Биосфера планеты представляет собой единый мегаорганизм, части которого гармонично взаимосвязаны между собой. Все многообразие жизни делят на два надцарства – прокариотов (доядерные организмы) и эукариотов (имеющих ядро). Надцарства подразделяют на живые царства:
- вирусы;
- бактерии;
- грибы;
- растения;
- животные.
Прокариоты – основоположники всего живого
Царство бактерий совместно с царством вирусов объединяют в надцарство прокариотов – безъядерных организмов. Исторически – это первый эшелон живых организмов на планете.
Живые одноклеточные организмы появились около 3,8 млрд. лет назад. Почти миллиард лет они были единственными живыми обитателями планеты – успешно размножались, развивались и приспосабливались. Результатом их жизнедеятельности стало появление свободного кислорода в атмосфере планеты, что позволило зародиться многоклеточным организмам – грибам, растениям, цветам и животным.
В наше время живые бактерии обитают везде: начиная от разреженных атмосферных слоев и до самых глубоких океанических впадин, живут они в арктических льдах и в термальных гейзерах. Бактерии заселили не только свободное пространство – они прекрасно себя чувствуют внутри других организмов, будь то грибы, растения или животные.
В природе все животные, и человек не исключение, являются средой обитания для микробов, которые заселяют:
- кожные покровы;
- полость рта;
- кишечник.
Исследователи установили, что численность клеток микроорганизмов, проживающих в теле человека, в 10 раз превышает количество его собственных клеток. Несмотря на столь высокие количественные показатели, вес бактерий, проживающих в организме, не превышает 2 кг – сказывается значительная разница в размере клеток.
Живые представители царства бактерий имеют неисчислимое количество видов, однако общим для всех них является:
- отсутствие выраженного ядра;
- очень маленькие (в сравнении клетками растений и животных) размеры клетки;
- биологической единицей является сама клетка, в случае их объединения речь идет о колонии бактерий.
Именно представители царства бактерий сделали возможным появление грибов, растений и животных. Появившись на планете, микроорганизмы не только приспосабливались к имеющимся условиям – они активно изменяли свою среду обитания, создавая качественно новые характеристики.
Круговорот азота и углерода в природе происходит исключительно благодаря микроорганизмам. Ученые установили, что если из биосферы изъять микробы, жизнь на планете не сможет сохраниться.
Врачи отмечают, что бактерии играют ключевую роль в поддержании здоровья экосистем и человека. Эти микроорганизмы участвуют в процессах разложения органических веществ, что способствует возвращению питательных веществ в почву и водоемы. Кроме того, многие виды бактерий необходимы для нормального функционирования пищеварительной системы человека, помогая переваривать пищу и синтезировать витамины. Врачи подчеркивают, что баланс микрофлоры в организме важен для иммунной защиты, а нарушения в этом балансе могут привести к различным заболеваниям. Таким образом, бактерии не только поддерживают жизнь на планете, но и непосредственно влияют на здоровье человека, что делает их незаменимыми в биосфере.
Роль прокариотов в биосферных циклах
При зарождении жизни на планете представители царства бактерий активно участвовали в формировании биосферы. Современная биосфера нуждается в микроорганизмах для сохранения уровня функционирования – круговорот энергии и вещества в природе обеспечивают микробы.
Примерами доминирующей роли живых микробов в биосферных процессах являются создание и поддержание плодородного слоя почвы.
Помимо газовых и окислительных функций, все большее значение приобретают геохимические функции микроорганизмов. Ферментативная активность и концентрационные функции имеют ощутимое влияние на геохимию планеты.
Видовое разнообразие микроорганизмов
Представители царства бактерий заселили все уровни биосферы, а по наличию микробов определяют верхнюю и нижнюю границы биосферы планеты. Обитая в столь различных по физическим параметрам средах, микробы различаются по целому ряду признаков.
- По форме живой бактериальной клетки:
- шаровидные кокки;
- палочковидные;
- извитые, подразделяются на вибрионы и спирохеты.
- По способу перемещения организма в пространстве:
- без жгутиков (хаотичное движение подобное броуновскому);
- при помощи жгутиков (количество варьируется от одного до множества по всему периметру).
- По особенностям метаболизма представителей царства бактерий:
- синтез необходимых веществ из неорганики – автотрофы;
- переработка органики – гетеротрофы.
