Современная биотехнология опирается на многие науки: генетику, микробиологию, биохимию, естествознание. Основным объектом их изучения являются бактерии и микроорганизмы. Многие проблемы в биотехнологиях решает именно применение бактерий. Сегодня область их использования в жизни человека настолько широка и разнообразна, что вносит неоценимый вклад в развитие таких отраслей, как:
- медицина и здравоохранение;
- животноводство;
- растениеводство;
- рыбная отрасль;
- пищевая промышленность;
- добыча полезных ископаемых и энергетика;
- тяжелая и легкая промышленности;
- септик;
- экология.
Здравоохранение и фармакология
Область применения бактерий в фармакологии и медицине настолько широка и значима, что их роль в лечении у человека многих заболеваний просто неоценима. В нашей жизни они необходимы при создании кровезаменителей, антибиотиков, аминокислот, ферментов, противовирусных и противораковых препаратов, пробы ДНК для диагностики, гормональных препаратов.
Неоценимый вклад в медицину сделали ученые, выявив ген, отвечающий за гормон инсулина. Вживив его в бактерию коли, получили выработку инсулина, спасая жизни многим больным. Японские ученые обнаружили бактерии, выделяющие вещество, уничтожающее зубной налет, тем самым предотвращая появление кариеса у человека.
Из бактерий-термофилов выводят ген, кодирующий ферменты, имеющие ценность в научных исследованиях, так как они нечувствительны к высоким температурам. При производстве витаминов в медицине используют микроорганизм Clostridium, получая при этом рибофлавин, выполняющий важную роль в здоровье человека.
Свойство бактерий вырабатывать антибактериальные вещества было применено при создании антибиотиков, решив проблему лечения многих инфекционных заболеваний, тем самым спасло жизнь не одному человеку.
В фармакологии создание лекарственных препаратов и синтетических вакцин, куда входят иммунорегуляторы, алкалоиды, нуклеотиды и ферменты, также невозможно без микроорганизмов.
Врачи отмечают, что бактерии играют ключевую роль в жизни человека и экосистемы в целом. Они участвуют в пищеварении, помогая расщеплять сложные вещества и усваивать питательные элементы. Кроме того, многие бактерии используются в медицине для создания вакцин и антибиотиков, что значительно улучшает качество жизни и увеличивает продолжительность жизни. Врачи подчеркивают, что без бактерий невозможно представить функционирование экосистем: они участвуют в разложении органических веществ, поддерживая баланс в природе. Таким образом, человечество не сможет обойтись без этих микроорганизмов, так как они необходимы для здоровья человека и устойчивости окружающей среды. Врачи призывают к осознанному отношению к бактериям, подчеркивая важность их сохранения и защиты.
Животноводство
Для возрастания привесов и увеличения скорости роста молодых особей применяют белково-витаминные добавки, ферменты, их продуцентами являются фотосинтезирующие бактерии. Снижая таким способом расход кормов и повышая производительность. При производстве силоса применяют E.coli commune, Lactis aerogenes, являющиеся молочнокислыми микроорганизмами. Незаменимую аминокислоту лизин, используемую в качестве пищевой добавки в животноводстве, продуцируют из таких бактерий, как Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium sp и Escherichia coli.
Применение бактерий распространено при создании высокопродуктивных пород, гормонов роста и пересадке оплодотворенной клетки. Препараты, созданные на основе Bac. subtilis и Bac. Licheniformis, используются в ветеринарии при лечении многих заболеваний.
Сельскохозяйственная отрасль
Использование пестицидов и удобрений в сельскохозяйственной отрасли приводит к негативному воздействию на микрофлору почвы. Для разрушения вредных веществ применяют аэробные и анаэробные бактерии.
Использование бактериальных удобрений способствует повышению урожайности. Из клеток Klebsiella и Chromatium получают бакпрепараты, удерживающие азот. Это дает возможность растениям усваивать азот, содержащийся в воздухе. Из Bacillus megathrtium получают фосфобактерин, повышающий содержание фосфора в почве и азота в зеленой массе. В качестве биозащиты растений от всевозможных вредителей разработаны микробиологические препараты на основе бактерий, которые не наносят вреда человеку.
Бактерии — это неотъемлемая часть нашей жизни, и многие люди осознают их важность. В повседневной жизни мы сталкиваемся с ними в продуктах питания, таких как йогурты и сыры, где они способствуют ферментации и улучшают вкус. В медицине бактерии используются для создания антибиотиков и вакцин, что спасает миллионы жизней. Однако есть и те, кто считает, что человечество может обойтись без бактерий, полагая, что современные технологии и химические препараты способны заменить их функции. Но без бактерий экосистема Земли не смогла бы существовать: они участвуют в разложении органических веществ и поддержании плодородия почвы. Таким образом, бактерии не только необходимы для здоровья человека, но и для устойчивости всей планеты. Без них жизнь, какой мы её знаем, была бы невозможна.
