Типы микробов

История жизни насчитывает различные эоны. Сегодня на Земле существует ошеломляющее количество организмов, и с каждым годом обнаруживается все больше видов.

Сложность жизни – от мельчайших микроорганизмов до самых больших деревьев и животных – поражает. Наиболее распространенным семейством организмов являются микробы.

Основные виды микробов

Существует несколько типов микробов, к которым относятся бактерии, археи, простейшие, грибы, водоросли, лишайники, слизевики, вирусы и прионы. Большинство этих организмов могут выжить вне хозяина в воздухе или почве, за исключением вирусов, которые могут выживать только в течение короткого времени вне клеток-хозяев.

Бактерии

Бактерии – это одноклеточные организмы с гораздо более простой структурой клеток, чем у других организмов. Ключевое различие между бактериями и другими биологическими организмами состоит в том, что они не имеют мембраносвязанных органелл и ядра.

Генетический материал бактерий содержится в одной петле дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Примечательно, что у некоторых бактерий есть дополнительный круг генетического материала, известный как плазмида. Плазмида важна для содержащих её бактерий, поскольку она содержит гены, которые дают преимущество перед другими видами, такое как устойчивость к антибиотикам.

Бактерии делятся на пять типов в зависимости от их формы:

• бациллы (палочка),
• кокки (сферические),
• вибрионы (запятая),
• спириллы (спираль),
• спирохеты (штопор).

Бактерии могут существовать в виде отдельных клеток, парных, в цепочках или в кластерах.

Бактерии можно найти в любой среде обитания на Земле – от почвы и океана до арктического снега. Бактерии также живут внутри организма, где они выполняют важную функцию, о чем свидетельствует микрофлора желудочно-кишечного тракта.

Бактерии также играют важную роль в ряде важнейших экологических процессов, таких как круговорот азота (азотный цикл). В то время как одни бактерии участвуют в процессах производства продуктов питания, другие являются патогенными и на протяжении всей истории человечества вызывали эпидемии и пандемии.

Археи

Археи – это одноклеточные организмы, составляющие третий домен живых организмов (наряду с бактериями и эукариотами). Хотя эти организмы эволюционно отличаются от бактерий, они имеют с ними несколько общих черт.

Между археями и бактериями есть несколько ключевых биологических различий. К ним относятся отсутствие пептидогликана в клеточной стенке, а также присутствие фитанила вместо жирных кислот на клеточной мембране.

Клеточная мембрана бактерий всегда представляет собой липидный бислой, тогда как у архей она иногда может быть монослоем. Археи также содержат отличительные трансляционные рибонуклеиновые кислоты (тРНК) и рибосомные РНК (рРНК).

Археи – это облигатные анаэробы, обитающие в среде с низким содержанием кислорода, такой как вода или почва. Некоторые примеры архей включают такие виды как Aeropyrum pernix, Ignisphaera aggregans и Metallosphaera sedula.

Археи могут выжить в самых суровых условиях на Земле, включая солевые отложения, глубоководные термальные и горячие источники. Они известны как экстремофилы.

Простейшие

Простейшими являются одноклеточными эукариотическими организмами, принадлежащие к царству протистов. Эти организмы часто считаются более сложными, чем бактерии и археи.

Размножение простейших бесполое и достигается почкованием, делением или шизогонией; однако некоторые простейшие способны к половому размножению. Ключевым отличием от бактерий / архей является наличие ядра у простейших.

Простейшие подвижны и способны передвигаться с помощью ресничек, жгутиков или амебообразных движений. Амебоидное движение достигается за счет использования псевдоподий, которые представляют собой временные выступы клетки.

Простейшие могут обитать в самых разных влажных средах, таких как почва, морская среда и пресная вода. Некоторые примеры простейших видов включают амёб и парамеций.

Хотя очень немногие простейшие вызывают заболевания, известно, что некоторые из них являются паразитическими по своей природе. Паразитарные болезнетворные простейшие включают плазмодий, который является организмом, вызывающим малярию.

