Бактерии, как и все организмы, живущие на Земле, должны получать питательные вещества для своего роста, развития и размножения. Некоторые виды никакой органики не употребляют, а энергию получают путем сложных процессов окисления неорганических веществ. Их называют хемотрофы, а для гетеротрофных организмов (животные, грибы и большая часть простейших) поддержание жизнедеятельности возможно только за счет готовых органических соединений. В зависимости от того, как и чем питаются гетеротрофные бактерии, их можно поделить на четыре группы.
Классификация прокариотов по способу питания
Бактерии, которые питаются органическими веществами, то есть гетеротрофы, имеют несколько четко разделимых линий поведения и вкусовых предпочтений. Так, выделяются:
- хищники;
- сапрофиты (встречается также название сапротрофы);
- симбионты;
- и паразиты.
Хищников среди бактерий немного, но, как и положено представителям данного вида, они убивают свою жертву, а затем съедают ее. Именно такого поведения придерживается бделловибрион бактериовирус, обитающий в водной среде.
Симбионты питаются питательными веществами других организмов, только взамен обеспечивают им, например, соли и воду. Одними из самых известных симбиотических простейших являются клубеньковые бактерии.
Сапрофиты забирают нужные им вещества у отмерших организмов. К числу падальщиков относят гнилостные бактерии, плесневые грибы.
Паразиты – это низшие животные или растительные организмы, питающиеся за счет своего хозяина. По сути, они поедают своих, пока еще живых жертв. Болезнетворные бактерии, вирусы и грибы могут селиться как внутри, так и снаружи организмов. Паразиты живут и питаются не только на теле человека или животных, есть виды, которые пользуются готовыми питательными веществами растений, бактерий и других простейших микроорганизмов.
Врачи отмечают, что питание бактерий варьируется в зависимости от их типа и среды обитания. Некоторые бактерии, такие как фотосинтетические цианобактерии, используют солнечный свет для получения энергии, превращая углекислый газ и воду в органические вещества. Другие, например, гетеротрофные бактерии, питаются органическими соединениями, которые они получают из окружающей среды, включая остатки растений и животных. Врачи подчеркивают, что многие патогенные бактерии способны использовать питательные вещества из организма хозяина, что способствует их размножению и развитию заболеваний. Понимание этих процессов важно для разработки новых методов лечения инфекций и профилактики заболеваний, связанных с бактериями.
К вопросу о питании
Вопрос со способами добычи средств к существованию понятен, но как именно питаются бактерии? Главной особенностью бактериальной клетки при рассмотрении процесса потребления питательных веществ можно назвать то, что субстраты попадают внутрь через всю ее поверхность. Процессы метаболизма проходят с высокой скоростью, и так же быстро микроорганизм отреагирует на изменения в окружающей среде.
Бактерии-сапрофиты (а таковых в природе большинство) питаются мертвыми и уже начавшими разлагаться органическими материалами. Чтобы переварить пищу, они выделяют ферменты и потом поглощают результат такого внеклеточного способа переваривания. Похожим образом поступают дрожжи и грибы, которым разветвленная сеть мицелия обеспечивает возможность забирать питательные вещества с большой площади.
Несмотря на то что процесс усваивания пищи у сапротрофов проходит по одинаковому сценарию, требования к субстрату у них различаются. Одни выбирают среди отмерших организмов:
- среду с достаточно сложным содержанием элементов (остатки растений, трупы животных, молоко);
- субстраты с резко ограниченными готовыми соединениями (то есть только с теми, которые они сами не смогут воспроизвести);
- материю с единственным источником углерода (сахар, кислота, спирт или другое соединение).
Пеницилл, аспергилл и мукор – ярчайшие представители сапрофитов
Грибы на Земле появились одними из первых организмов. Такой представитель, как мукор, встречается в верхних почвенных слоях, но на продуктах тоже питается органическими соединениями. У животных и человека небольшое его количество может вызвать заболевания, но высокая ферментативная активность у некоторых мукоровых грибов делает их нужными для производства антибиотиков или закваски. Последняя более известна как китайские дрожжи.
Читайте также:
Аспергиллы – плесневые грибы, образующие пушистые колонии, изначально имеющие белый цвет. Оттенок позднее может меняться. Питаются они на различных субстратах, ареал их обитания простирается в нескольких климатических поясах. Эти грибы опасны для крахмалосодержащих продуктов питания. Иногда они произрастают внутри деревьев и растений.
Пеницилл, как и вышеописанные грибы, появляется на еде и делает ее непригодной для употребления. Но он известен гораздо больше своих собратьев благодаря тому, что его полезные свойства перекрывают все возможные негативные последствия. Первый антибиотик так и называется – «Пенициллин».
Но все-таки грибы – это, прежде всего, санитары леса. Опавшая листва, ветки, поваленные стволы, пух и перья птиц так и скапливались бы слоями, приводя к загрязнению экосистемы.
