Raksasa dunia mikroba adalah organisme bersel tunggal terbesar. Bakteri Bakteri terbesar di dunia

Kurcaci dan raksasa di antara bakteri

Bakteri adalah organisme hidup terkecil dan merupakan bentuk kehidupan paling umum di Bumi. Bakteri biasa berukuran sekitar 10 kali lebih kecil dari sel manusia. Ukurannya sekitar 0,5 mikron dan hanya dapat dilihat dengan mikroskop. Namun, ternyata dunia bakteri juga mempunyai katai dan raksasanya sendiri. Salah satu raksasa tersebut adalah bakteri Epulopiscium fishelsoni yang ukurannya mencapai setengah milimeter! Artinya, ukurannya mencapai sebutir pasir atau sebutir garam dan bisa dilihat dengan mata telanjang.

Dengan bantuan mutiara belerang, alam telah menemukan solusi luar biasa untuk masalah ini ukuran kritis: bakteri berongga. Di dalamnya terdapat wadah yang sangat besar, 50 kali lebih besar dari sitoplasma, bagian sel yang hidup. Seperti kulit jeruk, selulosa mengelilingi bagian rongga yang hidup.

Bakteri telah menetap di dunia dengan berbagai cara yang fantastis. Dari semua makhluk, makhluk bersel tunggal yang sering terlupakan adalah yang paling sukses - namun sering kali digunakan oleh manusia untuk mengevaluasi kembali diri mereka sebagai mahkota evolusi. Bakteri ini hidup di batu ginjal manusia dan di usus cacing, di udara, di geyser yang mendidih, dan di es Antartika. Ada yang membawa penderitaan seperti wabah penyakit, kolera atau tuberkulosis ke seluruh dunia, ada pula yang membantu tanaman tumbuh atau manusia mencerna, ada pula yang memakan minyak, laut tercemar, bahkan ada yang tahan terhadap radioaktivitas kuat.

Reproduksi Epulopiscium

Penelitian dilakukan di Cornwall Academy untuk mengetahui alasan ukuran sebesar itu. Ternyata, bakteri tersebut menyimpan 85.000 salinan DNA. Sebagai perbandingan, sel manusia hanya berisi 3 salinan. Makhluk lucu ini hidup di saluran pencernaan ikan karang tropis Acanthurus nigrofuscus (surgeonfish).

Mutiara belerang memainkan peran penting dalam siklus alami materi di Namibia, dan peran ini secara resmi menyebabkan gigantismenya. Ia memakan senyawa belerang yang melimpah di sedimen yang menjadi rumahnya. Untuk mencerna belerang, bakteri, seperti metabolisme hewan, bergantung pada oksigen - mereka sangat membutuhkan nitrat. Namun hal ini tidak terjadi pada saus bermusuhan yang menjadi tempat tinggal Thiomargarita namibiensis.

Dilema ini tidak menghancurkan protozoa, namun membuatnya menjadi raksasa: setiap beberapa bulan, ketika badai melanda laut, air yang kaya nitrat juga sempat menembus bakteri di kedalaman. Mutiara belerang sekarang dapat menyimpan nitrat yang berharga di dalam rongganya, yang digunakannya secara melimpah dalam waktu singkat; dia mengelola cadangan, seperti penyelam yang membawa udara bertekanan ke kedalaman.

Jenis bakteri yang umum berukuran sangat kecil dan primitif, mereka tidak memiliki organ dan makan melalui selaputnya. Nutrisi didistribusikan secara merata ke seluruh tubuh bakteri, sehingga jumlahnya harus sedikit. Sebaliknya, Epulopiscium menyalin DNA-nya berkali-kali, mendistribusikan salinannya secara merata di sepanjang cangkang, dan mereka mendapat nutrisi yang cukup. Struktur ini memberinya kemampuan untuk merespons rangsangan eksternal secara instan. Cara pembelahannya juga berbeda dengan bakteri lainnya. Jika bakteri biasa membelah menjadi dua, maka ia menumbuhkan dua sel di dalam dirinya, yang setelah kematiannya akan keluar begitu saja.

Karena bakteri terbesar di Bumi juga dapat menyimpan belerang, bakteri tersebut dapat bertahan berbulan-bulan tanpa makanan - seekor mutiara Namibia yang berbulu - dan kemudian berhenti mengudara dan menunggu waktu yang lebih baik. Saat ini kita mengetahui bahwa Mutiara Belerang Namibia tidak hanya memiliki banyak kerabat dekat di kawasan laut lainnya, tetapi juga memainkan peran ekologis yang penting: bakteri ini dapat menyebabkan terbentuknya batuan dengan kandungan fosfor yang tinggi. Hal ini mengurangi jumlah fosfat dalam air laut sehingga tidak lagi tersedia sebagai nutrisi bagi makhluk hidup lainnya.

Mutiara belerang Namibia

Namun, bahkan bakteri yang jauh dari kecil ini tidak dapat dibandingkan bakteri terbesar di dunia, yang dianggap Thiomargarita namibiensis, atau dikenal sebagai “mutiara belerang Namibia” adalah bakteri laut gram negatif yang ditemukan pada tahun 1997. Tidak hanya terdiri dari satu sel saja, tetapi juga tidak memiliki kerangka pendukung, seperti halnya eukariota. Dimensi Thiomargarita mencapai 0,75-1 mm sehingga memungkinkan untuk dilihat dengan mata telanjang.

Dengan demikian, pembentukan batuan ini melawan pengayaan lautan yang berlebihan dengan fosfat. Kebanyakan bakteri biasanya berukuran sangat kecil dan hanya dapat dideteksi dengan mikroskop. Namun bentuk raksasa telah muncul pada beberapa kelompok bakteri. Ukurannya ratusan kali lebih besar dari bakteri biasa dan mudah dikenali dengan mata telanjang. Bakteri terbesar yang diketahui termasuk dalam kelompok bakteri belerang. Bakteri ini dapat dikenali dari inklusi belerang berwarna abu-abu terang, yang menyebabkan bakteri belerang teroksidasi oleh sulfida menjadi belerang dan selanjutnya disulfasi untuk menghasilkan energi.

Menurut jenis metabolismenya, Thiomargarita merupakan organisme yang menerima energi sebagai hasil reaksi reduksi-oksidasi dan dapat menggunakan nitrat sebagai benda akhir yang menerima elektron. Sel-sel mutiara belerang Namibia tidak dapat bergerak, sehingga kandungan nitratnya dapat berfluktuasi. Thiomargarita dapat menyimpan nitrat dalam vakuola, yang menempati sekitar 98% dari seluruh sel. Pada konsentrasi nitrat yang rendah, isinya digunakan untuk respirasi. Sulfida dioksidasi oleh nitrat menjadi belerang, yang dikumpulkan di lingkungan internal bakteri dalam bentuk butiran kecil, yang menjelaskan warna mutiara Thiomargarita.

Untuk melakukan ini, mereka menggunakan oksigen atau nitrat. Menghirup nitrat juga menjadi penyebab ukurannya yang tidak biasa. Sel-sel bakteri raksasa sebagian besar terdiri dari vakuola besar yang tertutup membran di mana mereka dapat menyimpan nitrat dalam konsentrasi tinggi.

Dengan menyimpan nitrat untuk respirasi dan belerang sebagai sumber energi, bakteri raksasa dapat bertahan lama dalam kondisi eksternal yang kurang mendukung.

Menghadapi Namibia, dasar lautnya mengandung lebih banyak sulfida dibandingkan wilayah pesisir lainnya, yang jelas menguntungkan raksasa ini dengan reservoir nitratnya yang besar. Selain itu, dasar laut Namibia yang lunak sering kali bergejolak akibat wabah metana berskala besar. Sejak ditemukan 14 tahun lalu, bakteri ini menjadi terkenal dan dimasukkan dalam Guinness Book of World Records dan ditampilkan pada perangko Namibia.

Studi tentang Thiomargarita

Penelitian yang dilakukan baru-baru ini menunjukkan bahwa Thiomargarita namibiensis mungkin bukan organisme obligat, melainkan organisme fakultatif yang memperoleh energi tanpa kehadiran oksigen. Ia mampu melakukan respirasi oksigen jika terdapat cukup gas ini. Ciri khas lain dari bakteri ini adalah kemungkinan pembelahan palintomik, yang terjadi tanpa peningkatan pertumbuhan perantara. Proses ini digunakan oleh Thiomargarita namibiensis dalam kondisi stres akibat kelaparan.

Tentu saja, setelah penemuan di Namibia, pencarian Thiomargarite dimulai di wilayah laut lain yang kaya sulfida, dan memang, bakteri yang sangat mirip dapat ditemukan di tempat lain, namun tidak ada yang jumlahnya dan dengan bentuk yang berbeda-beda seperti di lepas pantai Namibia. . Baru belakangan ini dimungkinkan untuk mempelajari keragaman ekspresi ini secara genetis. Selain itu, ditemukan dua genera lain yang sebelumnya tidak diketahui, sekarang diberi nama Thiopilula dan Thiophysa.

Bakteri belerang dan siklus fosfor

Meskipun juga ditemukan di dasar laut lepas pantai Chili dan Kosta Rika, ia ditemukan di sana hanya sebagai ruang tersendiri dan tidak menghasilkan kalung mutiara khas yang menjadi asal muasal nama Tiomargarita.