- По способу получения энергии:
- дыхание (аэробные и анаэробные микроорганизмы);
- брожение;
- фотосинтез (бескислородный и кислородный).
Бактерии, несмотря на свой микроскопический размер, играют ключевую роль в экосистемах Земли. Многие люди недооценивают их значение, считая лишь вредителями или источниками заболеваний. Однако, бактерии являются незаменимыми участниками биогеохимических циклов, таких как углеродный и азотный. Они способствуют разложению органических веществ, возвращая питательные элементы в почву и воду, что обеспечивает здоровье экосистем.
Кроме того, некоторые виды бактерий способны фиксировать атмосферный азот, превращая его в форму, доступную для растений. Это особенно важно для сельского хозяйства, где здоровые почвы способствуют высоким урожаям. В человеческом организме бактерии также выполняют множество функций, включая помощь в пищеварении и защиту от патогенов. Таким образом, бактерии не только поддерживают баланс в природе, но и влияют на наше здоровье и благополучие.
Особенности взаимоотношений микробов и вирусов – представителей одноименных царств
Надцарство прокариотов объединяет два царства – бактерий и вирусов, которые имеют намного больше отличий, чем общих черт. К примеру, если бактерии синтезируют все необходимые для жизнеобеспечения вещества, то вирусы вообще не способны к синтезу белка. Они даже не могут воспроизводить себе подобных самостоятельно, а только внедрившись в чужую клетку.
Вирусы блокируют ДНК хозяина клетки и подменяют ее своей – в результате захваченная клетка производит копии внедрившегося вируса, что обычно приводит к ее гибели.
Таким образом, в природе, посредством атаки вирусов, происходит контроль и ограничение размножения микроорганизмов. Кроме того, деструктурная функция вирусов провоцирует образование новых, более устойчивых штаммов микробов.
В природе микроорганизмы перерабатывают неорганические соединения в органику, вовлекая ее в круговорот биосферы, а вирусы, разрушая их, возвращают вещества в первоначальное состояние. Результатом совместной деятельности служит биогенный субстрат – основа существования грибов, растений и животных – всех живых царств биосферы природы.
Вопрос-ответ
Какую роль играют бактерии в биосфере?
На Земле насчитывается около 5⋅10³⁰ бактерий, и их биомасса превышает суммарную биомассу животных и растений. Они играют важную роль в круговороте питательных веществ; например, именно бактерии осуществляют фиксацию атмосферного азота. Они также разлагают останки животных и растений посредством гниения.
Какую роль выполняют в биосфере земли живущие в почве бактерии гниения?
В почве находится огромное количество бактерий разных видов. Важное значение в круговороте веществ имеют бактерии гниения. Они питаются остатками растений и животных, очищая землю и превращая отмершие части живых организмов в перегной (важную часть почвы).
Какова роль бактерий в экосистеме?
Бактерии играют множество ролей в нашей экосистеме. Бактерии — редуценты, которые разлагают отмершие вещества и перерабатывают их. Они также могут быть производителями, производя пищу из солнечного света, например, фотосинтезирующие бактерии, или химические вещества, например, хемосинтезирующие бактерии.
Читайте также:
Какова роль бактерий в природе?
Положительная роль бактерий для природы. Поддерживают круговорот веществ в природе. Бактерии гниения разлагают останки погибших животных и растений до перегноя. Далее почвенные микроорганизмы расщепляют перегной на минеральные вещества, которые могут снова использоваться растениями.
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте разнообразие бактерий: Понимание различных видов бактерий и их функций в экосистемах поможет вам лучше осознать их роль в биосфере. Читайте научные статьи, книги и смотрите документальные фильмы, чтобы расширить свои знания о микробиологии.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на полезные бактерии: Многие бактерии играют важную роль в поддержании здоровья человека и экосистем. Изучите, как пробиотики и другие полезные микроорганизмы могут влиять на ваше здоровье и благополучие.
СОВЕТ №3
Участвуйте в экологических инициативах: Поддерживайте проекты, направленные на сохранение и восстановление экосистем, где бактерии играют ключевую роль. Это может быть участие в очистке водоемов или поддержка органического земледелия.
СОВЕТ №4
Соблюдайте гигиену, но не переусердствуйте: Хотя важно поддерживать чистоту, помните, что некоторые бактерии необходимы для здоровья. Избегайте излишнего использования антисептиков и антибиотиков, чтобы не нарушать баланс микрофлоры.
