Роль прокариот в природе и жизни человека

Роль прокариот в природе. Мы уже вспоминали, что прокариоты распространены везде, они даже способны существовать в тех условиях, где другие организмы вообще не встречаются. Например, некоторые виды обитают в горячих источниках, температура воды которых достигает +90 °С. Клетки особых бактерий обнаружены в нефтеносных пластах на глубине нескольких километров.

Бактерии, обитающие в почве, вместе с другими организмами (животными, грибами) обеспечивают ее плодородие. Они разлагают органические вещества, поступающие в почву. Образующиеся при этом неорганические соединения могут потребляться растениями. Цианобактерии и азотфиксирующие бактерии, обитающие в почве, способны усваивать азот из воздуха и переводить его в доступную для потребления растениями форму. Как вы помните, одна из таких групп бактерий – клубеньковые бактерии – поселяется в корнях бобовых растений. Потребляя органические вещества, бактерии обеспечивают самоочищение водоемов. Цианобактерии, пурпурные и зеленые серобактерии вместе с растениями создают запасы органических веществ в природе, образуя их из неорганических. Цианобактерии в процессе фотосинтеза выделяют в атмосферу свободный кислород, которым дышат живые организмы. Образование нефти и природного газа также происходило при участии определенных групп бактерий.

Взаимосвязи прокариот с другими организмами. Средой обитания некоторых бактерий являются живые организмы. Взаимосвязи, которые при этом возникают, могут быть разными. Есть бактерии, приносящие пользу другим организмам. Например, в кишечнике человека живет бактерия кишечная палочка. Она способствует процессам пищеварения, образует определенные витамины и препятствует деятельности болезнетворных микроорганизмов. При чрезмерном употреблении антибиотиков эти бактерии погибают, что плохо влияет на здоровье человека. Сама же кишечная палочка, обитая в кишечнике человека, постоянно обеспечена питательными веществами.

В желудке жвачных животных (коров, овец, коз) также живут бактерии. Они принимают участие в переваривании растительной пищи, богатой целлюлозой. Такое сосуществование бактерий и жвачных животных является взаимовыгодным: бактерии помогают животным переваривать и усваивать пищу, а сами обеспечены питательными веществами и защищены от неблагоприятных влияний окружающей среды. Некоторые виды цианобактерий, подобно водорослям, входят в состав лишайников.

Однако среди бактерий много и паразитических видов, которые, поселяясь в организмах человека, животных и растений, вызывают разнообразные заболевания. В другие организмы бактерии могут проникать вместе с пищей, водой, воздухом, через покровы. Один из наиболее распространенных путей проникновения бактерий в организм человека – воздушно–капельный. При кашле и чихании больных людей в воздух вместе с мельчайшими каплями слизи и слюны попадают миллионы клеток бактерий. Если рядом с больным человеком находится здоровый, эти бактерии могут проникнуть в него через органы дыхания и вызвать заболевание. Вот почему, чтобы избежать поражения дыхательных путей, при контакте с больными следует пользоваться защитными марлевыми масками.

Болезнетворные бактерии могут переносить и кровососущие насекомые. Например, возбудителя чумы (опасного заболевания, унесшего жизни миллионов людей) переносят блохи, сыпного тифа – вши. У человека бактерии вызывают такие заболевания, как дифтерия, туберкулез, ангина, холера, дизентерия, скарлатина и многие другие, у животных – сибирскую язву, бруцеллез. Эти заболевания часто сопровождаются повышением температуры, ухудшением самочувствия и требуют немедленного лечения. Несвоевременное обращение к врачу и несоблюдение его рекомендаций могут привести к смерти больного. Сейчас бактериальные заболевания лечат с помощью антибиотиков.

Больных инфекционными заболеваниями следует изолировать от здоровых до момента выздоровления, то есть необходимо соблюдать карантин с целью предупреждения распространения возбудителей. Для предотвращения заболеваний (например, дифтерии, столбняка) необходимо делать профилактические прививки, употреблять витамины, повышающие устойчивость организма, кипятить питьевую воду, правильно хранить и готовить пищевые продукты, соблюдать правила личной гигиены (мыть руки перед едой, чистить зубы, содержать свое тело в чистоте).

Бактерии способны вызывать и разнообразные заболевания растений, на пораженных органах которых могут возникать пятна, опухоли. Заболевшие растения в конечном итоге загнивают и погибают.

Использование прокариот в хозяйственной деятельности человека. Человек издавна использует способность некоторых бактерий вызывать процессы брожения для получения определенных продуктов: молочнокислых (сыров, йогуртов и др.), уксусной и масляной кислот. Без бактерий было бы невозможным дубление кожи, силосование зеленых кормов.

