1. Bakterie są w większości organizmami cudzożywnymi, które muszą dostawać gotowe związki organiczne wyprodukowane przez organizmy żywe. W zależności od sposobu życia, wśród bakterii heterotroficznych wyróżnia się:
  • saprobionty (roztocza) - są to organizmy, które odżywiają się martwą materią organiczną w postaci szczątków roślinnych i zwierzęcych. Bakterie te występują w wodach, glebie i na powierzchni ziemi wszędzie tam, gdzie mają dostęp do gotowych związków organicznych
  • pasożyty -żyją na powierzchni lub wewnątrz ciała organizmów żywych i odżywiają się ich płynami ciała wyrządzając przy tym mniejszą lub większą szkodę w ciele gospodarza. Należą tu wszystkie bakterie chorobotwórcze
  • komensale - są to pasożyty, które nie wywołują szkód w organizmie gospodarza
  • symbionty- są to organizmy które żyjąc w ciele gospodarza przynoszą mu korzyści

Część bakterii jest samożywna i ma zdolność syntezy związków organicznych ze związków nieorganicznych. Wśród tych organizmów wyróżniamy bakterie:

  • fotosyntetyczne - syntetyzują związki organiczne przy użyciu energii świetlnej
  • chemosyntetyczne - syntetyzują związki organiczne przy użyciu energii uzyskiwanej z utleniania związków nieorganicznych. W zależności od utlenianego związku wyróżnia się m.in.:
    • bakterie siarkowe - uzyskują energię, potrzebną do asymilacji dwutlenku węgla, podczas utleniania siarki i jej związków
    • bakterie wodorowe - utleniają wodór cząsteczkowy
    • bakterie żelaziste - utleniają związki żelaza
    • bakterie metanowe - utleniają związki organiczne z wytworzeniem metanu
  1. Znaczenie bakterii w przyrodzie
  • bakterie saprobiontyczne rozkładają martwe szczątki organiczne na związki proste uwalniając pierwiastki takie jak węgiel, azot, siarka, fosfor umożliwiając tym samym ich ponowne wykorzystanie przez organizmy żywe
  • bakterie nitryfikacyjne żyjące w glebie, przekształcają amoniak i sole amonowe do azotynów i azotanów - związków azotowych, które są przyswajalne przez rośliny
  • bakterie brodawkowe z rodzaju Rhizobium, które wchodzą w symbiozę z roślinami motylkowymi, mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego. Jest on następnie wbudowywany w związki azotowe, które następnie pobierane są przez rośliny. Bakterie te umożliwiają tym roślinom życie na glebach ubogich w azot
  • bakterie celulozowe, zasiedlające żołądki zwierząt roślinożernych, trawią celulozę, która jest głównym składnikiem ścian komórkowych komórek roślinnych i tym powodują zwiększenie energetyczności pokarmu roślinnego
  • bakterie jelitowe, zasiedlające jelito grube zwierząt, produkują witaminy B12 i K
  1. Znaczenie bakterii w gospodarce człowieka
  • wzbogacają glebę w związki azotowe, które są niezbędne dla wzrostu i rozwoju roślin (nitryfikacja gleby)
  • w przemyśle mleczarskim używane są do produkcji kefirów i jogurtów
  • bakterie mlekowe wykorzystywane są do produkcji kiszonek
  • bakterie symbiotyczne żyjące w przewodzie pokarmowym stanowią źródło witamin B12 i K
  • są używane do produkcji niektórych witamin, kwasów organicznych, aminokwasów i antybiotyków
  • fermentacja obornika
  • stosowane w biologicznych oczyszczalniach ścieków
  1. Negatywne znaczenie bakterii
  • powodują psucie produktów spożywczych pochodzenia roślinnego i zwierzęcego
  • powodują niszczenie materiałów przemysłowych
  • bakterie chorobotwórcze wywołują choroby człowieka, zwierząt i roślin:
    • choroby roślin - plamistość liści, rak bakteryjny, więdnięcie, nekrozy, zgnilizny i powstawanie rakowatych narośli
    • choroby zwierząt - gruźlica, nosacizna, zakażenia wąglikiem
    • choroby człowieka - gruźlica, kiła, dur brzuszny, dżuma, cholera, bakteryjne zapalenie płuc, koklusz, bakteryjne zapalenie opon mózgowych, szkarlatyna, trąd, angina, botulizm
  1. Walka z bakteriami chorobotwórczymi
  • dezynfekcja - degradacja za pomocą środków chemicznych lub fizycznych drobnoustrojów chorobotwórczych i ich form przetrwalnikowych
  • dezynsekcja - degradacja za pomocą środków chemicznych, fizycznych lub biologicznych owadów, a także innych stawonogów, które są wektorami przenoszącymi bakterie chorobotwórcze na człowieka
