Микроорганизмы

Перейти к навигацииПерейти к поиску
Запрос «Микроб» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
Группа организмов
Clostridium botulinum (окраска генциановым фиолетовым) — возбудитель ботулизма
Clostridium botulinum (окраска генциановым фиолетовым) — возбудитель ботулизма
Название
Микроорганизмы
Статус названия
не определён
Родительский таксон
Наддомен Биота (Biota)
Представители
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе
В Викисловаре есть статья «микроорганизм»Микроорганизмы в Викисловаре

Микрооргани́змы, или микро́бы[1] (фр. microbe, от греч. μικρό — маленький и βίος — жизнь[2]) — собирательное название живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом[1]. Термин микроб был предложен 26 февраля 1878 года французским филологом Эмилем Литтре по просьбе учёного Шарля-Эммануэля Седийо дать подходящее название микроорганизмам.

Общие сведения

Избавление от микробов. Французская карточка 1900 года

Характерный размер микроорганизмов — менее 0,1 мм. В их классификацию входят как безъядерные (прокариоты: бактерии, археи), так и эукариоты: некоторые грибы, протисты[3]. Некоторые биологи относят сюда и бесклеточные формы жизни, такие как вирусы и прионы, но многие с этим не согласны, так как живой организм должен иметь обмен веществ и возможность автономного самовоспроизведения. Большинство микроорганизмов состоит из одной клетки, но есть и многоклеточные микроорганизмы, точно так же, как существуют одноклеточные микроорганизмы, видимые невооружённым глазом, например Thiomargarita namibiensis, представители рода Caulerpa (являются гигантскими поликариотами). Изучением этих организмов занимается наука микробиология.

Повсеместная распространённость и суммарная мощность метаболического потенциала микроорганизмов определяют их важнейшую роль в круговороте веществ и поддержании динамического равновесия в биосфере Земли.

Краткое рассмотрение различных представителей микромира, занимающих определённые «этажи» размеров, показывает, что, как правило, величина объектов определённо связана с их структурной сложностью. Нижний предел размеров свободноживущего одноклеточного организма определяется пространством, требуемым для упаковки внутри клетки аппарата, необходимого для независимого существования. Ограничение верхнего предела размеров микроорганизмов определяется наличием ресурсов и прочими условиями среды, включая паразитов и хищников, а также системой внутриклеточного транспорта веществ от мембраны. По аналогии с насекомыми не имеющими системы кровообращения, что ограничивает их рост, как соотношение между поверхностью и объёмом — вес: при увеличении линейных размеров поверхность возрастает в квадрате, а объём и масса — в кубе, притом они тяжелеют быстрее прироста силы мышц и прочности тканей (в воде с этим проще).

Среда обитания

Микроорганизмы обитают почти повсеместно, где есть вода, включая облака[4][5][6][7][8][9][10][11][12] и лёд[13], горячие источники, дно мирового океана, а также глубоко внутри земной коры[14]. Они являются важным звеном в обмене веществ в экосистемах, в основном выполняя роль редуцентов (от лат. reduco — «возвращаю, восстанавливаю»); также деструкторы (лат. destruo — «разрушаю»), сапротрофы (др.-греч. σαπρός — «гниль» и τροφή — «пища») — организмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие останки живых существ, превращая их в неорганические и простейшие органические соединения.), но в некоторых экосистемах они — единственные производители биомассы — продуценты.

Микроорганизмы, обитающие в различных средах, участвуют в круговороте серы, железа, фосфора и других элементов, осуществляют разложение органических веществ животного, растительного происхождения, а также абиогенного происхождения (метан, парафины), обеспечивают самоочищение воды в водоёмах.

Впрочем, не все виды микроорганизмов приносят человеку пользу. Некоторые микроорганизмы вызывают порчу сельскохозяйственной продукции, обедняют почву азотом, вызывают загрязнение водоёмов, накопление в продуктах питания ядовитых веществ (например, ботулизм, токсины Коли, прочие микробные токсины).

Микроорганизмы отличаются хорошей приспособляемостью к действию факторов внешней среды. Различные микроорганизмы могут расти при температуре от −6° до +50—75°. Рекорд выживаемости при повышенной температуре поставили археи, некоторые изученные культуры которых растут на питательных средах свыше 110 °C, например, Methanopyrus kandleri (штамм 116) растёт при 122 °C, рекордно высокой температуре для всех известных организмов[15]. В природе среда обитания с такой температурой существует под давлением в горячих вулканических источниках на дне океанов (Чёрные курильщики).

Известны микроорганизмы, процветающие при гибельных для многоклеточных существ уровнях ионизирующего излучения, в широком интервале значений pH, при 25 % концентрации хлорида натрия, в условиях различного содержания кислорода вплоть до полного его отсутствия (анаэробные микроорганизмы).

