Что такое микробиология, микробиологическая наука. Как называется наука о бактериях.

Это живые организмы с одной эукариотической клеткой, т.е. у них есть дезоксирибонуклеиновая кислота в дифференцированном ядре, окруженном мембраной.

Что такое микробиология, микробиологическая наука

Рассмотрим довольно широкое понятие микробиологии — микробиология. Научные области, которые изучает микробиология (структура и функции микроорганизмов). Основные принципы микробиологии, области применения.

Включает науку биологию (изучение всего многообразия живых организмов и их взаимодействия с окружающей средой). Структура, функции, развитие, происхождение, эволюция и распространение живых организмов на Земле. Классифицировать и описывать живые организмы, происхождение их видов, их взаимодействие друг с другом и с окружающей средой).

Однако одной из самых новых и перспективных дисциплин, полезных для человека и его деятельности, является микробиология. Это новая и быстро развивающаяся наука, которая является предшественницей таких областей, как биотехнология и генная инженерия.

Что представляет собой наука микробиология и как она возникла и развивалась?

Стоит отметить, что микробиология превратилась в настоящую науку с широким спектром применения.

Этимология микробиологии

Это комплексная, интересная, молодая, но динамично развивающаяся наука. Этимология этого слова происходит из греческого языка.

«Микрос» означает «маленький», вторая часть слова происходит от «биос», что означает «жизнь», а последняя часть от греческого «логос», что переводится как «учение».

Микробиология — это изучение микрожизни, изучение мельчайших живых существ, которые не видны невооруженным глазом.

одноклеточные организмы микробиология

Парафилетическая группа живых существ, организм которых состоит из одной клетки (в отличие от многоклеточных). К одноклеточным организмам относятся как прокариоты, так и эукариоты. К ним относятся все археи, бактерии и большинство простейших, а также некоторые растения и грибы. К одноклеточным организмам относятся:

Прокариоты (неядерные или безъядерные организмы): Бактерии; Археи.

Эукариоты

Эукариоты (организмы с оформленным ядром): одноклеточные водоросли; простейшие.

Вирусы. В микробиологии, однако, основное внимание уделяется изучению бактерий различных типов, форм и способов производства энергии. Это основа микробиологии.

Иногда термин «моноциты» ошибочно используется как синоним протистов (лат. protista).

История микробиологии

Микробиология присутствует в истории человечества с древних времен, когда для производства определенных продуктов или лечения использовались различные методы манипулирования животными и растениями.

Однако этот период был очень спекулятивным, и причины этих процессов не были до конца понятны.

В 1590 году голландский мастер по изготовлению линз Захариас Янссен разработал простой микроскоп с одной линзой, а затем микроскоп с двумя линзами, который в итоге стал основой этой науки.

В 1675 году Антон ван Левенгук, голландец, работавший в текстильной промышленности, усовершенствовал это изобретение и первым стал наблюдать микроорганизмы, включая бактерии и простейшие.

В 1785 году эквадорский врач Эухенио Эспехо изучил эпидемии, которые часто возникали на улицах, и обнаружил, что они были вызваны микроорганизмами. Его «Размышления об оспе» были одним из первых научных текстов, рассказывающих об этой истории.

Рождение микробиологии

Начиная с 19 века, немецкий ботаник Фердинанд Кон проанализировал бактериологическое происхождение заразных болезней растений и животных и сформулировал систему классификации.

В 1850 году французский химик Луи Пастер, считающийся отцом микробиологии, открыл, что микроорганизмы вызывают брожение, что принесло огромную пользу пищевой промышленности и медицине.

Среди прочего, он разработал метод сохранения продуктов питания, известный сегодня как пастеризация, а также вакцины против бешенства, холеры и других заболеваний.

В 1875 году немецкий врач Роберт Кох открыл туберкулезную палочку и сумел выделить вызывающие болезнь микробы и вырастить их в чистой культуре.

В то же время голландский микробиолог Мартинус Бейеринк разработал различные методы микробиологического культивирования и заложил основы вирусологии, открыв вирус табачной мозаики.

Английский хирург Джозеф Листер, в свою очередь, изучал действие микроорганизмов как возбудителей заболеваний человека и разработал хирургическую практику асептики и антисептики.

Современная микробиология

В 20 веке микробиологию начали изучать с разных сторон, включая генетику, экологию, биохимию и физиологию.

