Бактерии

Литературный обзор

История изучения микроорганизмов

История науки является орудием достижения нового.

В. И. Вернадский

Основателем так называемой описательной микробиологии с полным правом считается Антонио Ван Левенгук. Замечательно устроен глаз человека, но он не может видеть того, что величиной примерно в тысячную долю макового зёрнышка. Вооружив свой глаз увеличительными линзами, Левенгук замер от удивления, увидев в капле воды целый мир живых существ. Они были, несомненно, живыми, эти animalcula – мельчайшие «зверушки». Они двигались и имели различную форму. Левенгук стал рассматривать всё, что попадалось под руку, - настой из сена и слизь изо рта, каплю речной воды и каплю из грязной лужи, гниющий кусочек мяса и каплю гноя. И везде он находил этих «живых зверюшек». Изучая микробов в зубном налёте, удивлённый Левенгук писал: «С величайшим изумлением я видел в этом материале множество животных, весьма оживлённо двигавшихся. В моём рту их больше, чем людей в Соединённом королевстве». Так был открыт мир микроскопически малых существ – микроорганизмов. Никто тогда не мог предположить, что именно подобные зверушки вызывают опустошительные эпидемии, а также что им мы обязаны тем, что можем наслаждаться хрустящим хлебом и превосходным сыром. Это была эпоха борьбы между господствовавшим учением великого врача древности Гиппократа о миазматической природе болезней и новыми представлениями Джироламо Фракасторо о контагии, который считается одним из основоположников эпидемиологии – науки о причинах, условиях и механизмах формирования заболеваний и способах их профилактики. Гиппократ, живший в IV в. до н. э. , исходя из правильных представлений о влиянии внешней среды на организм человека, видел причину болезней в миазмах- болезнетворных испарениях, проникающих в организм при вдохе, которые образовывались не только в воздухе, но и в почве и в воде. Миазматическая теория Гиппократа господствовала в науке много веков, пока не пришла в столкновение с жизнью и новыми фактами. Слишком уж очевидно стало значение контакта между больными и здоровыми в распространении заразных болезней. Интересные мысли о распространении заразных болезней высказал в I в. до н. э. философ и поэт Тит Лукреций Кар. В поэме «О природе вещей» он писал:

Существует немало семян всевозможных,

Как указал я уже, из которых одни животворны,

Но и немало таких, что приводят к болезни и смерти,

К нам долетая. Когда они вместе сойдутся случайно

И небеса возмутят, заражённым становится воздух.

Весь этот гибельный мир, все повальные эти болезни

Или приходят извне и, подобно туманам и тучам,

Сверху через небо идут, иль в самой земле возникают,

Вместе збираясь, когда загнивает промокшая почва

И от дождей проливных, и от солнца лучей раскалённых

Новая эта беда и зараза, явившись внезапно,

Может иль на воду пасть, иль на самых хлебах оседает,

Иль на пище другой для людей и на пастьбах скотины,

Иль продолжает висеть, оставаясь в воздухе самом,

Мы же, вдыхая в себя этот гибельно смешанный воздух,

Необходимо должны вдохнуть и болезнь и заразу.

В истории микробиологии исключительную роль сыграли открытия Луи Пастера.

