Бактерия и микроб разница: Чем отличаются бактерии, микробы и вирусы?

На данный момент коронавирусы изучены недостаточно глубоко, и лечение COVID-19 (как и предшествующих ему заболеваний, вызванных штаммами коронавирусов) не разработано.

Развитие бактерий и вирусов в человеческом организме

Болезнетворные бактерии и вирусы попадают в человеческий организм одинаковыми путями — воздушно-капельным, через физические повреждения (порезы и укусы) или с едой. Отличается именно их жизненный цикл внутри организма.

У бактерий существует внеклеточный и  внутриклеточный циклы размножения. При внеклеточном цикле бактерии не попадают в клетки, но отравляют организм путем выработки токсинов. Такие бактерии обитают на коже и слизистых оболочках. При внутриклеточном цикле они проникают внутрь клеток и питаются их содержимым, из-за чего истощенные клетки умирают. Например, бактерии поглощают аденозинтрифосфат (АТФ), который нужен клетке для синтеза новых молекул полезных веществ, передвижения с помощью жгутиков и ресничек и избавления от отходов, а также цитоплазму клетки-хозяина с питательными веществами. Когда ресурсы клетки-хозяина исчерпаны, она подвергается лизису (растворению), а патогенные бактерии выходят во внешнюю среду организма.

Вирус, как известно, не может существовать вне клетки-хозяина. Попадая внутрь, он берет клетку под контроль и использует ее ресурсы для репликации — создания вирусного генетического материала. Существует два сценария развития дальнейших событий. В первом случае вирус со своими копиями могут покинуть клетку, но она продолжит создавать вирусные копии. Во втором — клетка погибает, а вирусы вырываются наружу и далее заражают здоровые клетки.

Вирус также обладает способностью прятаться в клетке. Это происходит, если он по каким-то причинам не заинтересован в репликации или хочет уклониться от защитных реакций иммунной системы организма, в который попал.

Тогда вирус остается неактивен и не создает свои копии, пока его не активирует какой-либо внешний фактор — например, стресс, усталость, солнечный свет, снижение иммунитета.

Лечение и профилактика

Многие ошибочно считают, что вирусы легко поддаются лечению антибиотиками. На самом деле антибиотики (сейчас в официальных документах чаще используется название « противомикробные препараты ») были разработаны специально для лечения бактериальных инфекций.

Антибиотики нарушают клеточную стенку, синтез нуклеиновых кислот и метаболизм клеток бактерий, из-за чего они погибают. Напомним, что бактерии — это одноклеточные микроорганизмы, в то время как вирусы являются неклеточными организмами. Поэтому действие антибиотиков никак не может повлиять на вирусы, они убивают именно бактерии или оказывают подавляющее действие на их размножение.

Для борьбы с вирусами были специально разработаны вакцины и  противовирусные препараты . Вакцины создают искусственный иммунитет, их формулы часто включают ослабленные, мертвые штаммы или вирусы, которые могут заставить организм вызвать иммунный ответ. Противовирусные препараты действуют двумя способами — они либо стимулируют иммунную систему на атаку вирусов, либо сами атакуют вирусы напрямую. Противовирусные препараты могут встраиваться в генетический материал вируса в ходе его репликации, из-за чего жизненный цикл вируса останавливается, так как полученная ДНК является нерабочей.

Для защиты от заражения бактериальными и вирусными инфекциями действительно подходят спиртосодержащие антисептики для рук. Спирт в концентрации выше 60% уничтожает болезнетворные бактерии и вирусы и предотвращает их попадание в организм. Подойдут также салфетки и спреи, но перед применением нужно ознакомиться с составом — важно, чтобы в их формуле присутствовал спирт в нужной концентрации.

О важности антисептиков для рук (и других не менее нужных правилах на время пандемии коронавируса) уже рассказывал ВОЗ: здесь можно найти рекомендации, а  здесь  — развенчивание мифов о коронавирусе. Обязательно ознакомьтесь с этой информацией, если еще не успели. По этой ссылке вы можете найти список антисептической продукции от Американской химической академии — они собрали средства, которые можно использовать для удаления коронавируса с рук и других поверхностей. Например, санитайзеры и чистящие средства от брендов Clorox и Lysol, спреи Sani-Spray и дезинфицирующие таблетки Neutron.

Разница между микробами и бактериями — Разница Между

главное отличиемежду микробами и бактериями в том, что микробы могут представлять собой любую микроскопическую частицу, которая может вызвать заболевание в другом живом организме, тогда как бактерии

главное отличиемежду микробами и бактериями в том, что микробы могут представлять собой любую микроскопическую частицу, которая может вызвать заболевание в другом живом организме, тогда как бактерии являются одноклеточными прокариотами, которые могут быть либо полезными, либо вредными, Кроме того, микробы могут представлять собой червя, простейшего, грибка, бактерии или вируса.

Микробы и бактерии — это два типа микроорганизмов. Оба могут вызывать заболевания у других живых организмов.

Ключевые области покрыты

1. Что такое микробы
     – Определение, Типы, Болезни
2. Что такое бактерии
     – Определение, факты, важность
3. Каковы сходства между микробами и бактериями
     – План общих черт
4. В чем разница между микробами и бактериями
     – Сравнение ключевых различий

Основные условия

Бактерии, полезные, микробы, вредные, микроорганизмы 

Какие микробы

Микробы — это микроскопические организмы, которые могут вызывать заболевания у живых организмов, таких как растения, животные и люди. Микробы могут быть червями, простейшими, грибками, бактериями или вирусами.Микроб обычно относится к очень маленьким семенам, которые могут прорасти или размножиться в организме, образуя заболевание. Следовательно, это своего рода инфекционный организм.

Три шага, которые могут предотвратить болезни, вызванные микробами, — это мытье рук, вакцины и лекарства.

Какие бактерии

Бактерии — это одноклеточные микроскопические организмы, которые могут жить в большинстве мест обитания, таких как почва, вода, воздух, облака, горячие источники с кислой водой или радиоактивные отходы. Поскольку бактерии являются прокариотами, они не содержат мембраносвязанных органелл, таких как ядро, митохондрии, хлоропласты, Гольджи и ER. Следовательно, все метаболические реакции бактерий происходят внутри цитоплазмы. Клеточная стенка бактерий состоит из муреина. Бактерии демонстрируют высокую скорость размножения, которое происходит при делении на две части.

Рисунок 2: Бактерии

Бактерии в основном классифицируются как грамположительные и грамотрицательные в зависимости от наличия слоя пептидогликана в клеточной стенке. Кроме того, бактерии также классифицируются на основании их формы как бацилла, кокк, спирилла. Некоторые бактерии подвижны из-за наличия жгутиков.

Рисунок 3: Бактериальные формы

Некоторые бактерии полезны, в то время как другие могут быть вредными. Продукты метаболизма некоторых бактерий, таких как этанол, молочная кислота, антибиотики, вакцины и т. Д., Полезны для человека.

Сходства между микробами и бактериями

• Микробы и бактерии — это микроскопические организмы, которые могут быть одноклеточными.
• Оба могут вызывать заболевания у других живых организмов при определенных условиях.

Разница между микробами и бактериями

Определение

Микробы относятся к микроорганизмам, особенно к болезням, в то время как бактерии относятся к микроорганизмам, обычно одноклеточным, которые можно найти повсюду.

Тип организмов

Микробы могут быть червями, простейшими, грибками, бактериями или вирусами, в то время как бактерии являются одноклеточными прокариотами.

организация

Микробы могут быть либо эукариотами, либо прокариотами, а бактерии — прокариотами.

Значимость

Микробы являются вредными организмами, тогда как бактерии могут быть либо полезными, либо вредными.

репродукция

Микробы могут требовать хозяина для размножения, тогда как бактерии не требуют хозяина для их размножения.

Заключение

Микробы могут представлять собой червей, простейших, грибки, бактерии или вирусы, в то время как бактерии являются одноклеточными прокариотами. Кроме того, микробы являются вредными микроорганизмами, тогда как бактерии могут быть либо полезными, либо вредными. Поэтому основным отличием микробов от бактерий является тип организмов и их поведение.

