Her bakteri. Bakteriler, yapıları ve hayati faaliyetleri - Bilgi Hipermarketi. Yararlı bakteri çeşitleri

Bakteriler, dünyadaki en eski organizmanın yanı sıra yapısındaki en basit organizmadır. Sadece mikroskop altında görülebilen ve incelenebilen tek bir hücreden oluşur. Karakteristik özellik bakteri çekirdeğinin olmamasıdır, bu yüzden bakteriler prokaryot olarak sınıflandırılır.

Bazı türler oluşur küçük gruplar hücreler, bu tür kümeler bir kapsül (kılıf) ile çevrelenebilir. Bakterilerin boyutu, şekli ve rengi büyük ölçüde çevreye bağlıdır.

Şekil açısından, bakteriler ikiye ayrılır: çubuk şeklinde (basil), küresel (kok) ve kıvrımlı (spirilla). Modifiye edilmiş olanlar da var - kübik, C şeklinde, yıldız şeklinde. Boyutları 1 ila 10 mikron arasındadır. Bazı bakteri türleri, flagella yardımıyla aktif olarak hareket edebilir. İkincisi bazen bakterinin boyutunu iki kez aşar.

Bakteri formları türleri

Hareket için bakteriler, sayısı farklı olan kamçı kullanır - bir, bir çift, bir kamçı demeti. Flagella'nın konumu da farklıdır - hücrenin bir tarafında, yanlarda veya tüm düzlem üzerinde eşit olarak dağılmıştır. Ayrıca prokaryotun kapladığı mukus nedeniyle hareket yollarından birinin kayma olduğu kabul edilir. Çoğunun sitoplazma içinde vakuolleri vardır. Vakuollerdeki gazın kapasitesinin ayarlanması, sıvı içinde yukarı veya aşağı hareket etmelerine ve ayrıca toprağın hava kanallarında hareket etmelerine yardımcı olur.

Bilim adamları 10 binden fazla bakteri çeşidi keşfettiler, ancak bilimsel araştırmacıların varsayımlarına göre, dünyada bir milyondan fazla türü var. Genel özellikleri bakteriler, biyosferdeki rollerini belirlemenin yanı sıra bakteri krallığının yapısını, türlerini ve sınıflandırmasını incelemeyi mümkün kılar.

habitatlar

Yapının basitliği ve çevresel koşullara uyum hızı, bakterilerin gezegenimizin geniş bir yelpazesine yayılmasına yardımcı oldu. Her yerde bulunurlar: su, toprak, hava, canlı organizmalar - tüm bunlar prokaryotlar için en kabul edilebilir yaşam alanıdır.

Bakteriler hem güney kutbunda hem de gayzerlerde bulunmuştur. Okyanus tabanında ve Dünya'nın hava kabuğunun üst katmanlarında bulunurlar. Bakteriler her yerde yaşar, ancak sayıları uygun koşullara bağlıdır. Örneğin, çok sayıda bakteri türü toprakta olduğu kadar açık su kütlelerinde de yaşar.

Yapısal özellikler

Bir bakteri hücresi, yalnızca bir çekirdeğe sahip olmamasıyla değil, aynı zamanda mitokondri ve plastidlerin olmamasıyla da ayırt edilir. Bu prokaryotun DNA'sı özel bir nükleer bölgede bulunur ve bir halka içinde kapalı bir nükleoid şeklindedir. Bakterilerde hücre yapısı hücre duvarı, kapsül, kapsül benzeri zar, flagella, pili ve sitoplazmik zardan oluşur. İç yapı sitoplazmayı, granülleri, mezozomları, ribozomları, plazmitleri, inklüzyonları ve nükleoidi oluşturur.

Bakteri hücre duvarı savunma ve destek işlevini yerine getirir. Maddeler, geçirgenlik nedeniyle içinden serbestçe akabilir. Bu kabuk pektin ve hemiselüloz içerir. Bazı bakteriler, kurumaya karşı korumaya yardımcı olabilecek özel bir mukus salgılar. Mukus bir kapsül oluşturur - boyunca bir polisakkarit kimyasal bileşim. Bu formda, bakteri çok yüksek sıcaklıkları bile tolere edebilmektedir. Ayrıca, örneğin herhangi bir yüzeye yapışma gibi başka işlevleri de yerine getirir.

