Первая ассоциация, приходящая на ум при слове «бактерии», – болезнетворные. И это все, что может сказать об их роли в природе большинство людей. А ведь бактерии считаются одними из первых живых организмов всей Земле. По разным оценкам, они появились около 4 миллиардов лет назад. Так какова роль бактерий в природе на самом деле? Они играют активную роль в обменных процессах, происходящих во всех без исключения экосистемах. Без их роли жизнь на Земле была бы невозможна.
Общее понятие
Бактерии – это мельчайшие обитатели Земли. По своей миниатюрности они занимают второе после вирусов место. Их размеры в среднем составляют 0,5-5 мкм (0,0005-0,005 мм). Настоящим гигантом среди них является бактерия, название которой по-русски звучит как намибийская серная жемчужина. Она имеет размер 750 мкм (0,75 мм), что позволяет увидеть ее даже невооруженным глазом. Микроскопические размеры позволяют бактериям проникать сквозь любые преграды.
Подавляющее большинство этих организмов одноклеточные. Внешний вид клеток может быть самым разнообразным, от чего зависит их роль в природе. Они могут иметь округлую форму, палочкообразную, спиралевидную, звездчатую, кубическую и множество других. Форма определяет подвижность бактерии и способ ее прикрепления к поверхности.
Для изучения этих организмов и их роли в природе создан отдельный раздел микробиологии – бактериология. Сейчас ученые различают уже около 10 тысяч разновидностей бактерий. Предположительное же их количество превосходит миллион.
Врачи подчеркивают важность бактерий в экосистеме, отмечая их многогранную роль. Эти микроорганизмы участвуют в процессах разложения органических веществ, что способствует возвращению питательных веществ в почву и поддержанию плодородия. Кроме того, бактерии играют ключевую роль в пищеварении, помогая организму усваивать необходимые вещества. Врачи также акцентируют внимание на том, что некоторые виды бактерий являются естественными антагонистами патогенных микроорганизмов, тем самым защищая здоровье человека. В целом, без бактерий жизнь на Земле была бы невозможна, и их значение трудно переоценить.
Где живут эти микроорганизмы?
Если коротко, то везде. Они живут во всей биосфере: в воде, почве, воздухе, в живой и мертвой органике. Бактерии обладают способностью к жизни в самых разных экосистемах. Вот некоторые из экзотических мест их обитания:
- Стратосфера на высоте до 84 км над уровнем моря. Бактерия флавобактин живет при сильном космическом облучении на высоте 20 км, где температура опускается до 55 градусов ниже нуля.
- В воде непригодного для органической жизни Мертвого моря обитают галобактерии.
- В калифорнийских источниках, где содержание щелочи десятикратно превышает нормы для всего живого.
- В водах ядерного реактора обитает разновидность под названием микрококус радиодуранс, которая выдерживает ядерное облучение в 10 тысяч раз лучше человека.
- В океане на глубине нескольких километров при давлении в одну тысячу атмосфер и в воде Северного Ледовитого океана.
- Температура до +350°С в черных гейзерах Тихого океана не является помехой для жизни бактерий, названных черными курильщиками. Они не размножаются при температуре ниже +100°С из-за «холода».
А бактерии-анаэробы гибнут в кислородной среде, но прекрасно живут, например, в глубинном иле без доступа воздуха.
Первые поставщики кислорода
Начнем с события, произошедшего много веков назад, но игравшего определяющую роль для формирования нынешней экосистемы природы и всей жизни в целом.
На заре возникновения Земли атмосфера не содержала кислорода. Благодаря роли фотосинтезирующих организмов и в значительной мере цианобактерий (сине-зеленых водорослей) начал выделяться свободный кислород. Первоначально он расходовался на насыщение океанических вод и окисление горных пород и вулканических продуктов.
По окончании этого процесса стала насыщаться кислородом и сама атмосфера. Этому способствовало и уменьшение выбросов углекислого газа из вулканов. Около двух миллиардов лет назад содержание оксигена в атмосфере стало достаточным для кислородного дыхания. Это привело к гибели части существовавших экосистем, но было шагом вперед в эволюции и привело к появлению многоклеточных организмов и новых форм жизни.
В наши дни цианобактерии составляют значительную часть планктона океана. Они стоят в начале многих пищевых цепей: одни организмы служат пищей для вторых, вторые – для третьих и т.д. Сине-зеленые водоросли и по сей день являются значимыми производителями кислорода. По оценкам разных специалистов, речь может идти о 20-40% всего вырабатываемого в природе объема кислорода.
