Щодня навколо нас зосереджена велика кількість мікроорганізмів, яких ми не помічаємо, адже розмір мікробів настільки малий, що розглянути їх можна тільки під мікроскопом. Незважаючи на це, в їх клітинах відбуваються характерні для живих організмів процеси живлення, дихання, виділення та розмноження.
Найпоширеніші види мікроорганізмів
Всі мікроорганізми можна розділити на кілька видів, які об’єднані в групи за загальними ознаками будову, спосіб життя і харчування:
- Бактерії. Це мікроорганізми, які переважно мають одноклітинна тіло, розміри якого не перевищують декількох десятків мкм. Всі бактерії поділяються на три види: кулясті, паличкоподібні і покручені.
- Віруси. Ці мікроби не мають клітинної будови, розміри їх тіла вимірюються в нанометрах, тому побачити віруси можна тільки за допомогою потужного мікроскопа. Тіло вірусу складається з білка і нуклеїнової кислоти. Бактеріофаги – це віруси бактерій, мікрофаги – віруси грибів.
- Гриби. Ці мікроорганізми не використовують процес фотосинтезу для перетворення неорганічних речовин органічні, тому їм потрібно готове харчування, яке вони одержують від різних субстратів. Гриби можуть розташовувати свої колонії на рослинах, тваринах, людині, викликаючи захворювання.
- Дріжджі. Тіло цих мікроорганізмів найчастіше має округлу форму, будову в більшості випадків одноклітинна. Дріжджі поділяються брунькуванням, можуть знаходитися в ґрунті, продуктах харчування, у відходах виробництва.
Фізіологія мікроорганізмів
Мікроорганізми, як і інші живі організми, також мають потребу в харчуванні і диханні. Вони ростуть, розмножуються, виділяють продукти розпаду і з часом помирають. Особливості живлення мікроорганізмів – це специфіка отримання необхідних речовин для росту і розмноження, пов’язана з будовою мікроба.
Фізіологічні процеси мікроорганізмів мають деякі особливості:
- мікроби можуть розвиватися в кисневої та безкисневому середовищі;
- більшість мікробів можуть виживати навіть в найсуворіших умовах навколишнього середовища;
- мікроби мають здатність швидко пристосовуватися до мінливих умов.
Дихання і живлення мікроорганізмів – це життєво важливі процеси, що забезпечують зростання і розвиток мікробів.
Як харчуються?
Спосіб живлення тієї чи іншої групи мікроорганізмів залежить від їх особливостей, будови. Вивченням питання життя мікробів займається наука мікробіологія. Харчування мікроорганізмів може відбуватися за різними схемами. Деякі мікроби використовують неорганічні речовини, воду і кисень для утворення органічних речовин для живлення. Інші мікроби харчуються вже готовими органічними речовинами, які знаходяться в навколишньому середовищі.
Виділяються декілька видів механізмів харчування мікробів:
- Пасивна дифузія. Живильні речовини надходять у клітку з-за різниці в концентрації речовин в ту і іншу сторону мембрани цитоплазми.
- Полегшена дифузія. Цей процес відбувається в тому випадку, якщо концентрація речовини поза клітини вища, ніж концентрація речовини всередині її. Перенесенням речовин займаються спеціальні білки, які зв’язують молекулу речовини і переносять її в цитоплазму.
- Активний перенесення. Використовується при дуже низькій концентрації субстрату у зовнішньому середовищі. Його здійснюють ті ж білки, тільки в цьому випадку процес перенесення супроводжується витратою енергії.
- Транслокація радикалів. Такий спосіб перенесення речовин супроводжується розщепленням молекули речовини на складові. Перенесення здійснюють білки пермеазы.
Види мікроорганізмів за способом живлення
Для активного росту і розмноження мікроорганізмів необхідно постійне харчування. Залежно від типу живлення мікроорганізмів можна виділити наступну класифікацію груп мікробів:
- Аутотрофы. Бактерії цього виду виробляють органічні речовини з неорганічних за рахунок використання зовнішніх ресурсів. Аминоаутотрофы використовують молекули азоту повітря, фототрофы – сонячну енергію. Хемотрофы отримують енергію шляхом окислення органічних речовин.