Sel besar bakteri belerang memiliki cukup ruang untuk menyimpan zat. Tidak hanya belerang sebagai penyedia energi dan nitrat sebagai oksidator, fosfat juga dapat terakumulasi di dalam sel sebagai semacam penyimpan energi dalam bentuk polifosfat dalam jumlah besar. Di daerah pesisir, di mana sejumlah besar bakteri belerang hidup, batuan dengan kandungan fosfor yang tinggi, yang disebut fosfor, juga terbentuk.

Bakteri ini ditemukan di sedimen dasar tepian benua yang rata, dekat pantai Namibia, oleh Heide Schulz, seorang ahli biologi Jerman dan rekan-rekannya pada tahun 1997, dan pada tahun 2005, di lapisan dingin dasar Teluk Meksiko, mereka menemukan bakteri tersebut. menemukan strain serupa, yang menegaskan penyebaran luas mutiara belerang Namibia.

Pada batuan purba yang berasal dari laut, pesisir pantai, sering dijumpai fosil-fosil yang berbentuk seperti bakteri belerang. Secara keseluruhan, hal ini menunjukkan bahwa untuk jangka waktu yang lama, bakteri belerang berukuran besar dapat memainkan peran langsung dalam siklus fosfor di laut, yang mendukung pembentukan fosfor. Sekarang muncul pertanyaan tentang kondisi di mana batuan fosfat terbentuk, karena proses ini mengurangi jumlah fosfat terlarut yang tersedia dalam air laut sebagai nutrisi bagi semua organisme hidup.

Victor Ostrovsky, Samogo.Net

Bakteri adalah “penghuni” pertama planet kita. Mikroorganisme primitif bebas nuklir ini, yang sebagian besar hanya terdiri dari satu sel, kemudian memunculkan bentuk kehidupan lain yang lebih kompleks. Para ilmuwan telah mempelajari lebih dari sepuluh ribu spesies mereka, namun sekitar satu juta lainnya masih belum dijelajahi. Ukuran standar perwakilan mikrokosmos adalah 0,5-5 mikron, namun bakteri terbesar memiliki ukuran lebih dari 700 mikron.

Oleh karena itu, peningkatan produksi fosfor berarti berkurangnya pertumbuhan semua organisme dalam jangka panjang. Faktanya, tampaknya ada hubungan langsung antara pembentukan fosfit dan bakteri belerang besar. Hasilnya adalah mineral apatit yang kaya fosfor, dan langkah pertama menuju pembentukan fosfor telah diambil.

Dasar laut di lepas pantai Namibia sangat kaya akan fosfor bahkan berguna sebagai bahan baku industri pupuk. Kami menduga mekanisme serupa juga berlaku untuk thiomargarita.

Bakteri adalah bentuk kehidupan tertua di Bumi

Bakteri dapat berbentuk bulat, spiral, atau bulat. Mereka dapat ditemukan dimana-mana, mereka padat menghuni air, tanah, lingkungan asam, dan sumber radioaktif. Para ilmuwan menemukan mikroorganisme bersel tunggal yang hidup dalam kondisi permafrost dan letusan lava dari gunung berapi. Anda dapat melihatnya menggunakan mikroskop, namun beberapa bakteri tumbuh menjadi ukuran raksasa, sehingga benar-benar mengubah pemahaman seseorang tentang mikrokosmos.

Belum diketahui mengapa sulfida menyebabkan pelepasan fosfat. Namun kenyataannya, dapat dilihat bahwa baik saat ini maupun sepanjang sejarah bumi, fosfor terbentuk di dasar laut yang mengandung sulfida tinggi. Oleh karena itu kami menduga bahwa bakteri ini dan bakteri serupa memainkan peran penting dalam siklus fosfor laut dan kemungkinan besar berkontribusi terhadap pembentukan fosforit di masa lalu geologis. Nasihat apa yang diberikan seorang pakar kesehatan jika kita bertanya padanya tentang cara menghindari pertumbuhan bakteri dengan mudah dan murah? "Mencuci tangan" oleh Dr Eckerley, ahli kebersihan Inggris.

Bagaimanapun, patogen sangat suka muncul dan sering muncul di tempat yang tidak diharapkan. Tidak mengherankan jika 65% dari seluruh penyakit flu, 50% dari seluruh penyakit diare, dan 80% dari semua penyakit pencernaan yang berhubungan dengan makanan berasal dari rumah tangga yang bersih. Bukan di kamar mandi, tapi di dapur. Di sebagian besar rumah tangga, bakteri tinja 200 kali lebih mungkin terdeteksi.

Thiomargarita namibiensis, mutiara belerang Namibia, adalah nama bakteri terbesar yang diketahui manusia. Anda tidak memerlukan mikroskop untuk melihatnya; panjangnya 750 mikron. Raksasa mikrokosmos ditemukan oleh seorang ilmuwan Jerman di dasar perairan selama ekspedisi dengan kapal ilmiah Rusia.

Epulopiscium fishelsoni hidup di usus ikan bedah dan panjangnya 700 mikron. Volume bakteri ini 2000 kali volume mikroorganisme berukuran standar. Organisme bersel tunggal yang besar ini awalnya ditemukan di dalam ikan bedah yang menghuni Laut Merah, namun sejak itu ditemukan pada spesies ikan lain di kawasan Great Barrier Reef.
Spirochetes adalah bakteri dengan sel spiral yang panjang. Sangat mobile. Mereka hidup di air, tanah atau media nutrisi lainnya. Banyak spirochetes yang merupakan agen penyebab penyakit serius pada manusia, sedangkan spesies lainnya bersifat saprofit - mereka menguraikan bahan organik mati. Bakteri ini dapat tumbuh hingga panjang 250 mikron.
Cyanobacteria adalah mikroorganisme tertua. Para ilmuwan telah menemukan produk aktivitas vital mereka yang berusia lebih dari 3,5 miliar tahun. Organisme bersel tunggal ini merupakan bagian dari plankton samudera dan menghasilkan 20-40% oksigen di Bumi. Spirulina dikeringkan, digiling dan ditambahkan ke makanan. Fotosintesis oksigenik merupakan ciri alga dan tumbuhan tingkat tinggi. Cyanobacteria adalah satu-satunya organisme bersel tunggal yang menghasilkan oksigen selama fotosintesis. Berkat cyanobacteria, pasokan oksigen dalam jumlah besar muncul di atmosfer bumi. Lebar sel bakteri ini bervariasi dari 0,5 hingga 100 mikron.

Actinomycetes hidup di usus sebagian besar invertebrata. Diameternya 0,4-1,5 mikron. Ada bentuk actinomycetes patogen yang hidup di plak gigi dan saluran pernapasan manusia. Berkat actinomycetes, manusia juga merasakan “bau hujan” yang spesifik.
Beggiatoa alba. Proteobakteri dari genus ini mendiami tempat yang kaya akan belerang, sungai segar, dan laut. Ukuran bakteri ini adalah 10x50 mikron.
Azotobacter memiliki diameter 1-2 mikron, hidup di lingkungan sedikit basa atau netral, berperan penting dalam siklus nitrogen, meningkatkan kesuburan tanah dan merangsang pertumbuhan tanaman.
Mycoplasma mycoides merupakan agen penyebab penyakit paru-paru pada sapi dan kambing. Sel-sel ini memiliki ukuran 0,25-0,75 mikron. Bakteri tidak memiliki cangkang keras, mereka dilindungi dari lingkungan luar hanya oleh membran sitoplasma. Genom bakteri jenis ini adalah salah satu yang paling sederhana.

Archaea bukanlah bakteri, tetapi seperti bakteri, mereka terdiri dari satu sel. Organisme bersel tunggal ini telah diisolasi di dekat mata air panas bawah air, di dalam sumur minyak, dan di bawah permukaan es di Alaska utara. Archaea memiliki evolusi perkembangannya sendiri dan berbeda dari bentuk kehidupan lain dalam beberapa ciri biokimia. Ukuran rata-rata archaea adalah 1 mikron.

Bangun sistem kekebalan Anda - dan bersihkan secara teratur

Pertahanan kekebalan yang baik terutama berasal dari usus. Jadi perlindungan usus yang baik bertanggung jawab atas kesehatan kita. Oleh karena itu, disarankan untuk membangun flora usus Anda melalui pola makan yang baik. Kondisi cairan dan higienis harus diperoleh untuk 20 persen sisanya. Barang-barang rumah tangga yang paling kotor antara lain spons dan lap dapur, talenan, meja dapur, saluran air, gagang pintu, dan sikat gigi.

Lembab dan hangat merupakan iklim ideal untuk berkembang biak. Selain itu, bakteri sangat mudah berpindah dari satu tempat ke tempat lain menggunakan tekstil. Yang terbaik adalah menggunakan tekstil terpisah dan sering menggantinya. Keringkan secara teratur: Sebagian besar strain bakteri tidak dapat bertahan hidup dalam kondisi kering. Tip bagus: Anda dapat mendisinfeksi spons dengan mencucinya di mesin pencuci piring.

Secara teoritis, ukuran minimum mikroorganisme bersel tunggal adalah 0,15-0,20 mikron. Dengan ukuran yang lebih kecil, sel tidak akan mampu memperbanyak jenisnya sendiri, karena tidak dapat menampung biopolimer dalam komposisi dan jumlah yang dibutuhkan.

Peran bakteri di alam

Lebih dari satu juta spesies mikroorganisme bersel tunggal yang berbeda hidup berdampingan di dalam tubuh manusia. Beberapa di antaranya sangat berguna, yang lain dapat menyebabkan kerusakan kesehatan yang tidak dapat diperbaiki. Bayi menerima “bagian” bakteri pertama saat lahir – saat melewati jalan lahir ibu dan pada menit-menit pertama setelah lahir.