Грибы

Группа эукариотических организмов, известных как грибы, включает грибы, дрожжи и плесень. Эти организмы могут быть одноклеточными или многоклеточными и могут иметь размер от микро- до макроскопических.

Грибы не содержат хлорофилла и вместо этого должны поглощать питательные вещества из окружающей среды. Из грибов, которые классифицируются как микроорганизмы, дрожжи являются одноклеточными, а плесневые формы – многоклеточными и образуют микроскопические нитевидные структуры.

Некоторые грибы являются патогенными, тогда как другие полезны и могут использоваться в медицинских или ферментационных целях. Примечательно, что некоторые низшие грибы также принадлежат к царству протистов.

Водоросли

Водоросли – это эукариоты, которые, как и растения, используют хлорофилл для фотосинтеза и имеют жесткие клеточные стенки. Встречающиеся во влажных средах, таких как почва и водные среды, водоросли могут быть микроскопическими и одноклеточными или многоклеточными и крупными. Фактически, некоторые виды водорослей могут вырастать до 120 метров в длину.

Многоклеточные водоросли могут иметь самые разные формы и степени сложности. Некоторые образуют колонии, которые могут быть простыми скоплениями клеток или содержать особые типы клеток, как высшие формы жизни.

Слизевики

Слизевики загадочны как с таксономической, так и с биологической точек зрения. Эти организмы не являются ни простейшими, ни грибами, хотя имеют общие черты с обоими организмами на разных этапах их жизненного цикла.

Слизевики также могут быть простейшими на стадии роста, поскольку у них отсутствуют клеточные стенки и они проявляют амебоидное движение. Для сравнения, на стадиях размножения слизевики образуют плодовые тела и спорангии, как типичные грибы.

Две группы слизевиков – это бесклеточные и клеточные слизевики.

Лишайники

Лишайники – это симбиотические организмы, состоящие из фотосинтетических микробов, таких как цианобактерии или водоросли, которые тесно связаны с грибком. Бактерии лишайника обеспечивают грибок питательными веществами, тогда как грибок обеспечивает защитную оболочку для микроорганизмов, что оказывается взаимовыгодным для обоих.

Типичная структура лишайника – это верхний слой грибкового мицелия, средний слой, в котором живет микроб, и нижний слой мицелия. Одна из экологически важных ролей лишайника является его способность превращать камни в почву.

Вирусы

Вирусы являются одними из основных патогенных агентов, вызывающих огромное количество различных заболеваний у людей, растений и животных. Эти организмы намного проще по строению по сравнению с другими организмами, поскольку у них нет клеток или органелл.

Вирусы могут размножаться только в клетке-хозяине. Когда вирусы не находятся внутри хозяина, они существуют в виде вирионов. Вирионы имеют простую структуру, состоящую из генетического материала, белковой оболочки (капсида) и, в некоторых случаях, липидной оболочки. Вирионы являются самыми многочисленными биологическими существами на Земле и мутируют гораздо быстрее, чем бактерии.

Ключевое различие между вирусами и другими типами микробов, описанных здесь, помимо прионов, заключается в том, что ученые расходятся во мнениях относительно того, являются ли вирусы технически «живыми». Эта классификация зависит от определения жизни.

Хотя четкой филогении пока не выявлено, вирусы проявляют функции, необходимые для жизни. Некоторые могут даже образовывать защитные структуры для выживания вне хозяина.

Прионы

Прионы даже проще вирусов и, следовательно, намного меньше по размеру. Эти организмы являются облигатными паразитами, которые, как было установлено, выживают в окружающей среде до 2 лет.

Прионы не обладают генетическим материалом и вместо этого являются самовоспроизводящимися белками. Эти организмы считаются причиной различных заболеваний, таких как губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота и болезнь Крейтцфельда-Якоба.

Заключение

Изучение микробов – невероятно сложная, но важная область исследований. Бактерии составляют 13% от общей биомассы всех организмов, уступая только растениям.