Iga päev on meie ümber koondunud suur hulk mikroorganisme, mida me ei märka, sest mikroobide suurus on nii väike, et neid saab näha vaid mikroskoobi all. Vaatamata sellele toimuvad nende rakkudes elusorganismidele omased toitumis-, hingamis-, eritumise ja paljunemise protsessid.
Kõige levinumad mikroorganismide tüübid
Kõik mikroorganismid võib jagada mitmeks tüübiks, mis on rühmitatud struktuuri, elustiili ja toitumise ühiste tunnuste järgi:
- Bakterid. Need on mikroorganismid, millel on valdav alt üherakuline keha, mille suurus ei ületa mitukümmend mikronit. Kõik bakterid jagunevad kolme tüüpi: sfäärilised, pulgakujulised ja keerdunud.
- Viirused. Nendel mikroobidel puudub rakuline struktuur, nende keha mõõtmeid mõõdetakse nanomeetrites, seega on viiruseid näha vaid võimsa mikroskoobiga. Viiruse keha koosneb valgust ja nukleiinhappest. Bakteriofaagid on bakteriviirused, mikrofaagid on seente viirused.
- Seened. NeedMikroorganismid ei kasuta anorgaaniliste ainete orgaanilisteks aineteks muutmiseks fotosünteesi protsessi, mistõttu vajavad nad valmistoitu, mida saavad erinevatest substraatidest. Seened võivad asustada taimi, loomi ja inimesi, põhjustades haigusi.
- Pärm. Nende mikroorganismide keha on enamasti ümara kujuga, struktuur on enamikul juhtudel üherakuline. Pärm jaguneb tärkamise teel, võib olla pinnases, toidul, tootmisjäätmetes.
Mikroorganismide füsioloogia
Mikroorganismid, nagu ka teised elusorganismid, vajavad samuti toitu ja hingamist. Nad kasvavad, paljunevad, eritavad lagunemissaadusi ja lõpuks surevad. Mikroorganismide toitumise tunnused – see on kasvuks ja paljunemiseks vajalike ainete saamise eripära, mis on seotud mikroobi struktuuriga.
Mikroorganismide füsioloogilistel protsessidel on mõned tunnused:
- mikroobid võivad kasvada hapniku- ja anoksilises keskkonnas;
- enamik mikroobe suudab ellu jääda ka kõige karmimates keskkonnatingimustes;
- mikroobidel on võime muutuvate tingimustega kiiresti kohaneda.
Mikroorganismide hingamine ja toitumine on elutähtsad protsessid, mis tagavad mikroobide kasvu ja arengu.
Kuidas nad söövad?
Teatud mikroorganismide rühma toitmise meetod sõltub nende struktuurilistest iseärasustest. Mikrobioloogia on mikroobide elutegevuse uurimine. Mikroobne toitumine võibtoimuvad erineval viisil. Mõned mikroobid kasutavad toiduks orgaanilise aine moodustamiseks anorgaanilist ainet, vett ja hapnikku. Teised mikroobid toituvad keskkonnas leiduvast valmis orgaanilisest ainest.
Mikroobide toitmismehhanisme on mitut tüüpi:
- Passiivne difusioon. Toitained sisenevad rakku ainete kontsentratsioonide erinevuse tõttu mõlemal pool tsütoplasmamembraani.
- Näo difusioon. See protsess toimub siis, kui aine kontsentratsioon väljaspool rakku on suurem kui aine kontsentratsioon rakus. Ainete ülekandmist teostavad spetsiaalsed valgud, mis seovad aine molekuli ja viivad selle tsütoplasmasse.
- Aktiivne ülekanne. Seda kasutatakse substraadi väga madalate kontsentratsioonide korral väliskeskkonnas. Seda viivad läbi kõik samad valgud, ainult sel juhul kaasneb ülekandeprotsessiga energiakulu.
- Radikaalide ümberpaigutamine. Selle ainete ülekandmise meetodiga kaasneb aine molekuli jagamine komponentideks. Ülekande teostavad permeaasi valgud.
Mikroorganismide tüübid toitumise järgi
Aktiivseks kasvuks ja paljunemiseks vajavad mikroorganismid pidevat toitumist. Sõltuv alt mikroorganismide toitumise tüübist võib eristada järgmist mikroobirühmade klassifikatsiooni:
- Autotroofid. Selle liigi bakterid toodavad väliseid ressursse kasutades anorgaanilistest orgaanilisi aineid. Aminoautotroofid kasutavad õhu lämmastiku molekule, fototroofe- päikeseenergia. Kemotroofid saavad energiat orgaanilist ainet oksüdeerides.