Potongan dan retakan pada papan menjadi tempat berkembang biaknya bakteri. Sekali lagi, hati-hati jangan sampai terjadi kontaminasi silang: jangan gunakan daging mentah atau ikan mentah tanpa sanitasi. Untuk menjaga talenan Anda tetap bersih, kami menyarankan penggunaan bahan pembersih ini: Campurkan 1 sendok teh pemutih klorin dengan 200 ml air. Tiriskan papan dan biarkan mengering. Anda juga bisa memasukkan talenan ke dalam mesin pencuci piring.

Tantangan terbesar: Bersihkan permukaan kerja hanya dengan bahan tekstil yang tampak bersih. Jika Anda menggunakan kain kotor dan spons dapur yang sama pada piring yang berbeda, hal ini meningkatkan risiko kuman. Disinfeksi secara teratur membantu. Bahkan saluran air menyediakan iklim lembab bagi bakteri. Anda membersihkannya dengan soda atau soda kue dan sikat gigi. Dengan cara ini, noda, kotoran membandel, dan bahkan bau pun dapat dengan mudah hilang. Plum juga bisa disembuhkan secara teratur.

Jika seorang anak dilahirkan melalui operasi caesar, tubuh bayi dipenuhi mikroorganisme yang tidak terkait. Akibatnya kekebalan alaminya menurun dan risiko reaksi alergi meningkat. Pada usia tiga tahun, sebagian besar mikrobioma anak sudah matang. Setiap orang memiliki kumpulan mikroorganisme unik yang menghuninya.

Dari tangan ke tangan: bakteri menyukai gagang pintu. Kalau penis masih sakit, hama mini malah lebih senang. Khususnya dalam hal ini: cuci tangan secara teratur. Sabun antibakteri harus dihindari karena merupakan cangkang nyata yang membunuh semua strain bakteri. Sabun alami adalah alternatif yang lebih sehat.

Berbagai strain bakteri

Anda harus menggantinya setiap tiga bulan sekali. Bukan hanya karena bakteri, tetapi juga karena sikat Anda rusak seiring waktu. Terlepas dari semua “kebingungan rumah tangga” yang dijelaskan: bakteri itu sendiri tidak jahat. Ada jenis bakteri baik dan jahat, dan kebanyakan orang dapat dengan mudah mengatasi kedua jenis bakteri tersebut. Rumah tangga normal dipenuhi dengan flora bakteri yang sehat.

Bakteri digunakan oleh manusia dalam produksi obat-obatan dan makanan. Mereka memecah senyawa organik, memurnikannya, dan mengubah limbah kotor menjadi air yang tidak berbahaya. Mikroorganisme tanah menghasilkan senyawa nitrogen yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Organisme bersel tunggal secara aktif mengolah bahan organik dan melakukan peredaran zat-zat di alam, yang merupakan dasar kehidupan di planet kita.

Bakteri adalah bentuk kehidupan tertua di Bumi

Thiomargarita namibiensis, mutiara belerang Namibia - ini adalah nama yang terbesar diketahui manusia bakteri. Anda tidak memerlukan mikroskop untuk melihatnya; panjangnya 750 mikron. Raksasa mikrokosmos ditemukan oleh seorang ilmuwan Jerman di dasar perairan selama ekspedisi dengan kapal ilmiah Rusia.

Epulopiscium fishelsoni hidup di usus ikan bedah dan panjangnya 700 mikron. Volume bakteri ini 2000 kali lebih besar dari volume mikroorganisme berukuran standar. Organisme bersel tunggal yang besar ini awalnya ditemukan di dalam ikan bedah yang menghuni Laut Merah, namun sejak itu ditemukan pada spesies ikan lain di kawasan Great Barrier Reef.
Spirochetes adalah bakteri dengan sel spiral yang panjang. Sangat mobile. Mereka hidup di air, tanah atau media nutrisi lainnya. Banyak spirochetes yang merupakan agen penyebab penyakit serius pada manusia, sedangkan spesies lainnya bersifat saprofit - mereka menguraikan bahan organik mati. Bakteri ini dapat tumbuh hingga panjang 250 mikron.
Cyanobacteria adalah mikroorganisme tertua. Para ilmuwan telah menemukan produk aktivitas vital mereka yang berusia lebih dari 3,5 miliar tahun. Organisme bersel tunggal ini merupakan bagian dari plankton laut dan menghasilkan 20-40% oksigen di Bumi. Spirulina dikeringkan, digiling dan ditambahkan ke makanan. Fotosintesis oksigenik merupakan ciri khas alga dan tumbuhan tingkat tinggi. Cyanobacteria adalah satu-satunya organisme bersel tunggal yang menghasilkan oksigen selama fotosintesis. Berkat cyanobacteria, pasokan oksigen dalam jumlah besar muncul di atmosfer bumi. Lebar sel bakteri ini bervariasi dari 0,5 hingga 100 mikron.

Actinomycetes hidup di usus sebagian besar invertebrata. Diameternya 0,4-1,5 mikron. Ada bentuk actinomycetes patogen yang hidup di plak gigi dan saluran pernapasan manusia. Berkat actinomycetes, manusia juga merasakan “bau hujan” yang spesifik.
Beggiatoa alba. Proteobakteri dari genus ini mendiami tempat yang kaya akan belerang, sungai segar, dan laut. Ukuran bakteri ini adalah 10x50 mikron.
Azotobacter memiliki diameter 1-2 mikron, hidup di lingkungan sedikit basa atau netral, berperan penting dalam siklus nitrogen, meningkatkan kesuburan tanah dan merangsang pertumbuhan tanaman.
Mycoplasma mycoides merupakan agen penyebab penyakit paru-paru pada sapi dan kambing. Sel-sel ini memiliki ukuran 0,25-0,75 mikron. Bakteri tidak memiliki cangkang keras, mereka dilindungi dari lingkungan luar hanya oleh membran sitoplasma. Genom bakteri jenis ini adalah salah satu yang paling sederhana.

Peran bakteri di alam

Jika seorang anak dilahirkan melalui operasi caesar, tubuh bayi akan dihuni oleh mikroorganisme yang tidak terkait. Akibatnya kekebalan alaminya menurun dan risiko reaksi alergi meningkat. Pada usia tiga tahun, sebagian besar mikrobioma anak sudah matang. Setiap orang memiliki kumpulan mikroorganisme unik yang menghuninya.

Bakteri digunakan oleh manusia dalam produksi obat-obatan dan produk makanan. Mereka memecah senyawa organik, memurnikannya, dan mengubah limbah kotor menjadi air yang tidak berbahaya. Mikroorganisme tanah menghasilkan senyawa nitrogen yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Organisme bersel tunggal secara aktif mengolah bahan organik dan melakukan peredaran zat-zat di alam, yang merupakan dasar kehidupan di planet kita.

Bakteri adalah kelompok organisme tertua yang saat ini ada di Bumi. Bakteri pertama mungkin muncul lebih dari 3,5 miliar tahun yang lalu dan selama hampir satu miliar tahun mereka adalah satu-satunya makhluk hidup di planet kita. Karena ini adalah perwakilan pertama dari alam yang hidup, tubuh mereka memiliki struktur primitif.

Seiring waktu, struktur mereka menjadi lebih kompleks, namun hingga saat ini bakteri dianggap sebagai organisme bersel tunggal paling primitif. Menariknya, beberapa bakteri masih mempertahankan ciri-ciri primitif nenek moyang purba mereka. Hal ini terlihat pada bakteri yang hidup di mata air panas belerang dan lumpur anoksik di dasar waduk.

Kebanyakan bakteri tidak berwarna. Hanya sedikit yang berwarna ungu atau hijau. Namun koloni banyak bakteri mempunyai warna cerah yang disebabkan oleh pelepasan zat berwarna ke dalamnya lingkungan atau pigmentasi sel.

Penemu dunia bakteri adalah Antony Leeuwenhoek, seorang naturalis Belanda abad ke-17, yang pertama kali menciptakan mikroskop pembesar sempurna yang mampu memperbesar benda 160-270 kali.

Bakteri diklasifikasikan sebagai prokariota dan diklasifikasikan ke dalam kingdom terpisah - Bakteri.

Bentuk Tubuh

Bakteri adalah organisme yang banyak dan beragam. Bentuknya bervariasi.

Nama bakterinya	Bentuk bakteri	Gambar bakteri
kokus		Berbentuk bola
Basil		Berbentuk batang
getaran		Berbentuk koma
Spirillum		Spiral
Streptokokus		Rantai kokus
stafilokokus		Kelompok kokus
Diplokokus		Dua bakteri bulat terbungkus dalam satu kapsul lendir

Metode transportasi

Di antara bakteri ada bentuk yang bergerak dan tidak bergerak. Motil bergerak karena kontraksi seperti gelombang atau dengan bantuan flagela (benang heliks yang dipilin), yang terdiri dari protein khusus yang disebut flagellin. Mungkin ada satu atau lebih flagela. Pada beberapa bakteri, mereka terletak di salah satu ujung sel, pada bakteri lain - di dua atau di seluruh permukaan.

Namun pergerakan juga melekat pada banyak bakteri lain yang tidak memiliki flagela. Dengan demikian, bakteri yang bagian luarnya dilapisi lendir mampu melakukan gerakan meluncur.