Ссылка:

1. «Микробы: защита от бактерий, вирусов и инфекций». Клиника Майо, Фонд медицинского образования и исследований Майо, 8 марта 2017 года,

«В чем разница между бактерией и вирусом?» – Яндекс.Кью

Бактерии — это живые одноклеточные организмы. Они бывают симбионтными, условно-патогенными и патогенными.

Симбионтные бактерии — безвредные, они живут в симбиозе с клетками «хозяина». В кишечнике они помогают в процессе переваривания пищи, в выработке витаминов и защите от кишечных инфекций. На коже, в ротовой полости и во влагалище такие бактерии подавляют рост болезнетворных микробов.

Условно-патогенные бактерии в определенных условиях вызывают болезни. Например, стафилококки находятся на коже и не причиняют вреда, но если снизился иммунитет, они активизируются и вызывают воспаление волосяного фолликула — фурункул.

Патогенные бактерии при попадании в организм вызывают инфекции, например туберкулез, сифилис, бактериальную ангину. Однако заболевания вызывают лишь менее 1 % бактерий.

Результаты жизнедеятельности некоторых бактерий могут стать причиной болезни. Например, если носитель бактерии рода шигелла не моет руки после туалета, он распространяет инфекцию, когда касается поверхностей. Если носитель угостит другого человека немытым яблоком — бактерия в кишечнике выделит экзотоксин и возникнет воспаление, интоксикация. У зараженного будет дизентерия, или «болезнь немытых рук».

Бактериальные инфекции лечат антибиотиками — они разрушают клеточную стенку бактерии и нарушают метаболизм клеток, в результате бактерии погибают. Этот метод работает против кишечной палочки, стрептококков, стафилококков, сальмонелл и др.

Вирусы — неклеточные формы. Они состоят из генетического материала — ДНК или РНК — и защитной белковой оболочки. Вирусы подобны паразитам, не выживают самостоятельно, поэтому используют чужие клетки для размножения и синтеза.

Белковая оболочка вируса прикрепляется к мембране чужой клетки, чаще определенного вида. Например, вирус гриппа прикрепляется к эпителию слизистых оболочек, простого герпеса — к нервной ткани, а иммунодефицита человека — к иммунным клеткам.

Вирус проникает в клетку, высвобождает ДНК или РНК. Затем увеличивается количество копий генетического материала, образуются новые вирусные частицы и вирус выходит из клетки. Также вирусы имеют собственный набор генов и эволюционируют путем естественного отбора.

Вирусные инфекции не лечат антибактериальными препаратами, поскольку у них нет клеточных структур, на которые бы могли подействовать антибиотики. Для лечения вирусных инфекций используют вакцины и противовирусные препараты. Вакцины создают искусственный иммунитет, для этого вводят ослабленные штаммы, которые вызывают иммунный ответ организма. Противовирусные препараты действуют двумя способами — стимулируют иммунную систему на атаку вирусов или атакуют вирусы напрямую.

Примеры вирусов: вирусы гриппа, иммунодефицита человека, гепатитов А и С, штамм SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19.

Таким образом, различия между бактерией и вирусом выглядят следующим образом.

Бактерии:

• одноклеточные;
• есть клеточная стенка;
• размножается делением;
• лечение бактериальной инфекции антибиотиками;
• некоторые вызывают заболевания, улучшают пищеварение, способствуют иммунитету против патогенов.

Вирусы:

• нет клеток, только гены, ДНК или РНК;
• нет клеточной стенки — вместо нее белковая оболочка;
• размножается внутри клетки-хозяина;
• лечение антивирусными препаратами;
• вызывают заболевания у людей, животных, растений и других микроорганизмов.

В чем разница между бактериями и вирусами?

• Бактерии и вирусы различаются по своей структуре и реакции на лекарства.
• Бактерии — это одноклеточные живые организмы. У них есть клеточная стенка и все компоненты, необходимые для выживания и воспроизводства, хотя некоторые могут получать энергию из других источников.
• Вирусы не считаются «живыми», потому что им требуется клетка-хозяин для долгосрочного выживания, получения энергии и воспроизводства.Вирусы состоят только из одного генетического материала и белковой оболочки, называемой капсидом. Они выживают и размножаются, «захватывая» хозяйскую клетку и используя ее рибосомы для создания новых вирусных белков.
• Болезни вызывают менее 1% бактерий. Большинство из них полезны для нашего хорошего здоровья и здоровья экосистем Земли. Большинство вирусов вызывают болезни.
• Антибиотики можно использовать для лечения некоторых бактериальных инфекций, но они не действуют против вирусов. Некоторые тяжелые бактериальные инфекции можно предотвратить с помощью вакцинации.
• Вакцинация — это основной способ предотвращения вирусных инфекций; однако были разработаны противовирусные препараты, которые могут лечить некоторые вирусные инфекции, такие как гепатит С или ВИЧ. Противовирусные препараты не эффективны против бактерий.

Что такое бактерии?

Бактерии — это простые одноклеточные организмы, называемые прокариотами, что означает, что их ДНК содержится в определенной области клетки, называемой нуклеоидом, но не замкнутой. Бактерии — одно из древнейших живых существ на Земле, существующее как минимум 3 года.5 миллиардов лет. Чтобы их увидеть, нужен микроскоп.

Бактерии бывают разных форм и размеров, включая сферы, цилиндры, нити, стержни или цепи. Они могут быть аэробными (те, которым для выживания нужен кислород), анаэробными (те, которые умирают при воздействии кислорода), и те, кто предпочитает кислород, но может жить без него. Бактерии, которые создают свою энергию с помощью света или химических реакций, называются автотрофами, а те, которые должны потреблять и расщеплять сложные органические соединения для получения энергии, называются гетеротрофами.

Бактерии окружены жесткой клеточной стенкой, состав которой может сильно различаться, что помогает различать разные виды бактерий. При воздействии красителя, называемого граммовым пятном, грамположительные бактерии улавливают краситель из-за структуры своих стенок, в то время как грамотрицательные бактерии легко выделяют краситель, потому что их клеточная стенка тонкая. Внутри клеточной стенки находятся все компоненты, необходимые для роста, метаболизма и размножения бактерий.

Бактерии также могут иметь выступы, известные как пили (помогают бактериям прикрепляться к определенным структурам, таким как зубы или кишечник) или жгутикам (которые помогают бактериям перемещаться).

Хотя некоторые бактерии могут вызывать болезни, менее одного процента вызывают болезни. Многие полезные виды необходимы для нашего хорошего здоровья и общего состояния большинства экосистем Земли. Внутри нашего тела находятся десятки триллионов бактерий, составляющих микробиом кишечника, и еще триллионы, обычно безвредные, живут на нашей коже. Многие хронические заболевания, такие как рак и болезни сердца, связаны с плохим здоровьем полости рта, часто из-за дисбаланса бактерий во рту.Инфекции, вызываемые бактериями, включают стрептококковое воспаление горла, туберкулез и инфекции мочевыводящих путей (ИМП).

Основным способом предотвращения бактериальных инфекций является назначение антибиотиков; однако из-за резистентности антибиотики обычно используются только при тяжелых инфекциях, потому что иммунная система большинства людей обычно достаточно сильна, чтобы преодолеть инфекцию.

Для некоторых тяжелых бактериальных инфекций, таких как дифтерия, менингококковая инфекция, коклюш или столбняк, разработаны вакцины, которые являются наиболее эффективным способом предотвращения инфекции.

Что такое вирусы?

состоят из фрагмента генетического материала, такого как ДНК или РНК (но не обоих сразу), окруженного белковой оболочкой, называемой капсидом.

Иногда эта оболочка окружена оболочкой из молекул жира и белка, и из этой оболочки могут выступать выступы гликопротеинов, называемые пепломерами, которые могут быть треугольными, с шипами или в форме гриба. Эти выступы связываются только с определенными рецепторами на клетке-хозяине и определяют, какой тип хозяев или хозяйскую клетку заразит вирус и насколько заразным будет этот вирус.

Чтобы увидеть вирусы, нужен микроскоп, а они в 10–100 раз меньше самых мелких бактерий.

Поскольку вирусы ДОЛЖНЫ инфицировать клетку-хозяина для выполнения функций жизнеобеспечения или размножения, они не считаются живыми организмами, хотя некоторые из них могут выживать на поверхности в течение длительного времени. Вирусы, по сути, похожи на паразитов, которые зависят от клетки-хозяина для размножения и выживания.

