Общая характеристика живой природы и понятие микромира
Для удобства изучения весь живой мир условно разделяют на две большие категории. Эта дихотомия включает в себя макромир и микромир. К макромиру относятся все живые объекты, которые можно отчетливо увидеть невооруженным глазом — это растения, животные и, конечно, сам человек.
В противоположность этому, микромир объединяет живые существа, размеры которых находятся за пределами возможностей нашего зрения. Чтобы изучать такие объекты, исследователям обязательно требуются специальные оптические приборы, такие как микроскопы.
Размерные характеристики представителей микромира имеют четкие границы:
- Нижняя граница представлена вирусами. Их размеры варьируются в диапазоне от 10 до 400 нанометров (что соответствует 0,01–0,4 мкм).
- Верхняя граница включает такие микроорганизмы, как бактерии, грибы и простейшие. Их размеры начинаются от 10 микрометров и могут быть значительно больше.
Сам собирательный термин «микробы», который сегодня активно используется для обозначения всех этих невидимых глазу существ (бактерий, грибов, простейших и вирусов), был впервые введен в научный оборот в конце XIX века французским ученым Седдийо.
Систематика микробов по типу клеточной организации
В зависимости от того, как устроена клетка (или от ее отсутствия), все микроорганизмы классифицируются на несколько принципиально разных групп.
- Эукариоты. Название этой группы происходит от греческого слова karyon, что переводится как «орех» или «ядро». Главная отличительная черта эукариот — наличие четко оформленного клеточного ядра. В микробиологии к этой группе относятся грибы и простейшие. Стоит отметить, что эукариотические микроорганизмы могут иметь как одноклеточное, так и многоклеточное строение.
- Прокариоты. В отличие от предыдущей группы, прокариотические клетки не имеют оформленного ядра, их генетический материал расположен прямо в цитоплазме. Типичными и главными представителями прокариот являются бактерии.
- Доклеточные формы (ацеллюлярные организмы). Это уникальная группа агентов, которые вообще не имеют клеточного строения. Сюда входят:
- Вирусы — сложные комплексы, состоящие из нуклеиновых кислот и защитных белков.
- Инфекционные нуклеиновые кислоты — свободные, не покрытые белковой оболочкой молекулы ДНК и РНК, способные вызывать инфекционный процесс.
- Прионы — специфические инфекционные белковые частицы, которые не содержат нуклеиновых кислот, но при этом способны вызывать тяжелые заболевания.
Генетическая организация и сложность строения
Одним из фундаментальных правил микробиологии является то, что общая сложность строения и функционирования любого микроорганизма напрямую зависит от объема его генома. Чем больше генов содержит агент, тем более сложные структуры он способен формировать и тем разнообразнее его метаболизм.
Количественная характеристика генов наглядно демонстрирует эту закономерность:
- Вирусы обладают наиболее простой организацией. Их генетический аппарат минимален и содержит всего до 100 генов.
- Бактерии и грибы демонстрируют средний уровень генетической сложности. В их геноме может насчитываться до 5000 различных генов.
- Простейшие выступают как наиболее сложные представители микромира. Их генетический аппарат является самым масштабным среди микробов и включает от 5000 до 10 000 генов.
Экология, распространение и значение для человека
Микроорганизмы отличаются поразительной способностью к выживанию, поэтому их среда обитания является абсолютно повсеместной. Микробы успешно колонизируют почву, пресные и соленые водоемы, атмосферу и даже способны выживать в условиях открытого космоса. Кроме того, важнейшей средой обитания для них выступают макроорганизмы — растения, животные и люди.
Экологический масштаб микромира трудно переоценить: суммарная биомасса всех существующих микробов на Земле многократно превышает общую биомассу всех растений и животных вместе взятых.
Для человека микробы имеют колоссальное значение. Организм каждого человека является естественной, постоянной средой обитания для так называемой нормальной микрофлоры, которая выполняет множество жизненно важных функций. Масштабы этого сосуществования поражают: количественное соотношение таково, что в теле одного здорового человека постоянно обитает до $10^{14}$ микробов.
Для запоминания связи количества генов и сложности микроба используйте простую лесенку «ВиБаГриП»: Вирусы (до 100) — Бактерии и Грибы (до 5000) — Простейшие (до 10 000).
Вопросы с занятий и экзамена
Кто и когда впервые ввел термин «микробы»?
Этот термин был предложен французским ученым Седдийо в конце XIX века для объединения бактерий, грибов, простейших и вирусов.
В чем главное отличие эукариот от прокариот?
Эукариоты (от греч. karyon — ядро) имеют четко оформленное клеточное ядро, тогда как у прокариот, к которым относятся бактерии, оформленное ядро отсутствует.
Что относится к доклеточным формам жизни?
К доклеточным, или ацеллюлярным формам, относятся вирусы (комплекс нуклеиновых кислот и белков), инфекционные нуклеиновые кислоты (свободные ДНК и РНК) и прионы (инфекционные белки).
Как размер генома влияет на сложность микроорганизма?
Существует прямая зависимость: чем больше генов, тем сложнее организация. Вирусы имеют до 100 генов, бактерии и грибы — до 5000, а простейшие — до 10 000.
Что ещё разобрать по теме
- Особенности клеточной стенки и цитоплазмы прокариотической клетки
- Механизмы инфекционного действия прионов и свободных нуклеиновых кислот
- Принципы работы оптических приборов для изучения объектов размером 10–400 нм
- Состав и функции нормальной микрофлоры в теле человека (до 10^14 микробов)
- Жизненный цикл вирусов как доклеточных форм жизни
Разберите тему целиком в курсе «Микробиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Введение в микробиологию и иммунологию» и ещё 4 383 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 141 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Введение в микробиологию и иммунологию»
Бесплатные видеоуроки: микробиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.