Beberapa bakteri air dan tanah yang tidak memiliki flagela memiliki vakuola gas di sitoplasma. Mungkin ada 40-60 vakuola dalam satu sel. Masing-masing diisi dengan gas (mungkin nitrogen). Dengan mengatur jumlah gas dalam vakuola, bakteri air dapat tenggelam ke dalam kolom air atau naik ke permukaannya, dan bakteri tanah dapat berpindah ke kapiler tanah.

Habitat

Karena kesederhanaan pengorganisasiannya dan sifatnya yang tidak bersahaja, bakteri tersebar luas di alam. Bakteri terdapat di mana-mana: di setetes air, bahkan di mata air yang paling murni, di butiran tanah, di udara, di bebatuan, di salju kutub, pasir gurun, di dasar laut, di minyak yang diekstraksi dari kedalaman yang sangat dalam, dan bahkan di dalam air. air sumber air panas dengan suhu sekitar 80ºC. Mereka hidup pada tumbuhan, buah-buahan, berbagai hewan dan manusia di usus, rongga mulut, anggota badan, dan di permukaan tubuh.

Bakteri merupakan makhluk hidup terkecil dan terbanyak jumlahnya. Karena ukurannya yang kecil, mereka dengan mudah menembus celah, celah, atau pori-pori apa pun. Sangat kuat dan beradaptasi dengan berbagai kondisi kehidupan. Mereka tahan terhadap pengeringan, suhu dingin ekstrem, dan pemanasan hingga 90ºC tanpa kehilangan kelangsungan hidupnya.

Praktis tidak ada tempat di bumi di mana bakteri tidak ditemukan, namun dalam jumlah yang bervariasi. Kondisi kehidupan bakteri bervariasi. Beberapa dari mereka memerlukan oksigen atmosfer, yang lain tidak membutuhkannya dan mampu hidup di lingkungan bebas oksigen.

Di udara: bakteri naik ke atmosfer bagian atas hingga 30 km. dan banyak lagi.

Ada banyak sekali dari mereka di dalam tanah. 1 gram tanah bisa mengandung ratusan juta bakteri.

Di dalam air: di lapisan permukaan air di perairan terbuka. Bakteri akuatik yang bermanfaat memineralisasi residu organik.

Pada organisme hidup: bakteri patogen masuk ke dalam tubuh dari lingkungan luar, tetapi hanya dalam kondisi yang menguntungkan menyebabkan penyakit. Simbiosis hidup di organ pencernaan, membantu memecah dan menyerap makanan, serta mensintesis vitamin.

Struktur eksternal

Sel bakteri ditutupi dengan cangkang padat khusus - dinding sel, yang melakukan fungsi pelindung dan pendukung, dan juga memberi bakteri bentuk permanen dan khas. Dinding sel bakteri menyerupai dinding sel tumbuhan. Ini permeabel: melaluinya, nutrisi dengan bebas masuk ke dalam sel, dan produk metabolisme keluar ke lingkungan. Seringkali, bakteri menghasilkan lapisan pelindung tambahan berupa lendir di atas dinding sel - kapsul. Ketebalan kapsul bisa berkali-kali lipat lebih besar dari diameter sel itu sendiri, tapi bisa juga sangat kecil. Kapsul bukanlah bagian penting dari sel; kapsul terbentuk tergantung pada kondisi di mana bakteri berada. Ini melindungi bakteri dari kekeringan.

Pada permukaan beberapa bakteri terdapat flagela yang panjang (satu, dua atau banyak) atau vili tipis pendek. Panjang flagela bisa berkali-kali lipat lebih besar dari ukuran tubuh bakteri. Bakteri bergerak dengan bantuan flagela dan vili.

Struktur dalam

Di dalam sel bakteri terdapat sitoplasma yang padat dan tidak bergerak. Strukturnya berlapis, tidak terdapat vakuola, sehingga berbagai protein (enzim) dan nutrisi cadangan terletak di dalam substansi sitoplasma itu sendiri. Sel bakteri tidak mempunyai inti. Di bagian tengah selnya terdapat suatu zat yang membawa informasi turun-temurun. Bakteri, - asam nukleat—DNA. Namun zat ini tidak dibentuk menjadi inti.

Organisasi internal sel bakteri bersifat kompleks dan memiliki karakteristik spesifiknya sendiri. Sitoplasma dipisahkan dari dinding sel oleh membran sitoplasma. Di dalam sitoplasma terdapat zat utama, atau matriks, ribosom dan sejumlah kecil struktur membran yang berfungsi paling baik berbagai fungsi(analog dengan mitokondria, retikulum endoplasma, aparatus Golgi). Sitoplasma sel bakteri seringkali mengandung butiran berbagai bentuk dan ukuran. Butiran tersebut mungkin tersusun dari senyawa yang berfungsi sebagai sumber energi dan karbon. Tetesan lemak juga ditemukan di sel bakteri.

Di bagian tengah sel, zat inti terlokalisasi - DNA, yang tidak dibatasi dari sitoplasma oleh membran. Ini adalah analog dari nukleus - nukleoid. Nukleoid tidak memiliki membran, nukleolus, atau sekumpulan kromosom.

Metode makan

Pada bakteri ada cara yang berbeda nutrisi. Diantaranya ada autotrof dan heterotrof. Autotrof adalah organisme yang mampu secara mandiri menghasilkan zat organik untuk nutrisinya.

Tumbuhan membutuhkan nitrogen, namun tidak dapat menyerap nitrogen dari udara sendiri. Beberapa bakteri menggabungkan molekul nitrogen di udara dengan molekul lain, menghasilkan zat yang tersedia bagi tanaman.

Bakteri ini menetap di sel-sel akar muda, sehingga menyebabkan terbentuknya penebalan pada akar yang disebut bintil-bintil. Bintil-bintil tersebut terbentuk pada akar tanaman famili kacang-kacangan dan beberapa tanaman lainnya.

Akar menyediakan karbohidrat bagi bakteri, dan bakteri menyediakan zat yang mengandung nitrogen bagi akar yang dapat diserap oleh tanaman. Hidup bersama mereka saling menguntungkan.

Akar tanaman mengeluarkan banyak zat organik (gula, asam amino, dan lain-lain) yang menjadi makanan bakteri. Oleh karena itu, banyak sekali bakteri yang menetap di lapisan tanah di sekitar akar. Bakteri ini mengubah sisa-sisa tanaman mati menjadi zat yang tersedia bagi tanaman. Lapisan tanah ini disebut rizosfer.

Ada beberapa hipotesis tentang penetrasi bakteri bintil ke dalam jaringan akar:

melalui kerusakan jaringan epidermis dan korteks;
melalui rambut akar;
hanya melalui membran sel muda;
berkat bakteri pendamping yang memproduksi enzim pektinolitik;
karena rangsangan sintesis asam B-indoleasetat dari triptofan, yang selalu terdapat dalam sekresi akar tanaman.

Proses masuknya bakteri bintil ke dalam jaringan akar terdiri dari dua tahap:

infeksi pada rambut akar;
proses pembentukan nodul.

Dalam kebanyakan kasus, sel yang menyerang secara aktif berkembang biak, membentuk apa yang disebut benang infeksi dan, dalam bentuk benang tersebut, berpindah ke jaringan tanaman. Bakteri bintil yang muncul dari benang infeksi terus berkembang biak di jaringan inang.

Diisi dengan sel-sel bakteri bintil yang berkembang biak dengan cepat sel tumbuhan mulai membagi dengan penuh semangat. Sambungan bintil muda dengan akar tanaman polong-polongan dilakukan berkat ikatan berserat pembuluh darah. Selama masa fungsinya, nodul biasanya padat. Pada saat aktivitas optimal terjadi, nodul memperoleh warna merah jambu (berkat pigmen leghemoglobin). Hanya bakteri yang mengandung leghemoglobin yang mampu mengikat nitrogen.

Bakteri bintil menghasilkan puluhan dan ratusan kilogram pupuk nitrogen per hektar tanah.

Metabolisme

Bakteri berbeda satu sama lain dalam metabolismenya. Dalam beberapa hal itu terjadi dengan partisipasi oksigen, pada yang lain - tanpa itu.

Kebanyakan bakteri memakan bahan organik yang sudah jadi. Hanya sedikit di antaranya (biru-hijau, atau cyanobacteria) yang mampu menghasilkan zat organik dari zat anorganik. Mereka memainkan peran penting dalam akumulasi oksigen di atmosfer bumi.

Bakteri menyerap zat dari luar, merobek molekulnya menjadi beberapa bagian, menyusun cangkangnya dari bagian tersebut dan mengisi kembali isinya (begitulah cara mereka tumbuh), dan membuang molekul yang tidak diperlukan. Cangkang dan membran bakteri memungkinkannya menyerap hanya zat-zat yang diperlukan.

Jika cangkang dan membran suatu bakteri benar-benar kedap air, tidak ada zat yang dapat masuk ke dalam sel. Jika mereka permeabel terhadap semua zat, maka isi sel akan bercampur dengan media - larutan tempat hidup bakteri. Untuk bertahan hidup, bakteri memerlukan cangkang yang memungkinkan zat-zat yang diperlukan dapat melewatinya, tetapi bukan zat-zat yang tidak perlu.

Bakteri menyerap nutrisi yang terletak di dekatnya. Apa yang terjadi selanjutnya? Jika ia dapat bergerak secara mandiri (dengan menggerakkan flagel atau mendorong kembali lendir), maka ia akan bergerak hingga menemukan zat yang diperlukan.