Когда вирус заражает клетку-хозяин, он использует свой генетический материал, чтобы «захватить» рибосомы в клетке-хозяине.Это клеточные структуры, которые производят белок. Таким образом, вместо белка, который может использоваться клеткой-хозяином, производятся вирусные белки.

Вирус также использует другие компоненты в клетке-хозяине, такие как АТФ (аденозинтрифосфат) для получения энергии, а также аминокислоты и жиры для создания новых капсидов и сборки новых вирусов. После создания достаточного количества новых вирусов они вырываются из клетки в процессе, называемом лизисом, который убивает клетку-хозяина. Это называется вирусной репликацией, и это способ размножения вирусов.

После создания новых вирусов они могут заражать новые клетки-хозяева и новые хозяева.

Большинство вирусов вызывают болезнь , и они обычно весьма специфичны в отношении области тела, которую они атакуют, например, печени, дыхательных путей или крови. Распространенные вирусы включают опоясывающий лишай, ВИЧ, грипп, простуду и вирус бешенства. Вирусы также могут вызывать пневмонию или синусит. Новый коронавирус SARs-CoV-2, вызывающий COVID-19, также является вирусом.

Помимо людей и животных, вирусы также могут инфицировать растения, хотя практически все вирусы растений передаются насекомыми или другими организмами, которые питаются стенками растений.

Основной способ предотвращения вирусных инфекций — вакцинация ; однако были разработаны противовирусные препараты, которые могут лечить некоторые вирусные инфекции, такие как гепатит С или ВИЧ. Антибиотики не лечат вирусную инфекцию.

Вирус против бактерий: есть ли разница в симптомах?

Симптомы обычно отражают пораженную область тела и инфицированный организм.Например, бактериальная инфекция кожи может вызвать выделения, отек, боль и покраснение в определенной области, тогда как вирусная инфекция, такая как гепатит C, может вызвать боль в животе, боль в суставах, тошноту или рвоту, а также пожелтение кожи. или глаза.

Некоторые заболевания могут быть вызваны вирусом или бактериями, например пневмония, менингит или диарея, и симптомы могут быть похожими, отражая попытки организма избавиться от заражающего организма, и могут включать:

• Кашель
• Судороги
• Диарея
• Тошнота или рвота
• Чихание
• Усталость.

Вирус против бактерий: есть ли разница в передаче?

Бактерии и вирусы могут распространяться аналогичным образом, например:

• Воздействие капель, выделяемых при кашле или чихании человека поблизости от вас
• Тесный контакт с инфекционным человеком
• Контакт с инфицированными поверхностями с последующим прикосновением к носу, рту или глазам
• Контакт с инфицированными жидкостями организма через поцелуй, секс, мочу или фекалии
• Контакт с инфицированными животными или насекомыми, такими как блохи, клещи или комары
• Передача от матери к ребенку во время родов.

Что считается микробом?

Armillaria ostoyae (ранее Armillaria solidipes), также известный как опята.

Источник: Марс 2002 — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30569616

История «Микроба»

Начиная с 1850-х годов и позже появление микроскопов в домах викторианской эпохи значительно расширило наше понимание микробного разнообразия: в настоящее время имеется множество описаний бактерий, простейших и инфузорий. Теперь микроскоп был в состоянии открывать скрытые миры неученым, особенно женщинам и детям викторианской эпохи, и их описания наполнены изображениями скрытых фантастических миров с параллелями с феями и мифическими существами. Во второй половине XIX века также возникло слово «микроб», которое образовано от двух греческих слов «микрос» и «биос», что означает «маленькая жизнь».’

Проблема определения «микроба»

Микробы представляют все 3 сферы жизни, а также инфекционные частицы, такие как вирусы. Источник: https://mmbr.asm.org/content/73/4/565#ack-1
В отличие от бактерий зубного налета, обнаруженных более 300 лет назад, первый вирус был идентифицирован на рубеже 20-го века, а несколько лет спустя были получены изображения. Это открытие еще больше усугубило сложный образ жизни и истории, заключенные в слове «микроб». Ученые задаются вопросом, применима ли часть микроба «bios» к вирусам, поскольку им нужен хозяин, чтобы «жить» или получать питательные вещества и производить новые. вирионы.Однако микробиологов ждал еще один сюрприз — в конце 1970-х годов была обнаружена архея . Древо жизни теперь показывает, что архей (одноклеточные организмы) имеют поразительное генетическое сходство с эукариотами (многоклеточными организмами), несмотря на то, что они ближе к бактериям по возрасту и физиологии! Например, рибосомные белки архей и системы убиквитина поразительно похожи на эукариотические. Чем больше света проливается на новые таксоны микробов, тем больше аномалий появляется в идее стандартного определения микробов.

Одна из причин, по которой этот и многие другие фундаментальные термины в микробиологии трудно определить, — это обширная и сложная природа микробного мира. Широту жизни, которую мы не видим, трудно разделить на отдельные категории. По мере того как обнаруживается все больше и больше видов, ученые вынуждены считаться с огромной биологической сложностью этих крошечных существ. От пробуждения глубоководных бактерий, которые бездействовали в течение 100 миллионов лет, до открытия бактерий, способных пережить радиацию, убивающую человека, микробиологов просят изучить антропоцентрические взгляды на то, что является «обитаемым» и где существуют границы жизни.

Некоторые биологические открытия также поставили под сомнение само определение жизни. Прионы — это белки, которые не кодируют гены, но обладают врожденной способностью вызывать неправильное сворачивание других белков, что может создавать новые прионы. Тем не менее, большинство людей охотнее считают вирус микробом, чем прионом. Есть некоторые микроскопические существа, которые могут оставаться в состоянии покоя — между жизнью и смертью — в течение нескольких лет, например бделлоидные коловратки. Вирусы, прионы и коловратки, безусловно, маленькие или «микросы», но они перемещаются по миру совсем не так, как бактерии или грибы.

Почему это важно?

видов микроорганизмов | Микробиология

Цели обучения

• Перечислите различные типы микроорганизмов и опишите их определяющие характеристики
• Приведите примеры различных типов клеточных и вирусных микроорганизмов и инфекционных агентов
• Опишите сходства и различия между архей и бактериями
• Обзор области микробиологии

Большинство микробов одноклеточные и достаточно мелкие, чтобы их можно было увидеть с помощью искусственного увеличения.Однако есть некоторые одноклеточные микробы, которые видны невооруженным глазом, и некоторые многоклеточные организмы, которые являются микроскопическими. Объект должен иметь размер около 100 микрометров (мкм), чтобы быть видимым без микроскопа, но большинство микроорганизмов во много раз меньше этого. Для некоторой точки зрения предположим, что типичная животная клетка имеет размер примерно 10 мкм в поперечнике, но при этом остается микроскопической. Бактериальные клетки обычно имеют размер около 1 мкм, а вирусы могут быть в 10 раз меньше, чем бактерии (рис. 1). В таблице 1 указаны единицы длины, используемые в микробиологии.

Рис. 1. Относительные размеры различных микроскопических и немикроскопических объектов. Обратите внимание, что размер типичного вируса составляет около 100 нм, что в 10 раз меньше, чем у типичной бактерии (~ 1 мкм), что как минимум в 10 раз меньше, чем у типичной клетки растения или животного (~ 10–100 мкм). Чтобы объект был виден без микроскопа, его размер должен составлять около 100 мкм.

Микроорганизмы отличаются друг от друга не только размерами, но и строением, средой обитания, обменом веществ и многими другими характеристиками.Хотя мы обычно считаем микроорганизмы одноклеточными, существует также много многоклеточных организмов, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. Некоторые микробы, такие как вирусы, даже бесклеточные, (не состоят из клеток).

Микроорганизмы встречаются в каждой из трех сфер жизни: археи, бактерии и эукарии. Микробы в домене Bacteria и Archaea все являются прокариотами (их клетки не имеют ядра), тогда как микробы в домене Eukarya являются эукариотами (их клетки имеют ядро).Некоторые микроорганизмы, например вирусы, не входят ни в одну из трех сфер жизни. В этом разделе мы кратко представим каждую из широких групп микробов. В следующих главах будет более подробно рассказано о различных видах внутри каждой группы.

