كل يوم ، يتركز عدد كبير من الكائنات الحية الدقيقة حولنا ، وهو ما لا نلاحظه ، لأن حجم الميكروبات صغير جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها إلا تحت المجهر. على الرغم من ذلك ، فإن عمليات التغذية والتنفس والإفراز والتكاثر المميزة للكائنات الحية تحدث في خلاياها.
أكثر أنواع الكائنات الحية الدقيقة شيوعًا
يمكن تقسيم جميع الكائنات الحية الدقيقة إلى عدة أنواع ، والتي يتم تجميعها وفقًا للسمات المشتركة في الهيكل ونمط الحياة والتغذية:
- البكتيريا. هذه كائنات دقيقة لها جسم أحادي الخلية ، لا يتجاوز حجمها عدة عشرات من الميكرونات. تنقسم البكتيريا إلى ثلاثة أنواع: كروية ، وقضيبية الشكل ، وملفوفة.
- فيروسات. لا تمتلك هذه الميكروبات بنية خلوية ، ويتم قياس أبعاد أجسامها بالنانومتر ، لذلك لا يمكن رؤية الفيروسات إلا باستخدام مجهر قوي. يتكون جسم الفيروس من بروتين وحمض نووي. الجراثيم هي فيروسات بكتيرية ، الميكروفاج فيروسات فطرية.
- فطر. هؤلاءلا تستخدم الكائنات الحية الدقيقة عملية التمثيل الضوئي لتحويل المواد غير العضوية إلى مواد عضوية ، لذا فهي تتطلب طعامًا جاهزًا تحصل عليه من ركائز مختلفة. يمكن للفطريات استعمار النباتات والحيوانات والبشر مسببة المرض.
- خميرة. غالبًا ما يكون لجسم هذه الكائنات الدقيقة شكل دائري ، ويكون الهيكل في معظم الحالات أحادي الخلية. تقسم الخميرة بالبراعم ، يمكن أن تكون في التربة ، على الطعام ، في نفايات الإنتاج.
فسيولوجيا الكائنات الحية الدقيقة
الكائنات الحية الدقيقة ، مثل الكائنات الحية الأخرى ، تحتاج أيضًا إلى الغذاء والتنفس. إنها تنمو وتتكاثر وتفرز منتجات تسوسها وتموت في النهاية. ملامح تغذية الكائنات الحية الدقيقة - هذا هو خصوصية الحصول على المواد اللازمة للنمو والتكاثر المرتبطة بهيكل الميكروب.
العمليات الفسيولوجية للكائنات الحية الدقيقة لها بعض الميزات:
- يمكن أن تنمو الميكروبات في بيئات الأكسجين ونقص الأكسجين ؛
- يمكن لمعظم الميكروبات البقاء على قيد الحياة حتى في أقسى الظروف البيئية ؛
- للميكروبات القدرة على التكيف بسرعة مع الظروف المتغيرة.
التنفس وتغذية الكائنات الحية الدقيقة عمليات حيوية تضمن نمو وتطور الميكروبات.
كيف يأكلون؟
تعتمد طريقة تغذية مجموعة معينة من الكائنات الحية الدقيقة على سماتها الهيكلية. علم الأحياء الدقيقة هو دراسة حياة الميكروبات. يمكن التغذية الجرثوميةتتم بطرق مختلفة. تستخدم بعض الميكروبات المواد غير العضوية والماء والأكسجين لتكوين مادة عضوية للتغذية. تتغذى الميكروبات الأخرى على المواد العضوية الجاهزة الموجودة في البيئة.
هناك عدة أنواع من آليات التغذية الميكروبية:
- الانتشار السلبي. تدخل المغذيات الخلية بسبب الاختلاف في تركيز المواد على جانبي الغشاء السيتوبلازمي.
- واجه الانتشار. تحدث هذه العملية عندما يكون تركيز مادة خارج الخلية أعلى من تركيز مادة بداخلها. يتم نقل المواد بواسطة بروتينات خاصة تربط جزيء المادة وتنقلها إلى السيتوبلازم.
- نقل نشط. يتم استخدامه بتركيزات منخفضة للغاية من الركيزة في البيئة الخارجية. يتم تنفيذه بواسطة نفس البروتينات ، فقط في هذه الحالة تكون عملية النقل مصحوبة باستهلاك الطاقة.
- إزاحة الجذور. هذه الطريقة في نقل المواد مصحوبة بتقسيم جزيء مادة ما إلى مكونات. يتم النقل بواسطة بروتينات بيرميز.
أنواع الكائنات الحية الدقيقة عن طريق التغذية
للنمو النشط والتكاثر ، تحتاج الكائنات الحية الدقيقة إلى تغذية ثابتة. اعتمادًا على نوع تغذية الكائنات الحية الدقيقة ، يمكن التمييز بين التصنيف التالي لمجموعات الميكروبات:
- التغذية التلقائية. تنتج البكتيريا من هذا النوع المواد العضوية من غير العضوية من خلال استخدام الموارد الخارجية. تستخدم Aminoautotrophs جزيئات نيتروجين الهواء ، الصور الضوئية- طاقة شمسية. تحصل المواد الكيميائية على الطاقة عن طريق أكسدة المواد العضوية.