Jika ia tidak dapat bergerak, maka ia menunggu sampai difusi (kemampuan molekul suatu zat untuk menembus ke dalam kumpulan molekul zat lain) membawa molekul-molekul yang diperlukan ke dalamnya.

Bakteri, bersama dengan kelompok mikroorganisme lainnya, mempunyai kinerja yang sangat besar pekerjaan kimia. Dengan mengubah berbagai senyawa, mereka menerima energi dan nutrisi yang diperlukan untuk aktivitas vital mereka. Proses metabolisme, cara memperoleh energi dan kebutuhan bahan untuk membangun zat-zat dalam tubuhnya beragam pada bakteri.

Bakteri lain memenuhi semua kebutuhan karbon yang diperlukan untuk sintesis zat organik dalam tubuh melalui senyawa anorganik. Mereka disebut autotrof. Bakteri autotrofik mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Diantaranya adalah:

Kemosintesis

Penggunaan energi radiasi adalah cara yang paling penting, namun bukan satu-satunya cara untuk menghasilkan bahan organik dari karbon dioksida dan air. Bakteri diketahui menggunakan energi daripada sinar matahari sebagai sumber energi untuk sintesis tersebut. ikatan kimia, terjadi di sel organisme selama oksidasi senyawa anorganik tertentu - hidrogen sulfida, belerang, amonia, hidrogen, asam nitrat, senyawa besi dari besi dan mangan. Mereka menggunakan bahan organik yang terbentuk menggunakan energi kimia ini untuk membangun sel-sel tubuh mereka. Oleh karena itu, proses ini disebut kemosintesis.

Kelompok mikroorganisme kemosintetik yang paling penting adalah bakteri nitrifikasi. Bakteri ini hidup di dalam tanah dan mengoksidasi amonia yang terbentuk selama pembusukan residu organik menjadi asam nitrat. Yang terakhir bereaksi dengan senyawa mineral tanah, berubah menjadi garam asam nitrat. Proses ini berlangsung dalam dua fase.

Bakteri besi mengubah besi besi menjadi besi oksida. Besi hidroksida yang dihasilkan mengendap dan membentuk apa yang disebut bijih besi rawa.

Beberapa mikroorganisme ada karena oksidasi molekul hidrogen, sehingga menyediakan metode nutrisi autotrofik.

Ciri khas bakteri hidrogen adalah kemampuannya untuk beralih ke gaya hidup heterotrofik bila diberi senyawa organik dan tidak adanya hidrogen.

Jadi, kemoautotrof adalah autotrof yang khas, karena mereka mensintesis secara independen zat anorganik senyawa organik yang diperlukan, daripada mengambilnya dari organisme lain, seperti heterotrof. Bakteri kemoautotrofik berbeda dari tumbuhan fototrofik dalam hal kemandiriannya sepenuhnya dari cahaya sebagai sumber energi.

Fotosintesis bakteri

Beberapa bakteri belerang yang mengandung pigmen (ungu, hijau), mengandung pigmen spesifik - bakterioklorofil, mampu menyerap energi matahari, dengan bantuan hidrogen sulfida dalam tubuh mereka dipecah dan melepaskan atom hidrogen untuk mereduksi senyawa yang sesuai. Proses ini memiliki banyak kesamaan dengan fotosintesis dan hanya berbeda pada bakteri ungu dan hijau, donor hidrogennya adalah hidrogen sulfida (kadang-kadang - asam karboksilat), dan untuk tanaman hijau - air. Pada keduanya, pemisahan dan perpindahan hidrogen dilakukan karena energi sinar matahari yang diserap.

Fotosintesis bakteri yang terjadi tanpa pelepasan oksigen disebut fotoreduksi. Fotoreduksi karbon dioksida dikaitkan dengan transfer hidrogen bukan dari air, tetapi dari hidrogen sulfida:

6СО 2 +12Н 2 S+hv → С6Н 12 О 6 +12S=6Н 2 О

Signifikansi biologis dari kemosintesis dan fotosintesis bakteri pada skala planet relatif kecil. Hanya bakteri kemosintetik yang berperan penting dalam proses daur belerang di alam. Diserap oleh tumbuhan hijau dalam bentuk garam asam sulfat, belerang direduksi dan menjadi bagian dari molekul protein. Selanjutnya, ketika sisa-sisa tumbuhan dan hewan yang mati dimusnahkan oleh bakteri pembusuk, belerang dilepaskan dalam bentuk hidrogen sulfida, yang dioksidasi oleh bakteri belerang menjadi belerang bebas (atau asam sulfat), membentuk sulfit di dalam tanah yang dapat diakses oleh tanaman. Bakteri kemo dan fotoautotrofik sangat penting dalam siklus nitrogen dan sulfur.

Sporulasi

Spora terbentuk di dalam sel bakteri. Selama proses sporulasi sel bakteri mengalami sejumlah proses biokimia. Jumlah air bebas di dalamnya berkurang dan aktivitas enzimatik menurun. Hal ini memastikan ketahanan spora terhadap kondisi lingkungan yang merugikan (suhu tinggi, konsentrasi garam tinggi, pengeringan, dll.). Sporulasi hanya merupakan karakteristik sekelompok kecil bakteri.

Spora adalah tahap opsional dalam siklus hidup bakteri. Sporulasi dimulai hanya dengan kekurangan nutrisi atau akumulasi produk metabolisme. Bakteri dapat berbentuk spora waktu yang lama beristirahat. Spora bakteri tahan terhadap perebusan yang berkepanjangan dan pembekuan yang sangat lama. Ketika kondisi menguntungkan terjadi, spora berkecambah dan dapat hidup. Spora bakteri merupakan adaptasi untuk bertahan hidup pada kondisi yang kurang menguntungkan.

Reproduksi

Bakteri berkembang biak dengan membagi satu sel menjadi dua. Setelah mencapai ukuran tertentu, bakteri tersebut membelah menjadi dua bakteri identik. Kemudian masing-masing mulai makan, tumbuh, membelah, dan seterusnya.

Setelah pemanjangan sel, septum transversal secara bertahap terbentuk, dan kemudian sel anak terpisah; Pada banyak bakteri, dalam kondisi tertentu, setelah pembelahan, sel-sel tetap terhubung dalam kelompok yang khas. Dalam hal ini, bergantung pada arah bidang pembagian dan jumlah pembagian, bentuk yang berbeda. Reproduksi dengan tunas terjadi sebagai pengecualian pada bakteri.

Dalam kondisi yang menguntungkan, pembelahan sel pada banyak bakteri terjadi setiap 20-30 menit. Dengan reproduksi yang begitu cepat, keturunan satu bakteri dalam waktu 5 hari mampu membentuk suatu massa yang mampu memenuhi seluruh lautan dan samudera. Perhitungan sederhana menunjukkan bahwa 72 generasi (720.000.000.000.000.000.000 sel) dapat terbentuk setiap hari. Jika diubah menjadi berat - 4720 ton. Namun, hal ini tidak terjadi di alam, karena sebagian besar bakteri cepat mati bila terkena sinar matahari, selama pengeringan, kekurangan makanan, pemanasan hingga 65-100ºС, akibat pertarungan antar spesies, dll.

Bakteri (1), setelah menyerap cukup makanan, bertambah besar (2) dan mulai bersiap untuk reproduksi (pembelahan sel). DNA-nya (dalam bakteri, molekul DNA ditutup dalam sebuah cincin) berlipat ganda (bakteri menghasilkan salinan molekul ini). Kedua molekul DNA (3,4) mendapati dirinya menempel pada dinding bakteri dan, seiring dengan pemanjangan bakteri, bergerak menjauh (5,6). Pertama nukleotida membelah, lalu sitoplasma.

Setelah dua molekul DNA menyimpang, muncul penyempitan pada bakteri, yang secara bertahap membagi tubuh bakteri menjadi dua bagian, yang masing-masing berisi molekul DNA (7).

Hal ini terjadi (pada Bacillus subtilis) dua bakteri saling menempel dan sebuah jembatan terbentuk di antara keduanya (1,2).

Pelompat mengangkut DNA dari satu bakteri ke bakteri lainnya (3). Begitu berada dalam satu bakteri, molekul DNA saling berjalin, saling menempel di beberapa tempat (4), dan kemudian bertukar bagian (5).

Peran bakteri di alam

Pilin

Bakteri adalah mata rantai terpenting dalam siklus umum zat di alam. Tumbuhan menghasilkan zat organik kompleks dari karbon dioksida, air, dan garam mineral di dalam tanah. Zat-zat ini kembali ke tanah bersama dengan jamur mati, tumbuhan dan bangkai hewan. Bakteri membusuk zat kompleks menjadi yang sederhana yang menggunakan tanaman lagi.

Bakteri menghancurkan zat organik kompleks dari bangkai tumbuhan dan hewan yang mati, ekskresi organisme hidup dan berbagai limbah. Memakan zat organik ini, bakteri pembusuk saprofit mengubahnya menjadi humus. Ini adalah semacam keteraturan di planet kita. Dengan demikian, bakteri berperan aktif dalam siklus zat di alam.

Pembentukan tanah

Karena bakteri tersebar hampir di mana-mana dan terdapat dalam jumlah besar, bakteri sangat menentukan berbagai proses yang terjadi di alam. Di musim gugur, dedaunan pohon dan semak berguguran, pucuk rerumputan di atas tanah mati, cabang-cabang tua rontok, dan dari waktu ke waktu batang-batang pohon tua tumbang. Semua ini lambat laun berubah menjadi humus. Dalam 1 cm3. Lapisan permukaan tanah hutan mengandung ratusan juta bakteri tanah saprofit dari beberapa spesies. Bakteri ini mengubah humus menjadi berbagai mineral yang dapat diserap dari dalam tanah oleh akar tanaman.