Бактерий используют и в микробиологической промышленности для получения антибиотиков, витаминов и других веществ.

Одна из важных проблем, стоящих перед человечеством, – очистка сточных вод, образующихся в результате работы промышленных предприятий и жизни городов. Такие воды в неочищенном состоянии нельзя сливать в водоемы, так как они их загрязняют, и вода становится непригодной для употребления. Для очистки сточных вод в специальных очистительных сооружениях используют определенные виды бактерий, разлагающих органические остатки. Кроме того, изучая видовой состав и численность бактерий в воде, можно определить степень загрязненности водоемов. С помощью бактерий человек борется с кровососущими животными, вредителями сельского и лесного хозяйств.

Бактерии могут приносить и ощутимый вред, например, портя продукты питания. При этом они вырабатывают ядовитые вещества, которые могут отравить организм человека или животного при употреблении испорченных продуктов. Например, палочка ботулизма может поражать консервированные мясные и растительные продукты, рыбу.

Помните! Вздутые консервы (причиной этого может быть и палочка ботулизма) употреблять не следует, так как это может привести к тяжелому отравлению со смертельным исходом.

Летом поверхность неглубоких, хорошо прогреваемых водоемов может покрываться зеленовато–сизой пленкой. Это явление называют «цветением воды». Его причина – массовое размножение цианобактерий, которые, выделяя ядовитые вещества (токсины), могут вызывать гибель обитателей водоемов. Такая вода непригодна для питья, а купание в ней может вызвать у человека разнообразные заболевания. К сожалению, надежных способов борьбы с «цветением воды» до сих пор не найдено. «Цветение воды», как вы помните, может быть вызвано и массовым размножением зеленых водорослей. Однако при этом таких тяжелых последствий, как при массовом размножении цианобактерий, не наблюдается.

Бактерии были открыты голландским исследователем Антони ван Левенгуком (1632–1723 гг.). На протяжении своей жизни он сконструировал около 400 микроскопов. Исследуя с их помощью капли воды, он обнаружил и описал строение, способы движения и размножения разнообразных микроскопических существ: бактерий, одноклеточных животных и других организмов.

Если бы бактерии прекратили разлагать органические вещества остатков организмов и продуктов их жизнедеятельности, выделяя при этом углекислый газ, его запасы в атмосфере и Мировом океане исчерпались бы приблизительно за 2 тыс. лет. Это относительно незначительный промежуток времени по сравнению с существованием жизни на Земле, ведь она появилась свыше 3,5 млрд. лет тому назад.

Признаки отравления продуктами, в которых размножилась бактерия палочка ботулизма, могут проявиться через 12–24 ч после их потребления. Ее яд, в первую очередь, действует на нервную систему и мускулатуру, вызывая потерю голоса и сознания, нарушения зрения, процессов пищеварения и дыхания. Если своевременно человеку не будут введены особая сывортка и препараты, поглощающие ядовитые вещества, может наступить смерть.

Опасные пищевые отравления человека и животных (брюшной тиф) вызывают бактерии сальмонеллы. Их споры длительное время могут сохраняться во внешней среде и пищевых продуктах.

Опасность для здоровья и жизни человека и животных представляют бактерии лептоспиры. Их споры длительное время могут сохраняться в стоячих водоемах. Попадая в организм, эти бактерии вызывают тяжелую лихорадку и даже смерть. Поэтому в водоемах, где выявлены лептоспиры, не следует купаться.

Для того чтобы полностью избавиться от бактерий в пищевых продуктах, предназначенных для длительного хранения, медикаментах, осуществляют их стерилизацию или пастеризацию. Стерилизация (от лат. стерилис – бесплодный) – процесс полного уничтожения микроорганизмов и их спор. Распространенный метод стерилизации – действие высоких температур (+100 °С и выше). Для стерилизации также используют ультрафиолетовые лучи, ультразвук, определенные химические вещества и т. д. Пастеризация заключается в том, что разнообразные продукты (молочнокислые, пиво, соки) подвергают тепловой обработке при температуре +60 ...70 °С в течение 30 мин, а потом быстро охлаждают. Данный процесс повторяют на протяжении трех дней. В результате споры микроорганизмов, которые могли образоваться при предварительной обработке, погибают при следующем прогревании. Этот метод, предложенный выдающимся французским микробиологом Луи Пастером (1822–1895 гг.), носит его имя.


Листаем страницы биологии:

Факторы окружающей среды, влияющие на живые организмы
Растения и факторы неживой природы
Взаимосвязи растений между собой и с другими организмами
Растительные сообщества и их типы
Охрана растений
Краткий словарь терминов
Обращение к школьникам
Биология – наука о живой природе
Биология (содержание)