Les bactéries mot est le pluriel de bactérie. Grammaticalement le titre devrait simplement dire «Qu'est-ce qu'une bactérie?" L'utilisation incorrecte a été inclus dans le titre de rappeler aux lecteurs que c'est à tort - et nous espérons aider à corriger une erreur de plus en plus courant dans la langue anglaise. Les bactéries sont de minuscules êtres vivants (microorganismes) - ils ne sont ni les plantes, ni les animaux - qu'ils appartiennent à un groupe par eux-mêmes. Les bactéries sont de minuscules micro-organismes monocellulaires, habituellement quelques micromètres de longueur qui existent normalement ensemble dans des millions.
Un gramme de sol contient généralement environ 40 millions de cellules bactériennes. Un millilitre d'eau douce contient habituellement environ un million de cellules bactériennes.
La planète Terre est estimé à détenir au moins 5 bactéries Nonillion. Les scientifiques disent qu'une grande partie de la biomasse terrestre est constituée de bactéries.
5 nonillion = 5,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 (ou 5x1030)
(Nonillion = 30 zéros aux Etats-Unis. Français En Colombie-anglais, il est égal à 54 zéros. Ce texte utilise le sens américain)
Les bactéries sont offerts en trois formes principales:
*Sphérique (comme une balle)
Ce sont généralement les plus simples. Les bactéries en forme de ce qu'on appelle cocci (coccus au singulier).
*en forme de tige
Ils sont connus comme les bacilles (bacillus singulier).
Certaines des bactéries en forme de bâtonnets sont incurvés; ils sont connus comme vibrion.
*spirale
Ceux-ci sont connus comme spirilles (spirillus singulier).
Si leur bobine est très serré, ils sont connus comme des spirochètes.
Il y a beaucoup de variations au sein de chaque groupe de formes.
On trouve des bactéries partout
Les bactéries peuvent être trouvés dans:
Sol
Déchets radioactifs
Eau
Plantes
Animaux
Au fond de la croûte terrestre
La matière organique
Glaces de l'Arctique
Glaciers
Sources d'eau chaude
La stratosphère (entre 6 à 30 miles dans l'atmosphère)
Profondeurs de l'océan - ils ont été trouvés au fond de l'océan canyons et des tranchées de plus de 32.800 pieds (10.000 mètres) de profondeur. Ils vivent dans l'obscurité totale par des évents thermiques à la pression incroyable. Ils fabriquent leur propre nourriture en oxydant le soufre qui suinte du plus profond de la terre.
Les scientifiques qui se spécialisent dans les bactéries - bactériologistes - dire les bactéries se trouvent absolument partout, sauf pour les lieux que les humains ont stérilisés. Même les endroits les plus improbables où les températures peuvent être extrêmes, ou lorsqu'il peut y avoir une forte concentration de produits chimiques toxiques des bactéries - celles-ci sont connus comme des extrêmophiles (un extrêmophile est un organisme adapté à la vie dans des conditions extrêmes de température, de pression, et / ou concentrations de produits chimiques) - ces bactéries peuvent survivre là où aucun autre organisme peut.
Les cellules de bactéries
Une cellule bactérienne diffère quelque peu de la cellule d'une plante ou d'un animal. Les cellules bactériennes sont pas de noyau et autres organites (sous-unités dans une cellule ayant une fonction spécifique) liés par une membrane, à l'exception des ribosomes. Les bactéries ont pili, les flagelles, et une capsule de cellules (la plupart d'entre eux), à la différence des cellules animales ou végétales. Un organisme sans noyau est appelé un procaryote.
Une cellule bactérienne comprend:
Basale du corps - ce ancres de la base du flagelle, lui permettant de tourner.
Capsule - une couche sur le côté extérieur de la paroi cellulaire. Certaines bactéries n'ont pas de capsule.
La paroi cellulaire - une couche mince (membrane) à l'extérieur de la membrane plasmique, et à l'intérieur de la capsule.
ADN (acide désoxyribonucléique) - contient toutes les instructions génétiques utilisées dans le développement et le fonctionnement de la bactérie. Il est à l'intérieur du cytoplasme.
Cytoplasme - une substance gélatineuse à l'intérieur de la membrane plasmique. Le matériel génétique et les ribosomes sont à l'intérieur.