  • deratyzacja - zwalczanie szkodliwych gryzoni (szczurów, myszy) w pomieszczeniach za pomocą trujących środków chemicznych
  • szczepienia - szczepionki przygotowywane są z drobnoustrojów, które zostały osłabione lub pozbawione zdolności wywoływania choroby
  • surowice - pochodzące od immunizowanych dawców (ludzi i zwierząt), zawierające przeciwciała skierowane przeciwko określonym antygenom bakteryjnym
  1. Bakterie przedostają się do organizmu człowieka przez:
  • uszkodzoną skórę
  • układ pokarmowy wraz ze spożywanym pokarmem lub wodą, np. bakteria czerwonki
  • układ oddechowy wraz z wdychanym powietrzem
  • naturalne otwory ciała (uszy, cewka moczowa, pochwa)
  1. Bakterie są szeroko rozpowszechnione na całej Ziemi. Żyją w środowiskach niedostępnych dla innych organizmów, jak gorące źródła czy dno oceanu. Kiedy warunki środowiska stają się ciężkie nawet dla bakterii, niektóre z nich wytwarzają przetrwalniki (endospory), które umożliwiają im przetrwanie niekorzystnego okresu. W niesprzyjających warunkach, np. przy wysychaniu podłoża, wiele bakterii przechodzi w stan życia utajonego (anabioza). Komórka traci wówczas wodę, tempo metabolizmu drastycznie spada i komórka pozostaje w stanie spoczynku do momentu pojawienia się korzystnych. Przy tworzeniu przetrwalników komórka kurczy się i zaokrągla w obrębie istniejącej ściany komórkowej, a następnie wytwarza nową, grubszą ścianą komórkową. Kiedy warunki zewnętrzne stają się ponownie korzystne, przetrwalnik pochłania wodę, rozrywa okrywę zewnętrzną i przekształca się w normalną komórkę bakteryjną. Stwierdzono, iż endospory pałeczek wąglika zachowują żywotność nawet do 30 lat.
  1. W przyrodzie występują bakterie symbiotyczne, które współżyją z obopólną korzyścią z innymi organizmami, np. bakterie brodawkowe bakterie jelitowe, bakterie celulozowe. Bakterie brodawkowe z rodzaju Rhizobium żyją w symbiozie z korzeniami roślin motylkowych, dostarczając im związków azotowych w zamian za węglowodany. Po wniknięciu wytwarzają w korzeniach brodawkowate narośla, w których żyją. Bakterie te mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego i wbudowywania go w związki organiczne, dlatego też rośliny motylkowe używane są jako zielony nawóz, który wzbogaca glebę w związki azotu niezbędne dla wzrostu i rozwoju roślin.
  1. Niedawno odkryte przez fińskich badaczy mikroskopijne bakterie mogą być przyczyną powstawania kamicy nerkowej. Naukowcy ci odkryli, że niezwykle małe drobnoustroje, przez wzgląd na swą wielkość zwane nanobakteriami, wytwarzają wokół swych komórek ściany złożone ze związków mineralnych, które są podobne do związków mineralnych stanowiących składnik kamieni nerkowych. Według tych badaczy nanobakterie mogą stanowić zarodki krystalizacji, wokół których odkładają się kolejne warstwy mineralne. Prowadzi to do powstawania grudek, które są przyczyną choroby. Zespół badawczy kierowany przez Olavi Kajandera, odkrywcę nanobakterii, wykrył obecność tych drobnoustrojów we wszystkich 30 przebadanych próbkach kamieni nerkowych. Wyniki te nie są jednoznacznym dowodem, że nanobakterie są przyczyną kamicy nerkowej, ale stanowią silne poparcie dla tej hipotezy.
  1. Probiotyki są to żywe kultury bakteryjne dodawane do żywności, które korzystnie wpływają na organizm dzięki wzmocnieniu jego naturalnej flory bakteryjnej. Probiotyki mogą czasami mieć lepsze działanie niż antybiotyki. Ich wyjątkową cechą jest selektywne działanie bakteriobójcze. Probiotyki wykorzystywane są również w hodowli zwierząt gospodarskich. W krajach Europy zachodniej, poza tradycyjną kiszonką, wzbogaca się paszę zwierzęcą o szczepy bakteryjne pochodzące z ich flory jelitowej i spełniające wszystkie wymagania, jakie stawiane są probiotykom. Celem tego działania jest chęć poprawy tuczu, m.in. bydła, trzody chlewnej i drobiu. Istnieją również dodatki probiotyczne dla koni wyścigowych, które są stosowane przez hodowców zainteresowanych poprawieniem w sposób naturalny zdrowia i kondycji swoich championów.
