Біологія. Повторне видання. 6 клас. Костіков (2020)

§ 14. Різноманітність та значення бактерій у природі

Ви поглибите свої знання про бактерії, дізнаєтесь, як вони живляться, дихають і яку роль відіграють у природі.

Бактерії у природі виконують багато різноманітних функцій. Найважливіша серед них — це очищення планети від решток інших організмів та відходів, що виділяють живі істоти в процесі своєї життєдіяльності. Крім того, чимало бактерій, подібно до рослин, самі створюють органічні речовини з неорганічних — з води та вуглекислого газу. У деяких куточках нашої планети — у глибоких печерах, на великих глибинах Світового океану, у гарячих джерелах та надсолоних водоймах — органічна речовина, утворена такими бактеріями, забезпечує існування інших організмів — тварин та грибів.

За способом живлення бактерії поділяються на гетеротрофів та автотрофів (мал. 35).

Більшість бактерій, подібно до тварин, живиться органічними речовинами, тобто є гетеротрофами. Споживаючи органічні речовини, бактерії частково переробляють їх на речовини власних клітин, а частково розкладають на неорганічні речовини, отримуючи при цьому енергію. Деякі бактерії розкладають органічні речовини в процесі дихання, використовуючи при цьому кисень. Проте багатьом бактеріям для отримання енергії кисень не потрібний: вони розкладають органічні речовини без його участі, зокрема у процесі бродіння.

Мал. 35. Способи живлення та отримання енергії у бактерій

Значна кількість бактерій є автотрофами: вони синтезують органічні речовини з неорганічних — вуглекислого газу й води. Деякі з таких бактерій, подібно до рослин, використовуючи енергію сонячного світла, здійснюють фотосинтез.

Яскравим прикладом автотрофних бактерій, що в процесі фотосинтезу виділяють кисень, є мікроскопічні організми, які називають: ціанобактеріями, або синьо-зеленими водоростями. Ціанобактерії можуть бути як одноклітинними, так і багатоклітинними (мал. 36).

Мал. 36. Одноклітинні (а) та багатоклітинні (б, в) ціанобактерії: a — мікроскопічна колонія збудника «цвітіння» води мікроцистису: б — артроспіра (спіруліна), що є об’єктом промислового вирощування; в — їстівна ціанопрокаріота носток

Під електронним мікроскопом клітини ціанобактерій схожі на бактерії. Проте між ними є суттєва відмінність: у клітинах ціанобактерій знаходяться сплощені мембранні мішечки, до яких вбудовані молекули хлорофілу (мал. 37). Вони роблять всю клітину ціанобактерії схожою на окрему органелу рослинної клітини — хлоропласт.

Мал. 37. Будова клітини ціанопрокаріота

Унаслідок фотосинтезу, який здійснювали ціанобактерії задовго до появи рослин, на Землі утворилася киснева атмосфера. У сьогоденні планетарна роль ціанобактерій полягає у збагаченні ґрунту доступним для рослин Нітрогеном, який ціанобактерії можуть засвоювати безпосередньо з атмосфери.

Деякі бактерії здатні отримувати енергію у спосіб, недоступний для рослин або тварин. Для синтезу молекул АТФ вони використовують багаті на енергію неорганічні речовини — сірководень, водень, аміак, навіть деякі сполуки заліза.

Дивовижним прикладом таких бактерій є види, що живуть на дні Світового океану за температури до +300 °С та тиску до 300 атмосфер біля підводних гейзерів — так званих чорних курців. Перегріта вода, збагачена вуглекислим газом та сірководнем, є джерелом їжі та енергії для бактеріального населення чорних курців. Органічна речовина клітин самих бактерій є джерелом їжі та енергії для глибоководних червів, молюсків та риб. Бактерії, що розвиваються на дні Світового океану біля «чорних курців», є нечисленною, але дуже своєрідною групою найдавніших прокаріотів нашої планети, яка має назву Архебактерій (Архей).

Бактерії по-різному взаємодіють з іншими організмами. Більшість бактерій веде вільний спосіб існування. Чимало бактерій є парази́тами — вони оселяються у тілі тварин, рослин або грибів і, живлячись органічними речовинами хазяїна, спричинюють його захворювання або навіть загибель.

Паразитизм — такі взаємовідносини між двома організмами, які вигідні одному з них (паразиту), проте шкідливі для іншого (хазяїна).

Проте з багатьма організмами бактерії здатні вступати у взаємовигідний симбіоз, при якому як бактерія, так і хазяїн, у тілі якого вона оселилась, отримують взаємну користь (мал. 38). Окрім симбіозу, який вигідний для обох організмів, існують відносини, корисні одному, але байдужі для іншого симбіонта. Ще один вид симбіозу — це відносини, які шкідливі одному, але байдужі для іншого.

Симбіоз — співіснування двох різних організмів. Організми, що знаходяться в таких відносинах, називаються симбіонтами.

Прикладами взаємовигідного симбіозу є взаємовідносини молочнокислих бактерій з людиною: людський організм надає бактеріям домівку та їжу, а бактерії допомагають людині у травленні та боротьбі із хвороботворними мікроорганізмами.

Приклад взаємовигідних симбіотичних відносин із рослинами демонструють бульбочкові бактерії: вони розвиваються у коренях бобових рослин — гороху, квасолі, люцерни, конюшини — і забезпечують рослину потрібними сполуками Нітрогену, виконуючи роль живих азотних добрив. Натомість від хазяїна бульбочкові бактерії отримують частину органічних речовин, що їх утворює рослина у процесі фотосинтезу (мал. 38, а).

Чайний гриб — це симбіоз оцтовокислих бактерій та грибів-дріжджів (мал. 38, б).

Корова перетравлює рослинну їжу завдяки симбіотичним бактеріям, які мешкають в особливій частині її шлунка — рубці (мал. 38, в).

Мал. 38. Деякі приклади взаємовигідних симбіозів бактерій з іншими організмами

Бактерії є найдавнішою групою живих організмів нашої планети. Сучасні тварини, рослини та гриби є далекими нащадками прадавніх бактерій. Перші рештки бактерій та сліди їхньої діяльності мають вік від 3,6 до 3,2 млрд років. Для порівняння: вік нашої планети за результатами аналізу метеоритного свинцю становить 4,6 млрд років; перші примітивні тварини з’явилися на ній майже 1,8-1,5 млрд років тому.

ВИСНОВКИ

1. Бактерії відіграють визначальну роль у процесах очищення планети від органічних решток та продуктів життєдіяльності живих істот.
2. Різноманітність способів живлення і шляхів отримання енергії, а також відносин з іншими організмами є головними причинами повсюдного поширення бактерій.
3. Ціанопрокаріоти є прокаріотичними організмами, які живляться так, як рослини — шляхом фотосинтезу. Вони мають хлорофіл, але не мають хлоропластів.
4. Завдяки ціанопрокаріотам на Землі виникла киснева атмосфера.
5. Бактерії є найдавнішою групою живих організмів нашої планети.терміни й поняття, які потрібно засвоїти

ТЕРМІНИ Й ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Гетеротрофи, автотрофи, бродіння, ціанопрокаріоти, паразитизм, симбіоз.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Як бактерії отримують енергію?
2. Чим паразитизм відрізняється від взаємовигідного симбіозу?
3. Які приклади взаємовигідного симбіозу бактерій з іншими організмами ви знаєте?
4. Яка особливість будови тіла характерна для ціанопрокаріотів, але не характерна для більшості бактерій?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ

Бактерії — найвитриваліші організми нашої планети