופים. בחיידקים, שני סוגי התזונה נמצאים.

תזונה היא דרך של תא או אורגניזם להשיג את החומרים האורגניים הדרושים. ניתן להשיגם מבחוץ או לסנתז אותם באופן עצמאי מחומרים אנאורגניים.

חיידקים אוטוטרופיים

חיידקים אוטוטרופיים מסנתזים חומרים אורגניים מחומרים אנאורגניים. תהליך ההיתוך דורש אנרגיה. תלוי מאיפה חיידקים אוטוטרופיים מקבלים את האנרגיה הזו, הם מחולקים לפוטוסינתטיים וכמוסינתטיים.

חיידקים פוטוסינתטיים להשתמש באנרגיה של השמש, ללכוד את הקרינה שלה. בכך הם דומים לצמחים. עם זאת, בעוד שצמחים משחררים חמצן במהלך הפוטוסינתזה, רוב החיידקים הפוטוסינתטיים אינם עושים זאת. כלומר, פוטוסינתזה חיידקית היא אנאירובית. כמו כן, הפיגמנט הירוק של חיידקים שונה מהפיגמנט הדומה של צמחים ונקרא בקטריוכלורופיל. לחיידקים אין כלורופלסטים. רוב החיידקים הפוטוסינתטיים חיים במקווי מים (טריים ומלח).

חיידקים כימוסינתטייםלסינתזה של חומרים אורגניים מאי-אורגניים, נעשה שימוש באנרגיה של תגובות כימיות שונות. אנרגיה משתחררת לא בכל התגובות, אלא רק באקסותרמיות. חלק מהתגובות הללו מתרחשות בתאי חיידקים. אז פנימה חיידקים מחנקיםאמוניה מתחמצנת לניטריט וניטראט. חיידקי ברזללחמצן ברזל ברזל לתחמוצת. חיידקי מימןלחמצן מולקולות מימן.

חיידקים הטרוטרופיים

חיידקים הטרוטרופיים אינם מסוגלים לסנתז חומרים אורגניים מחומרים אנאורגניים. לכן, הם נאלצים לקבל אותם מהסביבה.

חיידקים הניזונים משאריות אורגניות של אורגניזמים אחרים (כולל גופות מתות) נקראים חיידקי ספרופיטים. בדרך אחרת, הם נקראים חיידקי ריקבון. ישנם חיידקים רבים כאלה באדמה, שם הם מפרקים חומוס לחומרים אנאורגניים, המשמשים לאחר מכן את הצמחים. חיידקי חומצת חלב ניזונים מסוכרים, והופכים אותם לחומצה לקטית. חיידקי חומצת בוטירית מפרקים חומצות אורגניות, פחמימות, אלכוהול לחומצה בוטירית.

חיידקי הגושים חיים בשורשי הצמחים וניזונים מחומר אורגני של צמח חי. עם זאת, הם מקבעים חנקן מהאוויר ומספקים אותו לצמח. כלומר, במקרה הזה יש סימביוזה. הטרוטרופים אחרים חיידקים סימביוניםחיים במנגנון העיכול של בעלי חיים, עוזרים לעכל מזון.

בתהליך הנשימה מתרחשת הרס של חומרים אורגניים עם שחרור אנרגיה. אנרגיה זו מושקעת לאחר מכן על תהליכי חיים שונים (לדוגמה, על תנועה).

דרך יעילה להשגת אנרגיה היא נשימת חמצן. עם זאת, חלק מהחיידקים יכולים להשיג אנרגיה ללא חמצן. לפיכך, ישנם חיידקים אירוביים ואנאירוביים.

חיידקים אירובייםיש צורך בחמצן, ולכן הם חיים במקומות שבהם הוא זמין. חמצן מעורב בחמצון של חומרים אורגניים לפחמן דו חמצני ומים. בתהליך של נשימה כזו, חיידקים מקבלים כמות גדולה יחסית של אנרגיה. שיטת נשימה זו אופיינית לרוב המוחלט של האורגניזמים.

חיידקים אנאירובייםאינם זקוקים לחמצן לנשימה, ולכן הם יכולים לחיות בסביבה נטולת חמצן. הם מקבלים את האנרגיה שלהם תגובות תסיסה. שיטת חמצון זו אינה יעילה.