С появлением работ Луи Пастера начинается новый этап в развитии микробиологии. Если до него развитие микробиологии носило лишь описательный характер, когда основное внимание исследователей было обращено на описание разнообразия форм микробов, то в дальнейшем начинается всестороннее изучение жизнедеятельности, т. е. физиологии , микробов, а отсюда новый этап в развитии микробиологии получил название физиологического. Физиологическое направление оказалось необычайно плодотворным для развития микробиологии. Обогатив науку сведениями глубокого теоретического характера, микробиология начала отвечать на различные запросы практики. Так было с замечательными работами Пастера о брожении и гниении. В этих работах Пастер с исчерпывающей ясностью и полнотой раскрыл роль микробов в указанных процессах. Так было со знаменитыми работами Пастера по изучению причин так называемых болезней пива и вина и болезней шелковичных червей. Всюду виновниками оказались микробы. Именно эти работы Пастера стали как для самого, так в последствии и для многих учёных во всём мире отправными пунктами для работ по изучению роли микробов в возникновении заразных болезней человека, животных и растений. Пастер неопровержимо доказал, что самозарождение организмов, хотя бы и самых примитивных, какими являются бактерии, не имеет места, они возникают только от себе подобных – живое происходит от живого (Omne vivum e vivo). Своим необычайным расцветом микробиология обязана другому крупнейшему микробиологу – Роберту Коху. Он открыл возбудителей туберкулёза и холеры, а его ученики – возбудителей дифтерии, брюшного тифа, воспаления лёгких, столбняка, чумы. Для «охоты» за микробами он использовал новые химические красители, благодаря которым бактерии по большей части прозрачные как стекло, становились видимыми под микроскопом. Кроме того, он впервые применил твёрдые питательные среды (агар-агар), где бактерии уже не могли свободно передвигаться, они оставались неподвижными, делились и даже образовывали видимые невооруженным глазом бактериальные «колонии». Луи Пастер также принял

6 участие в охоте на возбудителя сибирской язвы. Он подтвердил открытие Коха относительного того, что бациллы сибирской язвы образуют устойчивые споры, которые могут на протяжении многих лет сохранять свою жизнеспособность в почве. При изучении сибирской язвы Пастер сделал важное наблюдение: если животные, заболевшие, сибирской язвой, всё-таки выживали, то они становились невосприимчивыми к ней(иммунными) и никогда не заболевали вторично. Кстати, относительно некоторых болезней человека, например скарлатины, ветряной оспы, дифтерии и натуральной оспы, врачам уже давно было известно, что те, кому удавалось перенести подобную болезнь, никогда не заболевали ею повторно. Пастер продемонстрировал эффективность прививок против сибирской язвы. В последующие годы такие же впечатляющие успехи были достигнуты Пастером в борьбе с бешенством и куриной чумой. Пастеру не удалось обнаружить с помощью микроскопа возбудителей этих двух заболеваний. Теперь известно, что их вызывают вирусы, мир которых открыл Д. И. Ивановский.

Сегодня для нас профилактические прививки против заразных болезней, например кори, туберкулёза и полиомиелита, есть нечто само собой разумеющееся. Когда в организм через органы дыхания или пищеварения или повреждённую кожу проникают возбудители заболеваний, то они подвергаются атаке со стороны различных систем защиты. У человека это прежде всего «клетки-пожиратели»- фагоциты, находящиеся в лимфатических узлах и кровеносных сосудах, которые «заглатывают» и обезвреживают чужеродные для организма вещества и клетки, в том числе и бактерии. Явление фагоцитоза открыто в 1883г. И. И. Мечниковым. Изучая фагоцитов, он видел, как попавшие в организм микробы захватывались белыми тельцами крови – лейкоцитами, этими активными фагоцитами, и уничтожались. Обволакивая и захватывая микробов, лейкоциты также переваривали их внутри своей клетки. На этом И. И. Мечников построил свою знаменитую теорию фагоцитоза и по-своему объяснил защиту организма от болезнетворных бактерий. В микробиологии новый этап – иммунологический. История открытия фагоцитоза – это не только история становления и развития научной доктрины, имеющей поистине общебиологическое значение. Это отражение титанической борьбы Мечникова за свои научные взгляды, за признание новых идей. Но наш организм вырабатывает и защитные вещества, так называемые антитела, которые связываются с микробами, способствуют их слипанию в комочки, вызывают их распад либо нейтрализуют выделяемые ими токсины. Антитела облегчают работу «клеток-пожирателей», так как они отчётливо метят микробов. Против каждого проникающего в организм «врага» кровяные клетки человека вырабатывают особые антитела. Если клетки-пожиратели и антитела выигрывают «битву», то антитела ещё некоторое время циркулируют в крови, а затем постепенно распадаются. Однако те клетки человека, которые вырабатывали антитела, а также потомство этих клеток годами, а иногда на протяжении всей жизни сохраняют «память» о своих врагах. И если только человек вновь поражается, скажем, бактериями туберкулёза, то клетки, продуцирующие антитела, тотчас же распознают своих