В 1928 году британский ученый Александр Флеминг наблюдал эффект бактерий пенициллина при лечении инфекций, что привело к разработке антибиотиков в широких масштабах.

В 1944 году исследователи Освальд Эйвери, Колин Маклеод и Маклин Маккарти обнаружили, что ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это материал, из которого состоят гены и хромосомы и который определяет половую принадлежность человека.

В 1953 году ученые Розалинд Франклин, Джеймс Д. Уотсон и Фрэнсис Крик из Кембриджского университета расшифровали молекулярную структуру ДНК и функцию генетического кода, достигнув беспрецедентного прогресса в молекулярных манипуляциях.

С тех пор микробиология значительно продвинулась в области продовольствия, медицины, воды, энергии и окружающей среды.

Предполагается, что эта наука позволит осуществить новые технологические разработки для улучшения жизни человека в будущем.

Микробное питание (и миазма)

Как и люди, животные и растения, бактерии нуждаются в пище, чтобы выжить.

Некоторые бактерии — автотрофы — используют для производства пищи такие важные ресурсы, как солнечный свет, вода и химические вещества из окружающей среды (вспомните цианобактерии, которые превращают солнечный свет в кислород уже 2,5 миллиона лет). Другие бактерии ученые называют гетеротрофными, поскольку они получают энергию из имеющихся органических веществ в качестве пищи (например, из мертвых листьев в лесных почвах).

Правда в том, что то, что может быть вкусно для бактерий, отвратительно для нас. Они эволюционировали, чтобы проглатывать все виды пищи, от нефтяных пятен и побочных продуктов ядерного производства до человеческих отходов и продуктов разложения.

Но предпочтение бактерий к определенному источнику пищи может принести пользу обществу. Например, эксперты по искусству в Италии обратились к бактериям, которые могут съесть излишки соли и клея, сокращающие жизнь бесценных произведений искусства. Способность бактерий перерабатывать органические вещества также очень полезна для земли, как в почве, так и в воде.

Из своего повседневного опыта вы знаете, что запах вызывается бактериями, которые заглатывают содержимое вашего мусорного бака, перерабатывают пищевые отходы и выделяют свои газообразные побочные продукты. Но это еще не все. Вы также можете обвинить бактерии в тех неловких моментах, когда вы сами испускаете газы.

Одна большая семья

Бактерии растут и образуют колонии, когда у них появляется такая возможность. При благоприятных условиях питания и окружающей среды они размножаются и образуют липкие клубки, называемые биомембранами, чтобы выжить на различных поверхностях — от камней до зубов в вашем рту.

Биоматериалы имеют свои преимущества и недостатки. С одной стороны, они взаимовыгодны для физических объектов (взаимность). С другой стороны, они могут представлять серьезную угрозу. Например, врачи, которые лечат пациентов с помощью медицинских имплантатов и устройств, очень обеспокоены состоянием биоматериалов, поскольку они являются своего рода недвижимостью для бактерий. После колонизации биоматериалы могут производить побочные продукты, которые являются токсичными, а иногда и смертельно опасными для человека.

Подобно людям в городах, клетки в биопленках общаются друг с другом, обмениваясь информацией о пище и потенциальных угрозах. Но вместо того, чтобы звонить своим соседям, бактерии используют химические вещества для отправки сообщений.

Бактерии также не боятся жить в одиночестве. Некоторые виды выработали интересные методы выживания в сложных условиях. Когда пищи больше нет и условия становятся невыносимыми, бактерии поддерживают себя, образуя твердую оболочку — эндоспору, которая оставляет клетку в покое и сохраняет генетический материал бактерии.

В таких временных капсулах ученые находят бактерии, сохранившиеся в течение 100 миллионов или даже 250 миллионов лет. Это говорит о том, что бактерии могут хранить себя в течение длительного времени.

Теперь, когда мы знаем, что колонии могут сделать для бактерий, мы хотим понять, как они туда попадают — путем деления и размножения.

Размножение бактерий

Как бактерии образуют колонии? Как и другие формы жизни на Земле, бактериям необходимо размножаться, чтобы выжить. Другие организмы делают это через половое размножение, но не бактерии. Но давайте сначала обсудим, почему разнообразие — это хорошо.

