ruch bakterii - Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa

advertisement
Mikrobiologia glebowa
Ile i jakie mikroorganizmy znajdują się w glebie?
Anna Gałązka
Zakład Mikrobiologii Rolniczej
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy
Puławy, 29.11.2016 r. Warsztaty naukowe „Ocena gleb użytkowanych rolniczo z
uwzględnieniem prawidłowego funkcjonowania ekosystemów glebowych oraz
wskazanie działań zapobiegających procesom degradacyjnym”
GLEBA
Gleba składa się z cząstek mineralnych o różnej wielkości i kształcie oraz różnych właściwościach chemicznych w
mieszaninie z korzeniami roślin, żywą populacją organizmów oraz materią organiczną w różnych stadiach rozwoju.
Organizmy zasiedlające glebę tworzą złożony zespół o bardzo dużej
liczebności zwany edafonem. Są to mikroorganizmy, grzyby,
jednokomórkowce roślinne i zwierzęce, rośliny naczyniowe oraz
bezkręgowce bytujące w przypowierzchniowej warstwie gleby.
EDAFON może stanowić od 1 do 10% suchej masy substancji
organicznej gleby.
Ze względu na rozmiar organizmy żyjące w glebie można zaliczyć do trzech
grup:
- MIKROBIOTA (niedostrzegalne gołym okiem)- wirusy, bakterie, grzyby,
pierwotniaki, glony
- Mezobiota (0,2-2 mm) - wazonkowce, nicienie, ślimaki, owady bezskrzydłe, wije,
roztocza i inne, małe rośliny,
- Makrobiota (>2 mm) - dżdżownice, krety, gryzonie np. myszy polne, większe owady,
korzenie dużych roślin i drzew.
Jak zbudowana jest gleba?
W glebie można wyróżnić:
• fazę stałą (cząstki mineralne, organiczne i organiczno-mineralne o rożnym stopniu
rozdrobnienia, tworzące gruzełki glebowe),
• fazę ciekłą (woda z rozpuszczonymi w niej związkami – roztwór glebowy),
• fazę gazową (para wodna i powietrze wypełniające pory glebowe).
Przeciętny skład gleby jest następujący:
• składniki organiczne-5%
• woda-25%
• powietrze-25%
• składniki mineralne-45%
GLEBA – POWIETRZE - WODA
Zasiedlają wszystkie środowiska:
•
•
•
•
gleba – 500 mln komórek
bakteryjnych w 1 g gleby
wody słodkie i słone – np. ok
100 000 komórek w 1 cm3
wody
organizmy żywe – np.
człowiek jest nosicielem ok 2
kg bakterii
środowiska ekstremalne, np.
oceaniczne kominy
hydrotermalne, tereny
radioaktywne
Drobnoustroje glebowe
MIKROORGANIZMY PATOGENICZNE
MIKROORGANIZMY POŻYTECZNE
•
•
BAKTERIE WIĄŻĄCE AZOT
GRZYBY MIKORYZOWE
•
•
ANALIZA SANITARNA GLEB
CHOROBY ZBÓŻ
Jak badać mikroorganizmy glebowe?
METODY BADAŃ
METODY KLASYCZNE
Wszystkie prace prowadzone są w warunkach sterylnych, na przygotowanym wcześniej sterylnym szkle.
AKTYWNOŚĆ BIOLOGICZNA GLEBY = LICZEBNOŚĆ + AKTYWNOŚĆ ENZYMATYCZNA
POŻYWKA BAKTERYJNA to mieszanina związków chemicznych
umożliwiających hodowlę bakterii lub grzybów.
W skład pożywek wchodzi woda destylowana oraz sole w stężeniu zapewniającym izotoniczność środowiska. pH musi
być odpowiednie dla wzrostu, ponieważ bakterie są wrażliwe na jego wahania.
PODŁOŻA NATURALNE, PÓŁSYNTETYCZNE I SZTUCZNE
pożywka minimalna
pożywka wzbogacona
pożywka selektywno-różnicująca
pożywka selektywna
pożywka wybiórczo – namnażająca
pożywki specjalne
AGAR CZEKOLADOWY
EZA, najkrócej rzecz ujmując, to igła preparacyjna zakończona metalową pętelką.