7 врагов и прореагируют, не как в первый раз, постепенным образованием антител, а незамедлительной массовой продукцией антител против туберкулёзных бактерий. Последние благодаря этому молниеносно уничтожаются. Это означает, что у человека появляется иммунитет против возбудителя туберкулёза. Степень иммунного состояния организма может оказать решающее влияние на возникновение инфекционного процесса. Иммунитет может быть ослаблен или, наоборот, усилен. На состояние иммунитета огромное влияние оказывают различные условия внешней среды, в которых живёт и работает человек. Условия среды влияют также и на микробов, усиливая или ослабляя их болезнетворные свойства. Благодаря учению об иммунитете стали возможны те практические достижения, которые и сейчас спасают человечество. Особенно бурное развитие получили микробиология и иммунология в 50-60-е годы ХХ века.

Создание новых методов и научной аппаратуры, позволяющих глубже проникать в тайны живой природы, важнейшие открытия в области молекулярной биологии, генетики, биоорганической химии, появление таких новых наук, как генетическая инженерия, биотехнология, информатика начинает молекулярно-генетический период, который характеризуется принципиально важными научными открытиями.

Морфология бактерий

Я никогда ещё не видал такого впечатляющего зрелища, как эта жизнь тысяч крохотных созданий, обитающих в одной-единственной капле воды.

Антонио Ван Левенгук

Бактерии составляют наиболее обширную и весьма разнообразную группу микроорганизмов. Морфологически бактерии различают по форме, величине, взаимному расположению клеток, наличию или отсутствию жгутиков и капсул,, способности клеток к спорообразованию. По форме бактерии делят на три группы: шаровидные, палочковидные и извитые.

Шаровидные бактерии – кокки. Диаметр кокков 0,5-1,2 мкм. Моно- или микрококки. Их клетки делятся в любой плоскости и сразу после деления обособляются, располагаясь одиночно. Диплококки и стрептококки образуются при делении клеток в одной плоскости, у диплококков клетки располагаются попарно, у стрептококков соединены в цепочки. Тетракокки возникают при делении клеток в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, клетки образуют группы по 4 особи. Сарцины формируются при делении клеток в трёх взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом образуются пакеты из 8-16 клеток и более. Стафилококки представлены скоплениями клеток, напоминающими виноградные грозди. Деление клеток происходит в любой плоскости. Помимо правильной шаровидной формы, клетки могут иметь овальную или ланцетовидную форму (пневмококки) или бобовидную форму кофейного зерна (гонококки, менингококки). Шаровидные бактерии,

8 как правило, не имеют жгутиков, неподвижны и спор не образуют. Исключение составляет мочевая сарцина.

Палочковидные бактерии. Это самая многочисленная и разнообразная группа бактерий. Палочковидные бактерии различаются по величине клеток, их расположению, очертанию концов клетки, по наличию или отсутствию жгутиков. Длина клетки палочковидных бактерий колеблется от десятых долей микрометра до 10-15 мкм. Большинство палочковидных бактерий- формы неспорообразующие, они получили название бактерий. Палочковидные бактерии, способные при неблагоприятных условиях формировать споры, принято называть бациллами. Бактерии и бациллы располагаются одиночно, попарно или соединяются в цепочки, в последнем случае их называют соответственно стрептобактерии и стрептобациллы. Среди палочковидных бактерий встречаются как сапрофиты, так и патогенные формы.

Извитые бактерии. В зависимости от формы клетки и количества витков их делят на три типа клеток. Вибрионы представлены короткими палочками в форме запятой. Клетки вибрионов изогнуты на 1/3 – ¼ оборота. Длина составляет 1– 3 мкм. Спириллы. Клетки их изогнуты на 2- 3 оборота и имеют форму латинской буквы. размеры клетки по сравнению с вибрионами значительно крупнее – 15 - 20 мкм. Спирохеты представлены очень длинными клетками штопорообразной формы с большим числом мелких витков. Длина превосходит ширину в 5 – 200 раз. Число витков спирали является важнейшим признаком при определении вида.