Beberapa bakteri tanah mampu menyerap nitrogen dari udara, menggunakannya dalam proses vital. Bakteri pengikat nitrogen ini hidup mandiri atau menetap di akar tanaman polong-polongan. Setelah menembus akar tanaman polong-polongan, bakteri ini menyebabkan tumbuhnya sel-sel akar dan terbentuknya bintil-bintil di atasnya.

Bakteri ini menghasilkan senyawa nitrogen yang digunakan tanaman. Bakteri memperoleh karbohidrat dan garam mineral dari tumbuhan. Dengan demikian, terdapat hubungan erat antara tanaman polong-polongan dengan bakteri bintil, yang bermanfaat bagi organisme yang satu dan yang lainnya. Fenomena ini disebut simbiosis.

Berkat simbiosis dengan bakteri bintil, tanaman polong-polongan memperkaya tanah dengan nitrogen, membantu meningkatkan hasil.

Distribusi di alam

Mikroorganisme ada dimana-mana. Satu-satunya pengecualian adalah kawah gunung berapi aktif dan daerah kecil di pusat ledakan bom atom. Baik suhu rendah di Antartika, aliran geyser yang mendidih, larutan garam jenuh di kolam garam, insolasi yang kuat di puncak gunung, maupun penyinaran reaktor nuklir yang keras tidak mengganggu keberadaan dan perkembangan mikroflora. Semua makhluk hidup terus-menerus berinteraksi dengan mikroorganisme, seringkali tidak hanya menjadi gudangnya, tetapi juga distributornya. Mikroorganisme adalah penduduk asli planet kita, yang secara aktif menjelajahi substrat alami yang paling menakjubkan.

Mikroflora tanah

Jumlah bakteri di dalam tanah sangatlah besar - ratusan juta dan miliaran individu per gram. Jumlahnya lebih banyak di tanah daripada di air dan udara. Jumlah total bakteri di tanah berubah. Jumlah bakteri bergantung pada jenis tanah, kondisinya, dan kedalaman lapisan.

Pada permukaan partikel tanah, mikroorganisme berada dalam mikrokoloni kecil (masing-masing 20-100 sel). Mereka sering berkembang dalam gumpalan bahan organik yang tebal, pada akar tanaman yang hidup dan mati, di kapiler tipis dan di dalam gumpalan.

Mikroflora tanah sangat beragam. Di sini terdapat kelompok bakteri fisiologis yang berbeda: bakteri pembusuk, bakteri nitrifikasi, bakteri pengikat nitrogen, bakteri belerang, dll. Diantaranya ada bentuk aerob dan anaerob, bentuk spora dan non-spora. Mikroflora merupakan salah satu faktor pembentukan tanah.

Daerah berkembangnya mikroorganisme di dalam tanah adalah daerah yang berbatasan dengan akar tumbuhan hidup. Disebut rizosfer, dan kumpulan mikroorganisme yang terkandung di dalamnya disebut mikroflora rizosfer.

Mikroflora waduk

Air - lingkungan alam dimana mikroorganisme tumbuh dalam jumlah besar. Sebagian besar dari mereka masuk ke dalam air dari tanah. Faktor yang menentukan jumlah bakteri dalam air dan keberadaan nutrisi di dalamnya. Air terbersih berasal dari sumur dan mata air artesis. Waduk dan sungai terbuka sangat kaya akan bakteri. Jumlah bakteri terbesar ditemukan di lapisan permukaan air, lebih dekat ke pantai. Saat Anda menjauh dari pantai dan menambah kedalaman, jumlah bakteri berkurang.

Air bersih mengandung 100-200 bakteri per ml, dan air tercemar mengandung 100-300 ribu atau lebih. Terdapat banyak bakteri di dasar lumpur, terutama di lapisan permukaan, tempat bakteri membentuk lapisan. Lapisan film ini mengandung banyak bakteri belerang dan besi, yang mengoksidasi hidrogen sulfida menjadi asam sulfat sehingga mencegah kematian ikan. Ada lebih banyak bentuk yang mengandung spora di lumpur, sedangkan bentuk yang tidak mengandung spora mendominasi di air.

Dari segi komposisi jenisnya, mikroflora air mirip dengan mikroflora tanah, tetapi ada juga yang bentuknya spesifik. Dengan menghancurkan berbagai limbah yang masuk ke dalam air, mikroorganisme secara bertahap melakukan apa yang disebut pemurnian biologis air.

Mikroflora udara

Mikroflora udara lebih sedikit dibandingkan mikroflora tanah dan air. Bakteri naik ke udara bersama debu, dapat bertahan di sana selama beberapa waktu, kemudian menetap di permukaan bumi dan mati karena kekurangan nutrisi atau di bawah pengaruh sinar ultraviolet. Jumlah mikroorganisme di udara bergantung pada zona geografis, medan, waktu dalam setahun, polusi debu, dll. setiap titik debu merupakan pembawa mikroorganisme. Kebanyakan bakteri berada di udara di atas perusahaan industri. Udara di pedesaan lebih bersih. Udara terbersih ada di hutan, pegunungan, dan daerah bersalju. Lapisan atas udara mengandung lebih sedikit mikroba. Mikroflora udara mengandung banyak bakteri berpigmen dan mengandung spora, yang lebih tahan terhadap sinar ultraviolet dibandingkan yang lain.

Mikroflora tubuh manusia

Tubuh manusia, bahkan yang benar-benar sehat, selalu menjadi pembawa mikroflora. Ketika tubuh manusia bersentuhan dengan udara dan tanah, berbagai mikroorganisme, termasuk patogen (basil tetanus, gangren gas, dll), menetap di pakaian dan kulit. Bagian tubuh manusia yang paling sering terpapar terkontaminasi. E. coli dan stafilokokus ditemukan di tangan. Ada lebih dari 100 jenis mikroba di rongga mulut. Mulut, dengan suhu, kelembapan, dan sisa nutrisinya, merupakan lingkungan yang sangat baik bagi perkembangan mikroorganisme.

Lambung memiliki reaksi asam, sehingga sebagian besar mikroorganisme di dalamnya mati. Mulai dari usus halus, reaksinya menjadi basa yaitu. menguntungkan bagi mikroba. Mikroflora di usus besar sangat beragam. Setiap orang dewasa mengeluarkan sekitar 18 miliar bakteri setiap hari melalui kotoran, mis. lebih banyak individu daripada orang di dunia.

Organ dalam tidak terhubung lingkungan eksternal(otak, jantung, hati, kandung kemih, dll) biasanya bebas dari kuman. Mikroba memasuki organ-organ ini hanya selama sakit.

Bakteri dalam siklus zat

Mikroorganisme pada umumnya dan bakteri pada khususnya memainkan peran besar dalam siklus biologis penting zat-zat di Bumi, melakukan transformasi kimia yang sama sekali tidak dapat diakses oleh tumbuhan atau hewan. Berbagai tahapan siklus unsur dilakukan oleh organisme jenis yang berbeda. Keberadaan masing-masing kelompok organisme bergantung pada transformasi kimia unsur-unsur yang dilakukan oleh kelompok lain.

Siklus nitrogen

Transformasi siklik senyawa nitrogen memainkan peran utama dalam memasok bentuk nitrogen yang diperlukan untuk organisme di biosfer dengan kebutuhan nutrisi yang berbeda. Lebih dari 90% total fiksasi nitrogen disebabkan oleh aktivitas metabolisme bakteri tertentu.

Siklus karbon

Transformasi biologis karbon organik menjadi karbon dioksida, disertai dengan reduksi molekul oksigen, memerlukan aktivitas metabolisme gabungan berbagai mikroorganisme. Banyak bakteri aerob yang melakukan oksidasi sempurna zat organik. Dalam kondisi aerobik, senyawa organik awalnya dipecah melalui fermentasi, dan produk akhir organik dari fermentasi selanjutnya dioksidasi oleh respirasi anaerobik, jika terdapat akseptor hidrogen anorganik (nitrat, sulfat atau CO 2).

Siklus belerang

Belerang tersedia bagi organisme hidup terutama dalam bentuk sulfat larut atau senyawa sulfur organik tereduksi.

Siklus besi

Beberapa badan air tawar mengandung garam besi tereduksi konsentrasi tinggi. Di tempat seperti itu, mikroflora bakteri tertentu berkembang - bakteri besi, yang mengoksidasi zat besi tereduksi. Mereka berpartisipasi dalam pembentukan rawa bijih besi dan sumber air yang kaya akan garam besi.

Bakteri adalah organisme paling purba, muncul sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu di zaman Archean. Selama sekitar 2,5 miliar tahun mereka mendominasi Bumi, membentuk biosfer, dan berpartisipasi dalam pembentukan atmosfer oksigen.

Bakteri adalah salah satu organisme hidup yang strukturnya paling sederhana (kecuali virus). Mereka diyakini sebagai organisme pertama yang muncul di Bumi.