Flagelle - ceci est utilisé pour le mouvement; pour propulser la cellule. Certaines cellules bactériennes ont plus d'un.
Pili (singulier: pilus) - ces pics permettre à la cellule à adhérer aux surfaces et transférer du matériel génétique à d'autres cellules. Une étude a révélé que les pili sont impliqués dans l'apparition diarrhée du voyageur.
La membrane plasmique - il produit de l'énergie et transporte des produits chimiques. Les substances peuvent passer à travers la membrane (perméable). Il est situé à l'intérieur de la paroi cellulaire.
Les ribosomes - c'est là que la protéine est faite (synthétisée). Les ribosomes sont des organites petites constitués d'ARN riches en granules.
Les origines et l'évolution de bactéries
Ancêtres des bactéries moderne - unicellulaires micro-organismes - sont apparus sur terre d'environ 4 milliards d'années. Les scientifiques disent qu'ils ont été les premières formes de vie sur Terre. Pour les 3 milliards d'années qui ont suivi toutes les formes de vie sur Terre étaient de taille microscopique, et comprenait deux dominantes: 1. Les bactéries, et 2. Archaea (classés comme les bactéries, mais génétiquement et métaboliquement différente de toutes les autres bactéries connues).
Il ya des fossiles de bactéries. Cependant, en raison de leur forme et de structure (morphologie) ne sont pas distinctif, il est pratiquement impossible de les dater, ce qui rend extrêmement difficile à étudier le processus de l'évolution bactérienne avec un degré de précision. Cependant, avec l'aide de séquences de gènes, il est désormais possible de savoir que les bactéries ont divergé de leur origine archaea / eucaryotes ascendance (eucaryote = appartenant à un eukaryotice, un organisme unicellulaire ou pluricellulaire dont les cellules contiennent une nette liée à la membrane du noyau) .
Archaea sont les bactéries du plus récent ancêtre commun - c'était hyperthermophile plus probable, un organisme qui a prospéré dans des environnements extrêmement chauds, environ 2,5 au 3200000000 ans. Les bactéries ont été également impliqués dans la divergence des archées et les eucaryotes. Eucaryotes est venu d'une bactérie très précoces qui ont eu une association endosymbiotique (quand un organisme vit dans le corps ou des cellules d'un autre organisme) avec les prédécesseurs de cellules eucaryotes, qui ont probablement été liés à l'Archaea. Les biologistes disent que certaines algues probablement originaire des relations endosymbiotiques tard.
En d'autres termes - les bactéries ont été les premiers organismes à apparaître sur terre, environ 4 milliards d'années. Nos plus anciens fossiles connus sont des bactéries comme les organismes.
Une brève histoire de la bactériologie
Certaines personnes ont suggéré des milliers d'années que quelque chose de trop petit pour l'oeil nu de voir peut être la cause de la maladie. Au cours des centaines d'années qui ont suivi diverses théories ont été donnés. Ce n'était pas jusqu'en 1676 que les bactéries ont été correctement identifiés comme des micro-organismes. Voici un bref résumé de quelques-uns des scientifiques les plus célèbres de l'histoire / microbiologistes:
Marcus Terentius Varro (Roman - 116 BC-27 BC) - un auteur prolifique. Il a suggéré que la maladie peut être causée par de minuscules animaux qui flottaient dans l'air. Il est admiré par de nombreux scientifiques aujourd'hui pour son anticipation de la microbiologie (l'étude des micro-organismes et de leurs effets sur d'autres organismes vivants) et de l'épidémiologie (l'étude des causes, la distribution et le contrôle des maladies dans les populations). Il croyait endroits marécageux doit être évitée pendant les travaux de construction, car ils peuvent contenir des insectes trop petits pour l'œil pour voir qui entrait dans le corps par la bouche et les narines et causer des maladies.
Hippocrate (460-377 avant JC c) - un médecin, considéré comme l'un des personnages les plus marquants de l'histoire de la médecine. Il a été le premier médecin à séparer la médecine de la superstition. Il a dit la maladie n'était pas une punition infligée par les dieux, mais plutôt le résultat de facteurs de style de vie, le régime alimentaire et l'environnement. Cependant, les théories d'Hippocrate sur les maladies étant un déséquilibre des quatre humeurs présentes dans le corps humain, causés par les miasmes - vapeurs de légumes pourris ou des organismes, des rivières polluées et les lieux marécageux - étaient légèrement plus large de la marque que nous connaissons aujourd'hui.