Бактерии играют ключевую роль в экосистемах, и их значение трудно переоценить. Многие люди осознают, что эти микроскопические организмы участвуют в разложении органических веществ, что способствует возвращению питательных веществ в почву. Однако их функции не ограничиваются этим. Бактерии участвуют в процессе фиксации азота, что позволяет растениям получать необходимый для роста элемент. В водоемах они помогают очищать воду, разлагая загрязняющие вещества. Кроме того, в человеческом организме бактерии выполняют защитную функцию, поддерживая баланс микрофлоры и способствуя пищеварению. Многие исследователи подчеркивают, что без бактерий жизнь на Земле была бы невозможна, так как они обеспечивают устойчивость экосистем и способствуют биологическому разнообразию.
Добытчики азота
Наряду с сине-зелеными водорослями существует множество разновидностей бактерий, обогащающих почву, воду и воздух кислородом. Но положительная роль бактерий в природе этим не ограничивается. Так, ни растения, ни животные не в состоянии выделить азот из атмосферы, хотя он является важнейшим элементом для их жизни и основой соединений для строительства белка. Для растений – это один из элементов их питания, играющий важную роль для образования хлорофилла. Этот элемент оказывает определяющее влияние на рост растений, их зеленый цвет и длительность цветения.
Оказывается, в наземных экосистемах существуют организмы, способные добывать атмосферный азот. Это бактерии, которые живут в почве, причем в массовом количестве: около 10 миллиардов в 1 г чернозема. Вся эта армия усердно добывает азот и «подкармливает» им почву.
Другие полезные функции
Почвенные бактерии играют важную роль: они поставляют растениям не только кислород и азот, но и другие полезные элементы. Это одни из микроорганизмов, обеспечивающих плодородие почвы. Разлагая органику мертвых растений и животных, они образуют питательные вещества для растений и углекислый газ, участвующий в фотосинтезе.
Многие огородники, проводя сельскохозяйственные работы, даже не подозревают, что их большая часть направлена на создание лучших условий для жизни почвенных бактерий. К примеру:
- Рыхление почвы проводится для ее насыщения кислородом. При этом затрагивается только верхний слой. Прикорневая часть остается нетронутой. Значит, кислород туда по-прежнему не поступает.
- Полив обеспечивает накопление влаги. Но к корням поступает только ее часть. Остальное уходит в землю вокруг растения.
- Внесение навоза производится для обогащения почвы. При этом питается только верхняя часть. Корни получат лишь малую толику полезных веществ, поступивших вместе с дождевыми каплями или после полива.
Получается, что все это не нужно? Дело в том, что достаточное количество влаги и кислорода способствует большей активности бактерий, а значит, обеспечению растений всеми необходимыми элементами. Именно бактерии превращают внесенный навоз в полезный и лучше усваиваемый перегной.
Жизнь на Земле невозможна без жизнедеятельности бактерий, так как они играют важную роль в круговороте веществ в природе, осуществляя химические превращения, не доступные ни животным, ни растениям.
Вопрос-ответ
Какова роль бактерий в природе?
Роль бактерий в природе невозможно переоценить. Благодаря сапротрофным бактериям в почве поддерживается необходимое для жизни растений количество минеральных веществ. Бактерии являются обязательным звеном круговорота веществ в природе. В почве находится огромное количество бактерий разных видов.
Какую роль играют бактерии на Земле?
Некоторые бактерии вырабатывают вещества, которые помогают связывать частицы почвы в микроагрегаты. Стабильные агрегаты улучшают инфильтрацию воды и повышают водоудерживающую способность почвы. Также популяции бактерий конкурируют с болезнетворными организмами в корнях и на поверхности растений.
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте микробиологию: Понимание основ микробиологии поможет вам лучше осознать, как бактерии взаимодействуют с окружающей средой и другими организмами. Это знание может быть полезным в различных областях, от экологии до медицины.
СОВЕТ №2
Поддерживайте биоразнообразие: Участие в охране окружающей среды и поддержка биоразнообразия помогут сохранить экосистемы, в которых бактерии играют ключевую роль. Это может включать в себя участие в местных экологических инициативах или простые действия, такие как сортировка мусора.
Читайте также:
СОВЕТ №3
Используйте пробиотики: Включение пробиотиков в свой рацион может помочь поддерживать здоровую микрофлору в вашем организме. Это не только улучшает пищеварение, но и способствует укреплению иммунной системы, что подчеркивает важность бактерий для здоровья человека.
СОВЕТ №4
Обращайте внимание на устойчивое сельское хозяйство: Поддержка методов устойчивого сельского хозяйства, таких как органическое земледелие, может помочь сохранить полезные бактерии в почве, что в свою очередь способствует более здоровым экосистемам и качественной пище.