Жизнь подвержена естественному отбору, т.е. селективные силы конкретной среды позволяют одному виду эволюционировать и размножаться лучше, чем другому. Возможно, вы помните, что гены — это механизм, который говорит клетке, что делать, и определяет цвет ваших волос и глаз. Вы получаете свои гены от родителей. Половое размножение приводит к мутациям или случайным изменениям в ДНК, которые создают разнообразие. Чем больше генетическое разнообразие, тем больше шансов, что организм сможет адаптироваться к ограничениям окружающей среды.

У бактерий размножение не зависит от встречи с нужным микробом; они просто копируют собственную ДНК и делятся на две идентичные клетки. Этот процесс, называемый бинарным делением, происходит, когда бактерия делится на две части, копирует ДНК и передает ее обеим частям разделившейся клетки.

Поскольку полученная клетка в конечном итоге идентична клетке, из которой она возникла, этот тип размножения не является лучшим способом создания разнообразного генофонда. Как же бактерии приобретают новые гены?

Оказалось, что бактерии используют хитрый трюк: горизонтальный перенос генов, то есть обмен генетическим материалом без размножения. Есть несколько способов, как это делают бактерии. Одним из способов является сбор генетического материала из окружающей среды вне клетки — от других микробов и бактерий (с помощью молекул, называемых плазмидами). Другой путь — через вирусы, которые используют бактерии в качестве своего дома. Заражая новую бактерию, вирусы оставляют генетический материал предыдущей бактерии в новой бактерии.

Обмен генетическим материалом дает бактериям гибкость, позволяющую им адаптироваться и изменяться, когда они воспринимают стрессовые изменения в окружающей среде, такие как недостаток пищи или химические изменения.

Понимание того, как бактерии адаптируются, чрезвычайно важно для борьбы с бактериями и разработки антибиотиков в медицине. Бактерии могут так часто обмениваться генетическим материалом, что иногда лечение, которое раньше было успешным, перестает работать.

Физиология и метаболизм микробов

Основателем исследований биохимических свойств бактериальных клеток является Луи Пастер. В конце 19 века этот французский исследователь изучал проблему порчи продуктов питания и причины некоторых заболеваний. С момента изобретения микроскопа более полутора веков назад его работа внесла важный вклад в науку микробиологию. Эти взносы представлены следующим образом:

1. Пастер опроверг существовавшую на тот момент гипотезу о наличии некой «витальности», которая является причиной зарождения жизни. Доказательство было основано на простом опыте: отверстие колбы с прокипяченным бульоном закрывали стерильной ватой, тем самым прекращая доступ в нее микроорганизмов, и жизнь в колбе сама собой не зарождалась.
2. Начал изучение процессов брожения и доказал возможность протекания биохимических процессов некоторых организмов в анаэробных (бескислородных) условиях.
3. Предложил способы предотвращения порчи продуктов питания путем нагрева их до определенной температуры (70-80ºС), этот способ используется и сегодня как основа для обеспечения сохранности многих продуктов. Он назван в честь своего изобретателя – пастеризация.
4. Заложил основы медицинской микробиологии, определив микробную причину таких заболеваний, как бешенство, сибирская язва, куриная холера, и предложил профилактику этих заболеваний через вакцинацию (заражение здорового организма небольшим количеством патогенных микроорганизмов с низкой степенью опасности (вирулентности).

Современное изучение биохимических свойств прокариот неотделимо от исследования ферментативной активности некоторых белков, синтезируемых бактериальными органоидами.

Ферменты — это белки, которые контролируют химические реакции, обеспечивающие жизнедеятельность бактерии.

Если получить достаточную информацию о ферментативных свойствах определенных бактериальных белков, то можно влиять (регулировать) на жизненные процессы самой бактерии.

Поскольку ферменты являются продуктом ферментативной деятельности (производства) бактерии, изучаемые микроорганизмы идентифицируются на основе свойств бактерий, которые были продуктом определенной деятельности.

Всего выделяют шесть классов ферментов. Они используются для определения наиболее важных биохимических свойств микробных колоний:

1. Оксидоредуктазы – переносят электрон с одной молекулы на другую (биологическое окисление).
2. Трансфераза – обеспечивает перенос функциональных групп с одной молекулы на другую (это могут быть остатки сахаров, группы, содержащие серу, азот и т.д.).
3. Гидролазы – расщепление с использованием воды органических молекул.
4. Лиазы – образование и разрыв ковалентных связей, в результате которых к молекулам присоединяются или отщепляются от них атомные группы.
5. Изомеразы – катализируют превращение внутри молекулы за счет переноса групп с одних связей на другие.
6. Лигазы – ферменты, обеспечивающие соединение двух молекул с образованием новой химической связи.