Bakteri hücresinin yüzeyinde ince protein villusları vardır - pili. Bunların sayısı çok olabilir. Pili, hücrenin genetik materyali transfer etmesine yardımcı olur ve ayrıca diğer hücrelere yapışmasını sağlar.

Duvar düzleminin altında üç katmanlı bir sitoplazmik zar bulunur. Maddelerin taşınmasını garanti eder ve ayrıca sporların oluşumunda önemli bir rol oynar.

Bakterilerin sitoplazması yüzde 75 sudan yapılmıştır. Sitoplazmanın bileşimi:

• balıklar;
• mezozomlar;
• amino asitler;
• enzimler;
• pigmentler;
• Şeker;
• granüller ve kapanımlar;
• nükleoid.

Prokaryotlarda metabolizma, hem oksijenin katılımıyla hem de onsuz mümkündür. Çoğu, organik kökenli hazır besinlerle beslenir. Çok az tür kendini sentezleyebilir organik madde inorganikten. Bunlar, atmosferi şekillendirmede ve oksijenle doyurmada önemli rol oynayan mavi-yeşil bakteriler ve siyanobakterilerdir.

üreme

Üreme için uygun koşullarda tomurcuklanma veya vejetatif olarak gerçekleştirilir. Eşeysiz üreme aşağıdaki sırayla gerçekleşir:

1. Bakteri hücresi maksimum hacmine ulaşır ve gerekli besin kaynağını içerir.
2. Hücre uzar, ortada bir bölme belirir.
3. Hücre içinde, nükleotidin bir bölünmesi meydana gelir.
4. DNA ana ve ayrılmış sapma.
5. Hücre ikiye bölünmüştür.
6. Kız hücrelerinin kalıntı oluşumu.

Bu üreme yöntemi ile genetik bilgi alışverişi olmaz, bu nedenle tüm yavru hücreler annenin birebir kopyası olacaktır.

Olumsuz koşullarda bakterilerin üreme süreci daha ilginçtir. Bilim adamları, bakterilerin cinsel olarak üreme yeteneğini nispeten yakın zamanda öğrendi - 1946'da. Bakterilerin dişi ve germ hücrelerine bölünmesi yoktur. Ama farklı DNA'ları var. Bu tür iki hücre, birbirine yaklaşırken, DNA transferi için bir kanal oluşturur, bir site değişimi meydana gelir - rekombinasyon. Süreç oldukça uzun, sonucu tamamen yeni iki kişi.

Çoğu bakteri kendi rengine sahip olmadığı için mikroskop altında görülmesi çok zordur. Bakteriyoklorofil ve bakteriyopurpurin içeriğinden dolayı birkaç çeşit mor veya yeşildir. Her ne kadar bazı bakteri kolonilerini ele alırsak, ortama renkli maddeler saldıkları ve parlak bir renk aldıkları anlaşılır. Prokaryotları daha ayrıntılı incelemek için boyanırlar.

sınıflandırma

Bakterilerin sınıflandırılması, aşağıdakiler gibi göstergelere dayanabilir:

• form
• seyahat yolu;
• enerji elde etmenin yolu;
• atık ürünler;
• tehlike derecesi.

Bakteri ortakyaşarları diğer organizmalarla ortak yaşar.

bakteri saprofitleri zaten ölü organizmalar, ürünler ve organik atıklar üzerinde yaşarlar. Çürüme ve fermantasyon süreçlerine katkıda bulunurlar.

Çürüme, cesetlerin doğasını ve diğer organik kökenli atıkları temizler. Çürüme süreci olmasaydı, doğada hiçbir madde döngüsü olmazdı. Peki maddenin döngüsünde bakterilerin rolü nedir?

Çürüme bakterileri, protein bileşiklerinin yanı sıra yağları ve nitrojen içeren diğer bileşikleri parçalama sürecinde yardımcıdır. zor bir süreçten sonra Kimyasal reaksiyon, organik organizmaların molekülleri arasındaki bağları koparırlar ve protein moleküllerini, amino asitleri yakalarlar. Bölme, moleküller amonyak, hidrojen sülfür ve diğer zararlı maddeleri serbest bırakır. Zehirlidirler ve insanlarda ve hayvanlarda zehirlenmeye neden olabilirler.