- مغايرة التغذية. إنهم لا ينتجون مواد عضوية بمفردهم ، لكنهم يأخذون الطعام الجاهز من البيئة. تستهلك Aminoheterotrophs النيتروجين من المواد العضوية. تستقبل النباتات الرمية المواد العضوية من الكائنات الميتة ، بينما تتكيف الطفيليات مع الحياة على الكائنات الحية.
- ميكسوتروف. هذه الكائنات قادرة على استخدام طرق مختلفة للحصول على المواد العضوية.
تنفس الكائنات الحية الدقيقة
في عملية التنفس ، تحدث تفاعلات الأكسدة والاختزال ، ونتيجة لذلك يتشكل حمض الأدينوزين ثلاثي الفوسفوريك (ATP) ، والذي يتراكم الطاقة الكيميائية. يمكن أن تكون المواد المؤكسدة كحول ، جلوكوز ، أحماض عضوية ، دهون.
حسب نوع التنفس ، يتم تقسيم جميع الكائنات الحية الدقيقة إلى مجموعتين:
- ايروبس. يمكن أن توجد الميكروبات التي تنتمي إلى هذه المجموعة فقط في وجود الأكسجين الجزيئي ، الذي يستخدمونه في التفاعلات التأكسدية.
- اللاهوائية. يمكن أن تنمو وتتكاثر فقط في بيئة خالية من الأكسجين ، حيث أن عملية تكوين ATP تحدث من خلال الفسفرة الركيزة.
- اللاهوائية الاختيارية. يمكن لهذه الكائنات الحية الدقيقة استخدام كلتا الطريقتين المؤكسدة للمواد العضوية المعقدة ، حتى تتمكن من النمو والتكاثر في كل من بيئات الأكسجين ونقص الأكسجين.
- محبي الكائنات الدقيقة. البيئة الملائمة لمثل هذه الميكروبات هي بيئة ذات ضغط أكسجين منخفض.
- كابنوفيليكالكائنات الدقيقة. إنها تنمو وتتكاثر بنشاط مع زيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء.
الظروف المواتية لنمو وتكاثر الكائنات الحية الدقيقة
لا يمكن النمو النشط للكائنات الحية الدقيقة إلا إذا كان هناك وسط غذائي ضروري لها. مع الإمداد المستمر بالمواد الضرورية ، ستبدأ الخلايا في الانقسام بنشاط ، وسوف تتكاثر الميكروبات ، ويزيد عدد مستعمراتها.
يجب ألا تقل درجة الحرارة المحيطة عن +6 درجة مئوية ، وأفضل الظروف هي بيئة دافئة (+23 … +27 درجة مئوية). تحتاج البكتيريا ذات النوع الهوائي من التنفس إلى إمداد مستمر بالأكسجين الجزيئي ، اللاهوائية ، على العكس من ذلك ، يُمنع استخدام الأكسجين.
استخدام الكائنات الحية الدقيقة
تستخدم بعض مستعمرات البكتيريا والفطريات والخميرة لتنظيم محطات معالجة مياه الصرف الصحي. تستطيع البكتيريا معالجة نفايات الجريان السطحي في مجرى حياتها ، وتنظيم طريقة صديقة للبيئة للتخلص من كمية كبيرة من نفايات الإنتاج.
تعتمد عملية التنقية على قدرة أنواع معينة من البكتيريا على التكيف مع تكوين النفايات السائلة المدخلة. تلك المجموعات من الكائنات الحية الدقيقة التي يكون وسط المغذيات مناسبًا لها تنمو وتتكاثر بنشاط. هناك انقسام نشط للمواد المعقدة إلى أبسط.
الإنسان مصدر غذاء للكائنات الحية الدقيقة
ليست كل الكائنات الحية الدقيقة مفيدة للبشرية. العديد منهمتتأقلم مع الحياة في جسم الإنسان فتحدث تأثيراً طفيلياً مسببة أمراض خطيرة.
الطفيليات هي كائنات حية تعيش داخل أو على سطح كائن حي آخر وتتغذى عليه. تتسبب الطفيليات التي تدخل جسم الإنسان في أضرار جسيمة على صحته. يحدث الموت في بعض الحالات.
بعض البكتيريا ، التي تدخل في الجهاز الهضمي ، يمكن أن تعطل البكتيريا الطبيعية في الجهاز الهضمي وتؤدي إلى انهيار كامل لآلية معالجة العناصر الغذائية وانهيارها. الفيروسات عوامل مسببة للأمراض التي يتحملها الشخص بشدة. عيش الغراب طفيليات يمكنها وضع مستعمراتها على الجلد وألواح الظفر مسببة تدمير الأنسجة.
سيكون من الأسهل على الكائنات الحية الدقيقة الطفيلية تنظيم نشاط حياتها في جسم شخص ضعيف ، مناعته غير قادرة على محاربة البكتيريا المسببة للأمراض.
في الختام
لمعرفة كيفية استخدام الكائنات الحية الدقيقة أو كيفية التعامل معها ، تحتاج إلى فهم مبدأ عملياتها الفسيولوجية. إذا قمت بتهيئة جميع الظروف لظهور بيئة مناسبة لهم ، فسوف تتغذى الميكروبات وتتكاثر بنشاط. يمكن قتل الجراثيم ، لكن العملية تستغرق وقتًا طويلاً.