- Гетеротрофи. Не виробляють органічні речовини самостійно, а беруть готове харчування з середовища. Аминогетеротрофы споживають азот органічних речовин. Сапрофіти одержують органічні речовини від померлих організмів, а паразити – пристосовуються до життя на живих організмах.
- Миксотрофы. Ці організми здатні використовувати різні способи отримання органічних речовин.
Дихання мікроорганізмів
У процесі дихання відбуваються окисно-відновні реакції, в результаті яких утворюється аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), яка акумулює хімічну енергію. Окислювальними речовинами можуть бути спирти, глюкоза, органічні кислоти, жири.
За типом дихання всі мікроорганізми поділяються на дві групи:
- Аероби. Мікроби, що відносяться до цієї групи, можуть існувати тільки при наявності молекулярного кисню, який використовується ними в окисних реакціях.
- Анаероби. Можуть рости і розмножуватися тільки в безкисневому середовищі, так як процес утворення АТФ відбувається шляхом субстратного фосфорилювання.
- Факультативні анаероби. Ці мікроорганізми можуть використовувати обидва способи окислення складних органічних речовин, тому рости і розмножуватися вони можуть і кисневої, і в безкисневому середовищі.
- Микроаэрофилы. Сприятливим середовищем для таких мікробів є середовище з пониженим тиском кисню.
- Капнофильные мікроорганізми. Активно ростуть і розмножуються при підвищеному вмісті вуглекислого газу в повітрі.
Сприятливі умови для росту і розмноження мікроорганізмів
Активний ріст мікроорганізмів можливий тільки при наявності необхідної для них поживного середовища. При постійному надходженні потрібних речовин клітини почнуть активно ділитися, мікроби будуть розмножуватися, і збільшувати чисельність своєї колонії.
Температура навколишнього середовища повинна бути не нижче +6 градусів Цельсія, найкращими умовами є тепла середовище (+23…+27 °С). Бактеріям з аеробним типом дихання необхідний постійний приплив молекулярного кисню, анаеробів, навпаки, кисень протипоказаний.
Використання мікроорганізмів
Деякі колонії бактерій, грибів і дріжджів використовують для організації очисних споруд. Бактерії здатні переробляти стічні відходи в процесі своєї життєдіяльності, організовуючи екологічний спосіб позбавлення від великої кількості відходів виробництва.
Процес очищення побудований на здатності певних видів бактерій пристосовуватися до складу вносяться стоків. Зростають і активно розмножуються ті групи мікроорганізмів, для яких живильне середовище є підходящою. Йде активне розщеплення складних речовин до більш простих.
Людина – джерело живлення для мікроорганізмів
Не всі мікроорганізми приносять благо людству. Багато з них пристосовуються до життя в організмі людини, надаючи паразитичне вплив, викликаючи серйозні захворювання.
Паразити – це організми, які живуть всередині іншого живого організму або на його поверхні, і харчуються за його рахунок. Паразити, які потрапили в організм людини, наносять значної шкоди його здоров’ю. У деяких випадках настає летальний результат.
Деякі бактерії, потрапляючи в травну систему, можуть порушити нормальну мікрофлору ШКТ і привести до повного розладу механізму переробки і розпаду поживних речовин. Віруси – збудники захворювань, які людина переносить дуже важко. Гриби – це паразити, які можуть розміщувати свої колонії на шкірних покривах, нігтьових пластинах, викликаючи руйнування тканин.
Мікроорганізмам-паразитам буде легше організувати свою життєдіяльність в організмі ослабленого людини, імунітет якого не здатний боротися з патогенною мікрофлорою.
Висновок
Для того щоб знати, як використовувати мікроорганізми або як боротися з ними, потрібно розуміти принцип їх фізіологічних процесів. Якщо створювати всі умови для виникнення підходящої для них середовища, тоді мікроби будуть активно харчуватися і розмножуватися. Мікроби можна вбити, але цей процес займає досить тривалий час.