Строение бактериальной клетки

Капсулы и слизистые слои – это слизистые или клейкие выделения некоторых бактерий. Капсула представляет собой относительно толстое и компактное образование, а слизистый слой намного рыхлее. В некоторых случаях слизь служит для формирования колоний из отдельных клеток. И капсула и слизистые слои служат дополнительной защитой для клеток, участвуют в водном обмене, предохраняя клетку от высыхания.

Клетка бактерий одета плотной оболочкой. Поверхностный слой, расположенный снаружи от цитоплазматической мембраны, называют клеточной стенкой. Стенка выполняет защитную и опорную функцию, а также придаёт клетке постоянную, характерную для неё форму (например, форму палочки или кокка) и представляет собой наружный скелет клетки. Клеточная стенка составляет от 10 до 50% сухой массы бактерий. Количество материала, из которого построена клеточная стенка, изменяется в течение роста бактерий и обычно увеличивается с возрастом. Основным веществом стенок является муреин. Клеточные стенки бывают двух основных типов. Первый тип имеет один толстый слой. Бактерии с таким типом клетки называются грам- положительными, потому что они окрашиваются в ярко- фиолетовый цвет при помощи красителя Грама. Грам- отрицательные бактерии имеют более тонкие стенки с дополнительным слоем протеинов и липидов снаружи. Этот тип клеток не окрашивается фиолетовым. Такая разница в свойствах находит применение в медицине. Защитные клетки организма распознают бактерий

9 именно по их стенкам. Мембрана окружает цитоплазму и представляет собой барьер, благодаря которому контролирует поступление внутрь неё и выведение из неё различных веществ. У некоторых бактерий плазматическая мембрана впячивается внутрь клетки и образует мезосомы и(или) фотосинтетические мембраны. Мезосомы – складчатые мембранные структуры, на поверхности которых находятся ферменты, участвующие в процессе дыхания. У фотосинтезирующих бактерий в мешковидных, трубчатых или пластинчатых впячиваниях мембраны находятся фотосинтетические пигменты ( в том числе бактериохлорофилл).

Многие бактерии подвижны, и эта подвижность обусловлена наличием у них одного или нескольких жгутиков- тончайших нитевидных выростов. Подвижные бактерии могут передвигаться в ответ на определённые раздражители.

На клеточной стенке некоторых грамотрицательных бактерий видны тонкие выросты – пили, или фимбрии. Они короче и тоньше жгутиков и служат для прикрепления клеток друг к другу или к поверхности, придавая специфическую липкость некоторым штаммам. Пили бывают разного типа. Наиболее интересны

F- пили, связанные с размножением бактерий.

Клетка заполнена цитоплазмой, в которой находится кольцевая молекула ДНК – нуклеоид, в ней содержатся гены, химически закодированные программы, определяющие строение бактерий. В среднем бактерии имеют 3000 генов (для сравнения у человека их 100000). Цитоплазма содержит также запасные питательные вещества (липиды, гликоген) и рибосомы, которые придают цитоплазме зернистый вид и служат для выработки протеина. У многих бактерий она содержит также мельчайшие генетические элементы, именуемые плазмидами.

Споры

В неблагоприятных условиях (при недостатке пищи, влаги, резких изменениях температуры) цитоплазма бактериальной клетки, сжимаясь, отходит от материнской оболочки, округляется и образует внутри нее на своей поверхности новую, более плотную оболочку. Такую бактериальную клетку называют спорой. Споры некоторых бактерий сохраняются очень долго в самых неблагоприятных условиях. Они выдерживают высушивание, жару и мороз, не сразу погибают даже в кипящей воде. Споры легко разносятся ветром, водой и т. д. Их много в воздухе и почве. В благоприятных условиях спора прорастает и становится жизнедеятельной бактерией. Споры бактерий – это приспособление к выживанию в неблагоприятных условиях.