Jacobo Forli et Alexandro Benedetti (Italie c siècle, 14-15.) - Ils ont dit qu'il n'était pas possible de tomber malade juste en respirant l'air. Ils ont dit que les particules qui flottent dans l'air peut provoquer une maladie si elles ont été respiré po
Néanmoins, la théorie des miasmes persévéré pendant une longue période, dès le premier siècle jusqu'à environ 1500, quand la théorie des germes commencé à se développer:
Antonie van Leeuwenhoek (Néerlandais 1632-1723) - il artisanaux mono-objectif microscopes lui-même, avec lequel il a vu ce qu'il a appelé animalcules en 1676 (qui sera appelée bactéries 162 années plus tard). Dans une série de lettres adressées à la Royal Society (Angleterre), il a publié ses conclusions. Il est communément connu comme le père de la microbiologie et considéré comme le microbiologiste premier.
Christian Gottfried Ehrenberg (1795-1876 allemand) - l'un des scientifiques les plus célèbres et les plus prolifiques au cours du XIXe siècle, a introduit la bactérie terme en 1838.
Louis Pasteur (français - 1822 - 1895) - un chimiste remarquable qui est devenu célèbre pour de nombreuses percées dans les causes et les moyens de prévention de la maladie. Il a créé le premier vaccin contre la rage. Pasteur montré en 1859 que le processus de fermentation est provoquée par la croissance de micro-organismes, et non la génération spontanée. Lui et Robert Kich, dit que les maladies étaient causées par des germes (La théorie des germes).
Robert Koch (Allemand - 1843-1910) - un médecin brillant / chercheur qui a reçu le prix Nobel en 1905, après avoir prouvé la théorie des germes.
Paul Ehrlich (Allemand - 1854-1915) - un scientifique qui est devenu une autorité mondiale en immunologie. Il a inventé la chimiothérapie terme. Il a développé le premier antibiotique (Salvarsan) et l'a utilisé pour guérir la syphilis. Il a reçu le prix Nobel en 1908 pour ses recherches sur l'immunologie. Il est le pionnier de l'utilisation de colorants pour détecter les bactéries.
Carl Woese (Américain - 1928 -) - actuellement professeur de microbiologie à l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign. Son travail a reconnu que les archées ont évolué le long d'une ligne distincte des bactéries.
Métabolisme - Comment les bactéries se nourrir?
Les bactéries se nourrissent dans une variété de façons.
Les bactéries hétérotrophes (ou juste hétérotrophes) - ceux-ci mangent d'autres organismes.
La plupart d'entre eux sont saprobes, ils absorbent la matière organique morte, comme chair en décomposition. Certaines de ces bactéries parasites tuent leur hôte, tandis que d'autres les aider.
Autototrophic bactéries autotrophes (ou juste) - ceux-ci fabriquent leur propre nourriture.
Cela pourrait se faire par la photosynthèse - ils utilisent la lumière du soleil, C02, et de l'eau pour faire leur nourriture. Les bactéries qui utilisent le soleil pour synthétiser leur nourriture sont appelés photoautotrophes. Il s'agit notamment des cyanobactéries qui a sans doute joué un rôle essentiel dans la création d'une atmosphère d'oxygène de la Terre. Photoautotraphs autres ne produisent pas d'oxygène, tel que heliobacteria, pourpres non sulfureuses bactéries pourpres, des bactéries du soufre vertes, et les bactéries du soufre.
D'autres le font par la chimiosynthèse - ils utilisent C02, de l'eau et des produits chimiques comme l'ammoniac pour synthétiser leur nourriture. On les appelle les fixateurs d'azote. Ils sont généralement dans les racines des légumineuses et des évents sur l'océan. Des exemples de légumineuses sont la luzerne, le trèfle, les pois, les haricots, les lentilles et les arachides. Ces bactéries sont connus comme chimiotrophes. D'autres produits chimiques utilisés pour la nutrition sont l'azote, le soufre, le phosphore, les vitamines, et des éléments métalliques tels que le sodium, le potassium, le calcium, le magnésium, le manganèse, le fer, le zinc et le cobalt.