Terlepas dari kenyataan bahwa kebanyakan orang memakan telur burung dan ikan hampir setiap hari, kata “organisme bersel tunggal” memunculkan sesuatu yang hanya dapat dilihat melalui mikroskop. Memang benar, sebagian besar makhluk bersel tunggal berukuran tidak melebihi seperseratus milimeter, dan hal ini dapat dijelaskan oleh sejumlah faktor. Lebih sulit bagi sel-sel hidup berukuran besar untuk mempertahankan integritas strukturalnya, lebih sulit untuk mengangkut makanan dan limbah di dalam tubuh, selain itu, pertumbuhan yang mengesankan memerlukan energi dalam jumlah yang cukup besar, yang secara evolusioner tidak menguntungkan.

Namun dunia mikroba kaya akan spesies, tua dan beragam, dan karena itu penuh dengan pengecualian terhadap aturan tersebut. Dan beberapa organisme, yang diberi awalan “mikro-”, meskipun memiliki manfaat evolusioner, tidak mencapai apa pun sama sekali. Yang tentu saja menyenangkan dan mempesona.

Cilia terompet

Makhluk air tawar ini menyerupai terompet gramofon purba dan panjangnya mencapai 2 mm, sehingga terompet ciliata dapat dipelajari tanpa instrumen. Protozoa dari genus Stentor sudah dikenal oleh para pecinta mikroba. Dua milimeter sepertinya tidak terlalu panjang, namun banyak anak multiseluler di alam yang hanya memakan lebih sedikit ruang di habitatnya dan di perosotan kaca.

Apa yang membuat pemain terompet ciliate menjadi raksasa di dunia benih kecil adalah anatominya. Tidak seperti eukariota biasa, Stentor tidak hanya mengandung satu, tetapi beberapa inti. Hal ini membuat pekerjaan sehari-harinya menjaga semangat menjadi lebih mudah. Dalam kasus ciliate ini, banyak inti kecil yang bertanggung jawab untuk reproduksi, dan inti besar - makronukleus - mengatur segalanya, memainkan peran sebagai semacam pusat otak.

Tubuh pemain terompet ditutupi dengan silia dengan panjang berbeda-beda. Gerakan ramah mereka memungkinkan ciliata untuk berenang. Raksasa mikrokosmos ini memakan, misalnya, lumpur. Fungsi mulut dilakukan oleh ujung “pipa” yang sempit. Pada saat yang sama, beberapa bakteri, protozoa kecil, dan bahkan organisme multiseluler kecil yang malang masuk ke dalam makanan.

Bahama Guntur

Suatu hari, para ilmuwan dari Universitas Texas pergi ke dasar laut dekat Bahama dan menemukan di sana, di kedalaman yang suram, lusinan benda berbentuk bola yang tidak biasa seukuran buah anggur. Benda-benda tersebut tampak tidak bergerak, namun jelas meninggalkan jejak di pasir hingga sepanjang setengah meter. Pada awalnya, para ahli memikirkan tentang beberapa moluska yang tidak diketahui atau bahkan kotoran yang berperilaku aneh. Kenyataannya sungguh menakjubkan, karena tumpukan misterius itu ternyata adalah protozoa berbentuk bola dengan diameter hingga 3 sentimeter. Yang berguling-guling di dasar laut dalam air bersuhu hampir nol.

Bahama Gromya adalah organisme mirip amuba dengan cangkang yang lembut dan berpori. Pseudopodia dimasukkan ke dalam lubang di dalamnya, dengan bantuan gromia bergerak di sepanjang bagian bawah, memakan bahan organik yang tertangkap di sepanjang jalan.

Penemuan makhluk ini mengubah beberapa pandangan tentang evolusi makhluk hidup, karena sebelumnya diyakini bahwa hewan multiseluler dengan simetri bilateral adalah yang pertama belajar merangkak pada zaman Prakambrium. Dan jejak daun gromia ini sangat mirip dengan jejak fosil purbakala yang usianya hampir 2 miliar tahun.

Sayangnya, sedikit yang diketahui tentang bola sitoplasma ini karena sangat sulit untuk membawa spesimen Gromia hidup ke laboratorium. Meskipun memiliki cangkang, protozoa sangat rapuh dan rentan. Para ilmuwan mengatakan bahwa mereka jauh lebih lembut daripada anggur, yang mana mikroba raksasa ini agak mirip.

Asetaburia

Dikenal sebagai “kaca putri duyung”, Acetabularia adalah genus unik ganggang hijau yang bentuknya mirip dengan jamur topi. Tumbuhan laut tropis dangkal ini panjangnya mencapai 10 cm dan biasanya tumbuh berkelompok, menempelkan kakinya ke dasar batu dan memamerkan tutupnya yang berwarna hijau muda.

Biasanya, makhluk bersel tunggal berukuran besar memiliki lebih dari satu inti, tidak demikian halnya dengan Acetabularia yang menakjubkan, yang menghabiskan sebagian besar hidupnya hanya dengan satu wadah DNA raksasa yang terletak di dasar “tangkainya”. Hanya pada saat reproduksi inti tambahan terbentuk, bermigrasi ke bagian atas alga, di mana mereka berubah menjadi kista seperti spora, yang, setelah musim dingin dan transformasi kompleks, menjadi acetabularia muda. Siklus hidup Koenosit kolosal ini berumur sekitar tiga tahun.

Dalam eksperimen yang dilakukan dengan uang Nazi pada tahun 1930-an dan 40-an oleh ilmuwan Jerman Joachim Hammerling, ditemukan bahwa setelah satu spesies acetabularia ditransplantasikan dengan inti spesies alga lain, tanaman asli mulai membentuk tutup baru, berubah menjadi hibrida yang tidak biasa.

Selain itu, “gelas tempat minum putri duyung” beregenerasi dengan sempurna jika rusak, yang sangat mengingatkan pada beberapa spesies multiseluler di dunia flora dan fauna.

Valonia Perut

Ada yang menyebut makhluk lucu di perairan dangkal ini sebagai “mata seorang pelaut”, ada pula yang menyebutnya sebagai “ganggang gelembung”. Valonia berperut buncit mudah tumbuh hingga diameter 4 cm atau bahkan lebih, satu organisme - satu sel hidup dengan banyak inti, seringkali soliter secara geografis dan selalu tampak seperti kerikil kehijauan yang dipoles. Terkadang “organisme multiseluler” kecil juga berakar di permukaan keajaiban laut bersel tunggal ini.

Terlepas dari keanehan biologis dan penampilan alga yang eksotis, wallonia berperut buncit tidak disukai oleh pemilik akuarium laut besar. Jika tanaman secara tidak sengaja menyerang, ia akan mengambil alih seluruh bagian bawah, sehingga sangat sulit untuk dibasmi. Menghancurkan atau mencabik-cabik rumput liar yang ulet ini bukanlah intinya, karena memang itulah intinya pembelahan sel valonia berperut buncit dengan “kumpulan” kernelnya berkembang biak.

Caulerpa thyssolifolia

Anda mungkin menganggapnya seperti sejenis pakis, tetapi pada dasarnya tanaman ini jauh lebih sederhana. Dan jauh lebih menentukan dalam pertumbuhan. Apa yang tampak bagi penyelam yang tidak berpengalaman sebagai semak-semak flora bawah air sebenarnya adalah satu atau hanya beberapa sel hidup, yang “menyamar” sebagai semak multiseluler yang kompleks. Makhluk primitif ini disebut "caulerpa taxifolia", atau hanya caulerpa herringbone, batang thyssolid yang merambat dan menakjubkan. Satu sel ganggang hijau ini, dengan simpanan DNA yang tak terhitung jumlahnya, dapat dengan cepat meluas hingga lebarnya mencapai hampir tiga meter, hal yang biasa terjadi di Laut Mediterania, sehingga menghancurkan ekologi yang sehat di kedalaman sana. Karena alasan ini, caulerpa herringbone dikenal sebagai gulma yang sangat berbahaya. Di California, “mikroba raksasa” ini umumnya dianggap sebagai spesies ilegal.

Varietas thyssolist caulerpa di Mediterania, yang selnya mencapai ukuran rekor, memiliki status sebagai hama bagi manusia. Setengah abad yang lalu, ganggang yang tidak biasa ini tidak hidup sama sekali di Laut Mediterania. Namun pada tahun 1970-an, sebuah akuarium di Jerman memesan spesimen caulerpa dari daerah tropis, namun tidak hanya untuk kecantikan dan kemudahan perawatan. Orang Jerman yang ingin tahu menjadikan “pohon Natal” sebagai sasaran penyalahgunaan teknis. Makrofit diiradiasi dengan sinar ultraviolet dan diolah dengan mutagen kimia. Hasilnya adalah monster bersel tunggal, tumbuh sangat cepat dan tahan terhadap suhu rendah. Ganggang yang tahan dingin dan tampak menarik ini dilepaskan ke Laut Mediterania pada tahun 1980 - beberapa aquarist amatir dari Monaco mencobanya.

Dalam empat tahun, hal yang tak terhindarkan terjadi. Setelah melarikan diri dari akuarium, caulerpa yang bermutasi berhasil menduduki perairan pesisir Mediterania. Berbeda dengan sel alaminya, sel mutan tersebut ternyata tidak hanya agresif, tetapi juga tahan terhadap polusi. Terlebih lagi, ia mampu beregenerasi dari potongan yang ukurannya hanya satu sentimeter. Dan beracun. Upaya untuk membersihkan perairan dangkal resor dari semak caulerpa gagal.

Oleh karena itu, pada akhir abad ke-20, julukan “alga pembunuh” diberikan kepada organisme bersel tunggal “Caulerpa taxifolia”. Tanaman ini termasuk dalam seratus spesies invasif paling berbahaya, menghentikan penyebarannya adalah tugas suci setiap penduduk bumi yang peduli.