POSIEW jest podstawową metodą diagnostyki bakteriologicznej i mikologicznej zarówno w mikrobiologii klinicznej,
jak i "badawczej". Najkrócej rzecz ujmując posiew to metoda uzyskania pojedynczych, odosobnionych kolonii bakterii,
czy grzybów na podłożach mikrobiologicznych. Metod i sposobów uzyskania tego jest wiele - lecz jedynie kilka jest
powszechnie używanych.
ANALIZA POJEDYNCZEJ KOLONII
Liczebność drobnoustrojów
POŻYWKA MARTINA
np. 45 x 104 jtk/g s.m. gleby (jednostek tworzących kolonie)
LICZNIK KOLONII BAKTERII
Ogólna liczebność bakterii
PSB
Ogólna liczebność bakterii
Ogólna liczebność bakterii
kopiotroficznych
Ogólna liczebność
Azotobactera spp.
Ogólna liczebność
grzybów
Ogólna liczebność bakterii
amonifikacyjnych
Ogólna liczebność bakterii
celulolitycznych
BAKTERIE Z DESZCZU
MIKROSKOP OPTYCZNY – urządzenie do silnego
powiększania obrazu, wykorzystujące do generowania
tego obrazu światło przechodzące przez specjalny układ
optyczny składający się zazwyczaj z zestawu od kilku do
kilkunastu soczewek optycznych.
Mikroskopy, w których stosowane jest światło widzialne,
osiągają maksymalne powiększenia
rzędu 1500x.
Budowa standardowego mikroskopu optycznego z oświetleniem
próbki od dołu:
1. Okular osadzony w tubusie;
2. Rewolwer;
3. Obiektyw;
4. Śruba makrometryczna;
5. Śruba mikrometryczna;
6. Stolik;
7. Źródło światła (w prostszych modelach zwierciadło
oświetlające);
8. Kondensor;
9. Statyw
OBRAZ MIKROSKOPOWY PENICILLUM spp.
OBRAZ MIKROSKOPOWY CLOSTRIDIUM spp.
OBRAZ MIKROSKOPOWY FUSARIUM spp.
OBRAZ MIKROSKOPOWY ALTERNARIA spp.
OBRAZ MIKROSKOPOWY MUCOR spp.
Jak badać mikroorganizmy glebowe?
METODY BADAŃ
METODY MOLEKULARNE
Do oceny zmian różnorodności genetycznej w wyniku działania różnych czynników
antropogenicznych i środowiskowych stosowanych jest wiele technik molekularnych.
Mikroorganizmy, tworząc wielogatunkowe zbiorowiska, wytwarzają sieć zależności między
poszczególnymi grupami fizjologicznymi.
Badania aktywności mikroorganizmów w zbiorowiskach są niezbędne w celu poznania ekologii
drobnoustrojów w biocenozach i powinny być analizowane w powiązaniu z istniejącymi warunkami
środowiskowymi.
BAKTERIE
Bakterie (łac. bacteria, od gr. bakterion – pałeczka) – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to
jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się BAKTERIOLOGIA,
gałąź mikrobiologii.
Cechą charakterystyczną budowy komórek bakteryjnych jest brak otoczonych błoną organelli, takich jak jądro
komórkowe czy mitochondrium, które występują u wszystkich innych organizmów żywych – grzybów, roślin,
protistów i zwierząt.
Bakterie występują we wszystkich biotopach. Można je spotkać w
glebie, w innych organizmach i w wodzie, na lodowcach Antarktydy
i wokół oceanicznych kominów hydrotermalnych. Występują także
na terenach radioaktywnych, co udowodnił eksperyment, w czasie
którego bakterie poddawano działaniu promieniowania
jonizującego. W jednym gramie gleby można znaleźć nawet 500
milionów komórek tych organizmów, a około milion w mililitrze
wody słodkiej. Na Ziemi jest w przybliżeniu pięć
kwintylionów (5x1030) bakterii, które stanowią znaczną
część biomasy planety.