Прокариотические микроорганизмы

Бактерии встречаются почти в каждой среде обитания на Земле, в том числе внутри и на людях.Большинство бактерий безвредны или полезны, но некоторые из них патогенов и вызывают болезни у людей и других животных. Бактерии являются прокариотическими, потому что их генетический материал (ДНК) не заключен в истинное ядро. У большинства бактерий клеточные стенки содержат пептидогликан.

Бактерии часто описывают по их общей форме. Распространенные формы включают сферическую (кокк), палочковидную (палочка) или изогнутую (спириллум, спирохеты или вибрионы). На рисунке 2 показаны примеры этих форм.

Рис. 2. Распространенные формы бактерий. Обратите внимание на то, что коккобациллы представляют собой комбинацию сферической (кокк) и палочковидной (палочка) формы. (кредит «Coccus»: модификация работы Дженис Хейни Карр, Центры по контролю и профилактике заболеваний; кредит «Coccobacillus»: модификация работы Дженис Карр, Центры по контролю и профилактике заболеваний; кредит «Spirochete»: Центры по контролю и профилактике заболеваний) Профилактика)

Они обладают широким спектром метаболических возможностей и могут расти в различных средах, используя различные комбинации питательных веществ.Некоторые бактерии являются фотосинтезирующими, например, кислородные цианобактерии и аноксигенные зеленые серные и зеленые несерные бактерии; эти бактерии используют энергию солнечного света и фиксируют углекислый газ для роста. Другие типы бактерий нефотосинтезируют, они получают энергию из органических или неорганических соединений в окружающей их среде.

Археи также являются одноклеточными прокариотическими организмами. Археи и бактерии имеют разную эволюционную историю, а также значительные различия в генетике, метаболических путях и составе их клеточных стенок и мембран.В отличие от большинства бактерий, клеточные стенки архей не содержат пептидогликан, но их клеточные стенки часто состоят из аналогичного вещества, называемого псевдопептидогликаном. Подобно бактериям, археи встречаются почти в каждой среде обитания на Земле, даже в экстремальных условиях: очень холодных, очень горячих, очень щелочных или очень кислых (рис. 3). Некоторые археи обитают в организме человека, но ни один из них не является патогеном человека.

Рис. 3. Некоторые археи живут в экстремальных условиях, например в бассейне Морнинг Славы, горячем источнике в Йеллоустонском национальном парке.Различия в цвете бассейна являются результатом различных сообществ микробов, способных процветать при различных температурах воды.

Подумай об этом

• Какие два основных типа прокариотических организмов?
• Назовите некоторые из определяющих характеристик каждого типа.

Эукариотические микроорганизмы

Домен Eukarya содержит всех эукариот, включая одноклеточные или многоклеточные эукариоты, такие как простейшие, грибы, растения и животные.Основной отличительной чертой эукариот является то, что их клетки содержат ядро.

Протисты

Протисты — одноклеточные эукариоты, не являющиеся растениями, животными или грибами. Водоросли и простейшие являются примерами простейших.

Рис. 4. Различные диатомовые водоросли, разновидности водорослей, обитают в ежегодном морском льду в проливе Мак-Мердо в Антарктиде. Размер диатомовых водорослей колеблется от 2 до 200 мкм, и они визуализируются здесь с помощью световой микроскопии. (кредит: модификация работы Национального управления океанических и атмосферных исследований)

Водоросли (единственное число: водоросли) — это протисты, похожие на растения, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными (рис. 4).Их клетки окружены клеточными стенками из целлюлозы, одного из углеводов. Водоросли — это фотосинтезирующие организмы, которые извлекают энергию из солнца и выделяют кислород и углеводы в окружающую среду. Поскольку другие организмы могут использовать свои отходы для получения энергии, водоросли являются важной частью многих экосистем. Многие потребительские товары содержат ингредиенты, полученные из водорослей, такие как каррагинан или альгиновая кислота, которые содержатся в некоторых марках мороженого, заправках для салатов, напитках, губной помаде и зубной пасте.Производные водорослей также играют важную роль в микробиологической лаборатории. Агар, гель, полученный из водорослей, можно смешивать с различными питательными веществами и использовать для выращивания микроорганизмов в чашке Петри. Водоросли также развиваются как возможный источник биотоплива.

Простейшие (единственное число: простейшие) — это простейшие, которые составляют основу многих пищевых сетей, обеспечивая питательными веществами другие организмы. Простейшие очень разнообразны. Некоторые простейшие передвигаются с помощью волосковидных структур, называемых ресничками, или хлыстоподобных структур, называемых жгутиками.Другие расширяют часть своей клеточной мембраны и цитоплазмы, чтобы продвигаться вперед. Эти цитоплазматические расширения называются ложноножками («ложные ноги»). Некоторые простейшие фотосинтезируют; другие питаются органическим материалом. Некоторые из них являются свободноживущими, тогда как другие паразитируют и могут выжить только за счет извлечения питательных веществ из организма-хозяина. Большинство простейших безвредны, но некоторые из них являются патогенами, которые могут вызывать заболевания у животных или людей (рис. 5).

Рисунок 5. Giardia lamblia , кишечный простейший паразит, который заражает людей и других млекопитающих, вызывая тяжелую диарею.(кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Грибки

Грибы (единственное число: гриб) также являются эукариотами. Некоторые многоклеточные грибы, например грибы, напоминают растения, но на самом деле они совсем другие. Грибы не фотосинтезируют, и их клеточные стенки обычно состоят из хитина, а не целлюлозы.

Рисунок 6. Candida albicans — одноклеточный гриб или дрожжи. Это возбудитель вагинальных дрожжевых инфекций, а также молочницы полости рта, дрожжевой инфекции полости рта, которая обычно поражает младенцев. C. albicans имеет морфологию, сходную с морфологией кокковых бактерий; однако дрожжи — это эукариотические организмы (обратите внимание на ядра) и они намного крупнее. (кредит: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Одноклеточные грибы — дрожжи — включены в исследование микробиологии. Известно более 1000 видов. Дрожжи встречаются в самых разных средах, от морских глубин до человеческого пупка. Некоторые дрожжи имеют полезное применение, например, заставляют подниматься хлеб и бродят напитки; но дрожжи также могут испортить пищу.Некоторые даже вызывают заболевания, такие как вагинальные дрожжевые инфекции и молочница во рту (рис. 6).

Другими грибами, представляющими интерес для микробиологов, являются многоклеточные организмы, называемые плесневыми грибами . Формы состоят из длинных нитей, которые образуют видимые колонии (рис. 7). Плесень встречается в самых разных средах, от почвы до гниющей пищи и сырых углов ванной комнаты. Плесень играет решающую роль в разложении мертвых растений и животных. Некоторые плесневые грибки могут вызывать аллергию, а другие производят болезнетворные метаболиты, называемые микотоксинами.Плесень использовалась для изготовления фармацевтических препаратов, включая пенициллин, который является одним из наиболее часто назначаемых антибиотиков, и циклоспорин, используемый для предотвращения отторжения органа после трансплантации.

Рис. 7. Большие колонии микроскопических грибов часто можно увидеть невооруженным глазом на поверхности этих заплесневелых апельсинов.

Подумай об этом

• Назовите два типа простейших и два типа грибов.
• Назовите некоторые из определяющих характеристик каждого типа.

Гельминты

Многоклеточные паразитические черви, называемые гельминтами технически не являются микроорганизмами, поскольку большинство из них достаточно большие, чтобы их можно было увидеть без микроскопа. Однако эти черви относятся к области микробиологии, потому что болезни, вызываемые гельминтами, затрагивают микроскопические яйца и личинки. Одним из примеров гельминта является гвинейский червь или Dracunculus medinensis , который вызывает головокружение, рвоту, диарею и болезненные язвы на ногах и ступнях, когда червь выходит из кожи (рис. 8).Заражение обычно происходит после того, как человек выпьет воду, содержащую водяных блох, инфицированных личинками дракункулеза. В середине 1980-х годов было зарегистрировано 3,5 миллиона случаев дракункулеза, но эта болезнь в значительной степени искоренена. В 2014 году было зарегистрировано только 126 случаев заболевания благодаря скоординированным усилиям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) и других групп, приверженных улучшению санитарии питьевой воды.

