Struktura

Význam bakterií v přírodě

Bakterie jsou nejrozšířenější skupinou organismů na Zemi. Představují přirozenou složku biosféry, podílející se na udržení ekologické rovnováhy a koloběhu látek v přírodě. Bakterie lze nalézt ve všech životních prostředích a často vstupují do vztahu symbiózy s mnohobuněčnými organismy. Bakterie se používají jako výrobní prostředek v biotechnologiích, zejména v zemědělství, potravinářství a medicíně.

Bakterie v půdě

V jednom gramu půdy žije asi 40 milionů bakterií. Nejvíce se jich vyskytuje pod povrchem, v hloubce  3-10 cm. S rostoucí hloubkou jejich počet klesá.  Významně se podílejí na koloběhu látek v přírodě (např. koloběh dusíku a uhlíku) a tím  ovlivňují úrodnost půdy. Nitrifikační bakterie provádějí oxidaci amoniaku na dusičnany, které umí rostliny využít. Denitrifikační bakterie jsou anaerobní a redukují dusičnany na dusík nebo amoniak. Hlízkové bakterie žijí v symbióze na kořenech bobovitých rostlin a dokáží vázat vzdušný dusík a přeměnit ho na dusičnany (např. rod Rhizobium). Rod bakterií Azotobacter žije na rozdíl od hlízkových bakterií samostatně, zejména v půdě s vyšším obsahem organických látek. Využívá vzdušný dusík nezávisle na ostatních organismech.

Obr. 1: Hlízka na kořenech olše

V půdě se vyskytují i patogenní bakterie, např. Clostridium tetani. Produkuje neurotoxin způsobující onemocnění tetanus. K infekci dochází poraněním a kontaminací z půdy. Díky systému očkování je u nás onemocnění vzácné.

Schopnost bakterií rozkládat mnohé látky se využívá při zpracování odpadu (i toxického).

Bakterie ve vodě

Výskyt bakterií v mořské vodě je prokázán ve všech hloubkách a oblastech. Nejvíce se jich vyskytuje poblíž pobřeží ve znečištěných vodách. Většina sladkovodních a půdních bakterií (s výjimkou spor některých druhů bacilů) hyne v mořské vodě během několika hodin až dnů. Mořské dno obývají psychrofilní bakterie (snášejí nízké teploty).

Bakterie schopné trávit uhlovodíky v ropě jsou využívány při čištění ropných skvrn.

Obr. 2: Ropná skvrna v okolí těžební plošiny

Zajímavý je vztah bakterií a hlubokomořských živočichů. V místech bez slunečního světla často za rybu svítí mutualistické bakterie, které přebývají v jejich tkáních. Za to jim hostitel poskytuje stálé prostředí uvnitř svého těla a stravu. Příkladem jsou např. lampovník, ďas mořský atd.

Sladké vody obsahují nejméně bakterií v pramenech a horských tocích. Vlivem kontaminace vod z půdy, splašků a další lidské činnosti roste množství bakterií ve vodě. Vodou se mohou přenášet některé nemoci, např. břišní tyf (Salmonella typhi), cholera (Vibrio cholerae), úplavice (Shigella dysenteriae). Pitná voda využívaná pro hromadné zásobování nesmí obsahovat žádné patogenní organismy.

Bakterie ve vodě mají velkou roli při samočistící schopnosti vody. Této vlastnosti se využívá při likvidaci organického znečištění vod. Určité typy bakterií jsou součástí tzv. biologické fáze čištění komunálních vod v ČOV (Čistírny odpadních vod). Podívejte se na video.

File:Biologická fáze čištění vody.jpg

Obr. 3: Biologická fáze čištění odpadních vod

Bakterie ve vzduchu

Bakterie a jejich spory se dostávají do vzduchu především větrem z půdy. Zastoupení bakterií je větší nad pevninou než nad mořem, nad městem než nad vesnicí. Vlhká atmosféra je pro bakterie méně výhodná než suchá, protože jsou s kapičkami vody sráženy k zemi. Proto je po dešti čistší vzduch a v zimě méně bakterií než v suchém létě.