Dotąd nie udało się opisać wszystkich bakterii. Przyczyną jest
ogromna różnorodność tej grupy organizmów, ich małe
rozmiary oraz problem z przetrzymywaniem w laboratoriach
– gatunki z około połowy gromad NIE MOGĄ BYĆ
HODOWANE.
Bakterie to niewielkie, jednokomórkowe organizmy prokariotyczne, cechujące się zróżnicowanym
metabolizmem
Bakterie są najstarszymi, najmniejszymi i najprostszymi pod względem budowy
komórki znanymi organizmami, ich przeciętna wielkość wynosi od 0,5 do 10 μm. Są
KOSMOPOLITYCZNE, mogą przetrwać w warunkach, w których nie przeżyją żadne
organizmy eukariotyczne.
Królestwo: Monera
ORGANIZMY
PROKARIOTYCZNE
BAKTERIE
WODA
Archaebacteria
(archeony)
Eubakteria
(bakterie
właściwe)
POWIETRZE
PODKRÓLESTWA BAKTERII
GLEBA
Organizmy te opanowały wszystkie środowiska,
bytują zarówno w wodzie, powietrze i glebie
zasiedlają również inne żywe organizmy.
Udział mikroorganizmów w obiegu pierwiastków
Bakterie odgrywają ważną rolę w obiegu biogennych pierwiastków (są destruentami).
NOMENKLATURA
Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury Bakterii (ang. The International Code of Nomenclature of Bacteria,
ICNB lub Bacteriological Code, BC) – zespół zasad i zaleceń dotyczących tworzenia nazw naukowych
(systematycznych) bakterii i archeonów, stanowiących nomenklaturę taksonów prokariotycznych.
Celem kodyfikacji nomenklatury naukowej bakterii jest
stworzenie stabilnego systemu nazewnictwa, pozwalającego
na unikanie nieporozumień i dublowanie nazw. Zgodnie z
KODEKSEM (reguła 5b ICNB) bakterie dzielone są na 5
kategorii:
• gatunki (species),
• rodzaje (genus),
• rodziny (familia),
• rzędy (ordo)
• klasy (classis).
Podział może być uszczegóławiany poprzez dodawanie
kategorii pomocniczych: podgatunek, podrodzina, plemię i
podplemię, podrząd i podklasa.
Odmiana (varietas) w nomenklaturze bakteryjnej jest
synonimem podgatunku.
BAKTERIE CHARAKTERYZUJE DUŻA RÓŻNORODNOŚĆ KSZTAŁTÓW I WIELKOŚCI.
Komórki bakteryjne są średnio ok. 10 razy mniejsze od komórek organizmów eukariotycznych.
Osiągają od 0,5 do 5 mikrometrów wielkości. Kilka gatunków, na przykład Thiomargarita namibiensis i
Epulopiscium fishelsoni, może dorastać nawet do połowy milimetra i są widoczne gołym okiem. Do najmniejszych
bakterii należą wszystkie z rodzaju Mycoplasma. Mają wielkość taką jak największe wirusy, osiągają maksymalnie 0,3
mikrometra. Niektóre bakterie mogą być jeszcze mniejsze, ale ultramikrobakterie nie zostały na razie dokładnie
zbadane.
KSZTAŁTY KOLONII BAKTERYJNYCH
ziarniaki, Micrococcus
dwoinki, Diplococcus
czwórniak, Tetracoccus
paciorkowce, Streptococcus
gronkowce, Staphylococcus
pakietowce, Sarcina
pałeczki, Bacterium
laseczki, Bacillus
maczugowce, Corynebacterium
przecinkowce, Vibrio
śrubowce, Spirillum
krętki, Spirochaeta
promieniowce, Actinomyces
prątki, Mycobacterium
BUDOWA KOMÓRKI BAKTERYJNEJ
Elementami wspólnymi dla wszystkich bakterii są: błona komórkowa, cytoplazma, rybosomy i nukleoid. Prawie wszystkie
zawierają ścianę komórkową. Niektóre komórki wytwarzają otoczki, rzęski, fimbrie lub ciała chromatoforowe (tylakoidy).