Çürüyen bakteriler kendileri için uygun koşullarda hızla çoğalırlar. Bunlar sadece yararlı bakteriler değil, aynı zamanda zararlı olanlar da olduğundan, ürünlerde erken çürümeyi önlemek için insanlar bunları işlemeyi öğrendi: kuru, turşu, tuz, duman. Tüm bu tedaviler bakterileri öldürür ve çoğalmalarını engeller.

Fermantasyon bakterileri enzimlerin yardımıyla karbonhidratları parçalayabilir. İnsanlar bu yeteneği eski zamanlarda fark ettiler ve bu tür bakterileri bugüne kadar laktik asit ürünleri, sirke ve diğer gıda ürünlerini yapmak için kullandılar.

Bakteriler, diğer organizmalarla birlikte çalışarak çok önemli kimyasal işler yaparlar. Ne tür bakterilerin olduğunu ve doğaya ne gibi yararlar veya zararlar getirdiklerini bilmek çok önemlidir.

Doğada ve insan için önemi

Yukarıda zaten belirtilmiş büyük önem birçok bakteri türü (çürüme süreçleri ve çeşitli fermantasyon türleri sırasında), yani. Dünya üzerinde sıhhi bir rolün yerine getirilmesi.

Bakteriler ayrıca karbon, oksijen, hidrojen, azot, fosfor, kükürt, kalsiyum ve diğer elementlerin döngüsünde büyük rol oynar. Birçok bakteri türü, atmosferik azotun aktif fiksasyonuna katkıda bulunur ve onu organik bir forma dönüştürerek toprak verimliliğinin artmasına katkıda bulunur. Özellikle önemli olan, toprak mikroorganizmalarının hayati aktivitesi için ana karbon kaynağı olan selülozu ayrıştıran bakterilerdir.

Sülfat indirgeyen bakteriler, tedavi edici çamur, toprak ve denizlerde yağ ve hidrojen sülfür oluşumunda rol oynar. Böylece Karadeniz'deki hidrojen sülfürle doymuş su tabakası, sülfat indirgeyen bakterilerin yaşamsal aktivitesinin bir sonucudur. Bu bakterilerin topraktaki aktivitesi soda oluşumuna ve toprağın sodalı tuzlanmasına neden olur. Sülfat azaltan bakteriler, pirinç ekimi topraklarındaki besinleri, mahsulün kökleri için uygun hale gelen bir forma dönüştürür. Bu bakteriler, metal yeraltı ve su altı yapılarında korozyona neden olabilir.

Bakterilerin hayati aktivitesi sayesinde toprak birçok üründen ve zararlı organizmalardan arındırılır ve değerli besinlerle doyurulur. Bakterisidal müstahzarlar, birçok haşere türüyle (mısır kurdu vb.) mücadelede başarıyla kullanılmaktadır.

Aseton, etil ve butil alkoller, asetik asit, enzimler, hormonlar, vitaminler, antibiyotikler, protein ve vitamin preparatları vb. üretmek için çeşitli endüstrilerde birçok bakteri türü kullanılmaktadır.

Bakteriler olmadan, deri tabaklama, tütün yaprakları kurutma, ipek, kauçuk yapma, kakao, kahve, kenevir, keten ve diğer saksı lifli bitkilerin işlenmesi, lahana turşusu, kanalizasyon arıtma, metallerin yıkanması vb. işlemler imkansızdır.

İnsan vücudunda yaşayan bakterilerin toplamının ortak bir adı vardır - mikrobiyota. Normal, sağlıklı bir insan mikroflorasında birkaç milyon bakteri vardır. Her biri oynuyor önemli rol insan vücudunun normal işleyişi için.

Herhangi bir yararlı bakteri türünün yokluğunda, bir kişi hastalanmaya başlar, gastrointestinal sistem ve solunum yollarının çalışması bozulur. İnsanlar için faydalı bakteriler ciltte, bağırsaklarda, vücudun mukoza zarlarında yoğunlaşır. Mikroorganizmaların sayısı bağışıklık sistemi tarafından düzenlenir.

Normalde insan vücudu hem faydalı hem de patojenik mikroflora içerir. Bakteriler faydalı veya patojenik olabilir.

Daha birçok faydalı bakteri var. %99'unu oluşturuyorlar toplam sayısı mikroorganizmalar.

