185 постов
22 поста
276 постов
3 поста
Пятый выпуск проекта "Наглядная микробиология". Тема выпуска - Бактерии.
Музыка: Willbefine x Shuai Sillo - John Gilmore Main Theme
Дзен: https://dzen.ru/mysli_biologa
Вконтакте: https://vk.com/mysli_biologa
Земная биологияКогда речь заходит о заселении других планет, то обычно люди представляют огромные космические корабли, которые подобно библейскому ковчегу разом переносят всю флору и фауну с Земли на заранее подготовленную для переселения планету.
Однако такое возможно разве что в научно-фантастических фильмах. В реальности земная биология устроена намного сложнее. Она не может существовать в отрыве от планетарной экосистемы.
Для нормальной жизни организмам помимо физических факторов (свет, вода, давление, температура) нужен также большой набор биотических факторов (цепи питания, местообитание, биом, конкуренция с другими видами, генетическое разнообразие и т.д.).
Роль некоторых организмов (особенно бактерий) и их вклад в существование экосистем до сих пор остаётся туманным. Однако очевидно, что отсутствие даже одного элемента может быстро привести к нарушению баланса и гибели всех остальных организмов.
Проект "Биосфера - 2"
Отличной демонстрацией этого стал проект “Биосфера – 2”. В ходе эксперимента в лабораторных условиях была создана замкнутая экосистема, в которую были помещены восемь человек и более 3000 видов видов растений и животных. Предполагалось, что комплекс будет функционировать автономно, так как учёными были созданы все условия для нормального круговорота веществ.
Солнечного света должно было хватить для достаточного воспроизводства кислорода растениями посредством фотосинтеза, черви и микроорганизмы должны были обеспечить переработку отходов, насекомые — опылять растения и т. д.
Спустя несколько недель жизнь людей, живших натуральным хозяйством, нарушилась. Микроорганизмы и насекомые стали размножаться в неожиданно больших количествах, вызывая непредвиденное потребление кислорода и уничтожение сельскохозяйственных культур.
Обитатели проекта стали терять в весе и задыхаться. Учёным пришлось пойти на нарушение условий эксперимента и начать поставку внутрь кислорода из вне, а потом и вовсе признать неудачу и прекратить эксперимент.
И это только биологический аспект, а ведь есть ещё и физические ограничения. Доставить такую огромную замкнутую экосистему на другую планету, находящуюся в нескольких световых годах от Земли без повреждений, на данный момент невозможно. Нужны гигантские двигатели, огромные запасы топлива, также непонятно как решать проблему с космической радиацией и невесомостью.
Археи
Но неужели прямо сейчас ничего нельзя сделать, и мы можем только надеется на невероятный технический прорыв в будущем? Не совсем, всё-таки на Земле есть организмы, которым под силу пережить подобное путешествие и выжить на другой планете даже без связи с земной экосистемой.
Речь идёт об Археях (архебактериях, древних бактериях). Эта удивительная группа микроорганизмов является хемоавтотрофами. Если переводить на человеческий язык, то они способны получать энергию за счёт разрушения химических соединений. Для жизни им не нужны другие организмы и даже солнечный свет.
Некоторые виды архей живут в местах где любая другая жизнь просто невозможна: на дне океанов, вблизи серных океанических курильщиков и водоёмах с очень солёной водой.
Также археи имеют очень прочную клеточную стенку, структура которой сильно отличается от аналогичной у бактерий. Она прочнее и позволяет лучше переносить экстремальные перепады температур (до +120 градусов) и давления.
Но и это ещё не всё. Когда условия среды становятся невыносимыми даже для архей, они могут впадать в анабиоз, переходя в форму цисты. В этом состоянии их обмен веществ практически останавливается, они перестают двигаться, а вокруг и без того прочной клеточной стенки образуется ещё одна прочная белковая оболочка. В замороженном состоянии такие цисты могут сохранять жизнеспособность многие сотни, если не тысячи лет.
Семена жизни
Даже не текущем уровне технического прогресса человечество вполне может отправить замороженные образцы архей к другим планетам с помощью зондов или выстрелить в их сторону специально сконструированными капсулами.
Конечно имеется огромное количество нюансов. Зонд может промахнутся, сгореть в атмосфере или упасть в пустыню. Археи могут потерять жизнеспособность из-за старости или космической радиации. Однако шанс на успех всё-таки имеется, и он всё равно на несколько порядков выше, чем шанс самозарождения жизни в первобытном бульоне.
Что дальше?Давайте представим самый благоприятный сценарий. Зонд с замороженными цистами архей приземлился в океан на какой-нибудь экзопланете земного типа. Что будет дальше?
Во-первых, придётся подождать значительное количество времени, пока герметичность отсека с археями не будет нарушена коррозией.
Далее археи пробудятся ото сна и начнут поиск тех химических соединений, которыми они питались на земле (сульфаты, азотная кислоты, аммиак и т.д.). Если всё пройдет успешно, то археи, не встречая конкуренции быстро расселятся по всей территории нового океана.