Рыбная отрасль
Биотехнологии, применяемые в рыбных хозяйствах, позволяют создавать породы рыб, устойчивые ко многим заболеваниям, и породы с высокими темпами прироста. Также из продуцируемых бактерий в рыбной промышленности изготавливают кормовые добавки, ферменты и лекарственные препараты.
Пищевая индустрия
Широко применение биотехнологий в бродильной и пищевой промышленностях. Применение молочнокислых бактерий при изготовлении кефира, кумыса и кисломолочных продуктов способствует улучшению их вкуса и перевариваемости. Это достигается тем, что выделяемые ферменты разлагают молочный сахар на спирт и углекислоту. Для улучшения качества кондитерских изделий и сохранения свежести хлебобулочных в пищевой промышленности применяют ферменты, продуцируемые из Bac.subtilis.
Добыча и переработка полезных ископаемых
Применение биотехнологий в добывающей промышленности позволяет существенно сократить расходы и энергетические затраты. Так, применение литотрофных бактерий (Thiobacillus ferrooxidous), с их способностью окислять железо, используется в гидрометаллургии. За счет бактериального выщелачивания из низкосодержащих пород добывают драгоценные металлы. Для увеличения добычи нефти применяют метансодержащие бактерии. При добыче нефти обычным способом из недр извлекается не более половины природных запасов, а с помощью микроорганизмов происходит более эффективное освобождение запасов.
Легкая и тяжелая индустрия
Микробиологическое выщелачивание используют в старых шахтах для получения цинка, никеля, меди, кобальта. В горнодобывающей промышленности для восстановительных реакций в старых шахтах применяют сульфаты бактерий, так как остатки серной кислоты несут разрушающие воздействия на опоры, материалы и окружающую среду. Анаэробные микроорганизмы способствуют основательному разложению органических веществ. Это свойство применяется для очистки воды в металлургической промышленности.
Человек использует бактерии при производстве шерсти, искусственной кожи, текстильного сырья, в парфюмерно-косметических целях.
Очистка стоков и водоемов
Бактерии, участвующие в разложении, применяют для очистки септиков. Основа этого метода заключается в том, что питаются микроорганизмы сточными водами. Этим способом обеспечивается удаление запаха и обеззараживание стоков. Микроорганизмы, применяемые в септиках, выращиваются в лабораториях. Результат их действия обуславливается распадом органики на простейшие вещества, безвредные для экологии. В зависимости от вида септика подбираются анаэробные либо аэробные микроорганизмы. Аэробные микроорганизмы, помимо септиков, применяют в биофильтрах.
Для поддержания качества воды в водоемах и стоках, очистки загрязненной поверхности морей и океанов от нефтепродуктов также необходимы микроорганизмы.
С развитием биотехнологий в нашей жизни человечество шагнуло вперед практически во всех отраслях своей деятельности.
Вопрос-ответ
Как бактерии влияют на здоровье человека?
Бактерии играют ключевую роль в поддержании здоровья человека, особенно в пищеварительной системе. Полезные бактерии, такие как пробиотики, помогают переваривать пищу, синтезировать витамины и защищать организм от патогенных микроорганизмов. Без них может возникнуть дисбаланс микрофлоры, что может привести к различным заболеваниям.
В каких отраслях промышленности используются бактерии?
Бактерии находят широкое применение в различных отраслях, включая сельское хозяйство, где они используются для улучшения почвы и защиты растений, а также в пищевой промышленности для производства йогуртов, сыра и квашеной капусты. В биотехнологии бактерии применяются для создания антибиотиков и других лекарственных средств.
Может ли человечество обойтись без бактерий?
Нет, человечество не может обойтись без бактерий. Они являются неотъемлемой частью экосистемы и играют важную роль в круговороте веществ, разложении органических материалов и поддержании биологического баланса. Без бактерий экосистемы были бы нарушены, что негативно сказалось бы на жизни всех организмов, включая человека.
Читайте также:
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте полезные бактерии и их роль в экосистеме. Понимание того, как микробы влияют на здоровье почвы, пищеварение и даже иммунную систему человека, поможет вам осознанно подходить к вопросам экологии и здоровья.
СОВЕТ №2
Поддерживайте разнообразие микробиома в своем организме. Употребление пробиотиков и пребиотиков, таких как йогурты, квашеная капуста и клетчатка, способствует здоровью кишечника и укрепляет иммунитет.
СОВЕТ №3
Сократите использование антибиотиков и химических веществ в повседневной жизни. Это поможет сохранить баланс полезных бактерий в вашем организме и окружающей среде, что важно для устойчивости экосистемы.
СОВЕТ №4
Участвуйте в экологических инициативах, направленных на сохранение биоразнообразия. Поддержка проектов по восстановлению экосистем и защиты природных мест обитания поможет сохранить важные виды бактерий и других микроорганизмов, от которых зависит жизнь на Земле.
