То, что нас окружают микробы, открыл голландский ученый Левенгук. Позже Пастер сумел установить связь между ними и многими болезнями. Микробы появились на Земле одними из первых и смогли превосходно дожить до наших дней, заселив практически каждый уголок Земного шара. Они встречаются в горячих жерлах вулканов и в вечной мерзлоте, в безводных пустынях и в водах мирового океана. Более того, они отлично устроились в других живых организмах и процветают там, порой доводя своего хозяина до смерти.
Как открыли микробов?
Антоний Левенгук придумал микроскоп и с его помощью любил разглядывать то, что невозможно увидеть невооруженным взглядом. Шел 1676 год. Как-то изобретатель решил выяснить, почему настойка перца жжет язык, взглянул на ее раствор в микроскоп и был шокирован. В капле вещества, словно в каком-то фантастическом мире, кружились, скользили, толкались или лежали неподвижно сотни палочек, шариков, спиралек, крючочков. Именно так выглядят микробы под начал рассматривать в микроскоп все, что попадалось под руку, и везде обнаруживал сотни неведомых прежде существ, названных им анималькулями. Ученый соскреб со своих зубов налет и тоже глянул на него с помощью прибора. Как он позже писал, в анималькулей было больше, чем жителей во всем Королевстве. Эти нехитрые исследования положили начало целой науке, называющейся микробиологией (фото грибка на хлебе).
Микробы - это кто или что?
Микробами называется огромная группа простейших микроорганизмов, объединяющая в своих рядах существ безъядерных (бактерии, археи), и имеющих ядро (грибки). На Земле их бессчетное количество. Одних бактерий существует около миллиона видов. По ряду признаков их относят к Многим интересно, как выглядят микробы под микроскопом. Их внешний вид достаточно многообразен. Размеры микробов колеблются от 0,3 до 750 микрометров (1 мкм равен тысячной доле миллиметра). По форме они бывают круглыми, как шар (кокки), палочкообразными (бациллы и другие), закрученными в спиральки (спириллы, вибрионы), похожими на кубики, звездочки и бублички. Многие микробы имеют жгутики и ворсинки для более успешного передвижения. Большинство из них одноклеточные, но есть и многоклеточные, например, грибки и бактерия сине-зеленой водоросли (фото бактерии плесени).
Условия существования и среда обитания
Большинство известных на сегодня микробов существует в средах с умеренно теплой температурой. 40 градусов и выше они выдерживают не более часа, а при кипячении погибают мгновенно. Также для них губительны радиация и прямые солнечные лучи. Однако есть среди них экстремалы, выдерживающие даже + 400 градусов Цельсия! А бактерия флавобактин живет в стратосфере, не боясь ни холода, ни космического излучения.
Все бактерии дышат. Только одним для этого нужен кислород, а другим - углекислый газ, аммиак, водород и другие элементы. Единственное, что нужно всем микробам - жидкость. Если нет воды, им подойдет даже слизь. Таковы микроорганизмы, живущие в теле животных и человека. Подсчитано, что в каждом из нас примерно 2 кг микробов. Они есть в желудке, кишечнике, легких, на коже, во рту. Очень многочисленны микробы под ногтями (под микроскопом это прекрасно видно). В течение дня мы беремся руками за множество предметов, поселяя микробы, находящиеся на них, на свои руки. Обычное мыло большинство микробов уничтожает, но под ногтями, особенно длинными, они задерживаются и успешно размножаются (фото бактерий на коже).
Питание
Микробы, подобно людям, питаются белками, углеводами, минеральными добавками, жирами. Многие из них «любят» витамины.
Если взглянуть на микробы под микроскопом с хорошим увеличением, можно рассмотреть их строение. У них есть нуклеоид, хранящий ДНК, рибосомы, синтезирующие из аминокислот белки, и специальная мембрана. Через нее микробы впитывают пищу. Есть микробы аутотрофные, усваивающие необходимые им вещества из неорганических соединений. Есть гетеротрофные, которые могут питаться только готовыми органическими веществами. Это всем известные дрожжи, плесень, гнилостные бактерии. Пищевые продукты человека для них самая желанная среда. Есть микробы паратрофные, существующие только за счет органики других живых существ. К ним относятся все Основная часть микробов, за исключением галофилов, не может существовать в среде с высокой концентрацией соли. Эта особенность используется при засолке продуктов питания (фото бактерии гонореи).