Такое расселение и рост численности запустит эволюционные процессы, подобные тем, что происходили на древней Земле. Вполне возможно, что со временем появятся первые многоклеточные организмы и также произойдёт разделение на царства животных, растений и грибов.
Конечно не стоит ожидать полного повторения земного сценария, всё-таки каждая планета уникальна. Это будут совсем другие жизненные формы и виды, но всё-таки это будет та самая земная жизнь, построенная на ДНК.
Символ
Данный проект не несет практической целесообразности, поскольку вероятность успеха очень мала, а плоды успешного результата можно будет увидеть только через сотни тысяч, если не миллионы лет.
Однако он может выступить в качестве символа. Стать надеждой человечества на случай, если мы потерпим поражение и жизнь на Земле по той или иной причине будет уничтожена.
Четвёртый выпуск проекта "Наглядная микробиология". Тема выпуска - Инфузория Туфелька (Paramecium Caudatum).
Музыка: Willbefine x Shuai Sillo - John Gilmore Main Theme
Дзен: https://dzen.ru/mysli_biologa
Вконтакте: https://vk.com/mysli_biologa
Подписка на Дзен поддерживает проект и помогает ему развиваться. Спасибо Вам.
Третий выпуск проекта "Наглядная микробиология". Тема выпуска - род Амёбы (Amoeba) из группы корненожковых.
Подробная статья про амёб тут: Такие разные амёбы
Музыка: Willbefine x Shuai Sillo - John Gilmore Main Theme
Дзен: https://dzen.ru/mysli_biologa
За подписку на Дзен, площадка платит небольшую копеечку. В месяц как раз набегает сумма необходимая для оплаты VPN и видеоредактора. Если хотите поддержать проект, то подписки на Дзен будет вполне достаточно. Спасибо.
Продолжаю серию постов, посвящённых обитателям микромира. Инфузорий и жгутиконосцев мы уже разобрали, поэтому сегодня на очереди амёбы.
Инфузория, жгутиконосцы и амёба под микроскопом:
Главной особенностью амёб, выделяющих их на фоне остальных микроорганизмов является форма тела, а точнее её отсутствие. Клетка амёбы не имеет прочной оболочки, а элементы клеточного скелета очень подвижны, что позволяет ей менять форму тела хоть каждую секунду.
Что она с удовольствием и делает, используя эту природную “фичу” для передвижения, захвата пищи и размножения.
Группа амёб включает в себя шесть типов свободноживущих и паразитических микроорганизмов. Чаще всего при наблюдении встречаются: лобозные амёбы, филозные амёбы и фораминиферы. Отличаются они формой выростов и наличием/отсутствием раковины.
Класс: Лобозные амёбы (Lobozea)
Это обитатели почвы и пресных водоёмов, есть информация о паразитических видах. При наблюдении можно встретить две жизненные формы: голых амёб и раковинных.
Последние строят для защиты своего аморфного тела прочную раковину из органических веществ. В зависимости от состава среды её свойства у разных видов могут сильно варьироваться.
Класс: Филозные амёбы (Filosea)
Чаще встречаются раковинные формы. Раковина различной формы, образована кремнеземом или органической основой со множеством песчинок. Типы выростов – лобоподии (округлые) и филоподии (тонкие).
Тип: Фораминиферы (Foraminifera)
Обитатели морей, часто населяют дно, немногие – толщу воды (планктонные). Тело помещается в раковине (однокамерной, чаще многокамерной). Стенки раковины пронизаны порами, через которые выходят многочисленные выросты (филоподии и ризоподии).
Образ жизни амёб
Свободноживущие амёбы большую часть времени находятся в поисках пищи. Питаются они частичками отмершей органики, бактериями и другими микроорганизмами (в том числе и своими более мелкими собратьями).С помощью выростов амёба не только передвигается, но и изучает пространство вокруг себя. Благодаря рецепторам на поверхности мембраны она может ощущать препятствия, холод/тепло и наличие растворенных химических веществ в воде (солей, кислот, сахаров и т.д.).
Напоследок несколько интересных фактов об амёбах:
1. Амёба обыкновенная (лат. Amoeba Proteus) названа в честь древнегречного бога Протея, который мог менять форму своего тела, превращаясь в любых животных и людей;
2. Некоторые виды амёб опасны для человека и могут вызывать заболевания пищеварительной (дизентерия) и нервной (менингоэнцефалит) системы;
3. У людей с кариесом часто можно обнаружить особый вид ротовых амёб (Entamoeba gingivalis), обитающих в десновых карманах и зубном налете;
4. Геном амёбы примерно в 240 раз больше, чем геном человека. Учёные до сих пор ведут споры о причинах появления такого большого генетического аппарата;
5. При наблюдении в микроскоп капля с амёбой ограничена снизу покровным, а сверху предметным стеклом. В реальной жизни её поведение и структура намного сложнее, а выросты и изменение формы тела происходит сразу во всех доступных направлениях.
Реальная форма амёбы:
Первую часть про инфузорию трубача можно посмотреть тут.