Kekacauan Amuba

Bayangkan seekor amuba dari buku pelajaran sekolah. Besarkan hingga seukuran biji wijen. Anda akan mendapatkan makhluk Chaos carolinensis. Karena protozoa tersebut terus berubah bentuk, juara di tengah kekacauan mampu meregang hingga panjang 5 mm. Organisme bersel tunggal yang berat tersebut dapat terluka parah hanya dengan menutupinya dengan kaca objek mikroskop.

Meskipun ukurannya mengesankan, Chaos carolinensis berperilaku sama seperti kerabat mikroskopisnya yang membawa pseudopoda. Dengan bantuan pseudopodia, kekacauan terjadi, dan mereka juga mengambil makanan. Makanan di vakuola kemudian dicerna hidup-hidup, dan sisa limbah dibuang keluar sel ke luar. Amuba besar memakan mikroba dari spesies lain, serta hewan kecil seperti cladocera. Kekacauan akan memakan hampir tanpa henti sampai ia siap bereproduksi.

Seperti tetangganya dalam daftar raksasa dunia mikroba, kekacauan uniseluler memiliki banyak pusat kendali, hanya karena satu inti tidak mampu mengendalikan sel sebesar itu. Tergantung ukurannya, Chaos carolinensis dapat memiliki hingga 1000 inti.

Spirostomum

Spirostomum ciliata dapat ditemukan dan dilihat di perairan tawar dan air asin. Dan dikira cacing kecil. Tubuh spirostomum yang memanjang mencapai panjang 4 milimeter. Hanya jika dilihat melalui lensa mata mikroskop barulah terlihat jelas bahwa makhluk bergerak ini adalah sebuah sel yang besar dan sangat panjang, ditutupi oleh hutan silia yang lebat.

Spirostomum adalah juara dunia mikroba dalam kemampuannya mengubah volume tubuh. Jika diganggu, ciliate dapat menyusut sebesar 75% dalam waktu kurang dari 1/200 detik - lebih cepat dibandingkan sel hidup lainnya.

Berbeda dengan ciliates terompet yang rakus, Spirostomum tidak memakan makhluk multiseluler, tetapi hanya memakan bakteri. Raksasa berkembang biak dengan pembelahan sederhana dan sangat tidak suka jika ada logam berat, yang menjadikan ciliata ini sebagai teman para ahli ekologi.

Siringammina adalah yang paling rapuh

Kandidat lain yang berguna untuk mendapatkan gelar makhluk bersel tunggal terbesar di Bumi adalah “monster” rapuh dari kelas xenophyophore. Kelas organisme “membawa tubuh orang lain” ini mencakup banyak penghuni dasar laut, gumpalan sitoplasma yang membangun “rumah” anyaman rapuh di malam abadi dari sisa-sisa makhluk lain, misalnya spons atau radiolaria. Sel Xenophyophore membuat lem konstruksi sendiri, mengikuti perintah yang datang secara kimiawi dari banyak inti yang mengapung dalam gumpalan besar sitoplasma. Gumpalan terbesar berukuran mencapai 20 cm, mudah dijajah cacing dan diberi nama spesifik Syringammina fragilissima.

Sayangnya, kehidupan dan biologi syringammina (“seruling pasir Pan” dalam terjemahannya) masih sedikit dipelajari. Para ilmuwan menduga bakteri bersel tunggal ini mencari makan, namun belum ada yang mengetahui seperti apa prosesnya. Ada pendapat bahwa syringammina yang rapuh menumbuhkan mikroba di dalam dirinya untuk makanannya. Mekanisme reproduksi rhizaria ini juga belum jelas.

Makhluk laut dalam yang rapuh ini ditemukan pada tahun 1882 oleh orang Skotlandia, di lepas pantai asal mereka di Laut Utara. Selanjutnya, syringammin ditemukan di beting Afrika utara.

Nama mereka legiun...

Di antara raksasa bersel satu terestrial, jamur lendir sepanjang satu meter, penghuni kayu mati, tentu saja patut mendapat perhatian khusus. Yang pada awalnya dan dalam waktu lama dikira jamur.

Namun, jamur lendir (khususnya Fusarium berkepala banyak) ternyata tidak hanya lebih primitif, tetapi juga dalam beberapa hal jauh lebih pintar daripada jamur. Kesimpulan menarik dari ilmuwan Jepang terkait hal ini dapat Anda baca di materi.

Kehidupan di planet kita dimulai dengan bakteri. Para ilmuwan percaya bahwa di sinilah semuanya berakhir. Ada lelucon bahwa ketika alien mempelajari Bumi, mereka tidak dapat memahami siapa pemilik sebenarnya - manusia atau basil. Fakta paling menarik tentang bakteri dipilih di bawah ini.

Bakteri adalah organisme terpisah yang berkembang biak dengan pembelahan. Semakin baik habitatnya, semakin cepat ia terbagi. Mikroorganisme ini hidup di semua makhluk hidup, juga di air, makanan, pohon busuk, dan tanaman.

Daftarnya tidak terbatas pada hal ini. Basil ini dapat bertahan hidup dengan baik pada benda-benda yang pernah disentuh manusia. Misalnya saja pada pegangan dalam transportasi umum, di pegangan lemari es, di ujung pensil. Fakta menarik tentang bakteri baru-baru ini ditemukan dari Universitas Arizona. Menurut pengamatan mereka, mikroorganisme “tidur” hidup di Mars. Para ilmuwan yakin ini adalah salah satu bukti adanya kehidupan di planet lain; selain itu, menurut mereka, bakteri asing bisa “dihidupkan kembali” di Bumi.

Mikroorganisme ini pertama kali diperiksa menggunakan mikroskop optik oleh ilmuwan Belanda Antonius van Leeuwenhoek pada akhir abad ke-17. Saat ini spesies yang diketahui Ada sekitar dua ribu basil. Semuanya dapat dibagi menjadi:

berbahaya;
berguna;
netral.

Pada saat yang sama, pihak yang merugikan biasanya berkelahi dengan pihak yang menguntungkan dan netral. Ini adalah salah satu alasan paling umum mengapa seseorang sakit.

Fakta paling menarik

Secara umum, organisme bersel tunggal berpartisipasi dalam semua proses kehidupan.

Bakteri dan manusia

Sejak lahir, seseorang memasuki dunia yang penuh dengan berbagai mikroorganisme. Beberapa membantunya bertahan hidup, yang lain menyebabkan infeksi dan penyakit.

Fakta menarik yang paling membuat penasaran tentang bakteri dan manusia:

Ternyata basil tersebut dapat menyembuhkan seseorang sepenuhnya atau menghancurkan spesies kita. Saat ini racun bakteri sudah ada.

Bagaimana bakteri membantu kita bertahan hidup?

Berikut beberapa fakta menarik lainnya tentang bakteri yang bermanfaat bagi manusia:

beberapa jenis basil melindungi orang dari alergi;
dengan bantuan bakteri, Anda dapat membuang limbah berbahaya (misalnya produk minyak bumi);
Tanpa mikroorganisme di usus, seseorang tidak akan bisa bertahan hidup.

Bagaimana cara memberitahu anak-anak tentang basil?

Anak sudah siap berbicara tentang basil pada usia 3-4 tahun. Untuk menyampaikan informasi dengan benar, ada baiknya menceritakan fakta menarik tentang bakteri. Bagi anak-anak misalnya, sangat penting untuk memahami bahwa ada mikroba yang jahat dan mikroba yang baik. Bahwa yang baik bisa mengubah susu menjadi susu panggang yang difermentasi. Dan juga mereka membantu perut mencerna makanan.

Perhatian perlu diberikan pada bakteri jahat. Katakan pada mereka bahwa mereka sangat kecil, sehingga tidak terlihat. Bahwa ketika mereka masuk ke dalam tubuh manusia, mikroba dengan cepat menjadi banyak, dan mereka mulai memakan kita dari dalam.

Anak harus mengetahui untuk mencegah masuknya mikroba jahat ke dalam tubuhnya:

Cuci tangan Anda setelah keluar rumah dan sebelum makan.
Jangan makan banyak yang manis-manis.
Dapatkan vaksinasi.

Cara terbaik untuk mendemonstrasikan bakteri adalah melalui gambar dan ensiklopedia.

Apa yang harus diketahui setiap siswa?

Dengan anak yang lebih besar, lebih baik membicarakan bukan tentang kuman, tetapi tentang bakteri. Penting untuk memberikan alasan fakta menarik bagi anak sekolah. Artinya, jika berbicara tentang pentingnya mencuci tangan, Anda dapat mengetahui bahwa 340 koloni basil berbahaya hidup di gagang toilet.

Anda bisa mencari informasi bersama mengenai bakteri apa saja yang menyebabkan kerusakan gigi. Dan juga beritahu siswa bahwa coklat dalam jumlah kecil memiliki efek antibakteri.

Bahkan seorang siswa sekolah dasar pun bisa memahami apa itu vaksin. Ini terjadi ketika sejumlah kecil virus atau bakteri masuk ke dalam tubuh dan sistem kekebalan mengalahkannya. Inilah mengapa sangat penting untuk mendapatkan vaksinasi.

Sejak masa kanak-kanak, pemahaman harus muncul bahwa negara bakteri adalah dunia yang belum sepenuhnya dipelajari. Dan selama mikroorganisme ini ada, spesies manusia itu sendiri juga ada.