Размножение
Невероятно, но у некоторых типов микробов существует половой процесс, хотя и в самом примитивном виде. Он заключается в передаче наследственных генов от родительских клеток потомству. Происходит это путем контакта «родителей», либо поглощения одного другим. В результате микробы-«детки» наследуют признаки обоих родителей. Но большинство микробов и бактерий размножаются делением с помощью поперечной перетяжки или почкованием. Наблюдая микробы под микроскопом, можно заметить, как у некоторых из них на одном конце появляется небольшой отросток (почка). Он быстро увеличивается, затем отделяется от материнского организма и начинает самостоятельную жизнь. Микроб-«мама» таким способом может произвести на свет до 4 отпрысков, потом умирает (фото геликобактер пилори, вызывает язвы ЖКТ, рак).
Чем микробы отличаются от вирусов?
Микробы-друзья
Поразительно, но только десятая часть триллионов наших клеток - собственно человеческие. Остальные принадлежат бактериям и микробам. Данное фото микробов под микроскопом представляет бифидобактерий. Они помогают нам переваривать пищу, защищают от патогенных микробов, вырабатывают аминокислоты. Наши желудочно-кишечные бактерии приносят огромную пользу. Однако только до тех пор пока их количество строго сбалансировано. Как только каких-либо бактерий становится больше, чем надо, у человека появляются различные заболевания, от дисбактериоза до язвы желудка.
К полезным относятся и кисломолочные бактерии, «изготавливающие» для нас кефир, сыры, йогурт. Используются бактерии и при производстве вина, дрожжей, экологических гербицидов, удобрений и многого другого.
Наши злейшие враги
Помимо «хороших» микробов, есть огромная армия «плохих» - патогенных. К ним относятся бактерии дифтерии, сифилиса, туберкулеза, рака и пр. «Плохих» микробов вокруг нас триллионы. Они везде, но особенно много их в местах общего пользования - на ручках в общественном транспорте, на деньгах, в общественных туалетах. Микробы на руках под микроскопом, если взглянуть на них после возвращения из магазина, просто кишат. Поэтому руки нужно мыть часто, но без фанатизма. Использовать антибактериальные средства нежелательно, так как это приводит к сухости кожи и ослабляет иммунитет.
Callosobruchus maculatus , четырехпятнистая зерновка. Заморский вредитель, иногда экспортируемый к нам вместе с бобами и фасолью. Знаменитый секс-садист: головка пениса самца снабжена шипами, которые раздирают стенки половых органов самки.
Если дама занимается сексом больше, чем с одним самцом, то она умирает. Налицо драма шекспировского масштаба.
Глист Taenia taeniformis питается кошками, которые заражаются им, охотясь на мышей, не прошедших санитарный контроль. Размер рекордного экземпляра был 25 на 6 см. Голова глиста (или то, что с натяжкой можно таковой счесть) снабжена присоской, при помощи которой червяк укрепляется в кишечнике жертвы и питается соками полупереваренной пищи. Так как своей системы пищеварения у него нет, еду он впитывает прямо через кожу. Может передаваться и человеку - еще один повод нежно относиться к кошкам.
Этот одноклеточный организм - - периодически присутствует при том, как ты занимаешься сексом. Сам в это время внедряется в мочеполовые пути. У мужчин трихомоноз часто протекает бессимптомно, у женщин выдает себя воспалением и специфическим запахом.
Постельные клопы Cimex lectularius могут раздуваться в несколько раз, насосавшись крови. Рекордный зафиксированный экземпляр достигал гигантских размеров 10 на 7 см. Это при том, что длина обычного клопа не более 5 мм.
У Ixodes - иксодовых клещей - лишь самки переносят болезни. Самцы вообще не кусаются, кровь не пьют - у них другие заботы. Например, оплодотворить вот такую самку (на фото она - оранжевая, он - зеленый). Самец приникает к завтракающей даме и сбрасывает капсулу со спермой на ее тело, после чего головой и ногами утрамбовывает капсулу в половые органы красавицы.