Bu pozisyonda gerekli denge korunur.

İnsan vücudunda yaşayan farklı bakteri türleri arasında şunları ayırt edebiliriz:

• bifidobakteriler;
• laktobasiller;
• enterokoklar;
• koli.

bifidobakteriler

Bu tür mikroorganizmalar, laktik asit ve asetat üretiminde en yaygın olanıdır. Asidik bir ortam yaratır, böylece patojenik mikropların çoğunu nötralize eder. Patojenik flora gelişmeyi durdurur ve çürüme ve fermantasyon süreçlerine neden olur.

Bifidobakteriler, herhangi bir yiyeceğe alerjik reaksiyonun varlığından sorumlu oldukları için çocuğun hayatında önemli bir rol oynar. Ek olarak, bir antioksidan etkiye sahiptirler, tümörlerin gelişimini engellerler.

Bifidobakterilerin katılımı olmadan C vitamini sentezi tamamlanmaz. Ek olarak, bifidobakterilerin bir kişinin normal yaşam için gerekli olan D ve B vitaminlerini emmesine yardımcı olduğu bilgisi vardır. Bifidobakteri eksikliği varlığında bu grubun sentetik vitaminlerini almak bile bir sonuç getirmeyecektir.

laktobasil

Bu mikroorganizma grubu da insan sağlığı için önemlidir. Bağırsaktaki diğer sakinlerle etkileşimleri nedeniyle patojenik mikroorganizmaların büyümesi ve gelişmesi engellenir, bağırsak enfeksiyonlarının patojenleri baskılanır.

Laktobasiller, laktik asit, lizosin, bakteriyosinlerin oluşumunda rol oynar. Bu bağışıklık sistemine büyük bir yardımdır. Bağırsakta bu bakterilerin eksikliği varsa, disbakteriyoz çok hızlı gelişir.

Laktobasiller sadece bağırsakları değil, aynı zamanda mukoza zarlarını da kolonize eder. Dolayısıyla bu mikroorganizmalar kadın sağlığı için önemlidir. Vajinal ortamın asitliğini korurlar, bakteriyel vajinoz gelişimine izin vermezler.

koli

E. coli'nin tüm türleri patojenik değildir. Çoğu, aksine, koruyucu bir işlev görür. Escherichia coli cinsinin faydası, patojenik mikrofloranın kütlesine aktif olarak direnen kokilin sentezinde yatmaktadır.

Bu bakteriler, çeşitli vitamin, folik ve nikotinik asit gruplarının sentezi için faydalıdır. Sağlıktaki rolleri hafife alınmamalıdır. Örneğin, folik asit, kırmızı kan hücrelerinin üretimi ve normal hemoglobin seviyelerinin korunması için gereklidir.

enterokoklar

Bu tür mikroorganizma doğumdan hemen sonra insan bağırsağını kolonize eder.

Sükrozun sindirilmesine yardımcı olurlar. Esas olarak ince bağırsakta yaşayanlar, diğer patojenik olmayan faydalı bakteriler gibi, zararlı elementlerin aşırı üremesine karşı koruma sağlarlar. Aynı zamanda enterokoklar şartlı olarak güvenli bakterilerdir.

İzin verilen normları aşmaya başlarlarsa, çeşitli bakteriyel hastalıklar gelişir. Hastalıkların listesi çok geniştir. Meningokokal ile biten bağırsak enfeksiyonlarından.

Bakterilerin vücut üzerindeki olumlu etkisi

Faydalı özellikler patojenik olmayan bakteriler çok çeşitlidir. Bağırsak sakinleri ve mukoza zarları arasında bir denge olduğu sürece, insan vücudu normal şekilde çalışır.

Çoğu bakteri, vitaminlerin sentezinde ve parçalanmasında rol oynar. Varlıkları olmadan, B vitaminleri bağırsaklar tarafından emilmez ve bu da bozukluklara yol açar. gergin sistem, cilt hastalıkları, hemoglobin düşürücü.

Kalın bağırsağa ulaşan sindirilmemiş gıda bileşenlerinin büyük kısmı bakteriler nedeniyle tam olarak parçalanır. Ek olarak, mikroorganizmalar su-tuz metabolizmasının sabitliğini sağlar. Tüm mikrofloranın yarısından fazlası, yağ asitlerinin ve hormonların emiliminin düzenlenmesinde rol oynar.