Влияние на окружающую среду

Организационная роль микробов, которые обеспечивают подавляющее большинство биологических процессов на нашей планете, напрямую связана с экологией растений и животных.

Он особенно важен для людей, поскольку является жизненно важным компонентом их повседневной жизни, от которого зависит не только их физическая активность, но зачастую и выживание как вида.

Это одна из основных причин, побуждающих микробиологов изучать экологию бактерий и их взаимодействие с растениями и животными.

Сегодня роль бактерий в экологии животных изучается в таких областях, как животноводство:

1. Изучение воздействия протеолитических бактериальных ферментов на ткани разных органов животных. Протеолитическая активность, по сути, разложение органических молекул, из которых состоит животное. Подавляющее большинство болезней, которыми страдают животные и человек в том числе, – результат деятельности протеолитических ферментов микробов.
2. Поиск антибиотиков, способных предотвратить разрушающее влияние бактерий на ткани животных.
3. Поиск бактерий, благодаря ферментативной активности которых можно обогатить корма животных.
4. Получение информации о разных видах симбиоза микробов и животных и влияние этих симбиозов на организм как одних представителей органической природы, так и других.

Исследования роли бактерий в жизни растений проводятся так же, как и исследования роли микробов в жизни животных. На практике людей интересует очень узкий круг вопросов. Отличие состоит в том, что ответы на эти вопросы можно найти, только работая с более широкими представлениями об организации живой и неживой материи.

Сахарозы (расщепляющие углеводы) и протеолитические ферменты, производимые бактериями, представляют собой обычную угрозу для животных и растений.

Особенностью изучения роли микробов в жизни растений является то, что растения получают неорганические соединения благодаря деятельности микроорганизмов.

Растения преобразуют неорганические молекулы в органические. Используя солнечный свет для этих целей, растения специально избегают работы с группой микробов, которые могли бы преобразовывать неорганические молекулы в органические для нужд растений.

Исследования бактериальных клеток для потребления человеком в настоящее время ведутся в основном в области изучения свойств колоний молочнокислых бактерий.

Еще лауреат Нобелевской премии Илья Ильич Мечников в начале 20 века отметил и продемонстрировал положительное влияние колоний молочнокислых микроорганизмов на здоровье человека. С тех пор использование колоний молочнокислых бактерий продолжает развиваться.

К настоящему времени были исследованы такие свойства колоний молочнокислых бактерий, как:

1. Колонии молочнокислых бифидобактерий способны организовывать и поддерживать биопленки, защищающие ткани кишечника человека.
2. Колонии молочнокислых лактобактерий синтезируют витамины группы К и В.
3. Колонии молочнокислых стрептококков поддерживают антагонистическую среду во всех слизистых человеческого организма, препятствуя тем самым развитию патогенной микрофлоры.

От древности до современности

Еще в древние времена ученые подозревали, что человека окружают невидимые существа, которые могут быть как полезными, так и опасными для организма, но интерес все чаще обращается к видам, вызывающим болезни.

Определить первоисточник, положивший начало развитию микробиологии, довольно проблематично, поэтому возьмем за отправную точку рассказ о существовании микроорганизмов, сформулированный Гиппократом. Но человечеству пришлось долго ждать, чтобы получить первое подтверждение этих теорий.

Невероятное открытие сделал голландский оптик Антони ван Левенгук. Это произошло в XVII веке, когда он посмотрел через увеличительное стекло на каплю воды, в которой увидел множество мелких организмов, и предположил, что они играют роль в возникновении и распространении многих заболеваний. Но даже это не смогло убедить многих скептиков в том, что различные заболевания вызываются микроорганизмами.

Были проведены многочисленные эксперименты, чтобы подтвердить или опровергнуть роль микроорганизмов в развитии многих заболеваний.

Наука о микроорганизмах развивается, и в исследовательских университетах появляется все больше должностей в этой области.

Вначале микробиологи только описывали микроорганизмы. Выдвигались различные гипотезы об их влиянии на здоровье человека, и выяснилось, что микробы участвуют в ферментации. В конце 19 века стало возможным культивировать микроорганизмы на специальных средах.