Рост и размножение бактерий

Размеры у бактериальных клеток очень малы. Это способствует быстрому поглощению питательных веществ из окружающей среды. В благоприятных условиях бактерии растут очень быстро. Рост прежде всего зависит от

10 температуры среды, доступности питательных веществ. Аэробам обязательно нужен ещё и кислород, а анаэробам, наоборот, нужно, чтобы его не было.

Достигнув определённых размеров, бактерии переходят к бесполому размножению (бинарному делению), т. е. делиться с образованием двух дочерних клеток. Бактерии – это рекордсмены клеточного деления: в зависимости от условий и бактериального вида требуется от считанных минут до нескольких часов на то, чтобы клетка бактерии произвела перетяжку посередине и разделилась. Для того, чтобы микробы могли быстро размножаться им необходимо достаточное количество пищи и благоприятные условия существования, подобно тем, какие искусственно создаются в биореакторе. В природе же питательные вещества имеются в наличии в ограниченном количестве, да и то не всегда. Невероятную продуктивность бактерий (микробная клетка способна за равное время продуцировать в 100000 раз больше белка, чем животная) используют биотехнологи. Сегодня методами генной инженерии микроорганизмы можно побудить к тому, чтобы они продуцировали совершенно необычные для них вещества растений, животных или человека.

У бактерий наблюдается и половое размножение, но в самой примитивной форме. У бактерий не образуется гамет и не происходит слияния клеток. Главнейшее событие полового размножения – обмен генетическим материалом – генетическая рекомбинация. У потомства, или рекомбинантов, наблюдается заметное разнообразие признаков, вызванное смешением генов. Такое разнообразие признаков очень важно для эволюции и является главным преимуществом полового размножения. Известны три способа получения рекомбинантов. Это трансформация, коньюгация и трансдукция. При трансформации клетки не контактируют друг с другом. Из одной клетки выходит небольшой фрагмент ДНК, который активно поглощается другой клеткой и включается в состав её ДНК, замещая в ней похожий фрагмент. Коньюгация – это перенос ДНК между клетками , непосредственно контактирующими друг с другом. При трансдукции небольшой фрагмент ДНК переносится в другую бактериофагом. Некоторые вирусы способны встраивать свою ДНК в ДНК бактерий. Половое размножение – довольно редкое событие у бактерий. Но поскольку число бактерий в каждой колонии огромно, половое размножение наблюдается сравнительно часто и имеет значение потому, что именно таким путём передаётся устойчивость к антибиотикам.

Обмен веществ у бактерий

При сравнительно бедных морфологических признаках бактерии отличаются большим разнообразием осуществляемых ими в природе превращений веществ. Бактерии вместе с другими группами микроорганизмов выполняют колоссальную химическую работу. Превращая различные соединения, бактерии получают необходимую для их жизнедеятельности энергию и питательные вещества. Процессы обмена веществ, способы

11 добывания энергии и потребности в материалах для построения веществ своего тела у бактерий чрезвычайно разнообразны.

Одни из бактерий нуждаются в готовых органических веществах– аминокислотах, углеводах, витаминах, - которые должны присутствовать в среде, так как сами не могут их синтезировать. Такие микроорганизмы называются гетеротрофами.

Другие бактерии все потребности в углероде, необходимом для синтеза органических веществ тела, удовлетворяют исключительно за счёт углекислого газа. Они называются автотрофами.

Каждый организм для поддержания жизни и осуществления процессов, совокупность которых составляет обмен веществ, нуждается в постоянном и непрерывном притоке энергии.

Гетеротрофные микроорганизмы получают энергию при окислении органических веществ кислородом или при сбраживании (без участия кислорода). Типы окислительных процессов в мире бактерий исключительно разнообразны. Если бы в природе существовало какое-либо органическое вещество, которое не могло бы быть окислено каким-либо микробом, то оно неизбежно накапливалось бы на поверхности Земли, а этого не происходит. Только в недрах, изолированных от кислорода, могут сохраняться органические вещества – нефть, природный газ. Против микробного окисления не могут устоять даже искусственно полученные синтетические вещества, отсутствующие в природе. Но не каждый вид бактерий может разлагать все органические вещества. Есть формы, приспособленные к использованию лишь небольшого числа веществ, есть и более универсальные.