Симбиотические микроорганизмы (микробиом) обитают внутри организмов растений и животных, в том числе у человека. В организме человека наибольшее количество микроорганизмов-симбионтов располагается в кишечнике. Микроорганизмы живут как внутри тела, так и на коже. Число клеток (но не масса и не объём!) микробиома у человека в 3—10 раз превышает число клеток его организма[16][17].

Микробиом каждого человека уникален, хотя и испытывает ежедневные вариации. Есть общие особенности микробиома у людей, живущих в одной местности, у людей, ведущих один образ жизни, и у людей с похожим рационом. Пониженное генетическое разнообразие микробиомов обычно ассоциируется со стационарными больными и с ухудшением здоровья (см. Квазивиды, Горизонтальный перенос генов). Установлена связь состава микробиома с рядом заболеваний, включая ожирение[18], депрессию воспалительные заболевания кишечника, рак толстой кишки, болезни сердца, рассеянный склероз и аутизм[17]. Возможная причина — дефицит продуктов их обмена веществ (противовоспалительные средства, антибиотики, бутираты, пептиды, витамины и т. д.), безопасных антигенов (вроде фрагментов мембран бактерий) и лизиса антител (см. протеолиз[19]), позволяющего избежать образования иммунных комплексов и снизить риск развития аутоиммунных заболеваний[20][21].

Весьма многочисленное количество видов микроорганизмов является условно-патогенными или патогенными для человека и животных. Патогенные микроорганизмы вызывают болезни человека, животных и растений.

Наиболее общепризнанные теории о происхождении жизни[22] на Земле предполагают, что протомикроорганизмы были первыми живыми организмами, появившимися в процессе эволюции.