Сегодня это профессиональное движение прошло долгий путь и значительно расширило спектр деятельности. Чтобы облегчить работу микробиологов в той или иной стране, они объединяются в специальные организации. Например, Общероссийское общество эпидемиологов и паразитологов, совместно с микробиологами, является довольно известным альянсом.

Ежегодно они организуют научные семинары, конференции и дискуссионные форумы по проблемам микромира. Каждый раз один из таких форумов посвящается последним открытиям в области микробиологии.

Для повышения профессиональных навыков предлагаются курсы. Они имеют особое значение для микробиологов и ученых, работающих в лаборатории. Их квалификация должна обновляться каждые несколько лет, в зависимости от категории.

В каждом медицинском вузе есть кафедра микробиологии, где студенты и курсанты изучают теорию и проходят практические занятия по этой дисциплине.

Особенности и классификация

Микробиологи изучают характеристики, физические и химические свойства представителей микромира. К ним относятся:

• бактерии;
• простейшие;
• грибы;
• вирусы.

Для успешной работы микробиолог должен также обладать знаниями в области смежных биологических наук: Биофизика, биоорганическая химия, генетика, молекулярная биология, цитология и иммунология.

Исследователи часто фокусируются на одном типе микроорганизмов для углубленного изучения. Например, углубленное изучение вирусов привело к появлению отдельной научной дисциплины — вирусологии. Точно так же из ядра впоследствии вышли специалисты по генной инженерии; бактериологи отдельно изучают бактерии, а паразитологи — простейших.

Исходя из этого, основная международная классификация предусматривает два основных направления:

Специалисты требуются в обеих областях. Микробиологи общего профиля занимаются изучением структуры и особенностей жизнедеятельности микроорганизмов на разных уровнях:

• клеточном;
• популяционном;
• молекулярном;
• генетическом.

Они также изучают особенности их взаимодействия с окружающей средой.

Частный сектор, с другой стороны, фокусируется на отдельных членах микромира. Частный сектор, с другой стороны, фокусируется на индивидуальном микрокосмосе и рассматривает воздействие на окружающую среду и человека по отдельности.

Основными подгруппами здесь являются:

• медицинская;
• сельскохозяйственная;
• ветеринарная;
• биотехнологии;
• морская;
• космическая.

Квалифицированный микробиолог после окончания университета может работать в любой из перечисленных областей, в зависимости от исследовательского центра, в котором он/она работает.

Большая часть всех относительно недавних открытий связана с медицинской отраслью науки, которая изучает микроорганизмы, патогенные для человеческого организма. Но даже это подразделение можно условно разделить на несколько более узких подтипов, включая:

• бактериология;
• вирусология;
• микология;
• протозоология.

Ученые изучают метаболизм, алгоритмы питания, дыхательные механизмы, условия роста и благоприятную среду для размножения микроорганизмов. Для эффективной борьбы с ними необходима помощь генетика, который изучает особенности патогенных представителей на генетическом уровне.

Исследователи работают над определением роли изучаемых образований в этиологии и патогенезе инфекционных заболеваний.

После выявления и подтверждения роли микроорганизмов в развитии заболевания изучается микробная экология. Это необходимо для разработки плана диагностики вызванных заболеваний, лечения и профилактики.

Клинические микробиологи могут также специализироваться в следующих дисциплинах:

• фармацевтическому;
• санитарному;
• клиническому.

Фармацевтическая специализация сосредоточена на предотвращении инфекционной порчи лекарственных растений и их возможной порчи во время хранения рецептур. Такая специальность также включает практическое применение асептических и антисептических методов, а также методов дезинфекции. Это необходимо для поддержания технологии получения иммунологических и профилактических активных веществ на основе лекарственных растений на должном уровне.

Диагностические методики

В зависимости от цели, ради которой работает микробиолог, варьируется не только круг задач, но и методы диагностики, необходимые для ежедневных исследований.

Наиболее важными методами являются:

• микроскопический;
• культуральный;
• биологический;
• генетический.

Первый вариант — микроскопическое исследование для диагностики с использованием фазово-контрастной микроскопии. Если требуется более детальное исследование материала образца, можно использовать его:

• флуоресцентная;
• темнопольная;
• электронная микроскопия.