Рис. 8. (a) Говяжий цепень, Taenia saginata , поражает как крупный рогатый скот, так и людей. Яйца T. saginata микроскопические (около 50 мкм), но взрослые черви, подобные показанному здесь, могут достигать 4–10 м, поселяясь в пищеварительной системе. (b) Взрослого морского червя, Dracunculus medinensis , удаляют через повреждение на коже пациента, наматывая его на спичку. (кредит a, b: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний)

Вирусы

Вирусы — это бесклеточных микроорганизмов , что означает, что они не состоят из клеток.По сути, вирус состоит из белков и генетического материала — ДНК или РНК, но никогда того и другого, — которые инертны вне организма-хозяина. Однако, встраиваясь в клетку-хозяин, вирусы могут кооптировать клеточные механизмы хозяина для размножения и заражения других хозяев.

Вирусы могут инфицировать все типы клеток, от клеток человека до клеток других микроорганизмов. У людей вирусы вызывают множество заболеваний, от простуды до смертельной лихорадки Эбола (рис. 9).Однако многие вирусы не вызывают болезни.

Рис. 9. (a) Члены семейства коронавирусов могут вызывать респираторные инфекции, такие как простуда, тяжелый острый респираторный синдром (SARS) и ближневосточный респираторный синдром (MERS). Здесь они просматриваются под просвечивающим электронным микроскопом (ТЕМ). (b) Эболавирус, член семейства филовирусов, визуализированный с помощью ПЭМ. (кредит а: модификация работы Центров по контролю и профилактике заболеваний; кредит б: модификация работы Томаса У.Гейсберт)

Подумай об этом

• Являются ли гельминты микроорганизмами? Объясните, почему да или почему нет.
• Чем вирусы отличаются от других микроорганизмов?

Рис. 10. Вирусолог отбирает яйца из этого гнезда для проверки на вирус гриппа А, вызывающий птичий грипп у птиц. (Источник: Служба рыболовства и дикой природы США)

Микробиология как специальность

Микробиология — широкий термин, охватывающий изучение всех типов микроорганизмов.Но на практике микробиологи, как правило, специализируются на одной из нескольких областей. Например, бактериология — исследование бактерий; микология — исследование грибов; protozoology — исследование простейших; паразитология — исследование гельминтов и других паразитов; и вирусология — исследование вирусов (Рисунок 10).

Иммунология , исследование иммунной системы, часто включается в изучение микробиологии, потому что взаимодействия хозяина и патогена имеют центральное значение для нашего понимания процессов инфекционных заболеваний.Микробиологи также могут специализироваться в определенных областях микробиологии, таких как клиническая микробиология, микробиология окружающей среды, прикладная микробиология или микробиология пищевых продуктов.

В этом учебнике мы в первую очередь занимаемся клиническими приложениями микробиологии, но поскольку различные разделы микробиологии тесно взаимосвязаны, мы часто будем обсуждать приложения, которые не являются строго клиническими.

Биоэтика в микробиологии

В 1940-х годах правительство США искало решение медицинской проблемы: распространенности заболеваний, передающихся половым путем (ЗППП) среди солдат.В нескольких ныне печально известных исследованиях, финансируемых государством, использовались люди для изучения распространенных ЗППП и методов лечения. В одном из таких исследований американские исследователи намеренно подвергли более 1300 человек в Гватемале сифилису, гонореи и шанкроиду, чтобы определить способность пенициллина и других антибиотиков бороться с этими заболеваниями. Объектами исследования были гватемальские солдаты, заключенные, проститутки и пациенты психиатрических больниц — ни один из них не был проинформирован о своем участии в исследовании.Исследователи подвергали испытуемых заболеваниям, передаваемым половым путем, различными методами, от облегчения полового акта с инфицированными проститутками до вакцинации испытуемых бактериями, которые, как известно, вызывают заболевания. Последний метод заключался в нанесении небольшой раны на гениталиях субъекта или в другом месте на теле, а затем попадании бактерий прямо в рану. В 2011 году правительственная комиссия США, которой было поручено расследовать этот эксперимент, показала, что только некоторые из испытуемых получали пенициллин, а к 1953 году 83 человека умерли, вероятно, в результате исследования.

К сожалению, это один из многих ужасающих примеров микробиологических экспериментов, нарушающих основные этические стандарты. Даже если бы это исследование привело к спасительному прорыву в медицине (а это не так), мало кто будет утверждать, что его методы были этически разумными или морально оправданными. Но не все случаи так однозначны. Специалисты, работающие в клинических условиях, часто сталкиваются с этическими дилеммами, такими как работа с пациентами, которые отказываются от вакцины или переливания жизненно важной крови.Это всего лишь два примера решений о жизни и смерти, которые могут пересекаться с религиозными и философскими убеждениями как пациента, так и медицинского работника.

Какой бы благородной ни была цель, микробиологические исследования и клиническая практика должны руководствоваться определенным набором этических принципов. Исследования должны проводиться честно. Пациенты и субъекты исследования предоставляют информированное согласие (не только соглашаются на лечение или изучение, но и демонстрируют понимание цели исследования и любых связанных с этим рисков).Права пациентов должны соблюдаться. Процедуры должны быть одобрены наблюдательным советом учреждения. При работе с пациентами первостепенное значение имеют точный учет, честное общение и конфиденциальность. С животными, используемыми для исследований, следует обращаться гуманно, и все протоколы должны быть одобрены институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию. Это лишь некоторые из этических принципов, рассмотренных во вставках Eye on Ethics в этой книге.

Клиническая специализация: Кора, разрешение

Этот пример завершает историю Коры, начатую в книгах «Что знали наши предки» и «Систематический подход».

Cora не показывают признаков воспаления или инфекции, как можно было бы ожидать от вирусной инфекции. Однако в ее спинномозговой жидкости высокая концентрация определенного белка, 14-3-3. Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) ее головного мозга также не соответствует норме. ЭЭГ напоминает ЭЭГ пациента с нейродегенеративным заболеванием, таким как болезнь Альцгеймера или Хантингтона, но быстрое снижение когнитивных функций Коры не согласуется ни с одним из них. Вместо этого ее врач заключает, что у Коры болезнь Крейтцфельдта-Якоба (CJD) , тип трансмиссивной губчатой ​​энцефалопатии (TSE).

CJD — чрезвычайно редкое заболевание, в США ежегодно регистрируется всего около 300 случаев. Это вызвано не бактерией, грибком или вирусом, а скорее прионами и , которые не вписываются в какую-либо конкретную категорию микробов. Как и вирусы, прионы не встречаются на дереве жизни, потому что они бесклеточные. Прионы чрезвычайно малы, примерно в десять раз меньше типичного вируса. Они не содержат генетического материала и состоят исключительно из аномального белка.

CJD может иметь несколько разных причин. Он может быть приобретен при контакте с мозгом или тканями нервной системы инфицированного человека или животного. Употребление мяса зараженного животного — один из возможных способов заражения. Также были редкие случаи заражения CJD через контакт с зараженным хирургическим оборудованием и от доноров роговицы и гормона роста, которые неосознанно болели CJD. В редких случаях заболевание возникает в результате определенной генетической мутации, которая иногда может быть наследственной.Однако примерно у 85% пациентов с CJD причина заболевания является спонтанной (или спорадической) и не может быть идентифицирована. Судя по симптомам и их быстрому прогрессированию, Коре ставят диагноз спорадический БКЯ.

К несчастью для Коры, CJD — это смертельная болезнь, для которой нет одобренного лечения. Примерно 90% пациентов умирают в течение 1 года после постановки диагноза. Ее врачи стараются ограничить ее боль и когнитивные симптомы по мере прогрессирования болезни. Спустя восемь месяцев Кора умирает.Ее диагноз CJD подтвержден вскрытием мозга.

Основные понятия и краткое содержание

• Микроорганизмы очень разнообразны и встречаются во всех трех сферах жизни: археи, бактерии и эукарии.
• Археи и бактерии классифицируются как прокариоты, потому что у них отсутствует клеточное ядро. Археи отличаются от бактерий эволюционной историей, генетикой, метаболическими путями, составом клеточных стенок и мембран.
• Археи населяют почти любую среду на Земле, но ни один из архей не был идентифицирован как патогенные микроорганизмы человека.
• Эукариоты , изучаемые в микробиологии, включают водоросли, простейшие, грибы и гельминты.
• Водоросли — это растительные организмы, которые могут быть одноклеточными или многоклеточными и получают энергию посредством фотосинтеза.
• Простейшие — одноклеточные организмы со сложной клеточной структурой; большинство из них подвижны.
• Микроскопические грибки включают плесени и дрожжи .
• Гельминты — многоклеточные паразитические черви.Они включены в область микробиологии, потому что их яйца и личинки часто микроскопические.
• Вирусы — это бесклеточные микроорганизмы, для воспроизводства которых требуется хозяин.
• Область микробиологии чрезвычайно широка. Микробиологи обычно специализируются в одной из многих областей, но всем специалистам в области здравоохранения требуется прочный фундамент в области клинической микробиологии.