Более того, бактерии способны окислять не только органические, но и неорганические соединения. Окисление бактериями неорганических веществ - серы, аммиака, нитратов, соединений железа, водорода, в процессе которого происходит синтез органических веществ из углекислоты, называется хемосинтезом, а бактерии, осуществляющие этот процесс, - хемосинтетиками. Среди хемогетеротрофных бактерий можно выделить три группы: сапрофиты, симбионты и паразиты.

Сапрофиты – это организмы, которые извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающегося органического материала. Сапрофиты секретируют ферменты в органическое вещество, так что переваривание происходит вне организма. Образующиеся при этом растворимые продукты всасываются и усваиваются уже внутри тела сапрофита. Сапрофитные бактерии составляют группу редуцентов. Они необходимы для разложения веществ и круговорота элементов в природе. Но они могут разрушать и другие вещества, в том числе нужные человеку, например портить пищевые продукты.

Симбиозом называют любую форму тесной взаимовыгодной связи между живыми организмами. Такие организмы являются симбионтами. Примерами могут служить ризобии – бактерии-симбионты, способные фиксировать азот и живущие в корневых клубеньках бобовых растений, например, люпина. Или кишечная палочка, обитающая в кишечнике и, по-видимому, поставляющая человеку витамины группы В и К.

Паразит – это организм, живущий внутри другого организма (хозяина) или на нём. Организм – хозяин обеспечивает паразита пищей и убежищем. Хозяином может быть любой организм, причём паразит, как правило, наносит вред своему хозяину. Паразитов, вызывающих различные заболевания, называют патогенами. Одни паразиты могут жить и расти только в живых клетках и поэтому называются облигатными паразитами. Другие заражают хозяина, вызывают его гибель и затем питаются сапрофитно его остатками; такие паразиты называются факультативными. Все паразиты нуждаются в «дополнительных ростовых веществах», которые они не могут сами синтезировать и находят их только в других живых клетках.

Значение бактерий

Бактерии имеют большое значение для человека: во-первых, потому, что они играют важную роль в биосфере, и, во-вторых, потому, что их можно преднамеренно использовать в нужных целях и разными способами.

Бактерии играют важную роль в плодородии почвы. Благодаря им происходит образование гумуса из лесной подстилки и лежащих на ней гниющих растительных и животных остатков. Гумус – это слой разложившегося органического вещества, который не только содержит питательные вещества, но и обладает важными физическими и химическими свойствами, такими, например, как способность удерживать воду.

Бактерии принимают участие в круговороте азота. Азот – необходимый элемент аминокислот и белков. Он может стать доступным для живых организмов только в связанной форме, т. е. в результате азотофиксации. Азот очень важен для плодородия почвы. В круговороте азота участвуют азотофиксирующие бактерии, как свободно живущие сапрофиты, например азотобактер, так и симбионты, например ризобии.

В очистных сооружениях бактерии играют почти такую же роль, как и в почве. И в том и в другом случае они расщепляют органические вещества, превращая их в безвредные растворимые неорганические соединения. Потребляя кислород в процессе дыхания, они с его помощью разлагают содержащиеся в сточных водах сахара, жиры и белки до углекислого газа и воды и на этой основе растут и строят свои новые клетки. Очистные установки предоставляют им наилучшие условия для развития. Это гигантские «биофабрики», и их «биопродуктом» является чистая вода. При очистке сточных вод прежде всего из них удаляются макрозагрязнения: бумага, куски дерева, обрывки материи. Тяжёлые частицы песка осаждаются в пескоуловителе. Лишь после этого более лёгкие взвешенные частицы концентрируются на дне отстойника в илоуловителе. Далее сточные воды поступают в аэротенк – аэрируемый резервуар. В аэротенке бактерии и другие организмы образуют с веществами сточных вод большие хлопья («активный ил») , которые не распадаются благодаря слизи, выделяемой бактериями. Сточные воды должны постоянно перемешиваться и обогащаться кислородом. Микробы хлопьев поглощают вещества сточных вод, разлагают их в процессе дыхания и при этом размножаются. Часть микробных хлопьев осаждается