רבייה של חיידקים

ברוב המקרים, חיידקים מתרבים על ידי חלוקת התאים שלהם לשניים. קודמת לכך הכפלה של מולקולת ה-DNA המעגלית. כל תא בת מקבל אחת מהמולקולות הללו ולכן הוא העתק גנטי של תא האם (שיבוט). לפיכך, חיידקים הם רבייה א-מינית.

בתנאים נוחים (עם מספיק חומרים מזינים ותנאים סביבתיים נוחים), תאי חיידק מתחלקים מהר מאוד. אז מחיידק אחד יכולים להיווצר מאות מיליוני תאים ביום.

למרות שחיידקים מתרבים באופן א-מיני, במקרים מסוימים יש להם מה שנקרא תהליך מיני, שלובש את הצורה צימודים. במהלך הצימוד שני תאי חיידקים שונים מתקרבים זה לזה, נוצר קשר בין הציטופלזמות שלהם. חלקים מה-DNA של תא אחד עוברים אל השני, וחלקים מה-DNA של התא השני עוברים לראשון. כך, במהלך התהליך המיני בחיידקים, מתרחשת חילופי מידע גנטי. לפעמים, במקרה זה, חיידקים מחליפים לא מקטעי DNA, אלא מולקולות DNA שלמות.

נבגי חיידקים

הרוב המכריע של החיידקים יוצרים נבגים בתנאים לא נוחים. נבגי חיידקים הם בעיקר דרך לחוות תנאים שליליים ודרך להתיישבות, ולא דרך להתרבות.

כאשר נוצר נבג, הציטופלזמה של תא החיידק מתכווצת, והתא עצמו מכוסה במעטפת מגן עבה צפופה.

נבגי חיידקים נשארים ברי קיימא לאורך זמן ומסוגלים לשרוד בתנאים קשים מאוד (טמפרטורות גבוהות ונמוכות במיוחד, ייבוש).

כאשר הנבג נכנס לתנאים נוחים, הוא מתנפח. לאחר מכן, מעטפת המגן נשפכת, ומופיע תא חיידק רגיל. קורה שבמקרה זה מתרחשת חלוקת תאים, ונוצרים מספר חיידקים. כלומר, ספורולציה משולבת עם רבייה.

חשיבותם של חיידקים

תפקידם של החיידקים במחזור החומרים בטבע הוא עצום. קודם כל, הכוונה היא לחיידקי ריקבון (ספרופיטים). הם נקראים סדרי הטבע. חיידקים מפרקים את שאריות הצמחים והחיות וממירים חומרים אורגניים מורכבים לחומרים אנאורגניים פשוטים (פחמן דו חמצני, מים, אמוניה, מימן גופרתי).

חיידקים מגבירים את פוריות הקרקע על ידי העשרתה בחנקן. בחיידקים מחנקים מתרחשות תגובות שבמהלכן נוצרים ניטריטים מאמוניה, וחנקות מהניטריטים. חיידקי גושים מסוגלים להטמיע חנקן אטמוספרי, תוך סינתזה של תרכובות חנקן. הם חיים בשורשים של צמחים, ויוצרים גושים. הודות לחיידקים אלו, הצמחים מקבלים את התרכובות החנקניות הנחוצות להם. צמחי קטניות נכנסים בעיקר לסימביוזה עם חיידקי גושים. לאחר שהם מתים, האדמה מועשרת בחנקן. זה משמש לעתים קרובות בחקלאות.

בקיבה של מעלי גירה, חיידקים מפרקים תאית, מה שמקדם עיכול יעיל יותר.

תפקידם החיובי של החיידקים בתעשיית המזון הוא גדול. סוגים רבים של חיידקים משמשים לייצור מוצרי חומצה לקטית, חמאה וגבינה, כבישת ירקות וגם בייצור יין.

בתעשייה הכימית משתמשים בחיידקים לייצור אלכוהול, אצטון וחומצה אצטית.

ברפואה מתקבלים בעזרת חיידקים מספר אנטיביוטיקה, אנזימים, הורמונים וויטמינים.

עם זאת, חיידקים יכולים גם להזיק. הם לא רק מקלקלים מזון, אלא שההפרשות שלהם הופכות אותם לרעילים.