Множественный выбор

Какой из следующих типов микроорганизмов фотосинтезирует?

1. дрожжи
2. вирус
3. гельминт
4. водоросли

Ответ d.Водоросли фотосинтезируют.

Что из перечисленного является прокариотическим микроорганизмом?

1. гельминт
2. простейшие
3. цианобактерии
4. форма

Ответ c. Цианобактерии — прокариотические микроорганизмы.

Что из перечисленного является бесклеточным?

1. вирус
2. бактерия
3. гриб
4. простейшие

Ответ а. Вирусы бесклеточные.

Что из перечисленного является типом грибковых микроорганизмов?

1. бактерия
2. простейшие
3. водоросль
4. дрожжи

Ответ d. Дрожжи — это разновидность грибковых микроорганизмов.

Что из перечисленного не относится к области микробиологии?

1. бактериология
2. ботаника
3. клиническая микробиология
4. вирусология

Ответ б. Ботаника — это не раздел микробиологии.

Заполните бланк

A ________ — болезнетворный микроорганизм.

Патоген — болезнетворный микроорганизм.

Многоклеточные паразитические черви, изученные микробиологами, называются ___________.

Многоклеточные паразитические черви, изученные микробиологами, получили название гельминтов .

Исследование вирусов ___________.

Изучение вирусов , вирусология .

В клетках прокариотических организмов отсутствует _______.

В клетках прокариотических организмов отсутствует ядро ​​ .

Подумай об этом

1. Опишите различия между бактериями и археями.
2. Назовите три структуры, которые различные простейшие используют для передвижения.
3. Опишите действительные и относительные размеры вируса, бактерии и клетки растения или животного.
4. Сравните поведение вируса снаружи и внутри клетки.
5. Где на этой диаграмме должны находиться вирус, бактерия, животная клетка и прион?

микробов и мир | Безграничная микробиология

Типы микроорганизмов

Микроорганизмы составляют значительную часть живого материала планеты и играют важную роль в поддержании экосистемы Земли.

Цели обучения

Определите различия между микробными организмами.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Микроорганизмы делятся на семь типов: бактерии, археи, простейшие, водоросли, грибы, вирусы и паразиты многоклеточных животных (гельминты).
• Каждый тип имеет характерный клеточный состав, морфологию, способ передвижения и размножение.
• Микроорганизмы полезны для производства кислорода, разложения органических материалов, обеспечения растений питательными веществами и поддержания здоровья человека, но некоторые из них могут быть патогенными и вызывать заболевания у растений и людей.

Ключевые термины

• Окрашивание по Граму : метод дифференциации видов бактерий на две большие группы (грамположительные и грамотрицательные).
• пептидогликан : полимер гликана и пептидов, обнаруженный в стенках бактериальных клеток.

Микроорганизмы или микробы — это микроскопические организмы, которые существуют в виде одноклеточных, многоклеточных или клеточных скоплений. Микроорганизмы широко распространены в природе и полезны для жизни, но некоторые могут нанести серьезный вред. Их можно разделить на шесть основных типов: бактерии, археи, грибы, простейшие, водоросли и вирусы.

Бактерии

Бактерии — одноклеточные организмы.Клетки описываются как прокариотические, потому что у них нет ядра. Они существуют в четырех основных формах: палочка (форма стержня), кокк (сферическая форма), спирилла (спиральная форма) и вибрион (изогнутая форма). Большинство бактерий имеют клеточную стенку пептидогликана; они делятся двойным делением; и они могут обладать жгутиками для подвижности. Различие в структуре их клеточных стенок является основным признаком, используемым при классификации этих организмов.

В зависимости от способа окрашивания структуры их клеточной стенки бактерии можно классифицировать как грамположительные или грамотрицательные при использовании окрашивания по Граму.Бактерии могут быть далее разделены в зависимости от их реакции на газообразный кислород на следующие группы: аэробные (живущие в присутствии кислорода), анаэробные (живущие без кислорода) и факультативные анаэробы (могут жить в обеих средах).

По способу получения энергии бактерии классифицируются как гетеротрофы или автотрофы. Автотрофы сами производят пищу, используя энергию солнечного света или химические реакции, и в этом случае их называют хемоавтотрофами. Гетеротрофы получают энергию, потребляя другие организмы.Бактерии, использующие разлагающиеся формы жизни в качестве источника энергии, называются сапрофитами.

Архей

Археи или архебактерии отличаются от настоящих бактерий структурой клеточной стенки и не имеют пептидогликанов. Это прокариотические клетки, жадные к экстремальным условиям окружающей среды. В зависимости от среды обитания всех архей можно разделить на следующие группы: метаногены (организмы, производящие метан), галофилы (археи, живущие в соленой среде), термофилы (археи, живущие при очень высоких температурах) и психрофилы (живущие при низких температурах). Археи).Археи используют разные источники энергии, такие как газообразный водород, двуокись углерода и серу. Некоторые из них используют солнечный свет для производства энергии, но не так, как растения. Они поглощают солнечный свет с помощью мембранного пигмента бактериородопсина. Он реагирует со светом, что приводит к образованию энергетической молекулы аденозинтрифосфата (АТФ).

Грибки

Грибы (грибы, плесень и дрожжи) — это эукариотические клетки (с истинным ядром). Большинство грибов многоклеточны, и их клеточная стенка состоит из хитина.Они получают питательные вещества, поглощая органический материал из окружающей среды (разлагатели), посредством симбиотических отношений с растениями (симбионты) или вредных отношений с хозяином (паразиты). Они образуют характерные нитчатые трубки, называемые гифами, которые помогают поглощать материал. Коллекция гиф называется мицелием. Грибки размножаются, выпуская споры.

Простейшие

Простейшие — одноклеточные аэробные эукариоты. Они имеют ядро, сложные органеллы и получают питание путем абсорбции или проглатывания через специализированные структуры.Они составляют самую большую группу организмов в мире с точки зрения численности, биомассы и разнообразия. Их клеточные стенки состоят из целлюлозы. Простейшие традиционно подразделяются на основе их способа передвижения: жгутики производят свою собственную пищу и используют свою хлыстоподобную структуру для продвижения вперед, у инфузорий есть крошечные волосы, которые бьются, чтобы производить движение, у амебоидов есть ложные ноги или псевдоподии, используемые для питания и передвижения, и спорозоиды неподвижны. У них также разные способы питания, что объединяет их в автотрофы или гетеротрофы.

Водоросли

Водоросли, также называемые цианобактериями или сине-зелеными водорослями, представляют собой одноклеточные или многоклеточные эукариоты, которые получают питание путем фотосинтеза. Они живут в воде, влажной почве и камнях и производят кислород и углеводы, используемые другими организмами. Считается, что цианобактерии являются источником зеленых наземных растений.

Вирусы

— это неклеточные образования, которые состоят из ядра нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), окруженного белковой оболочкой. Хотя вирусы классифицируются как микроорганизмы, они не считаются живыми организмами.Вирусы не могут воспроизводиться вне клетки-хозяина и не могут метаболизироваться самостоятельно. Вирусы часто поражают прокариотические и эукариотические клетки, вызывая заболевания.

Паразиты многоклеточных животных

Группа эукариотических организмов, состоящая из плоских и круглых червей, которые вместе именуются гельминтами. Хотя они не являются микроорганизмами по определению, поскольку они достаточно большие, чтобы их можно было легко увидеть невооруженным глазом, они проживают часть своего жизненного цикла в микроскопической форме.Поскольку паразитические гельминты имеют клиническое значение, их часто обсуждают вместе с другими группами микробов.

Окраска по Граму : Это микроскопическое изображение окрашивания по Граму смешанных грамположительных кокков (Staphylococcus aureus, фиолетовый) и грамотрицательных бацилл (Escherichia coli, красный).