Cytoplazma bakterii nie zawiera siateczki wewnątrz-plazmatycznej i struktury Golgiego.
Głównymi składnikami komórek bakteryjnych są:
• CYTOPLAZMA – substancja koloidalna,
wypełniająca wnętrze komórki,
• NUKLEOID – obszar cytoplazmy, w którym
znajduje się nić DNA,
• OTOCZKA – ściana o funkcji szkieletowej, na
niej są zawieszone rzęski,
• ŚCIANA KOMÓRKOWA, która pełni funkcję
ochronną, w jej skład wchodzi mureina,
• BŁONA KOMÓRKOWA – struktura oddzielająca
wnętrze komórki od świata zewnętrznego,
• RYBOSOMY – organelle służące do produkcji
białek,
• RZĘSKI I WICI, które są wypustkami pełniącymi
funkcję ruchową, nie we wszystkich typach
bakterii są obecne.
Nie mają jądra, a kolisty DNA, tzw. GENOFOR, zlokalizowany jest w nukleoidzie. Wiele bakterii oprócz
chromosomowego DNA posiada też cząsteczki DNA pozachromosomowego, tzw. PLAZMIDY, które mogą warunkować
odporność bakterii na antybiotyki. Zamiast mitochondriów i chloroplastów występują u nich mezosomy i tylakoidy.
Rybosomy są małe.
Materiałem zapasowym jest glikogen, wolutyna lub skrobia sinicowa.
Elementy struktury zewnętrznej bakterii to:
•
•
•
•
ściana komórkowa,
wić,
fimbrie i pilusy,
śluz.
Komórki bakteryjne posiadają błonę komórkową. Jest ona
zwykle otoczona także dodatkowym organellum – ścianą
komórkową, zbudowaną z peptydoglikanu i polisacharydów.
W całość, nazywaną MUREINĄ, łączą je peptydy zawierające
D-aminokwasy. Z tego powodu ściana komórkowa bakterii różni
się od tych, które spotyka się u grzybów (są one zbudowane z
chityny) i roślin (zbudowanych z celulozy).
Ściana komórkowa jest podstawową osłoną bakterii,
zwiększającą ich odporność i umożliwiającą prawidłowe
funkcjonowanie.
Antybiotyki β-laktamowe zwalczają bakterie właśnie poprzez
blokowanie syntezy peptydoglikanu, czym zaburzają budowę
bakteryjnej ściany komórkowej.
Szczególną właściwością ścian jest ich PRZEPUSZCZALNOŚĆ.
Różnice w przepuszczalności ścian komórkowych różnych
gatunków bakterii umożliwia ich identyfikację na podstawie
barwienia metodą Grama.
Przestrzeń pomiędzy błoną, a ścianą komórkowa
nosi nazwę PERYPLAZMY.
Budowa ściany komórkowej
Tylko nieliczne bakterie nie posiadają ściany komórkowej (tzw. mykoplazmy). Natomiast archeany nie mają
mureiny w ścianie. Dodatkowo komórka bakterii może być chroniona otoczką śluzową oraz być wyposażona w
rzęski i fimbrie (cienkie białkowe rureczki), które osadzone są na zewnętrznych powłokach komórki.
W budowie komórki bakterii G− wyróżnia się zewnętrzną błonę komórkową. Ściana komórkowa bakterii G− jest cieńsza, zawiera mniej
warstw peptydoglikanu (mureiny).
Bakterie G+ zatrzymują fiolet krystaliczny i nawet po odbarwianiu etanolem pozostają ciemno zabarwione. Tymczasem G− wiążą
niewiele fioletu i łatwo się odbarwiają. Później dobarwiane są zwykle na czerwono.
Budowa ściany komórkowej
Różnice w budowie ściany komórkowej u bakterii, dzielą się na
bakterie gramdodatnie, gramujemne oraz bez ściany komórkowej.