Лобковая вошь - Phthirus pubis - строго следит за режимом своего питания и обедает пять раз в день. Так как на теле одного больного обычно размещается несколько сотен вшей, и все обедают в разное время, то чесаться не перестаешь в принципе. Пока не купишь серую ртутную мазь.
Hirudo medicinalis , она же медицинская пиявка, умеет делать четкие треугольные надрезы, прекрасно анестезирует (выделяет в рану вещество, чтобы жертва спокойно купалась дальше и ничего не заподозрила) и впрыскивает в тело антикоагулянты (чтобы кровь не сворачивалась, а легко текла в широко открытый рот. Вот этот, который на фотографии).
Пылевые клещи - Sarcoptes - миллионами живут в матрасах, коврах и мебели. Ничего плохого не делают, бродят по местности и подбирают облетевшие с тебя кусочки кожи (тебе, кстати, совершенно не нужные). Но вызывают аллергию, выражающуюся в спазмах дыхательных путей, - в связи с чем опасны для легочников и прочих астматиков. Клещи плохо переносят высокогорье, поэтому туберкулезные санатории так часто строят в горах.
Невидимые, но вездесущие. Простые, но способные принимать самые разные формы. Микроскопические, но иногда смертельные.
Микробы — самые настоящие невидимые хозяева Земли..
Слово «микробы» означает микро и bíos - жизнь. Микробы — это не научное определение под которое попадают все микроорганизмы (бактерии, одноклеточные, микрогрибки и т.п.) кроме вирусов, так как вирусы не жизнеспособны без живой клетки. Самые первые микробы возникли 3,5 млрд. лет назад, и в следующие 3 млрд. лет были единственными живыми существами на Земле.
В настоящее время, при всём многообразии высокоразвитой жизни, они продолжают доминировать. Хотя это и не очевидно, но вдумайтесь в цифры..
Общее количество микробов на коже и в теле человека в 10 раз больше, чем всего клеток тела человека. Микробов на немытых руках может быть несколько миллионов штук на 1 кв.см. Если выловить всю живность в морях и океанах, то 90% этой массы составят микробы. В почве содержится около 2 тонн бактерий на 1 гектар.
Любопытные факты о микробах.
- Ареал обитания бактерий очень широк. Их колонии обнаружены в сверхглубоких шахтах на глубине более 6 км., в атмосферу их «заносит» на высоту около 8 км. Предполагается, что они живут так же глубоко под морским дном.
- Для их размножения оптимальна температура от +10 до +55 °C, но некоторые их виды выживают при морозе -100°C, а другие размножаются при +110 и какое-то время могут «продержаться» при +140°C.
- В каждом взрослом человеке живёт около 2 кг. бактерий (!).
- При рождении в организме ребёнка практически нет бактерий, но они заселяются в него сразу же, прямо в момент рождения. Затем, при кормлении ребёнка молоком, в его кишечник попадает много микрофлоры, которая помогает пищеварению, поэтому грудное кормление полезней для новорождённых, чем искусственное.
- Из-за очень большой скорости обмена веществ бактерии могут размножаться с удивительной скоростью. При благоприятных условиях одна единственная кишечная палочка, например, могла бы дать потомство общим объёмом с пирамиду высотой около километра. А если дать полную свободу в размножении холерному вибриону, то за двое суток масса его потомства в несколько тысяч раз (!!!) превысила бы массу Земли.
- Микробы могут создавать самоорганизующиеся колонии, где одни и те же бактерии могут выполнять разные функции в зависимости от своего места. Такие колонии очень устойчивы и могут легко восстанавливаться при повреждениях. Скорее всего на заре эволюции жизни благодаря таким колониям произошёл переход от одноклеточной к многоклеточной жизни. То есть, фактически мы с вами представляем собой высокоразвитые колонии микроорганизмов, со сложным разделением функций её членов, где бактерии превратились в клетки единого организма.
Микробы на руках под микроскопом
Согласно последним исследованиям каждый из нас носит на руках свой персональный набор микроорганизмов, немного отличный от других. Этого «немного» достаточно, чтобы с помощью специальной экспертизы идентифицировать личность.
Микробы на коже. Фото в электронный микроскоп. Для справки — фотографии в электронный микроскоп в исходнике получаются чёрно-белые, затем их «раскрашивают» на компьютере.