Bağırsak mikroflorası yerel bağışıklık oluşturur. Burada patojenik organizmaların büyük bir kısmının yok edilmesi gerçekleşir, zararlı mikrop engellenir.

Buna göre, insanlar şişkinlik ve şişkinlik hissetmezler. Lenfositlerdeki artış, aktif fagositleri düşmanla savaşmak için kışkırtır, immünoglobulin A üretimini uyarır.

Yararlı patojenik olmayan mikroorganizmalar, ince ve kalın bağırsakların duvarları üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Orada sabit bir asit seviyesi sağlarlar, lenfoid aparatı uyarırlar, epitel çeşitli kanserojenlere karşı dirençli hale gelir.

Bağırsak peristalsisi de büyük ölçüde içinde hangi mikroorganizmaların bulunduğuna bağlıdır. Çürüme ve fermantasyon süreçlerinin baskılanması, bifidobakterilerin ana görevlerinden biridir. birçok mikroorganizma uzun yıllar patojenik bakterilerle simbiyoz içinde gelişir, böylece onları kontrol eder.

Bakterilerle sürekli olarak meydana gelen biyokimyasal reaksiyonlar, vücudun genel ısı dengesini koruyarak çok fazla ısı enerjisi yayar. Mikroorganizmalar sindirilmemiş kalıntılarla beslenir.

disbakteriyoz

disbakteriyoz insan vücudundaki bakterilerin niceliksel ve niteliksel bileşimindeki bir değişikliktir. . Bu durumda, faydalı organizmalar ölür ve zararlı organizmalar aktif olarak çoğalır.

Disbakteriyoz sadece bağırsakları değil, aynı zamanda mukoza zarlarını da etkiler (disbakteriyoz olabilir ağız boşluğu, vajina). Analizlerde isimler geçerli olacaktır: streptokok, stafilokok, mikrokok.

Normal durumda, faydalı bakteriler patojenik mikrofloranın gelişimini düzenler. Deri, solunum organları genellikle güvenilir koruma altındadır. Denge bozulduğunda, kişi aşağıdaki semptomları hisseder: bağırsakta şişkinlik, şişkinlik, karın ağrısı, üzgün.

Daha sonra kilo kaybı, kansızlık, vitamin eksikliği başlayabilir. Üreme sisteminden, genellikle hoş olmayan bir kokunun eşlik ettiği bol miktarda akıntı görülür. Ciltte tahrişler, pürüzler, çatlaklar görülür. Dysbacteriosis, antibiyotik aldıktan sonra bir yan etkidir.

Bu tür belirtiler bulursanız, normal mikroflorayı eski haline getirmek için bir dizi önlem önerecek bir doktora kesinlikle danışmalısınız. Bu genellikle probiyotik almayı gerektirir.

>>Bakteriler, yapıları ve aktiviteleri

1 - küf mantarı; 1 - çizgiler; 3, 4 - ölçekli likenler; $ - huş ağacı gövdesi üzerinde parmelia; 6 - kükürt sarı çıra mantarı

§ 92. Bakteriler, yapıları ve hayati faaliyetleri

Dünya üzerinde bakterilerin bulunmadığı neredeyse hiçbir yer yoktur.. Özellikle içinde çok sayıda bakteri var. toprak . 1 gram toprak yüz milyonlarca bakteri içerebilir. Havalandırılan ve havalandırılmayan odaların havasındaki bakteri sayısı farklıdır. Yani dersliklerde ders başlamadan önce havalandırmadan sonra bakteri, dersten sonra aynı odalarda olduğundan 13 kat daha azdır. Dağların yükseklerinde havada çok az bakteri bulunur, ancak büyük şehirlerin sokaklarındaki hava çok sayıda bakteri içerir.

Bakterilerin yapısal özelliklerini tanımak için saman basilinin mikro hazırlığını düşünün. Bu tür bakterilerin her biri, ince bir zara sahip yalnızca bir çubuk şeklinde hücredir ve sitoplazma . Sitoplazmada tipik bir çekirdek yoktur. nükleer maddeçoğu bakteride sitoplazmada dağılır. Diğer bakterilerin yapısı saman basilinin yapısına benzer.