Разнообразие бактерий поражает воображение, и их способы питания не менее интересны. Некоторые из них, как фотосинтетические цианобактерии, используют солнечный свет для получения энергии, превращая углекислый газ и воду в органические вещества. Другие, например, хемосинтетические бактерии, извлекают энергию из неорганических соединений, таких как сероводород или железо, что позволяет им обитать в экстремальных условиях, например, на дне океанов.
Многие бактерии являются сапрофитами, питающимися разлагающимися органическими веществами, что играет важную роль в экосистемах, способствуя переработке питательных веществ. Патогенные бактерии, напротив, могут извлекать питательные вещества из живых организмов, что часто приводит к заболеваниям. Таким образом, разнообразие способов питания бактерий не только удивляет, но и подчеркивает их важность в природе и медицине.
Бактерии-«падальщики» и их значение для природы
Разнообразные способы, которыми питаются бактерии, являются одной из причин того, что они получили столь широкое распространение на нашей планете. Сапрофиты, удовлетворяя собственные потребности, принимают активное участие в круговороте веществ. Некоторые соединения, образовавшиеся в процессе их питания, ими не усваиваются, а поступают в окружающую среду, остаются в земле, где активно потребляются растениями.
Так как любой организм рано или поздно погибнет, сапрофиты никогда не останутся без поля для деятельности. Они одновременно и дворники, и повара: когда питаются, то разлагают органические ткани на составные элементы, которые потребляют другие организмы. Еще в их обязанности входит участие в минерализации и круговороте химических элементов в земле, да и процессы брожения (в том числе и молочнокислого) проходят с обязательным участием сапрофитов.
Грибы-сапрофиты питаются на различных субстратах, но поселившись на продуктах, которые употребляет человек, не всегда дают положительный результат. Чайный или индийский морской гриб используют для приготовления вкусных и полезных настоев, а грибковое брожение требуется при производстве алкоголя. Но забродившие соки и варенья, плесень на хлебобулочных изделиях, гниль на яблоках – это результат присутствия все тех же сапрофитов.
Гнилостные бактерии могут вызывать порчу продуктов, даже прошедших заморозку или засолку продуктов питания. Но в некоторых процессах человек применяет препараты с содержанием ферментов, полученных из культур таких бактерий (химчистка одежды, выделка шкур, кожевенное производство).
Убивать, чтобы жить
Бактерии-паразиты – это в подавляющем большинстве болезнетворные микроорганизмы. Тела или клетки живых существ являются естественной средой их обитания, где они питаются, растут и размножаются. А в результате пораженные ими ткани или органы получают серьезные повреждения.
Болезнетворные бактерии не просто питаются в теле хозяина, их токсичные выделения разносятся кровью по всему организму, вызывая серьезнейшие осложнения. Паразиты-прокариоты становятся возбудителями опасных заболеваний.
- холера;
- чума;
- ботулизм;
- дизентерия;
- сальмонеллез;
- пневмонии в различных формах;
- туберкулез, и этот список можно продолжать еще очень долго.
Болезнетворные простейшие очень хорошо приспосабливаются к жизни в организме, да и способы проникнуть внутрь у них достаточно разнообразны. Продукты питания, вода, личные контакты с зараженным человеком, предметы быта и воздушно-капельный путь передачи используются возбудителями болезней в полной мере.
Способы борьбы с бактериями тоже имеют разностороннюю направленность, но сражаясь за собственную жизнь, простейшие становятся с каждым разом все изобретательнее, вырабатывая иммунитет к лекарствам. Пока в битве «болезнетворные микробы VS человек» наблюдается ничья.
Несмотря на то что с некоторыми сапрофитами человеку лучше было бы не встречаться, знание о том, чем они питаются, помогает изобретать новое оружие против них. Либо в силах ученых создавать идеальные условия для культивирования тех видов, которые нам необходимы.
Вопрос-ответ
Как и чем питаются бактерии?
У бактерий существуют два способа питания: гетеротрофное, автотрофное и хемотрофное. Гетеротрофные бактерии используют для своего развития готовые органические вещества. Бактерии, которые питаются органическими веществами, делятся на три группы — сапротрофы, паразиты и симбионты.
Чем питаются настоящие бактерии?
Бактерии, большей частью, питаются органическими веществами. Среди них встречаются сапрофиты и паразиты.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные группы бактерий и их источники питания. Понимание того, какие бактерии являются автотрофами (используют неорганические вещества) и какие – гетеротрофами (питаются органическими веществами), поможет вам лучше понять их роль в экосистемах.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на влияние окружающей среды на питание бактерий. Температура, pH и наличие кислорода могут существенно влиять на метаболизм бактерий, поэтому важно учитывать эти факторы при изучении их питания.
СОВЕТ №3
Используйте примеры из реальной жизни для иллюстрации питания бактерий. Например, расскажите о том, как бактерии участвуют в разложении органических веществ в компосте или как они помогают в процессе ферментации продуктов, таких как йогурт и квашеная капуста.
СОВЕТ №4
Не забывайте о значении бактерий в медицине и экологии. Изучение их питания может помочь в разработке новых антибиотиков и методов биоремедиации, что подчеркивает важность бактерий в поддержании здоровья человека и окружающей среды.