В лаборатории исследователи прибегают к культуральному методу, который основан на выращивании культур необходимых членов микромира. В качестве основы для идеальных условий жизни выбирается подходящая питательная среда. Это позволяет микроорганизмам сохранять способность поддерживать жизнь на уровне, необходимом для эксперимента.

Другим решением является биологический метод. При этом методе подопытные животные должны быть специально заражены определенной группой микробов. Полученные результаты позволяют понять постепенное развитие патогенного процесса.

Генетическое тестирование по-прежнему является самым современным подходом. Он основан на изучении свойств белковых молекул ДНК и РНК.

Однако большинство экспертов сходятся во мнении, что сочетание подходов более эффективно для достижения наилучшего результата в кратчайшие сроки. Иногда, например, при эпидемиях, микробиологам приходится работать с экспертами из смежных областей, чтобы быстрее достичь общей цели.

Совместная работа медиков принесла миру множество полезных открытий, которые сегодня помогают предотвращать инфекционные заболевания и лечить их быстро и без последствий для заболевших. Фармацевтика также полагается на результаты микробиологических экспериментов для разработки новых лекарств и терапевтических подходов.

Промышленность также не осталась в стороне от этой вездесущей науки. Специалисты, занимающиеся непосредственно микробиологией промышленных потоков, участвуют в синтезе органических и неорганических соединений. Хорошим примером является извлечение металлов из природных руд.

Микробиологи не бездействуют в сельском хозяйстве, ведь в их обязанности входит улучшение качества почвы и производство безопасных удобрений. Защита животных и растений от всевозможных вредителей также является одним из их умений.

Микробиологи работают в пищевой промышленности, где им приходится искать способы предотвращения преждевременной порчи продуктов питания, чтобы продлить срок их хранения.

Существуют и другие аспекты микробиологии, которые также требуют услуг микробиологов. Их объединяет то, что исследователям приходится иметь дело с чем-то, что существует, но не видно невооруженным глазом.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем Telegram-канале. Подпишитесь: https://t.me/foodandhealthru

Специализация: инфекционист, гастроэнтеролог, пульмонолог.

Общий стаж работы: 35 лет.

Образование: 1975-1982, 1 ММИ, медицинский гигиенист, высшее, врач-инфекционист.

Специальность: онкология.

Бактериальные заболевания

Патогенные бактерии — это паразитические виды, которые могут вызывать заболевания у людей, животных и растений. Они вызывают такие инфекционные заболевания, как чума, столбняк, туберкулез, тиф, холера, сибирская язва, скарлатина и др. (Таблица 1) (Таблица 1).

Таблица 1: Бактериальные заболевания, пути заражения и меры профилактики.

Как только болезнетворные бактерии попадают в организм человека, они начинают очень быстро размножаться. Они выделяют токсичные вещества (токсины), которые отравляют организм. Токсины переносятся через кровь по всему организму и вызывают серьезные последствия.

Человеческий организм оснащен защитными функциями, которые позволяют многим людям жить долгие годы, не прибегая к медицинской помощи. Например, наша кожа препятствует проникновению микробов в организм. В носу микробы задерживаются ресницами и слизью. В ушах они задерживаются ушной серой.

Слезная жидкость содержит небольшое количество солей и белков, которые помогают уничтожать микробы на поверхности глаза. Миндалины и аденоиды убивают микробы в горле и соляную кислоту в желудочном соке в желудке.

В организме с ними борются иммунные клетки в крови. Бактерии, вызывающие заболевания, широко распространены в воде, воздухе и почве. Чем чище воздух в помещении, тем меньше людей болеют. Важно ежедневно проветривать как дом, так и учебные помещения.

Бактерии туберкулеза распространяются с пылью в воздухе. Они остаются жизнеспособными до 3 месяцев. Бактерии брюшного тифа сохраняются в почве до 3 месяцев. Когда инфекционные заболевания поражают людей в массовом порядке, это называется эпидемией.

Туберкулез считается опасным инфекционным заболеванием. Он передается капельками в воздухе и поражает легочную ткань (рис. 10).

Рис. 10 Рентгеновский снимок грудной клетки человека

Когда крупный рогатый скот заражен туберкулезом, микробы могут передаваться человеку через молоко.