Bakterilerin büyük çoğunluğu renksizdir. Sadece birkaçı mor renklidir veya yeşil renk. Bakterilerin şekli farklıdır. Top şeklinde bakteriler vardır; çubuk şeklinde bakteri türleri vardır - saman çubukları da onlara aittir; kıvrımlı ve spiral benzeri bakteriler var 185.

Bazı bakterilerin hareket etmelerine yardımcı olan kamçıları vardır. Birçok bakteri zincirler veya gruplar halinde birleşerek film şeklinde büyük birikimler oluşturur. Bazı bakteriler sporlar oluşturabilir. Aynı zamanda içerik hücreler küçülür, kabuktan uzaklaşır, yuvarlanır ve yüzeyinde oluşur, ana kabuğun içinde yeni, daha yoğun bir kabuktur. Böyle bir bakteri hücresine spor denir. Sporlar en elverişsiz koşullarda çok uzun süre varlığını sürdürür. Kurumaya, ısıya ve dona karşı dayanıklıdırlar, kaynar suda bile hemen ölmezler. Sporlar rüzgar, su ile kolayca taşınır, nesnelere yapışır. Havada ve toprakta birçoğu var. Uygun koşullar altında, spor filizlenir ve canlı bir bakteri haline gelir. Bakteri sporları, olumsuz koşullarda bakterinin hayatta kalması için adaptasyonlardır.

Bakteriler çeşitli koşullarda yaşarlar.. Bazıları sadece havaya erişimi ile yaşar ve çoğalır, diğerleri buna ihtiyaç duymaz. Çoğu bakteri türü, klorofil içermediği için hazır organik maddelerle beslenir. Sadece çok azı inorganik maddelerden organik maddeler üretebilir. Bunlar mavi-yeşil veya siyanobakterilerdir. Dünya atmosferinde oksijen birikmesinde önemli bir rol oynadılar (bkz. s. 225).

Gelişim için uygun koşullarda, bakteri bölünerek iki yavru hücre oluşturur; bazı bakterilerde bölünmeler her 20 dakikada bir tekrarlanır ve giderek daha fazla yeni nesil bakteri ortaya çıkar. Bakterileri ve sporlarını yok etmek için 120 °C sıcaklıkta 20 dakika buhara maruz bırakılırlar.

Saman basilini kültürlemek için, bir şişe suya biraz saman koyun, şişenin boynunu pamuk yünü ile örtün ve şişede olabilecek diğer bakterileri öldürmek için içindekileri 30 dakika kaynatın. Saman sopası kaynatıldığında ölmez.

Elde edilen saman infüzyonunu süzün ve birkaç gün boyunca 20-25 santigrat derece sıcaklıktaki bir odaya koyun. Saman basili çoğalacak ve yakında suyun yüzeyi bir bakteri tabakasıyla kaplanacaktır.

Korchagina V.A., Biyoloji: Bitkiler, bakteriler, mantarlar, likenler: Proc. 6 hücre için. ort. okul - 24. baskı. - M.: Aydınlanma, 2003. - 256 s.: hasta.

ders içeriği ders özeti destek çerçeve ders sunum hızlandırıcı yöntemler etkileşimli teknolojiler Uygulama görevler ve alıştırmalar kendi kendine muayene çalıştayları, eğitimler, vakalar, görevler ev ödevi tartışma soruları öğrencilerden retorik sorular İllüstrasyonlar ses, video klipler ve multimedya fotoğraflar, resim grafikleri, tablolar, mizah şemaları, fıkralar, şakalar, çizgi romanlar, meseller, sözler, bulmacalar, alıntılar Eklentiler özetler makaleler meraklı hile sayfaları için çipler ders kitapları temel ve ek terimler sözlüğü diğer Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesiders kitabındaki hataları düzeltme ders kitabındaki bir parçanın güncellenmesi derste yenilik unsurlarının eskimiş bilgileri yenileriyle değiştirmesi Sadece öğretmenler için mükemmel dersler yıl için takvim planı yönergeler tartışma programları Entegre Dersler

Yeni bir çalışma, elektrik üretebilen sayısız bağırsak bakterisi türü hakkında şaşırtıcı bir gerçeği ortaya koyuyor. Elektrojenik bakteriler, belirli bir miktarda elektrik üretebilen bakterilerdir. Profesör Dan Portnoy liderliğindeki araştırmacılar, keşiflerini Nature dergisinde yayınladılar.

