Хто така бактерія?

Хто такі бактерії, яку роль вони відіграють, хто їх відкрив? Це лише невелика частина тих питань, які були поставлені перед нами на початку проекту. Отже давайте дізнаємось, хто такі бактерії, а також хто їх відкрив. 

Бактерії — мікроскопічні, переважно одноклітинні, організми, а також одна з основних груп живих організмів, яка є найпоширенішою групою організмів на Землі. Вони присутні у ґрунті, воді, повітрі та у інших організмах. Наприклад, в грамі ґрунту міститься біля 40 млн. бактерій. Бактерії відповідають за від 50% до 90% світового виробництва кисню. В організмі людини звичайно міститься в 10 разів більше бактерій, ніж людських клітин, найбільша кількість цих бактерій знаходиться на шкірі і в травному тракті, багато з них викликають хвороби. Загалом, бактерії необхідні для існування всіх земних екосистем, вони незамінні на багатьох кроках кругообігу речовин у природі, наприклад, у переробці залишків вищих організмів та збереженні кількості азоту в атмосфері. Наука, що вивчає бактерії — бактеріологія, підрозділ мікробіології.

Відкриття бактерій

Вперше бактерії спостерігав Антоні ван Левенгук в 1674 році, використовуючи мікроскоп, сконструйований ним самим. Назва «бактерія» з'явилася пізніше, вона була запропонована Крістіаном Ернбергом в 1828 і в перекладі означало «маленька паличка». Над дослідженням бактерій ще працювали такі вчені: Луї Пастер, Роберт Кох - працював над хворобами і довів що такі хвороби як холера, сибірська виразка, туберкульоз виникають внаслідок дії бактерій; Пауль Ерліх - вперше знайшов спосіб побороти хвороби викликані бактеріями за допомогою бактерій (винайшов антибіотики) та багато інших вчених.

Внутрішня частина бактерії — цитоплазма — охоплюється одною або двома мембранами, що відділяють її від зовнішнього середовища. Внутрішня з цих мембран називається цитоплазматичною мембраною. У випадку двох мембран, друга мембрана називається зовнішньою, а простір між мембранами — периплазмою. Всередині цитоплазми розміщені включення, рибосома, джгутики, а також ворсинки і нуклеоїд, які виконують свої функції (наприклад за допомогою джгутика бактерія переміщується).

Розмір бактерій

Бактерії можуть мати великий набір форм та розмірів. За розміром бактеріальні клітини звичайно в 10 разів менші, ніж клітини еукаріотів, маючи тільки 0,5—5,0 μм у своєму найбільшому розмірі, хоча є гігантські бактерії, які можуть виростати до 0,5 мм у розмірі та бути видимими неозброеним оком. Найменшими вільноживучими бактеріями є мікоплазми, лише 0,3 μм у довжину, приблизно рівні за розміром найбільшим вірусам.

Дрібний розмір важливий для бактерій, тому що він приводить до великого співвідношення об'єму до площі поверхні, що пришвидшує транспорт поживних речовин і виділення відходів. Низьке співвідношеннях об'єму до площі навпаки обмежує швидкість метаболізму мікробу. Причина для існування великих клітин невідома, хоча здається, що великий об'єм використовується перш за все для зберігання додаткових поживних речовин. Однак, існує і найменший розмір вільноживучої бактерії. Згідно з теоретичними підрахунками, сферична клітина діаметром менше 0,15—0,20 мкм стає нездатною до самостійного відтворення, оскільки в ній фізично не поміщаються всі необхідні біополімери і структури в достатній кількості.

Ріст та розмноження

На відміну від багатоклітинних організмів, в одноклітинних організмах ріст та розмноження (поділ клітини) тісно пов'язані. Бактерії доростають до певного розміру, після чого проводять процес поділу, форму безстатевого розмноження. За оптимальних умов бактерії можуть рости та ділитися надзвичайно швидко, до одного поділу кожні 9,8 хвилин для певних видів бактерій. При поділі клітини створюються дві генетично ідентичні дочірні клітини. Деякі бактерії, хоча теж розмножуються безстатево, формують складніші відтворюючі структури, які полегшують поширення нових дочірніх клітин.

В природних умовах кількість поживних речовин обмежена, що означає, що бактерії не можуть розмножуватися нескінченно. Це обмеження призвело до створення бактеріями різних стратегій зростання. Деякі організми можуть рости надзвичайно швидко, коли поживні речовини стають доступними, наприклад, формівання цвітіння води (за рахунок росту клітин ціанобактерій), які часто відбуваються в озерах улітку. Багато організмів адаптуються до бідних та агресивних оточень, наприклад, шляхом виробництва антибіотиків тим самим не даючи рости конкуруючим мікроорганізмам.

Походження

Предки сучасних бактерій були одноклітинними мікроорганізмами, які були одними з перших форм життя, що розвинулися на Землі біля 4 млрд. років тому. Протягом близько 3 млрд. років всі організми були мікроскопічними і бактерії були домінуючою формою життя. Хоча й існують бактеріальні скам'янілості,  відсутність у них відмітної морфології перешкоджає їх використанню для отримання даних щодо минулої історії бактеріальної еволюції або датування часу походження специфічних видів бактерій.

Взаємодія з іншими організмами

Незважаючи на їх простоту, бактерії можуть формувати складні асоціації з іншими організмами. Одним з видів такої асоціації є паразитизм. Завдяки їх дрібному розміру, бактерії усюдисущі і ростуть на тваринах і рослинах, як і на будь-якій іншій поверхні. Проте, їх ріст може бути збільшеним теплотою і потом, і значна кількість цих організмів на тілі людини — результат виділень тіла.