Типы микроорганизмов : Это древо жизни показывает различные типы микроорганизмов.

Классификация микроорганизмов

Микроорганизмы классифицированы по таксономическим категориям для облегчения исследований и общения.

Цели обучения

Оцените, как ранняя жизнь изменила землю

Основные выводы

Ключевые моменты

• Система классификации постоянно меняется с развитием технологий.
• Самая последняя система классификации включает пять царств, которые далее подразделяются на тип, класс, отряд, семейство, род и вид.
• Микроорганизмам присваивается научное название с использованием биномиальной номенклатуры.

Ключевые термины

• ДНК-дактилоскопия : метод выделения и картирования последовательностей ДНК клетки для ее идентификации.

Жизнь на Земле славится своим разнообразием. По всему миру можно найти миллионы различных форм жизни. Биологическая классификация помогает идентифицировать каждую форму в соответствии с общими свойствами (сходством), используя набор правил и оценку того, насколько близко она связана с общим предком (эволюционные отношения), чтобы создать порядок. Научившись распознавать определенные закономерности и классифицировать их по определенным группам, биологи лучше понимают отношения, существующие между различными живыми формами, населяющими планету.

Классификация E. coli : Домен: Бактерии, Царство: Эубактерии, Тип: Proteobacteria, Класс: Gammaproteobacteria, Порядок: Enterobacteriales, Семейство: Enterobacteriaceae, Род: Escherichia, Вид: E. coli.

Первая, самая большая и самая инклюзивная группа, в которую классифицируются организмы, называется доменом и включает три подгруппы: бактерии, археи и эукарии. Эта первая группа определяет, является ли организм прокариотом или эукариотом. Домен был предложен микробиологом и физиком Карлом Вёзе в 1978 году и основан на выявлении сходства в последовательностях рибосомных РНК микроорганизмов.

Вторая по величине группа называется королевством. Были описаны пять основных царств, включая прокариотов (например, архей и бактерий), протоктистов (например, простейших и водорослей), грибов, растений и животных. Царство далее делится на тип или подразделение, класс, порядок, семейство, род и виды, что является самой маленькой группой.

Наука о классификации организмов называется таксономией, а группы, составляющие иерархию классификации, называются таксонами. Таксономия состоит из классификации новых организмов или переклассификации существующих.Микроорганизмы с научной точки зрения распознаются с использованием биномиальной номенклатуры с использованием двух слов, которые относятся к роду и виду. Названия, присвоенные микроорганизмам, даны на латыни. Первая буква названия рода всегда заглавная. Классификации микроорганизмов в значительной степени способствовали исследования окаменелостей, а недавно и секвенирование ДНК. Методы классификаций постоянно меняются. Наиболее широко используемые методы классификации микробов — это морфологические характеристики, дифференциальное окрашивание, биохимическое тестирование, снятие отпечатков пальцев ДНК или состав оснований ДНК, полимеразная цепная реакция и ДНК-чипы.

Микробы и происхождение жизни на Земле

Считается, что жизнь на Земле произошла от древнейших одноклеточных архей и бактерий.

Цели обучения

Оцените характеристики доживой земли и какие приспособления позволили процветать ранней микробной жизни.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Предлагаемые механизмы возникновения жизни на Земле включают эндосимбиоз и панспермию. Обе теории спорны.
• В этих двух теориях считается, что бактерии и экстремофильные археи инициировали насыщенную кислородом атмосферу, создавая новые формы жизни.
• Эволюционные процессы на протяжении миллиардов лет привели к биоразнообразию жизни на Земле.

Ключевые термины

• эндосимбиоз : Состояние жизни в теле или клетках другого организма.
• панспермия : гипотеза о том, что микроорганизмы могут переносить жизнь из космоса в обитаемые тела; или процесс такой передачи.

Научные данные свидетельствуют о том, что жизнь зародилась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад. С тех пор жизнь превратилась в самые разные формы, которые биологи классифицировали в иерархию таксонов. Некоторые из самых старых клеток на Земле представляют собой одноклеточные организмы, называемые археями и бактериями. Летописи окаменелостей указывают на то, что когда-то молодую Землю покрывали холмы бактерий. Некоторые начали готовить себе еду, используя углекислый газ из атмосферы и энергию, полученную от солнца. Этот процесс (называемый фотосинтезом) произвел достаточно кислорода, чтобы изменить атмосферу Земли.

Вскоре после этого на сцену вышли новые формы жизни, дышащие кислородом. С популяцией все более разнообразной бактериальной жизни была подготовлена ​​почва для формирования большего количества жизни. Есть убедительные доказательства того, что митохондрии и хлоропласты когда-то были примитивными бактериальными клетками. Это свидетельство описано в теории эндосимбиотиков. Симбиоз возникает, когда два разных вида получают выгоду от совместной жизни и совместной работы. Когда один организм на самом деле живет внутри другого, это называется эндосимбиозом.Эндосимбиотическая теория описывает, как большая клетка-хозяин и проглоченные бактерии могут легко стать зависимыми друг от друга в плане выживания, что приведет к постоянным отношениям.

За миллионы лет эволюции митохондрии и хлоропласты стали более специализированными, и сегодня они не могут жить вне клетки. Митохондрии и хлоропласты поразительно похожи на клетки бактерий. У них есть собственная ДНК, отдельная от ДНК, обнаруженной в ядре клетки. И обе органеллы используют свою ДНК для производства многих белков и ферментов, необходимых для их функции.Двойная мембрана, окружающая митохондрии и хлоропласты, является еще одним доказательством того, что каждая из них была поглощена примитивным хозяином. Две органеллы также размножаются, как бактерии, реплицируя собственную ДНК и управляя собственным делением.

Митохондриальная ДНК (мтДНК) имеет уникальный образец наследования. Он передается напрямую от матери к ребенку и накапливает изменения намного медленнее, чем другие типы ДНК. Благодаря своим уникальным характеристикам мтДНК дала важные ключи к разгадке истории эволюции.Например, различия в мтДНК исследуются, чтобы оценить, насколько близки одни виды к другим.

Экстремофилы : фотосинтетические окаменелые цианобактерии в горной породе возрастом в миллиард лет в Национальном парке Глейшер, Монтана, США.

Условия на Земле 4 миллиарда лет назад были совсем другими, чем сегодня. В атмосфере не хватало кислорода, а озоновый слой еще не защищал Землю от вредной радиации. Обычными были проливные дожди, молнии и вулканическая активность.Тем не менее, самые ранние клетки возникли в этой экстремальной среде. Археи-экстремофилы по-прежнему процветают в экстремальных средах обитания. Астробиологи сейчас используют архей для изучения происхождения жизни на Земле и других планетах. Поскольку археи обитают в местах, ранее считавшихся несовместимыми с жизнью, они могут дать подсказки, которые улучшат нашу способность обнаруживать внеземную жизнь. Интересно, что текущие исследования показывают, что археи могут путешествовать в космосе с помощью метеорита. Такое событие, называемое панспермией, могло посеять жизнь на Земле или где-либо еще.

Присутствие архей и бактерий коренным образом изменило Землю. Они помогли создать стабильную атмосферу и произвели кислород в таких количествах, что в конечном итоге могли развиться формы жизни, которые нуждались в кислороде. Новые атмосферные условия успокоили погоду, так что экстремальные погодные условия стали менее суровыми. Жизнь создала условия для формирования новой жизни. Этот процесс — одно из величайших чудес природы.

Экологическое разнообразие микробов

Микробы повсеместно распространены на Земле, и их разнообразие и численность определяются биогеографической средой обитания, которую они занимают.

Цели обучения

Обобщите, как микробное разнообразие способствует микробному заселению разнообразных географических ниш.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Различные виды микробов процветают в разных условиях окружающей среды.
• Сообщества микробов занимают водные и наземные среды обитания и составляют большую часть биоразнообразия на Земле.
• Разнообразие микробов поддерживает экосистему, в которой они растут.

Ключевые термины

• биоразнообразие : Разнообразие (количество и разнообразие видов) растений и животных в регионе.
• биомасса : Общая масса всех живых существ в определенной области или среде обитания.