Quels sont les types d'environnements les bactéries habitent?
Aérobies (bactéries aérobies) - ceux-ci peuvent se développer qu'en présence d'oxygène. Certains types peuvent causer de graves problèmes à l'infrastructure des gens, car ils peuvent provoquer de la corrosion, l'encrassement, les problèmes de limpidité de l'eau, et de mauvaises odeurs.
Anaérobies (bactéries anaérobies) - ceux-ci ne peuvent se développer s'il n'y a pas d'oxygène. Chez l'homme, ils sont le plus souvent trouvés dans le tractus gastro-intestinal. Ils ont aussi provoquer la gangrène gazeuse, le tétanos et le botulisme. La plupart des infections dentaires sont causées par ce type de bactérie.
Anaérobies facultatives (bactéries anaérobies facultatives) - ceux-ci développent dans des environnements avec ou sans oxygène. Toutefois, lorsqu'il est administré deux options, ils préfèrent utiliser l'oxygène pour la respiration. Le plus souvent trouvés dans le sol, l'eau, la végétation et la flore normale de certains humains et les animaux. Un exemple d'une bactérie anaérobie facultative est la salmonelle.
Mésophiles (bactéries mésophiles) - celles-ci se développent à des températures modérées. Les exemples incluent la bactérie Listeria monocytogenes, Pesudomonas maltophilia, Thiobacillus Novellus, Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Streptococcus pneumoniae, Escherichia coli et Clostridium kluyveri. Infections bactériennes humaines sont principalement causées par des bactéries mésophiles - c'est parce que le corps d'un être humain est modérée (37 degrés Celsius). La flore intestinale humaine contient de nombreuses bactéries bénéfiques mésophiles, telles que Lactobacillus acidophilus alimentaires.
Les extrêmophiles (bactéries extrêmophiles) - ceux-ci se développent dans des conditions considérées comme trop extrême pour la plupart des formes de vie, y compris l'humanité. Il existe plusieurs types de bactéries extrêmophiles, en fonction de quel genre d'extrêmes qu'ils peuvent tolérer:
Thermophiles (bactéries thermophiles) - ceux-ci se développent à des températures supérieures à 55 Celsius, et peut tolérer jusqu'à 75-80 degrés Celsius. Ils prennent plus de temps à détruire dans l'eau bouillante que les autres bactéries. La bactérie Pyrolobus fumarii peuvent tolérer des températures jusqu'à 113 degrés Celsius - il est classé comme un hyperthermophile.
Halophiles (bactéries halophiles) - celles-ci ne se développent dans un environnement salé, tels que les lacs salés. Un exemple est Halobacteriacea.
Acidophiles (bactéries acidophiles) - celles-ci ne se développent dans des environnements acides. Cyanidium caldarium, et Ferroplasma sp peut tolérer un environnement avec une acidité pH 0.
Alkaliphiles (bactéries alkiliphilic) - celles-ci ne se développent dans des milieux alcalins. Natronobacterium, Bacillus firmus OF4 et Spirulina spp peut tout tolérer jusqu'à un pH de 10,5.
Psychrophiles (bactéries psychrophiles) - ceux-ci se développent à des températures très basses, comme dans les glaciers. Un exemple est Psychrobacter.
Comment les bactéries se reproduisent?
Fission binaire
Ceci est connu comme une forme de reproduction asexuée, il n'implique pas un mâle et une femelle. La cellule continue à grandir et grandir, éventuellement une paroi cellulaire nouvelle se développe à travers le centre de formation de deux cellules filles, qui ont finalement séparés. Chaque cellule fille possède le même matériel génétique que la cellule parente.
Recombinaison bactérienne
Le problème avec la fission binaire est que chaque cellule fille est identique à la cellule, il est venu, ainsi que toutes ses sœurs. Cela rend plus difficile pour les bactéries à l'emporter, surtout si nous les attaquons avec des antibiotiques. Pour contourner ce problème, les bactéries utilisent un processus appelé recombinaison. Recombinaison bactérienne se traduit par:
Conjugaison - cela signifie tout simplement passer des morceaux de gènes d'une cellule bactérienne à une autre quand ils entrent en contact. Une bactérie se connecte à un autre à travers une structure de tube appelé pili (il y en a beaucoup, des choses piquantes, au pluriel: Pilli), vous pouvez les voir dans la deuxième illustration dans cet article (défilement vers le haut). Les gènes d'une cellule bactérienne passer par ce tube dans l'autre cellule.