bakteri ve elektrik

Şimdiye kadar, çeşitli su kütlelerinden gelen tortular gibi oldukça spesifik doğal ortamlarda elektrojenik bakteriler bulunmuştur. Bu ortamlar genellikle anaerobiktir - serbest oksijen içermez. İlk kez, Berkeley'deki California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, insan bağırsağında yüzlerce farklı bakterinin de elektrojenik olduğunu keşfettiler. Bunlar, hastalığa neden olabilecek patojenlerden bağırsak sağlığını destekleyen probiyotiklere kadar birçok bakteri türünü içerir. Ancak bu bağırsak bakterileri farklı bir mekanizma kullanarak elektrik üretir.

Elektrik üreten patojenler

Bilim adamları, Listeria monocytogenes (ishalde yaygın bir suçlu), Clostridium perfringens (kangrene neden olur) ve Enterococcus faecalis (hastanede yatış sırasında edinilen bir patojen) içeren elektrik üreten bakteriler tanımladılar. Bununla birlikte, bağırsaktaki diğer birçok elektrik üreten bakteri patojen değildir. Bazıları probiyotiktir.

Çalışma yazarı, "Patojenler veya probiyotikler olarak veya fermantasyona dahil olan insanlarla etkileşime giren birçok bakterinin elektrojenik olduğu gerçeği daha önce gözden kaçırılmıştı" diyor. "Bu, bize bu bakterilerin bizi nasıl enfekte ettiği veya sağlıklı bir bağırsağa sahip olmamıza yardımcı olduğu hakkında çok şey söyleyebilir."

Bu keşif bize ne verecek?

Bilim adamları, beklenmedik bulgularının, mikrop yaratmayı amaçlayan gelecekteki projelerde de faydalı olabileceğini umuyorlar. yakıt hücreleri, yenilenebilir enerji üretimi için yenilikçi bir strateji.

Araştırmacılar, bakterilerin metabolizmalarının bir parçası olarak elektrik ürettiğini, solunuma benzettikleri bir süreç olduğunu açıklıyor. Bununla birlikte, oksijen açısından zengin ortamlarda yaşayan bitkiler ve hayvanlar gibi organizmalar, metabolize olmalarına yardımcı olmak için oksijeni kullanırken, anaerobik ortamlarda yaşayan bakterilerin diğer oksijeni kullanması gerekir. kimyasal elementler. Örneğin, göllerin dibinde yaşayan bakteriler, karmaşık metabolik süreçleri sırasında tipik olarak demir veya manganez gibi mineralleri kullanır ve böylece elektrik üretir. Bununla birlikte, bağırsaklarda yaşayan elektrojenik bakteriler daha basit bir elektrik üretme sürecine sahiptir ve kullanırlar. organik bileşik B2 vitamininin bir türevi olan flavin olarak bilinir.

İlk çalışmanın yazarı Sam Light, "Görünüşe göre bu bakterilerin hücresel yapısı ve kapladıkları vitamin açısından zengin ekolojik niş, elektronları hücreden çıkarmayı çok daha kolay ve daha uygun maliyetli hale getiriyor" diye açıklıyor. Bağırsak bakterileri ne kadar enerji üretir?

Araştırmacılar, bu bağırsak bakterilerinin ne kadar elektrik üretebileceğini görmek için ek testler yaptılar. Bağırsak bakterilerinin neredeyse diğer elektrojenik bakteriler kadar elektrik ürettiğini buldular: hücre başına saniyede 100.000 elektrona kadar.

Özellikle, bilim adamları, fermantasyonda rol oynayan ve peynir, yoğurt ve lahana turşusu yapımında kullanılan laktobasillerin de elektrojenik özelliklere sahip olduğunu görünce şaşırdılar.

Şimdi bilim adamları, bu özelliklerin laktobasillerin içinde yarattığı tatla bir ilgisi olup olmadığını merak ediyorlar. Gıda Ürünleri fermantasyon ile elde edilir.

Light, "İnsanların varlığından haberdar olmadığı ve manipüle edilebilecek bir sürü bakteri fizyolojisi var" diyerek sözlerini sonlandırıyor.