  1. Jogurty i kefiry powstają z mleka w wyniku działalności życiowej bakterii mlekowych. Do grupy tej należą bakterie zaliczane do kilku rodzajów - Lactobacillus, Leuconostoc, Lactococcus, Pediococcus i niektóre gatunki z rodzaju Streptococcus. Bakterie kwasu mlekowego żyją w różnych siedliskach, m.in. wchodzą w skład naturalnej flory przewodu pokarmowego, skóry i pochwy. Niezbędną do życia energię uzyskują poprzez proces fermentacji mlekowej, który polega na beztlenowym utlenianiu cukrów prostych. W wyniku fermentacji mlekowej powstaje energia w postaci ATP, dwutlenek węgla i kwas mlekowy. Bakterie kwasu mlekowego wykorzystuje się jednak nie tylko do fermentacji napojów mlecznych. Stosunkowo niedawno wprowadzono na rynek soki owocowe z dodatkiem dobroczynnych drobnoustrojów. Ponadto znane od wieków kiszone i kwaszone warzywa, jak kapusta czy ogórki, a także niektóre wędliny (salami), również powstają w wyniku działania bakterii z rodzaju Lactobacillus. Kefir jest najpopularniejszym, obok jogurtu, fermentowanym napojem mlecznym w Europie. Kefir powstaje w wyniku fermentacji mlekowo-alkoholowej. Proces ten przeprowadzają tzw. kultury kefirowe, które złożone są z kilkunastu gatunków bakterii mlekowych i czterech gatunków drożdży. Drożdże przeprowadzają proces fermentacji alkoholowej, w wyniku której powstaje energia w postaci ATP, dwutlenek węgla i etanol.
  1. Korzystne działanie bakterii kwasu mlekowego:
  • zwiększają ilość wchłanianych w jelicie cienkim składników odżywczych
  • łagodzą objawy nietolerancji laktozy, która jest cukrem prostym występującym w mleku
  • obniżają poziom cholesterolu we krwi, dotyczy to szczególnie formy LDL, która odkładając się w naczyniach krwionośnych prowadzi do miażdżycy
  • zmniejszają aktywność enzymów związanych z powstawaniem nowotworów i stymulują układ immunologiczny, przez co mogą zmniejszać ryzyko wystąpienia zakażeń i nowotworów
  • poprawiają perystaltykę jelit
  • tworzą niekorzystne środowisko dla wzrostu bakterii chorobotwórczych, a także konkurują z nimi o substancje odżywcze i przestrzeń życiową
  • mogą inaktywować niektóre toksyny produkowane przez drobnoustroje chorobotwórcze
  1. Wiek XX był wiekiem odkrycia antybiotyków. Jednak ich powszechne stosowanie, nierzadko w nieuzasadnionych przypadkach, spowodowało ewolucję gatunków opornych na antybiotyki. Przykładem może być gronkowiec złocisty, który powoduje groźne choroby. Po raz pierwszy w latach 90-tych odnotowano pojawienie się szczepów gronkowca opornych na wankomycynę, jedyny antybiotyk skuteczny w walce z tą bakterią.
  1. Niektóre choroby bakteryjne człowieka:
  • próchnica zębów - z racji swego zasięgu uznana została za chorobę społeczną. Występuje ona u prawie 100% populacji ludzkiej. W wyniku próchnicy dochodzi do niszczenia szkliwa i zębiny przez wytwarzane substancje bakteryjne. W powstawaniu próchnicy zębów główną rolę odgrywają bakterie chorobotwórcze (zwłaszcza paciorkowce), ale także zaburzenia wewnątrzwydzielnicze i awitaminozy. Powstawaniu próchnicy zębów sprzyja spożywanie słodyczy
  • wirusowe zapalenie wątroby typu "A" - zwane potocznie żółtaczką. Jest to choroba tzw. "brudnych rąk", a jej przebieg i następstwa mogą doprowadzić nawet do śmierci chorego. By ustrzec się tej choroby, należy często myć ręce, zwłaszcza przed jedzeniem i po wizycie w toalecie, myć warzywa i owoce przed jedzeniem
  • czerwonka - choroba wynikającą z niezachowania należytej higieny. Pałeczki czerwonki wywołują zakażenia przewodu pokarmowego, którego skutkiem jest silne odwodnienie organizmu. Pałeczki czerwonki mogą występować na produktach spożywczych, wielu przedmiotach codziennego użytku (np. klamki, kosz na śmieci) oraz w miejscach publicznych (autobus, toaleta). Wzrostowi bakterii wywołujących czerwonkę są złe warunki sanitarne oraz nieprzestrzeganie podstawowych zasad higieny. Dlatego też, czerwonka jest powszechnie znana jako "choroba brudnych rąk". Najskuteczniejszą metodą walki z nią jest regularne mycie rąk oraz zachowanie najbliższego otoczenia w czystości
  • salmonelloza - zarażenie następuje w wyniku zjedzenia zakażonych produktów spożywczych, takich jak mięso, jajka, lody
  • botulizm - laseczka jadu kiełbasianego wydziela bardzo trujący jad kiełbasiany. Rozwija się ona w zepsutych produktach mięsnych. Prowadzi do bardzo silnych zatruć, które często są śmiertelne