Музыка: Willbefine x Shuai Sillo - John Gilmore Main Theme
Дзен: https://dzen.ru/mysli_biologa
За подписку на Дзен, площадка платит небольшую копеечку, в месяц как раз набегает сумма необходимая для оплаты VPN и видеоредактора. Если хотите поддержать проект, то подписки на Дзен будет вполне достаточно. Спасибо.
В микромире существует три основных способа передвижения:
О микроорганизмах, использующих последний способ передвижения мне бы и хотелось рассказать вам сегодня поподробнее.
Микроорганизмы, имеющие один, два или более жгутиков называют жгутиконосцами. Это довольно большая и разнообразная группа живых организмов. На данный момент в литературе описано более 8 тысяч видов, но в реальности их может быть намного больше.
Среди жгутиконосцев встречаются как свободноживущие (эвгленовые), так и паразитические виды (трипаносомы), также довольного много колониальных форм (например, вольвокс).
Всех представителей объединяет один признак – жгутиковый аппарат. Об его устройстве и особенностях можно написать отдельную книгу. Это настоящее чудо молекулярной инженерии и даже у представителей одного типа его строение может немного отличаться.
В основном жгутиковый аппарат включает в себя три элемента:
1) Сам жгутик, покрытый клеточной мембраной. Внутри он состоит из расположенных в определенном порядке микротрубочек.
2) Переходную зону, расположенную на уровне поверхности клетки и самой нижней границы жгутика.
3) Базальное тело, залегающее под поверхностью клетки и закрепляющую жгутик внутри.
Работает вся эта система за счёт энергии, запасённой в молекулах АТФ, а движение происходит за счет сокращения микротрубочек и других белковых структур относительно друг друга.
Теперь давайте коротко пройдёмся по самым известным представителям группы.
Класс: Эвгленовые (Euglenoidea)
Включает более 1000 видов. Преимущественно свободноживущие пресноводные микроорганизмы, есть морские виды. Некоторые паразитируют в веслоногих рачках. Тело удлиненное, на переднем конце жгутиковый карман. Жгутиков один, чаще два (у эвглены один короткий).
Встречаются как зелёные, так и бесцветные формы. Зелёные формы подобно растениям способны к фотосинтезу на свету, но при отсутствии света могут питаться готовыми органическими веществами.
Для определения освещённости в клетке имеется специальный органоид – светочувствительный глазок – стигма.
Эвгленовые размножаются только бесполым способом, путем продольного деления надвое.
Класc: Кинетопластида (Kinetoplastida)
Известно около 600 видов, среди которых очень мало свободноживущих представителей. Признаком класса является наличие кинетопласта – скопления ДНК в специализированной области – митохондрии.
Кинетопластида, на микрофотографии обозначена буквой "K"
Самый известный представитель класса – Трипаносома (возбудитель заболеваний человека и животных). Главная особенность состоит в том, что жгутик трипаносомы проходит вдоль всего тела.
Трипаносома размножается делением надвое либо множественным делением. Развивается со сменой хозяев и сменой жизненных форм.
Формы отличаются местом отхождения жгутика. Выделяют следующие формы: амастиготы (формы без жгутика), промастиготы (жгутик располагается на переднем конце клетки), эпимастиготы (жгутик отходит от середины клетки), трипомастиготы (жгутик отходит от заднего конца клетки).
Класс: Хлорофициевые (Chlorophyceae)
Свободноживущие формы были, паразитические были, остались только колониальные. Отличным представителем для демонстрации, является Вольвокс.
Тело колонии, состоит из многих клеток, образующих полый шар. Клетки связаны между собой цитоплазматическими мостиками, в редких случаях обособлены друг от друга. При этом все структуры погружены в матрикс (гель из протеинов и углеводов).
Вольвокс (Volvox) размножается бесполым и половым способом. Выход половых клеток из материнской колонии сопровождается разрывом стенок и ее последующей гибелью.
Напоследок несколько интересных фактов о жгутиконосцах:
1. Междуцарствие. До момента выделения простейших в отдельно царство, ботаники записывали жгутиконосцев в группу низших зелёных водорослей, а зоологи в группу одноклеточных животных;
2. При благоприятных условиях численность жгутиконосцев в водоёме может удваиваться каждый день;
3. Считается, что Чарльз Дарвин во время своего знаменитого путешествия заразился болезнью Шагаса, которую вызывает жгутиконосцы трипаносомы;
4. По одной из теорий от колониальных форм воротничковых жгутиконосцев произошли все многоклеточные животные;
5. Каждый читающий эту статью в начале своей жизни был одноклеточным жгутиконосцем :)
Дзен: https://dzen.ru/mysli_biologa
Тик-Ток: https://www.tiktok.com/@super_biolog
ВКонтакте:https://vk.com/mysli_biologa
Недавно уволился с работы и появилось время и желание сделать небольшой проект по наглядной микробиологии. Кратко рассказать и показать самых интересных и популярных микроорганизмов, чтобы даже люди очень далекие от биологии могли окунуться в этот удивительный микромир.
Музыка: Willbefine x Shuai Sillo - John Gilmore Main Theme