Bakterie gramdodatnie (nazwa pochodzi o nazwiska uczonego,
który wynalazł metodę barwienia ścian komórek bakteryjnych)
posiadają grubą warstwę mureny w ścianie komórkowej i
wybarwiają się metodą Grama, natomiast bakterie gramujemne
mają cienką warstwę mureiny oraz dwuwarstwową błonę
komórkową, posiadającą lipopolisacharyd (LPS).
Rys. Schemat barwienia metodą Grama
Rys. Różnice w budowie ściany komórkowej bakterii Gram + i Gram -.
RUCH BAKTERII
Część bakterii posiada zdolność do aktywnego ruchu. Poruszanie może odbywać się za pomocą:
- wici,
- ruchu ślizgowego,
- ruchu wirowego
- zmian wyporności.
W przypadku ruchu wirowego bakteria używa IV typu pilusów, korzystając z nich jak z haka. Mocuje się nimi w podłożu i
podciąga się ze stosunkowo dużą siłą (>80 pikoniutonów). Mikroby mogą poruszać się z dużą prędkością, na przykład
przecinkowiec cholery (Vibrio cholerae) należący do najbardziej ruchliwych bakterii osiąga prędkość 200 μm/s, czyli w
ciągu minuty jest w stanie pokonać odległość większą niż 1 cm. Ovobacter propellens potrafi poruszać się z prędkością
nawet 1 mm/s.
Bakterie charakteryzuje niezwykła różnorodność wici. Może ona być pojedyncza i długa,
podwójna (jedna z przodu, a druga z tyłu) lub wiązka wici na części lub całej komórce
bakteryjnej. Wić należy do najlepszych środków napędu wykorzystywanych przez większość
organizmów. Tworzy ją 20 białek, ale do jej kontroli i przymocowania bakteria używa ich 30.
Wić to obracająca się struktura zewnątrzkomórkowa wprawiana w ruch przez kinetosom,
który napędza gradient H+ wytwarzany przez pompę protonową.
Różne typy wici występujące u bakterii.
A – monotrychalne (jednorzęse)
B – lofotrychalne
C – amfitrychalne
D – perytrychalne (okołorzęse)
A
B
Różne typy wici
A –jednorzęse
B – lofotrychalne
C – amfitrychalne
D – perytrychalne
D
C
FORMY PRZETRWALNIKOWE
W niesprzyjających warunkach potrafią tworzyć formy przetrwalnikowe i w postaci utajonej czekać na odpowiedni
moment, by rozpocząć rozmnażanie. Baterie rozmnażają się przez podział, który w sprzyjających okolicznościach
może odbywać się nawet co dwadzieścia minut w związku z tym kolonia podwaja swoją liczebność w bardzo szybkim
tempie.
ENDOSPORY – występują u laseczek (Clostridium, Bacillus), a ich wytworzenie jest procesem wieloetapowym i
skomplikowanym. Rozpoczyna się on podwojeniem nukleoidu, który następnie wraz z niewielką ilością cytoplazmy
zostaje otoczony grubą ścianą odporną na wiele czynników fizycznych (np. temperatura, promieniowanie UV) i
chemicznych (np. środki dezynfekujące). Wrażliwość na wysoką temperaturę warunkowana jest również obecnością
kwasu dipikolonowego.
KONIDIA - tworzą się na skutek fragmentacji nitki u promieniowców (Actinomycetales), są mało wrażliwe na suszę,
jednak mniej ciepłooporne niż endospory;
MIKROCYSTY – charakterystyczne dla bakterii śluzowych (Myxobacteriales), kuliste lub pałeczkowate twory połączone
śluzem.
Podczas gdy bakteria obumiera, przetrwalniki
przetrzymują trudny okres i po ustaniu
zagrażających bodźców (np. zakończeniu
sterylizacji) rozwija się z nich normalna komórka
bakteryjna. Taki stan życia utajonego nazywamy
ANABIOZĄ.
Endospory
Są one wytwarzane przez bakterie Gram-dodatnie należące do
rodzajów: Bacillus, Clostridium, Sporohalobacter, Anaerobacter i
Heliobacterium. Charakteryzuje je niezwykła odporność. W prawie
wszystkich przypadkach jedna komórka wytwarza jedną endosporę,
więc nie jest to proces reprodukcji, chociaż Anaerobacter potrafią
wytwarzać aż siedem endospor z jednej komórki. Endospora składa
się z cytoplazmy wraz z DNA i rybosomami otoczonej przez
nieprzepuszczalną ścianę.