В 1882 году немецкий микробиолог Р. Кох открыл возбудителя туберкулеза (палочку Коха), за что в 1905 году получил Нобелевскую премию.

Возбудители брюшного тифа и сальмонеллеза заражают человека через пищу и воду.

Возбудителями дизентерии являются дизентерийные бактерии (а также одноклеточные животные — дизентерийные бациллы). Если вы пьете сырое молоко от больных коров, вы можете заразиться бруцеллезом.

Иногда бактерии могут оставаться в консервированных овощах, даже если они были стерилизованы при высокой температуре. По мере роста они выделяют токсичные вещества. Употребление таких продуктов приводит к тяжелому отравлению ботулизмом.

Только с интенсивным развитием медицины и микробиологии были найдены методы борьбы с микробами. Были приняты необходимые лекарства. Они убивают бактерии и очищают организм человека от патогенных микроорганизмов.

Например, при использовании антибиотиков (пенициллина, ампициллина, биспетола) многие бактерии погибают. Когда человеку холодно, количество болезнетворных бактерий в его организме также увеличивается. Для ускорения выздоровления можно использовать антибиотики.

Профилактические меры против инфекционных заболеваний включают соблюдение правил гигиены. Например, следует использовать только чистую кипяченую воду, мыть руки перед едой, содержать одежду в чистоте, немедленно обрабатывать больную кожу йодом или перекисью водорода, не допускать порчи продуктов и т.д. Очень важно общее закаливание организма.

Значение бактерий в природе и жизни человека

Бактерии играют важную роль в природном цикле. Гнилостные бактерии (сапрофиты), наряду с некоторыми растениями, животными и грибами, являются факторами здоровья нашей планеты.

Они участвуют в разложении растительных остатков, трупов и экскрементов животных, а также в образовании гумуса в почве.

Почвенные бактерии способствуют питанию растений. Они преобразуют гумус в минералы, которые затем потребляются растениями. Бактерии не только обогащают почву минералами, но и улучшают ее структуру.

Чем плодороднее почва, тем больше в ней бактерий. В одном грамме чернозема содержится 5-6 миллиардов бактерий. Почвенные бактерии влияют на рост и развитие растений. Многие бактерии растут на корнях растений и рядом с ними и влияют на жизнь растений.

Некоторые виды бактерий поглощают азот из воздуха и обогащают почву его соединениями. К ним относятся узелковые бактерии. Они живут в симбиозе с люцерной, горохом, донником, соей и другими бобовыми. Другой вид бактерий выделяет азот в воздух.

Азот является основным компонентом воздуха (78 %) и составной частью всех живых организмов. Это основа, на которой строятся белки. Азот постоянно циркулирует между атмосферой и живыми организмами. В почве он преобразуется в нитрат, который затем поглощается растениями. Животные едят растения и используют эти белки.

Соединения азота возвращаются в почву с отходами животноводства и при разложении растений и животных после их смерти. Внося удобрения, фермеры увеличивают содержание нитратов в почве, которые необходимы для роста растений.

Цианобактерии обогащают воздух молекулами кислорода посредством фотосинтеза. Образование нитратов (азотных удобрений), железной руды, торфа и угля в недрах земли и сероводорода в море также объясняется деятельностью бактерий. Таким образом, бактерии участвуют в круговороте веществ и способствуют продолжению жизни на Земле.

Бактерии играют важную роль в экономике. Их издавна использовали для выпечки, дубления и т.д. Молочнокислые бактерии используются при производстве сыра, в молочной промышленности, при ферментации фруктов и овощей, а также в силосе для корма животных.

Бактерии ферментируют углеводы. Образуется молочная кислота (например, при квашении молока, квашеной капусты и т.д.), которая предотвращает порчу капусты и силоса. Некоторые бактерии необходимы для производства вина (винные бактерии), в то время как другие вызывают порчу вина (уксусные бактерии).

В современной химической промышленности изучаются бактерии, расщепляющие синтетические вещества. Бактерии, разрушающие нейлон, уже найдены. Поиски «питателей» полиэтилена, который сохраняется в природе в течение 500-700 лет, продолжаются.

Некоторые виды болезнетворных бактерий, а также вирусы и грибки разводятся в специальных питательных средах и используются в качестве бактериологического оружия, что является преступлением против человечества.

Во многих странах цианобактерию спирулину выращивают в специальных резервуарах с водой для производства пищевого белка.