Каждый раз, когда мы берём в руку стакан, или набираем текст на клавиатуре мы оставляем на этом предмете след из своего «персонального» набора микроорганизмов. Учёные из Университета штата Колорадо (США) во время показательного эксперимента смогли идентифицировать 9 разных человек по наборам бактерий на их компьютерных мышках, естественно, предварительно сделав соответствующий анализ кожи их рук.
Это открытие может быть полезно в криминалистике. То есть, в будущем полиция сможет определить преступника даже по размазанным отпечаткам пальцев или незначительным следам прикосновений кожи к предметам.
Подборка фотографий бактерий, сделанных в электронный микроскоп.
Нажав на изображение, можно просмотреть его в лучшем качестве.
Бактерии на языке человека.
Кишечная палочка, которая вызвала эпидемию в 2011 году в Европе. По официальным данным заразилось тогда 2200 человек, умерло — 22.
Бактерия Neisseria meningitidis.
Опасный возбудитель пищевых отравлений — Сальмонелла. Долгое время может выжить вне живых организмов. Даже в комнатной пыли продержится до 90 дней, в ожидании момента, когда вы дотронетесь до неё и забудете вымыть руки перед едой.
А это — тот самый, ужасный и опасный зверь, вирус СПИДа.
Одноклеточный микроорганизм Cosmarium на фоне листика водоросли Sphagnum (увеличение 100х). Это фото в 2012 году заняло 6-е место на конкурсе микрофоторгафии «Small World Photomicrography Competition», который ежегодно проводит компания Nikon.
Ресничное одноклеточное Sonderia, которое питается более мелкими сине-зелёными водорослями, или цианобактериями. Увеличение 400х, 13-е мето на конкурсе «Photomicrography Competition 2012».
Коралловый песок под микроскопом. Среди частиц вулканических пород здесь видно огромное многообразие мелких организмов, фрагменты раковин и кораллов. Увеличение — 100х, 18-е место на конкурсе «Photomicrography Competition 2012».
Ещё Small World, от компании Nikon.
До встречи в следующем посте!
Щетинки зубной щетки.
Зубной налет.
Наконечник бормашины.
Можно предположить, что на этих фотографиях изображены редкие растения или экзотические пейзажи – на самом деле вы видите фото зубного налета и микроорганизмов, живущих в области десен или на вашей зубной щетке, а также кариозные поражения, вызываемые этими бактериями. Изображения были получены при помощи микроскопа, использующего для визуализации направленный поток электронов. Чтобы сделать детали более наглядными, изображения были обработаны при помощи компьютерной графики.
Зубной налет под микроскопом (увеличение в 400 раз, фотоснимок на 10-сантиметровой пленке). Представляет собой скопление бактерий в виде пленки, пытающихся колонизировать поверхность зуба.
Тот же зубной налет при увеличении в 10 тысяч раз.
Фотография молочного зуба (резец). Большая часть зуба состоит из дентина – вещества, обволакивающего полость, в которой расположена мягкая соединительная ткань, кровеносные сосуды и нервы. Коронка зуба покрыта эмалью (на фото – белая область над дентином). Это более крепкое, минерализованное вещество, защищающее дентин от воздействия кислот в ротовой полости. Корень здорового зуба не соприкасается с кислотами во рту, в этой части дентин защищает цементное вещество (на фото - розовый). Оно служит для сцепления периодонтальных связок с поверхностью зуба, надежно фиксируя его положения.
На фото показан срез зуба. Синим обозначен эмалеобразующий слой клетки, желтым – поверхность зуба, красным – дентин. Истощение эмали или цементного вещества обнажает дентин (пористое вещество с микроскопическими каналами, называемыми дентинными канальцами, соединяющими пульпу), что вызывает повышенную чувствительность зубов.
Желтым обозначен слой бактерий, формирующих зубной налет на поверхности зуба. В процессе пищеварительной работы бактериями выделяется кислота, из-за которой начинается деминерализация зуба. В результате развивается кариес, требующий лечения и установки пломбы, в противном случае – кариозное поражение может привести к удалению зуба.
