БАКТЕРИИ

БАКТЕРИИ (от греч. bakterion — палочка), микроорганизмы с прокариотным типом строения клетки. Традиционно под собственно бактериями подразумевают одноклеточные или объединённые в организованные группы палочки и кокки, неподвижные или со жгутиками, противопоставляя их морфологически более сложным прокариотам — актиномицетам, цианобактериям, спирохетам, простекобактериям, миксобактериям, почкующимся бактериям, риккетсиям. В основу современной классификации бактерий, предложенной Р. Мюрреем в1984, положено строение клеточной стенки. По этой классификации бактерии составляют царство Procaryotae с 4 отделами: грамотрицательные бактерии (Gracilicutes), включающие цианобактерии; грамположительные бактерии (Firmicutes); микоплазмы (Tenericutes); архебактерии (Mendosicutes). Другие исследователи рассматривают бактерии как царство (Bacteriobiota, или Bacteria) в надцарстве прокариот, в которое также входит царство архебактерии (Archaebacteria). Классификация бактерий внутри этих групп основана на их физиологических свойствах и носит прагматический характер. Морфология бактерий определяется небольшими размерами клетки (обычно около 1 мкм), не разделённой мембранами на внутренние отделы (некомпартментализованной). Очень мелкие бактерии (около 0,2 мкм) — преимущественно паразиты, очень крупные (более 10 мкм) — цианобактерии — имеют развитый мембранный аппарат и включения. По общему строению клетки и её агрегатов бактерии представляют собой аналогию низшим эукариотам, что даёт основание предполагать общие законы морфогенеза для эукариот и прокариот. Физиология бактерий по разнообразию превосходит физиологию всех остальных органических форм. Для получения энергии они используют различные органические и неорганические соединения (хемотрофы), солнечный свет (фототрофы). В зависимости от природы окисляемого соединения, используемого в обмене веществ, каждая из этих групп бактерий подразделяется на органотрофы (источник энергии — органическое вещество) и литотрофы, получающие энергию за счёт окисления неорганических веществ. Среди внутриклеточных паразитов имеются так называемые энергетические паразиты, использующие энергодающие реакции хозяина. Практически все природные соединения разлагаются бактериями не только в окислительных реакциях с участием О₂, но и анаэробно с такими акцепторами электрона, как нитрат, сульфат, сера, СО₂. Бактерии участвуют в циклах всех биологически важных элементов и обеспечивают круговорот веществ в биосфере. Многие ключевые реакции круговорота веществ (например, нитрификация, денитрификация, азотфиксация, окисление и восстановление соединений серы) осуществляются только бактериями. Вследствие этого роль бактерий в процессах деструкции является определяющей. Продукционная роль бактерий невелика, хотя они обладают разнообразными путями ассимиляции СО₂ помимо пентозофосфатного пути, свойственного эукариотам. На основе физиологического многообразия реакций катаболизма бактерии разделены на физиологические группы, служащие практическим целям. Бактерии относятся к космополитам: одни и те же виды бактерий можно найти на всех материках, т. е. почти повсеместно. Бактерии приспособились к самым разным экологическим условиям. Так возникли термофильные, психрофильные, галофильные и другие бактерии. Свойства бактерий, как и любых других организмов, определяются набором присущих им генов. У бактерий были обнаружены разнообразные пути однонаправленного переноса генетического материала, составляющего обычно небольшую часть генома, но масштабы и значимость этого процесса для эволюции ещё не ясны. Остатки морфологически дифференцированных прокариот обнаружены в породах возраста более 3,5 млрд. лет. Таким образом, бактерии функционировали на протяжении всей геологической истории Земли. Примерно 2 млрд. лет назад бактерии сформировали биосферу, сходную с современной (с появлением цианобактерии в атмосфере начал накапливаться молекулярный кислород, создавая условия, необходимые для эволюции организмов, получающих энергию путём аэробного дыхания). К тому же времени относится установление характерного для океанов цикла серы, включающего сульфаты. Бактерии — классический объект для решения общих вопросов генетики, биохимии, биофизики, космической биологии и др. Широко используются в современной биотехнологии.