- Heterotroofid. Nad ei tooda ise orgaanilisi aineid, vaid võtavad keskkonnast valmistoitu. Aminoheterotroofid tarbivad orgaanilisest ainest lämmastikku. Saprofüüdid saavad orgaanilist ainet surnud organismidelt, parasiidid aga kohanevad elusorganismide peal.
- Miksotroofid. Need organismid on võimelised orgaaniliste ainete saamiseks kasutama erinevaid viise.
Mikroorganismide hingamine
Hingamise käigus tekivad redoksreaktsioonid, mille tulemusena tekib adenosiintrifosforhape (ATP), mis akumuleerib keemilist energiat. Oksüdeeritud ained võivad olla alkoholid, glükoos, orgaanilised happed, rasvad.
Hingamise tüübi järgi jagunevad kõik mikroorganismid kahte rühma:
- Aeroobid. Sellesse rühma kuuluvad mikroobid võivad eksisteerida ainult molekulaarse hapniku juuresolekul, mida nad kasutavad oksüdatiivsetes reaktsioonides.
- Anaeroobid. Nad saavad kasvada ja paljuneda ainult hapnikuvabas keskkonnas, kuna ATP moodustumine toimub substraadi fosforüülimise teel.
- Fakultatiivsed anaeroobid. Need mikroorganismid võivad kasutada keeruliste orgaaniliste ainete oksüdeerimiseks mõlemat meetodit, nii et nad saavad kasvada ja paljuneda nii hapniku- kui ka hapnikuvabas keskkonnas.
- Mikroaerofiilid. Selliste mikroobide jaoks on soodsaks keskkonnaks alandatud hapnikurõhuga keskkond.
- Kapnofiilnemikroorganismid. Nad kasvavad ja paljunevad aktiivselt õhu suurenenud süsinikdioksiidisisaldusega.
Soodsad tingimused mikroorganismide kasvuks ja paljunemiseks
Mikroorganismide aktiivne kasv on võimalik ainult nende jaoks vajaliku toitainekeskkonna olemasolul. Vajalike ainete pideva varustamisel hakkavad rakud aktiivselt jagunema, mikroobid paljunevad ja nende kolooniate arv suureneb.
Ümbritseva õhu temperatuur ei tohiks olla madalam kui +6 kraadi Celsiuse järgi, parimad tingimused on soe keskkond (+23 … +27 ° С). Aeroobse hingamistüübiga bakterid vajavad pidevat molekulaarse hapnikuvarustust, anaeroobid, vastupidi, hapnik on vastunäidustatud.
Mikroorganismide kasutamine
Reoveepuhastite korraldamiseks kasutatakse mõningaid bakterite, seente ja pärmseente kolooniaid. Bakterid suudavad oma elu jooksul äravoolujäätmeid töödelda, korraldades keskkonnasõbraliku viisi suurest kogusest tootmisjäätmetest vabanemiseks.
Puhastusprotsess põhineb teatud tüüpi bakterite võimel kohaneda juhitava heitvee koostisega. Kasvavad ja paljunevad aktiivselt need mikroorganismide rühmad, millele on sobiv toitainekeskkond. Keerulised ained jagatakse aktiivselt lihtsamateks.
Inimene on mikroorganismide toiduallikas
Kõik mikroorganismid ei too inimkonnale kasu. Paljud neistkohaneda eluga inimkehas, avaldades parasiitlikku toimet, põhjustades tõsiseid haigusi.
Parasiidid on organismid, kes elavad teise elusorganismi sees või pinnal ja toituvad sellest. Inimkehasse sattunud parasiidid kahjustavad oluliselt tema tervist. Mõnel juhul juhtub surm.
Mõned bakterid, sattudes seedesüsteemi, võivad häirida seedetrakti normaalset mikrofloorat ning viia toitainete töötlemise ja lagunemise mehhanismi täieliku lagunemiseni. Viirused on haiguste tekitajad, mida inimene talub väga raskelt. Seened on parasiidid, mis võivad asetada oma kolooniad nahale, küüneplaatidele, põhjustades kudede hävimist.
Nõrgenenud inimese organismis, kelle immuunsus ei suuda võidelda patogeense mikroflooraga, on parasiitmikroorganismidel lihtsam oma elutegevust korraldada.
Lõpetuseks
Selleks, et teada saada, kuidas mikroorganisme kasutada või nendega toime tulla, peate mõistma nende füsioloogiliste protsesside põhimõtet. Kui loote kõik tingimused neile sobiva keskkonna tekkimiseks, hakkavad mikroobid aktiivselt toituma ja paljunema. Mikroobe saab tappa, kuid protsess võtab üsna kaua aega.