См. также

Примечания

  1. ↑ 1 2 МИКРООРГАНИ́ЗМЫ : [арх. 6 мая 2021] / И. Ю. Чернов // Меотская археологическая культура — Монголо-татарское нашествие. — М. : Большая российская энциклопедия, 2012. — С. 270. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов ; 2004—2017, т. 20). — ISBN 978-5-85270-354-5.
  2. ↑ Макунин Д. Микробы. Их имена // Наука и жизнь. — 2008. — № 2. — С. 125—127.
  3. ↑ Микроорганизмы. Типы микроорганизмов. Классификация микроорганизмов. МедУнивер - MedUniver.com. Дата обращения: 23 октября 2020. Архивировано 30 ноября 2020 года.
  4. ↑ Judson, Olivia (2008-02-19). "When Life Goes Cloudy". Opinionator. Архивировано 23 апреля 2022.
  5. ↑ Birgit Sattler, Hans Puxbaum, Roland Psenner. Bacterial growth in supercooled cloud droplets // Geophysical Research Letters. — 2001-01-15. — Т. 28, вып. 2. — С. 239–242. — ISSN 0094-8276. — doi:10.1029/2000gl011684.
  6. ↑ A A Imshenetsky, S V Lysenko, G A Kazakov. Upper boundary of the biosphere // Applied and Environmental Microbiology. — 1978-01. — Т. 35, вып. 1. — С. 1–5. — ISSN 0099-2240. — doi:10.1128/aem.35.1.1-5.1978.
  7. ↑ Pierre Amato, Marius Parazols, Martine Sancelme, Paolo Laj, Gilles Mailhot, Anne-Marie Delort. Microorganisms isolated from the water phase of tropospheric clouds at the Puy de Dôme: major groups and growth abilities at low temperatures // FEMS Microbiology Ecology. — 2007-02. — Т. 59, вып. 2. — С. 242–254. — ISSN 0168-6496. — doi:10.1111/j.1574-6941.2006.00199.x.
  8. ↑ P. Buford Price, Todd Sowers. Temperature dependence of metabolic rates for microbial growth, maintenance, and survival // Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2004-03-30. — Т. 101, вып. 13. — С. 4631–4636. — ISSN 0027-8424. — doi:10.1073/pnas.0400522101.
  9. ↑ N. Cochet, P. Widehem. Ice crystallization by Pseudomonas syringae // Applied Microbiology and Biotechnology. — 2000-08-15. — Т. 54, вып. 2. — С. 153–161. — ISSN 0175-7598. — doi:10.1007/s002530000377.
  10. ↑ S R Burger, J W Bennett. Droplet enrichment factors of pigmented and nonpigmented Serratia marcescens: possible selective function for prodigiosin // Applied and Environmental Microbiology. — 1985-08. — Т. 50, вып. 2. — С. 487–490. — ISSN 0099-2240. — doi:10.1128/aem.50.2.487-490.1985.
  11. ↑ Parisa A. Ariya, Oleg Nepotchatykh, Olga Ignatova, Marc Amyot. Microbiological degradation of atmospheric organic compounds // Geophysical Research Letters. — 2002-11. — Т. 29, вып. 22. — С. 34–1-34-4. — ISSN 0094-8276. — doi:10.1029/2002gl015637.
  12. ↑ Amato, P.; Demeer, F.; Melaouhi, A.; Fontanella, S.; Martin-Biesse, A.-S. A fate for organic acids, formaldehyde and methanol in cloud water: their biotransformation by micro-organisms. dx.doi.org (18 апреля 2007). Дата обращения: 20 августа 2023.
  13. ↑ John C. Priscu, Christian H. Fritsen, Edward E. Adams, Stephen J. Giovannoni, Hans W. Paerl, Christopher P. McKay, Peter T. Doran, Douglas A. Gordon, Brian D. Lanoil, James L. Pinckney. Perennial Antarctic Lake Ice: An Oasis for Life in a Polar Desert // Science. — 1998-06-26. — Т. 280, вып. 5372. — С. 2095–2098. — ISSN 0036-8075. — doi:10.1126/science.280.5372.2095.
  14. ↑ Judson, Olivia (2008-06-10). "Meet the Intraterrestrials". Opinionator. Архивировано 25 декабря 2009. Дата обращения: 18 января 2019.
  15. ↑ Takai K., Nakamura K., Toki T., Tsunogai U., Miyazaki M., Miyazaki J., Hirayama H., Nakagawa S., Nunoura T., Horikoshi K. Cell proliferation at 122 °C and isotopically heavy CH4 production by a hyperthermophilic methanogen under high-pressure cultivation (англ.) // Proc Natl Acad Sci USA : journal. — 2008. — Vol. 105, no. 31. — P. 10949—10954. — doi:10.1073/pnas.0712334105. — Bibcode: 2008PNAS..10510949T. — PMID 18664583. — PMC 2490668.
  16. ↑ Helene Carsenti. 43rd ICAAC. Session 221, Paper C1-2124. A meeting of the American Society for Microbiology. American Society for Microbiology (14 сентября 2003). Дата обращения: 13 мая 2018. Архивировано из оригинала 14 мая 2018 года.
  17. ↑ 1 2 Роб Найт, Брендон Булер. Смотри, что у тебя внутри. Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность = Rob Knigth with Brendan Buhler. Follow Your Gut: The Enormous Impact of Tiny Microbes / перевод Валкиной Е.. — М.: Corpus, 2015. — 160 p. — (TED Books). — 3000 экз. — ISBN 978-5-17-091312-1.
  18. ↑ «Кроме обнаружения антигенов в ткани, резидентные макрофаги заняты регуляцией процессов старения и самообновления тканей, в частности, выделяют факторы роста и цитокины, стимулирующие деление стволовых клеток тканей. В жировой ткани, к примеру, макрофаги стимулируют дифференцировку новых жировых клеток, но при переходе в активированное M1-состояние запускают воспаление и вместо дифференцировки заставляют увеличиваться и набухать имеющиеся жировые клетки. Сопутствующие изменения метаболизма жировой ткани приводят к накоплению жировой массы и в последние годы связываются с механизмами развития ожирения и диабета II типа. В коже цитокины, выделяемые макрофагами и резидентными γ/δ Т-клетками, стимулируют деление стволовых клеток при регенерации эпидермиса и стволовых клеток волосяных фолликулов [13, 14].»«Т-лимфоциты: путешественники и домоседы» Софья Касацкая, «Природа» № 2, 2016 Архивная копия от 20 августа 2023 на Wayback Machine
  19. ↑ Чугунов, Антон Неизвестные пептиды: «теневая» система биорегуляции. Биомолекула. Дата обращения: 20 августа 2023. Архивировано 20 августа 2023 года.
  20. ↑ «Возможности пептидов безграничны» • Библиотека. «Элементы». Дата обращения: 20 августа 2023. Архивировано 20 августа 2023 года.
  21. ↑ «Микробы хорошие и плохие» Джессики Снайдер Сакс • Книжный клуб • Рецензии. «Элементы». Дата обращения: 20 августа 2023. Архивировано 20 августа 2023 года.
  22. ↑ Никитин, Михаил Разные ответы на вопрос жизни. Послесловие научного редактора к книге Ника Лейна. «Элементы» (11 апреля 2018). — В 2018 году вышел русский перевод книги Ника Лейна «Вопрос жизни». Идеи Лейна о роли энергетических ограничений в происхождении и эволюции жизни очень оригинальны, активно обсуждаются учеными и порой встречают жесткую критику. Научный редактор русского перевода постарался дать читателям контекст, в котором существуют идеи Лейна, и упомянуть основные альтернативы им. Объема сносок для этого не хватило, поэтому было написано обширное послесловие. Но по решению правообладателей оригинала его не стали включать в русское издание, и редактор публикует его на «Элементах». Дата обращения: 20 августа 2023. Архивировано 24 декабря 2022 года.

Ссылки