Obr. 4: Šíření kapének z úst člověka během kýchání

Patogenní bakterie se dostávají do vzduchu kapénkami, které jsou produkovány infikovaným jedincem během mluvení, kašlání a kýchání. Kapénkovou infekcí se nejčastěji šíří chřipka, plané neštovice, příušnice, černý kašel, spalničky, zarděnky a další.

Bakterie a organismy

Rostliny jsou osídleny bakteriemi nejvíce v kořenové části. Důležitý symbiotický vztah je u vikvovitých rostlin s hlízkovitými bakteriemi rodu Rhizobium. Bakterie vytvářejí na kořenech těchto rostlin charakteristické hlízy, v nichž je fixován dusík. Fytopatogenní bakterie vyvolávají onemocnění rostlin, např. měkkou hnilobu, spálu ovocných stromů, rakovinu rostlin a další.

Živočichové vstupují s bakteriemi do různých vztahů, z nichž nejpodstatnější je symbióza. Např. mnohé symbiotické bakterie dodávají hmyzu látky potebné k růstu. Z hlediska lidské populace je nebezpečná skutečnost, že zvířata jsou přenšeči řady onemocnění (veš dětská přenáší původce skvrnité horečky, blecha svými výkaly šíří původce moru - Yersinia pestris). Symbioticky žíjí bakterie v žaludku (bachoru) přežvýkavců.

Mnoho druhů bakterií je člověku prospěšných a najdeme je na různých částech lidského těla.

Kůže člověka vysychá a je nevhodná pro většinu bakterií. Osídlována jsou především vlhká místa těla (meziprstí, třísla, podpaží). Kožní žlázy vylučují řadu látek, které následně bakterie rozkládají za vzniku charakteristického pachu potu. Jiné bakterie mohou vyvolat akné.

Dýchací soustava obsahuje bakterie pouze v horních cestách dýchacích, zdravé plíce bakterie neobsahují.

Prostředí v ústní dutině je díky vlhkosti a teplotě vhodné pro osídlení bakteriemi, které se živí bílkovinami ze slin a zbytky přijímané potravy. Sliny obsahují mimo jiné antibakteriální látku lysozym. Bakterie rodu Lactobacillus přeměňují cukry až na kyselinu mléčnou, která je významným faktorem vzniku zubního kazu. V žaludku můžeme nalézt  Helicobacter pylori, který je dáván do souvislosti s vředovým onemocněním žaludku. Nejbohatší na bakterie je tlusté střevo. Jsou zde především anaerobní bakterie Escherichia coli a Enterobacter aerogenes, které produkují mnoho vitaminů (riboflavin, thiamin, pyridoxin, biotin, kyselinu listovou, kyselinu pantotenovou, kyselinu nikotinovou). Zkvašují nestravitelné polysacharidy (celulóza). Hnilobné bakterie zpracovávají zbytky bílkovin.

Bakterie v průmyslu

Bakterie se hojně využívají v různých odvětvích průmyslu. V potravinářském průmyslu se bakterie využívají na výrobu alokoholických nápojů, kysaných mléčných výrobků (např.  rod Lactobacillus), sýrů, octa, nakládané zeleniny a při konzervaci potravin. Dále bakterie nacházejí uplatnění ve farmaceutickém průmyslu při výrobě antibiotik, aminokyselin, hormonů a protilátek.

Bakterie ve výzkumu

Bakterie jsou také vhodným experimentálním objektem ve vědeckých laboratořích. Kvůli rychlému růstu a poměrně snadné manipulaci s nimi se využívají v molekulární  biologii, genetice a biochemii. Modelovým organismem je zejména bakterie Escherichia coli.

Zdroje

  • ADAMUS, Tomáš. Základy mikrobiologie a imunologie. 1. vyd. Ostrava: Vysoká škola báňská - Technická univerzita, 2007. 96 s. ISBN 978-80-248-1284-7.
  • VLKOVÁ, Eva, RADA, Vojtěch a KILLER, Jiří. Potravinářská mikrobiologie. 2. vyd. V Praze: Česká zemědělská univerzita, 2009. 168 s. ISBN 978-80-213-1988-2.
 

Obrázky:

Doplňující učivo

Jak pracují bakterie v ČOV? Prohlédni si video.

http://www.youtube.com/watch?v=duKHJC_0MqI

Logolink