Bakterie — budowa, rodzaje i znaczenie

Bakterie kojarzą się głównie z chorobami, ale chorobotwórcze stanowią niewielki ułamek ich ogółu. Poniżej budowa, podziały i rzeczywista rola bakterii w przyrodzie.

Budowa komórki bakteryjnej

• Ściana komórkowa — nadaje kształt, zbudowana z mureiny
• Błona komórkowa — reguluje transport substancji
• Cytoplazma — wypełnia wnętrze
• Nukleoid — obszar z materiałem genetycznym, bez otoczki jądrowej
• Rybosomy — mniejsze niż u organizmów jądrowych
• Rzęski i plazmidy — obecne u części gatunków

Kluczowa cecha: brak jądra komórkowego. Materiał genetyczny leży swobodnie w cytoplazmie, co czyni bakterie prokariontami.

Kształty bakterii

• Ziarniaki — kuliste, mogą tworzyć pary lub łańcuszki
• Pałeczki — wydłużone
• Przecinkowce — lekko zakrzywione
• Śrubowce — spiralnie skręcone

Rozmnażanie i tempo wzrostu

Bakterie dzielą się przez podział prosty, w sprzyjających warunkach nawet co dwadzieścia minut. Oznacza to wzrost wykładniczy.

Gdyby jedna bakteria dzieliła się bez przeszkód przez dobę, jej potomstwo liczyłoby biliony osobników. W praktyce ogranicza je brak pokarmu, gromadzenie produktów przemiany i konkurencja — ale to tłumaczy, dlaczego zakażenie może rozwinąć się w kilka godzin i dlaczego żywność psuje się tak szybko w cieple.

Gdzie występują

Praktycznie wszędzie: w glebie, wodzie, powietrzu, na skórze, w jelitach, a także w miejscach skrajnych — gorących źródłach, lodowcach, kwaśnych jeziorach i głębinach oceanicznych.

W ludzkim organizmie żyje ich kilkadziesiąt bilionów, głównie w jelicie grubym. Ich łączna liczba jest porównywalna z liczbą komórek ciała.

Bakterie pożyteczne

• Rozkład materii — wraz z grzybami zamykają obieg pierwiastków
• Wiązanie azotu — bakterie brodawkowe na korzeniach roślin motylkowych
• Produkcja żywności — jogurty, kiszonki, sery
• Mikroflora jelitowa — wytwarza witaminy, rozkłada błonnik
• Przemysł i medycyna — produkcja insuliny przez bakterie zmodyfikowane genetycznie

Jak bakterie przetrwają niesprzyjające warunki

Część gatunków potrafi wytworzyć przetrwalnik, czyli formę o silnie odwodnionej cytoplazmie otoczonej grubą osłoną. W tym stanie bakteria nie prowadzi przemian metabolicznych i staje się skrajnie odporna.

Przetrwalniki wytrzymują gotowanie, wysuszenie i długotrwały brak pokarmu — bywają zdolne do ożywienia po dziesiątkach lat. Dlatego samo zagotowanie nie zawsze wystarcza do wyjałowienia, a w medycynie i przemyśle stosuje się sterylizację w autoklawie, gdzie para pod ciśnieniem osiąga temperaturę ponad 120 stopni. Ta sama odporność tłumaczy, dlaczego niektóre zakażenia pojawiają się z gleby po wielu latach.

Wiązanie azotu — dlaczego to tak ważne

Azot stanowi 78 procent atmosfery, ale w postaci cząsteczkowej jest dla roślin bezużyteczny — wiązanie między jego atomami należy do najtrwalszych w przyrodzie.

Bakterie brodawkowe potrafią je rozerwać i przekształcić azot w związki przyswajalne dla roślin. Dlatego uprawy roślin motylkowych, jak groch czy łubin, użyźniają glebę, a płodozmian z ich udziałem stosowano na długo przed poznaniem mechanizmu.