Transformation - certaines cellules bactériennes peuvent prendre la forme d'ADN de l'environnement autour d'eux - souvent à partir de l'ADN des cellules mortes bactériennes. La cellule bactérienne se lie l'ADN et la transporte à travers la membrane cellulaire des bactéries. En d'autres termes, il tire de l'ADN à partir de l'extérieur à travers la paroi cellulaire.
Transduction - bactéries sont infectées par des virus appelés bactériophages. Le bactériophage insère son génome dans la bactérie elle-même quand il se fixe à la cellule bactérienne. Le génome de ce virus, les enzymes et les composants du virus sont répliquées et assemblés à l'intérieur de la bactérie hôte. Les bactériophages nouvellement formées alors provoquer l'éclatement ou de rupture de la paroi cellulaire bactérienne, entraînant la libération des virus répliqués. Parfois, cependant, certains de l'ADN de la bactérie peut devenir enfermé dans la capside virale (coque protéique qui entoure une particule virale) au lieu du génome viral au cours du processus d'assemblage. Lorsque ce bactériophage passe et infecte une autre bactérie elle injecte des fragments d'ADN de son hôte précédent (la première bactérie), qui devient alors inséré dans l'ADN de la nouvelle bactérie. Nous appelons cette transduction généralisée.
En d'autres termes - la transduction, c'est quand un virus pénètre dans la bactérie, ramasse une partie de son ADN, puis le place dans la bactérie pénètre dans son prochain.
Des chercheurs de Texas A & M University Artie McFerrin Département de génie chimique suggèrent que le matériel génétique n'est pas vraiment capté autant qu'il est simplement utilisé après il est injecté dans la bactérie par un virus envahisseur.
Une autre forme de transduction est transduction spécialisée. Des fragments d'ADN de la bactérie du premier sont incorporés dans le génome viral du bactériophage nouveau. Ces fragments d'ADN sont ensuite transférés à la bactérie infecte le bactériophage prochaine.
Phase de repos - spores
C'est plus une forme d'hibernation de la reproduction. Lorsque les bactéries n'ont pas assez de ressources, ils peuvent se reproduire par spores de formation, qui détiennent matériel génétique de l'organisme.
Ces spores sont vivants mais non actif. Lorsque les conditions sont appropriées les spores deviennent de nouvelles bactéries. Les spores peuvent rester en dormance pendant des siècles avant de devenir de nouvelles bactéries. La fonction principale de ces spores est de survivre à des périodes de stress environnemental. Ils sont résistants aux ultraviolets et des rayons gamma, la dessiccation, la famine, les produits chimiques et aux températures extrêmes. Certaines bactéries produisent des spores (endospores internes), tandis que d'autres produisent exospores (diffusé à l'extérieur) ou des kystes. La spore contient des enzymes qui sont impliquées dans la germination.
Un exemple d'une bactérie formant des endospores est Clostridium, qui se compose d'environ 100 espèces qui incluent des communes bactéries libres ainsi que les maladies humaines importantes causant des bactéries, comme le botulisme (C. botulinim) et la colite pseudo-membraneuse (C. difficile).
Une étude a montré que les spores bactériennes "écouter" connaître leurs voisins et de faire.
Les effets des bactéries
La plupart des gens ont tendance à imaginer des choses négatives lorsqu'on les interroge sur les bactéries. Il est important de se rappeler que les bactéries sont si omniprésents, et ils ont été si longtemps - depuis le début de la vie sur terre, en fait - que nous n'aurions pas pu exister sans eux. L'air que nous respirons - en particulier l'oxygène de l'air que nous respirons - est très probablement créé des millions d'années par l'activité des bactéries.