13 затем во вторичных отстойниках в виде ила. Меньшую часть возвращают в аэротенк для того, чтобы иметь достаточное количество микробов для окисления вновь поступающих сточных вод. Весь осадок, собранный из отстойников, разлагается до образования «биогаза» (метана). Этот газ может быть использован для получения тепла. Остаточный ил высушивают и, если он не загрязнён тяжёлыми металлами, применяют в качестве удобрения.

Млекопитающие и другие животные не могут переваривать целлюлозу, так как у них нет фермента целлюлазы. Основную же массу пищи, поедаемой травоядными животными, составляет клетчатка. Однако у них в кишечнике живут симбиотические бактерии, переваривающие клетчатку. Косвенным образом эти бактерии служат и человеку, поскольку он использует мясо домашних животных в пищу. В кишечнике живут многие бактерии, при этом некоторые из них, например кишечная палочка, синтезирует витамины группы В и витамин К. некоторые бактерии, живущие на коже человека, предохраняют его от заражения патогенными организмами.

Многие полезные продукты питания получаются в результате брожения и человек использует их уже несколько тысяч лет. Продукты брожения становятся всё более важными как новый источник пищи и топлива. При производстве сыра молочный сахар лактоза сбраживается до молочной кислоты, а кислота заставляет свёртываться белок молока казеин. Твёрдые сгустки, состоящие из белка и жиров, отделяют от жидкой сыворотки и затем инокулируют бактерии. Для получения разных сортов сыра используют разные микроорганизмы. Молочнокислые стрептококки сквашивают сливки и придают сливочному маслу характерный вкус и аромат. Молочнокислые бактерии применяют также для квашения капусты , приготовления различных солений и маринадов, для получения силоса.

С 30-х годов ХХ столетия многие исследователи начали заниматься выделением из бактерий и грибов природных веществ, обладающих антибиотическими свойствами, т. е. способных либо подавлять рост, либо совсем убивать других микробов. Антибиотики находят применение в медицине , ветеринарии, сельском хозяйстве, промышленности и чисто научных исследованиях. Самый богатый источник антибиотиков – организмы, живущие в почве. В почвенных микроэкосистемах чрезвычайно развита конкуренция между отдельными обитателями , а антибиотики входят в тот природный «арсенал», который нужен для захвата экологической ниши. Образцы почв из всех районов мира постоянно анализируют в поисках новых сильнодействующих антибиотиков. Одним из самых эффективных антибиотиков оказался стрептомицин.

Бактерии синтезируют белок, усваивая компоненты нефти, побочные продукты сельского хозяйства или промышленности. Бактериальный белок можно использовать на корм скоту вместо зерна.

Бактерий можно использовать для создания новых способов получения многих важных для промышленности веществ, в том числе спиртов, органических кислот, сахаров и полимеров.

Работы на микроорганизмах позволили переносить гены, кодирующие синтез важных для человека белков, например инсулина и интерферона, в клетки бактерий и началось промышленное получение этих веществ.

Определённые виды бактерий заражают и вызывают гибель гусениц некоторых бабочек и личинок родственных им насекомых. На других животных и растения такие бактерии не действуют. А это значит , что в нашем распоряжении имеется идеальное средство для борьбы со многими серьёзными вредителями растений. Препараты таких бактерий используют для опыления посевов как биологический контроль.

Бактерии могут быть вредны для человека в двух случаях. Во-первых, если не принять особых мер, сапрофитные бактерии портят пищевые продукты. Во-вторых, бактерии могут быть возбудителями болезней: туберкулёза, дифтерии, столбняка, холеры, тифа, сальмонеллёза и др.