Endospory nie wykazują metabolizmu i są odporne na ekstremalne
warunki fizyczne (wysokie promieniowanie UV, promieniowanie
gamma, wysokie temperatury, zmiany ciśnienia i osuszanie) oraz
działanie substancji chemicznych (detergenty, środki dezynfekujące).
W tym stanie mikroorganizmy mogą przeczekać niekorzystne
warunki, będąc gotowymi do rozwoju przez miliony lat, nawet gdy
znajdą się w próżni, np. w przestrzeni kosmicznej.
Endospory niektórych patogenów są szczególnie groźne dla
człowieka, np. Bacillus anthracis wywołujący wąglik lub Clostridium
tetani wywołujący tężec.
Endospory rozwijają się w żywe komórki bakteryjne wtedy, gdy
dostaną się do środowiska, w którym mają ku temu dogodne
warunki, np. do krwi.
endospory Coccidioides
Wyróżnić można komórki
przetrwalnikujące o kształtach:
laseczkowatych (rys. 1,2),
wrzecionowatych (rys. 4,6) oraz tzw.
buławy (rys.3,5)
MATERIAŁAMI ZAPASOWYMI BAKTERII są różnorodne substancje, takie jak GLIKOGEN,
POLIFOSFORAN, SIARKA lub POLIHYDROKSYALKANIANY (jak polihydroksymaślan). Magazynują je w
ziarnkach, z których mogą być uwalniane w razie potrzeby.
Fotosyntetyczne bakterie planktoniczne należące do Cyanobacteria wytwarzają PĘCHERZYKI GAZU, dzięki
którym mogą regulować głębokość, na której się znajdują w toni wodnej, optymalizując w ten sposób
warunki środowiska, co w cyklu 24-godzinnym, obserwujemy jako dobowe migracje pionowe.
METABOLIZM
Pod względem sposobu odżywiania się,
można je podzielić na heterotrofy i
autotrofy, a także symbionty, komensale i
pasożyty. Niejednokrotnie stawały się
endosymbiontami.
Różnice w sposobie uzyskiwania energii i różne substancje wykorzystywane w reakcjach katabolicznych i
anabolicznych zostały uwzględnione przy ich podziale systematycznym. Jednak niejednokrotnie taka klasyfikacja nie
oddaje filogenezy bakterii. Bakteryjne strategie metaboliczne dzieli się ze względu na trzy kryteria:
• źródła energii,
• sposoby jej uzyskiwania i
• substraty reakcji chemicznych.
Dodatkowym kryterium jest występowanie akceptorów elektronów pozwalających na beztlenowe oddychanie.
Stąd jednym z kryteriów podziału jest wykorzystywanie lub niewykorzystywanie tlenu, co daje podział na bakterie
tlenowe (aerobowe) i beztlenowe (anaerobowe). Wśród bakterii zdarza się też anaerobowość fakultatywna, gdy tlen
nie jest konieczny do oddychania, ale nie jest też zabójczy. Niektóre bakterie tworzą kolonie, w których jedne komórki
żyją w warunkach tlenowych (fotosyntezują i oddychają tlenowo), a inne (tzw. heterocysty) są od tlenu izolowane i
przeprowadzają reakcje, które obecność wolnego tlenu by zaburzała (np. wiązanie azotu atmosferycznego). Jest to
zjawisko typowe dla niektórych sinic (np. trzęsidłowców).