Микробный мир охватывает большую часть филогенетического разнообразия на Земле, так как все бактерии, все археи и большинство линий эукарий являются микроорганизмами. Микробы обитают в любой среде обитания (наземной, водной, атмосферной или живой), и их присутствие неизменно влияет на среду, в которой они растут.Их разнообразие позволяет им выжить в очень холодной или очень жаркой среде. Их разнообразие также делает их устойчивыми ко многим другим условиям, таким как ограниченная доступность воды, высокое содержание соли и низкий уровень кислорода.

Микроорганизмы в холодной среде : Ледяные водоросли в Антарктике.

Микроорганизмы в жаркой среде : Водоросли, растущие в горячем бассейне в Новой Зеландии.

Однако не каждый микроб может выжить во всех средах обитания.Каждый тип микробов эволюционировал, чтобы жить в узком диапазоне условий. Хотя подавляющее большинство микробного разнообразия остается неопределенным, во всем мире понимается, что воздействие микроорганизмов на окружающую их среду может быть полезным. Благоприятное воздействие микробов обусловлено их метаболической активностью в окружающей среде, их связью с растениями и животными, а также их использованием в производстве продуктов питания и биотехнологических процессах.

В свою очередь, окружающая среда и недавние температурные аномалии играют решающую роль в изменении микробных сообществ.Например, совокупность микробов, которая существует на поверхности морской воды, как полагают, претерпела огромные изменения в отношении состава, численности, разнообразия и вирулентности в результате потепления морской поверхности, обусловленного изменением климата.

Для микробиологов критически важно изучить адаптацию микробов к различным средам и их функции в этих средах, чтобы понять глобальное микробное разнообразие, экологию и эволюцию. Они полагаются на конкретные физические и химические факторы, такие как измерение температуры, pH и солености в пределах определенной географии, чтобы сформулировать сравнение между микробными сообществами и окружающей средой, которую могут выдержать различные виды.Исследователи собирают образцы из географических районов с различными условиями окружающей среды и между сезонами, чтобы определить, как модели распространения формируют микробные сообщества, и понять, почему организмы живут там, где они живут. Таким образом, можно тестировать микробные сообщества прибрежных и открытых океанов, полярных регионов, рек, озер, почв, атмосферы и человеческого тела. Эти отборы образцов служат отправной точкой для понимания того, как численность и состав микробных сообществ соотносятся с климатическими возмущениями, взаимодействуют, влияя на экосистемные процессы и здоровье человека.Вмешательство в естественную микробную биомассу нарушает баланс природы и экосистемы и приводит к утрате биоразнообразия.

«Вирус» против «Бактерии»: в чем разница?

Вирусы и бактерии легко спутать. Во-первых, они оба очень крошечные и, в зависимости от того, какой тип ошибки вы заразились, могут вызвать у вас тошноту.

Хорошо, «очень крошечный» и «вызывает тошноту»? У нас есть технические термины для этих вещей. Вирусы и бактерии микроскопические , то есть они слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.И патогены являются «возбудителями болезней», особенно вирусами и некоторыми видами бактерий.

Но есть много различий между вирусами и бактериями, и их важно знать не только для успешной сдачи экзаменов по естественным наукам. Эти различия могут иметь жизненно важное значение для вашего здоровья и безопасности.

Вот наше полное формальное определение вируса :

Вирус — ультрамикроскопический (от 20 до 300 нм в диаметре) метаболически инертный инфекционный агент, который реплицируется только в клетках живых хозяев, в основном бактерий, растений и животных: состоит из ядра РНК или ДНК, белка пальто, а в более сложных типах — окружающий конверт.

Вирус , если говорить обыденными словами, представляет собой чрезвычайно крошечную частицу, вызывающую инфекционное заболевание. Обычно он состоит из некоторой части РНК или ДНК, покрытой белком. Он может размножаться только в клетке живых хозяев. Технически это означает, что вирусы не являются живыми.

В неформальном контексте вирус также обычно используется для обозначения болезни, вызываемой вирусом. И, конечно же, вирус имеет еще одно особое значение, когда речь идет о компьютерах.

Слово вирус вошло в английский язык около 1590–1600 гг. Оно происходит непосредственно от латинского vīrus , что означает «слизь, яд».

Прилагательное вирулентный также происходит от латинского vīrus. В медицинских и научных условиях вирулентный конкретно означает «высокоинфекционный» или «вызывающий клинические симптомы». В более общем смысле вирулентный может означать «активно ядовитый», «крайне враждебный» или «очень горький».”

Наше полное формальное определение бактерий :

Бактерии — это вездесущие одноклеточные организмы сферической, спиралевидной или палочковидной формы, появляющиеся поодиночке или цепочками, включая Schizomycota, тип царства Monera (в некоторых классификационных системах — класс растений Schizomycetes), различные виды растений. которые участвуют в ферментации, гниении, инфекционных заболеваниях или азотфиксации.

Бактерии повседневными словами:

Одноклеточные организмы, которые иногда вызывают инфекционные заболевания, но очень часто необходимы для поддержания нашего здоровья или безвредны. Они бывают трех форм, напоминающих сферу, спираль или стержень.

Обычно мы ссылаемся на бактерии просто так: бактерии . Но обратите внимание, что бактерии технически является множественной формой единственной бактерии . (Вы можете винить в этом Latin.) Вам может потребоваться использовать bacterium при обсуждении конкретного вида бактерий, вызывающих заболевание, например, Yersinia pestis , вызывающих чуму.

Бактерии впервые зарегистрированы на английском языке примерно в 1905–1910 годах. Бактерия старше, о чем свидетельствует 1840–1850 гг. Оба слова в конечном итоге произошли через латынь от греческого baktēría, , означающего «посох».

Помните, как мы упоминали, что бактерии бывают трех форм? Греческое слово baktēría связано с латинским словом bacillus — названием палочковидных бактерий.Сферические бактерии также называют кокков ( кокков во множественном числе; опять же, спасибо латинскому). Возможно, вы столкнулись с кокком , стрептококком , который может вызвать ангину в горле.

Как мы отметили во вступлении, патоген — это агент, который может вызывать заболевание, особенно вирус или бактерию. Некоторые грибы и водоросли тоже могут быть патогенными.

Вирусы вызывают инфекцию, и эти инфекции очень часто приводят к болезням. Бактерии также могут иногда вызывать инфекционные заболевания, но многие бактерии совершенно безвредны или даже полезны. (Подумайте обо всех тех полезных бактериях, которые вы должны получить из йогурта.)

Поскольку вирусы технически не являются живыми, они также не являются техническими микроорганизмами. Микроорганизм — это «любой организм, слишком маленький для того, чтобы его можно было увидеть невооруженным глазом, как бактерии, простейшие, а также некоторые грибы и водоросли.”

Другой термин для обозначения микроорганизмов — это микроб . Однако микроб часто используется специально для обозначения патогенных (болезнетворных) бактерий. И поскольку вирусы микроскопичны и заразны, их также иногда называют микробами . Обыденный термин для микробов — это микробов .

Да, мы знаем, что это сбивает с толку. Язык — как и жизнь — может запутаться.

Еще одно различие между вирусами и бактериями касается того, что их лечит.

Обе вакцины и антибиотики используются для лечения инфекционных заболеваний. Есть вакцины , которые работают как против вирусов, так и против бактерий. Антибиотики , однако, действуют только против бактерий и других микроорганизмов.

Вакцина представляет собой любой препарат, используемый в качестве профилактической прививки для придания иммунитета против определенного заболевания, обычно использующий безобидную форму возбудителя болезни, такую ​​как убитые или ослабленные бактерии или вирусы, для стимуляции выработки антител.

Антибиотик представляет собой любое из большой группы химических веществ, таких как пенициллин или стрептомицин, продуцируемых различными микроорганизмами и грибами, обладающих способностью в разбавленных растворах подавлять рост или уничтожать бактерии и другие микроорганизмы, используемые в основном в лечение инфекционных заболеваний.

COVID-19 — заболевание, вызванное новым коронавирусом. Коронавирус — это семейство вирусов, которое включает SARS, и MERS.

Грипп также вызывается вирусами, но новый коронавирус — это не грипп. Есть много видов гриппа. Различные штаммы так называемого вируса h2N1 вызвали некоторые особенно смертельные пандемии, в том числе свиной грипп 2009 года и пандемический грипп 1918 года, обычно называемый испанским гриппом.