Резец с кариозной полостью или деминерализация зуба, вызванная деятельностью бактерий. В данном случае кариес образовался на боковой поверхности (между двух зубов). Также на фото виден пришеечный кариес (между коронкой и корнем зуба – обозначен желтым), появившийся из-за неправильного или недостаточного использования зубной нити.
Желтым обозначено скопление бактерий на деснах.
Поверхность зуба (желтый) с колонией сферических бактерий (голубой) и красные кровяные тельца (красный).
Щетинки зубной щетки.
Щетинки использованной зубной щетки, покрытые налетом. После чистки необходимо тщательно промыть щетку и удалить с нее остатки зубной пасты или частички зубного налета, затем высушить ее в вертикальном положении.
Зубной налет на щетинках использованной зубной щетки при увеличении в 750 раз.
Специальные межзубные щетки с маленькой головкой, покрытой щетинками, предназначенные для очистки зубов в труднодоступных зонах.
Детальное изображение использованной межзубной щетки, покрытой налетом.
Коронка молочного зуба. Корень зуба расслоился в результате временной резорбции зуба, вызванной давлением растущего коренного зуба.
Колония бактерий, образующих зубной налет при 1000-кратном увеличении.
Зубной налет.
Зубной налет при увеличении в 8 тысяч раз.
Насадка бормашины, предназначенная для удаления мягких тканей и бактерий из кариозной полости.
Наконечник бормашины.
Кристаллы фосфата кальция, содержащиеся в стоматологических растворах для реминерализации зубов.
Штифт (используется для укрепления пломбы, при обширных кариозных поражениях или отсутствии части зуба).
Познакомьтесь с бактериями, которые составляют 90 процентов живых клеток в организме. Человеческое тела является домом для триллионов форм жизни, начиная от стержневых кишечных палочек E.coli, которые используют свои три хвоста, чтобы энергично передвигаться в нас внутри, и заканчивая бактериями сальмонеллы, которые становятся причиной пищевого отравления, но могут счастливо жить на нашей коже, не оказывая на нас никакого влияния.
Ресничные палочковидные бактерии.
Компьютерное изображение бактерий (синих и зеленых) на коже человека.
Многие виды бактерий находятся на коже человека, особенно связанные с выделениями потовых желез и волосяных фолликулов. Как правило, они не вызывают проблем, хотя некоторые из них могут вызвать акне. Бактерии обычно могут стать проблемой, только если они проникают под кожу, например, через рану или порез.
Компьютерное изображение бактерий Helicobacter Pylori в желудке, связанных с возникновением язвы желудка и рака.
Существует от 500 до 1000 различных видов бактерий в каждом человеческом теле. Они размножаются, достигая количества в 100 триллионов клеток – примерно в десять раз больше, чем человеческие клетки, которые составляют один организм.
Компьютерное изображение цепей бактерий пневмонии Streptococcus pneumoniae. Это грамположительные бактерии овальной формы, которые являются одной из причин пневмонии. Также они могут вызвать опасные инфекционные заболевания легких.
Преподаватель технологического института Корка, д-р Рой Слитор, рассказывает: «Только кишечник человека содержит почти четыре с половиной фунтов бактерий Мы, в сущности, только на десять процентов люди – остальное составляют разные микробы.»
Компьютерное изображение бактерий кишечной палочки внутри кишечника. Они могут вызывать бактериальную диарею.
Тот факт, что мы состоим преимущественно из разных бактерий, может вызвать тревогу, но д-р Слитордал понять, что бактерии действуют нам на благо – и без них мы бы не выжили. «Это бактериально-человеческое взаимодействие по большей части является симбиотическим. В обмен на продовольствие и питание, бактерии помогают нам с пищеварением, образованием витаминов и способствуют укреплению нашей иммунной системы Кроме того, они защищают нас от патогенных инфекций – так называемых «плохих бактерий», рассказывает он.
Концептуальное изображение нескольких бактерии кокки на поверхности клетки.
Ресничная палочковидная бактерия. Типичные палочковидные бактерии включают кишечную палочку и сальмонеллы.
Плавающие бактерии.
Полученное с помощью электронного микроскопа изображение Helicobacter Pylori.
Типичные палочковидные бактерии кишечной палочки и бактерии сальмонеллы, Эти бактерии имеют жгутики (волосоподобные структуры) на одном конце, которые позволяют им двигаться.