ODDYCHANIE BAKTERII
BEZWZGLĘDNE BEZTLENOWCE – oddychają tylko tlenowo, brak
tlenu jest dla nich zabójczy. Należą do nich: sinice, większość
bakterii chemosyntetyzujących, większość saprofagów, m.in.
bakterie wiążące azot atmosferyczny (diazotroficzne)
WZGLĘDNE TLENOWCE – oddychają głównie tlenowo, a w
warunkach obniżonego stężenia tlenu przechodzą na mechanizm
oddychania beztlenowego. Należą tu: bakterie purpurowe, liczne
heterotrofy, m.in. bakterie denitryfikacyjne
WZGLĘDNE BEZTLENOWCE – oddychają jedynie beztlenowo, ale
tlen w środowisku nie jest dla nich zabójczy. Liczne heterotrofy,
m.in. bakterie fermentacji mlekowej, oddychające na drodze
fermentacji mlekowej. Liczne bakterie pasożytnicze,
chorobotwórcze
BEZWZGLĘDNE BEZTLENOWCE – oddychają wyłącznie
beztlenowo, a tlen jest dla nich zabójczy. Nie potrafią prowadzić
rozkładu powstałych nadtlenków np. nadtlenku wodoru. Należą
tu: fotosyntetyczne bakterie zielone i purpurowe, diazotroficzne
Clostridium, żyjące w żołądkach przeżuwaczy symbiotyczne
bakterie celulolityczne, wiele bakterii chorobotwórczych
TEMPERATURA
WZROST I REPRODUKCJA
W laboratoriach w celu obserwacji i hodowli, bakterie umieszcza się na odpowiednich stałych lub ciekłych podłożach
hodowlanych (mikrobiologicznych).
W większości laboratoriów do hodowli bakterii przeznacza się odpowiednie składniki odżywcze, w celu osiągnięcia
jak największej ilości bakterii w krótkim czasie. Faza intensywnego wzrostu populacji bakterii na danej pożywce jest
czasem określana w przybliżeniu jako faza wzrostu wykładniczego.
WSPÓŁŻYCIE Z INNYMI ORGANIZMAMI
Bakterie niejednokrotnie żyją z innymi organizmami. Ich stosunkowo prosta budowa mimo wszystko pozwala im stworzyć bardziej
skomplikowanej struktury, z innymi bakteriami (BIOFILM), lecz znacznie korzystniejsze jest jej utworzenie razem z innymi organizmami. Te
różnorodne sposoby współżycia mogą być antagonistyczne i nieantagonistyczne. Wśród najczęściej występujących stosunków
międzygatunkowych są symbioza (MUTUALIZM), PASOŻYTNICTWO i KOMENSALIZM.
Bakterie są bardzo małe, co pozwala im na występowanie w dużej ilości w biotopie. Dotyczy to zwłaszcza komensali, które żyją na
wszystkich roślinach i zwierzętach, łącznie z ludźmi, u których powodują rozkład niektórych składników potu, przez co ma on
charakterystyczny zapach, podobnie jak reszta ciała ludzkiego.
MUTUALIZM –charakteryzuje się obopólnymi korzyściami o takim stopniu,
który praktycznie wzajemnie uzależnia istnienie obu populacji.
Przykłady:
przeżuwacze i ich bakterie jelitowe,
mikoryza – współpraca roślin naczyniowych z grzybami,
rośliny bobowate i bakterie asymilujące azot,
storczyki i grzyby,
Rhizobium spp.
Grupa bakterii współżyjących z roślinami motylkowymi. Powodują one powstanie brodawek na korzeniach tych roślin.
Do komórek korzenia bakterie dostają się przez specjalną strukturę - nić infekcyjną. Po infekcji dzielą się intensywnie,
pobudzając komórki gospodarza do szybkiego wzrostu, który prowadzi do powstania brodawek. Różowe zabarwienie
brodawek świadczy o procesie wiązania azotu. Największa intensywność wiązania występuje przed kwitnieniem.
Bakteria wiążąca N2 przetwarza go w NH3 lub aminokwas (glutaminę) i w tej postaci przekazuje komórkom roślinnym.
Roślina dostarcza bakterii związki węgla i zapewnia warunki rozwoju.
Część zasymilowanego przez bakterie azotu zasila glebę,
i z tej przyczyny rośliny motylkowate są ważnym elementem
w płodozmianie, uprawia się także jako zielony nawóz.
ZNACZENIE BAKTERII W PRZEMYŚLE
Bakterie, takie jak Lactobacillus znajdujące się np. w mleku po dodaniu do drożdży są stosowane od tysięcy lat przy wytwarzaniu
produktów spożywczych takich jak kiszona kapusta, ser, sos sojowy, wino, ocet i jogurt.