Fixation de l'azote
Les bactéries assimiler l'azote atmosphérique, puis le relâcher pour l'utilisation des plantes quand ils meurent. Les plantes ne peuvent pas extraire l'azote de l'air et de le placer dans le sol - mais les plantes ont besoin d'azote dans le sol à vivre - sans que les bactéries qui font ce ne serait pas en mesure d'effectuer une partie essentielle de leur métabolisme. La relation entre la plante et bactéries est devenue si étroite, en ce sens que les graines de nombreuses plantes ont un petit contenant de bactéries qui seront utilisés lorsque les pousses de plantes.
Les humains ont besoin les bactéries pour survivre
Le corps humain contient de grandes quantités de bactéries amies qui sont soit neutres, soit nous aider en quelque sorte. Les bactéries dans le système digestif sont cruciales pour la répartition de certains types de nutriments, tels que les sucres complexes, dans les formes du corps peut utiliser. Les bonnes bactéries aussi nous protéger contre les dangereuses par endroits d'occupation dans le corps de l'pathogènes (causant des maladies) des bactéries voulez attacher. Certaines bactéries réellement venu à la rescousse et d'attaquer les agents pathogènes.
Les bactéries et l'épidémie d'obésité
Selon une étude publiée par l'Association internationale et américaine pour la recherche dentaire, les bactéries peuvent être un facteur contributif dans l'explosion de l'obésité d'aujourd'hui.
Effet des bactéries pathogènes pour l'homme (causes des maladies)
Certaines des maladies les plus mortelles et des épidémies dévastatrices de l'histoire humaine ont été causées par des bactéries.
La variole et la malaria - et non causée par des bactéries - ont tué plus d'humains que les maladies bactériennes. Cependant, les maladies bactériennes suivantes ont détruit des centaines de millions de vies humaines:
Choléra
Diphtérie
Dysenterie
Peste
Pneumonie
Tuberculose
Typhoïde
Typhus
En 1900, la pneumonie, la tuberculose et la diarrhée étaient les trois principales causes de décès aux Etats-Unis. Comme purification de l'eau améliorée, des vaccins et des programmes de vaccination ont évolué, et le traitement antibiotique est devenu plus avancé - le nombre de morts humaines aux Etats-Unis contre les maladies bactériennes a considérablement diminué (ainsi que dans le reste du monde développé). Dans les pays en développement, les taux de réussite ont dépendait de plusieurs facteurs, tels que les stratégies mises en œuvre par les autorités sanitaires locales, et si les pays apprécié des périodes de temps de paix (pas de guerres). Des pays comme le Mexique, l'Argentine et l'Uruguay, pour n'en citer que quelques-uns, ont également vu des baisses significatives dans bactériennes décès liés au cours des 100 dernières années.
Importance des bactéries dans la technologie alimentaire
Les bactéries lactiques, comme les Lactobacillus et Lactococcus avec les levures et moisissures (champignons) ont été utilisées pour la préparation d'aliments tels que le fromage, la sauce soja, le vinaigre, le yaourt et les cornichons. Les êtres humains ont eu recours à ces bactéries pour préparer les aliments fermentés pendant des milliers d'années.
Importance des bactéries dans d'autres technologies
Les bactéries peuvent décomposer les composés organiques à une vitesse remarquable et nous aider dans notre traitement des déchets et activités de bioremédiation. Les bactéries sont fréquemment utilisés pour le nettoyage des déversements de pétrole. Ils sont utiles pour dégager les déchets toxiques.
Les industries pharmaceutiques et chimiques utilisent des bactéries dans la production de certains produits chimiques. Ils sont utilisés dans la biologie moléculaire, la biochimie et la génétique de recherche, car ils peuvent se développer rapidement et sont relativement faciles à manipuler. Les scientifiques peuvent utiliser des bactéries pour étudier les fonctions des gènes et des enzymes, ainsi que les voies métaboliques bactériennes, puis de tester leurs résultats sur des organismes plus complexes.
Bactéries telles que Bacillus thuringiensis (BT) peuvent être utilisés dans l'agriculture au lieu de pesticides, sans que les conséquences environnementales indésirables que l'utilisation des pesticides peut causer.
Les scientifiques de l'University College de Londres a créé un biocapteur arsenic de bactéries vivantes.
Sources: National Health Service (NHS), Royaume-Uni, la Clinique Mayo, Wikipedia, HHS (Département de la Santé et des Services Etats-Unis), le NIH (National Institutes of Health, USA).