Zdolność bakterii do degradacji (rozkładania) wielu związków organicznych jest niezwykle przydatna dla człowieka i z tego powodu są
one wykorzystywane w przemyśle i gospodarce. Mikroorganizmy zdolne do rozkładania węglowodorów są używane do likwidacji
wycieków ropy lub innych olejów z tankowców, dzięki czemu ułatwiają usuwanie skutków wielu katastrof ekologicznych.
Bakterie mogą również zostać użyte do biologicznego zwalczania szkodników w miejsce pestycydów. Zwykle używa się Bacillus
thuringiensis (zwaną również BT), Gram-dodatnią bakterię, która występuje w glebach. Jej podgatunki są używane do zwalczania
gąsienic motyli. Są one składnikiem środków takich jak Dipel i Thuricide. Z powodu nietoksycznych składników oraz zastosowania
bakterii groźnych tylko dla niektórych organizmów są one bezpieczne dla środowiska.
Z powodu zdolności bakterii do szybkiego wzrostu są one cennym obiektem badań molekularnych. Przez modyfikowanie ich struktury
genetycznej i sprawdzeniu jak zmiany te kształtują fenotyp populacji, naukowcy mogą sprawdzić jakie geny, enzymy i funkcje
metabolityczne charakteryzują poszczególne bakterie oraz jak je zmieniać.
NEGATYWNE ZNACZENIE W GOSPODARCE, PRZYRODZIE I ŻYCIU CZŁOWIEKA
Wydzielanie do środowiska toksyn
Rozwój pasożytniczych bakterii wewnątrz organizmu powodujący choroby
TOKSYNY:
Toksyna jadu kiełbasianego – wydzielana przez bakterie Clostridium botulinum; rozwija się m.in. w zanieczyszczonych konserwach
mięsnych, prowadzi do groźnej choroby, botulizmu (powoduje poważne zaburzenia ośrodkowego układu nerwowego), prowadzi do
śmiertelnego zatrucia
Toksyna gronkowcowa – produkowana przez Staphylococcus aureus, znajduje się w lodach, kremach, majonezie. Prowadzi do ostrych zatruć
pokarmowych (biegunka, wymioty, bóle brzucha)
U roślin powodują nekrotyczne plamy na liściach i pędach, więdnięcie kwiatów, niszczenie owoców, powstawanie narośli, guzków,
brodawek.
CHOROBY ZWIERZĘCE I LUDZKIE POCHODZENIA BAKTERYJNEGO
NOSACIZNA – pałeczka nosacizny (konie, muły, osły – przewlekłe stany zapalne jamy nosowej)
WĄGLIK – laseczka wąglika – stany zapalne, nacieki skórne na szyi, błonach śluzowych, często prowadzi do śmierci (broń biologiczna
kategoria A).
KRĘTEK KIŁY, DWOINKA RZEŻĄCZKI – choroby przenoszone drogą płciową (choroby weneryczne) Pałeczka duru brzusznego, pałeczka
czerwonki, przecinkowiec cholery – dostają się z zanieczyszczoną woda lub jedzeniem (choroby układu pokarmowego) Dwoinka zapalenia
płuc, pałeczka krztuśca, prątek gruźlicy – przenoszone drogą kropelkową, schorzenia układu oddechowego Pałeczka duru plamistego
powoduje tyfus Pałeczka dżumy ( pchły, szczury, ludzie)
W organizmie mogą występować bakterie niepowodujące objawów chorobowych. Przykładem jest pałeczka
okrężnicy, bytująca w jelicie grubym. Jest ona wskaźnikiem zanieczyszczenia wody ściekami komunalnymi, gdyż
obecna jest w ludzkim kale.
Podłoże LB
Odciski uczniów
Download
Random flashcards
ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

Motywacja w zzl

3 Cards ypy

66+6+6+

2 Cards basiek49

Prace Magisterskie

2 Cards Pisanie PRAC

Create flashcards