يقدم لكم موقع اقرأ في هذا المقال أبحاث علمية عن البكتيريا، أنواع البكتيريا، شكل وبنية البكتيريا، الأماكن التي تعيش فيها البكتيريا، سلوك البكتيريا، كيفية تكاثر البكتيريا، وفوائد البكتيريا وأضرارها. البكتيريا (بالإنجليزية: Bacteria) هي كائنات دقيقة فردية. يمكن للخلية أن تعيش في جميع البيئات، بما في ذلك الظروف القاسية. من المعروف أن البكتيريا تعيش في مجموعات أو مستعمرات تتكون من ملايين الخلايا البكتيرية. تحتوي الخلية البكتيرية على بنية بسيطة تتكون فقط من غشاء الخلية وعدد قليل من العضيات ولا تحتوي على نواة. بعض البكتيريا مفيدة للإنسان، والبعض الآخر يسبب أمراضًا قد تكون خطيرة في بعض الأحيان. لكن هذا لا ينفي أهمية البكتيريا لحياة الإنسان والنظام البيئي.
أبحاث جامعية على البكتيريا
أبحاث جامعية على البكتيريا
تعريف البكتيريا
تسمى البكتيريا أيضًا بالجراثيم وهي كائنات دقيقة صغيرة جدًا ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. البكتيريا موجودة في كل مكان حول الإنسان، كما أنها موجودة في جسمه أيضاً، إلى جانب… أنها قادرة على العيش في بيئات مختلفة.
أصل البكتيريا كائنات بسيطة (وحيدة الخلية)، ورغم صغر حجمها إلا أن لها تأثيراً قوياً وفعالاً. وهم قادرون على العيش في أصعب الظروف البيئية، كما أن لديهم طبقة خارجية على جسمهم تسمح لهم بمقاومة خلايا الدم البيضاء في جسم الإنسان.
يمكن تصنيف البكتيريا حسب احتياجاتها من الأكسجين على النحو التالي:
- البكتيريا الهوائية
هذه هي البكتيريا التي تحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة.
- إلزام البكتيريا اللاهوائية
وهي البكتيريا التي يجب أن تظل معزولة عن الأكسجين لأنها تموت في وجوده.
- البكتيريا اللاهوائية الاختيارية
هذه هي البكتيريا التي تعمل بشكل أفضل في وجود الأكسجين ويمكنها البقاء على قيد الحياة بدون الأكسجين.
أنواع البكتيريا
تصنف البكتيريا إلى 5 أنواع حسب شكلها. وفيما يلي شرح مفصل لخصائص كل نوع من البكتيريا:
البكتيريا الكروية
تتميز البكتيريا الكروية بشكلها الكروي ومن هنا اسمها العلمي. ويتميز هذا النوع من البكتيريا بوجوده على شكل المكورات الرئوية، والتي عادة ما تسبب الالتهاب الرئوي، ويمكن تشبيه مرض السيلان بنوع من البكتيريا ذات العقد الطويلة من اللؤلؤ.
البكتيريا العصوية
البكتيريا العصوية هي أحد أنواع البكتيريا ذات الشكل الأسطواني، واسمها العلمي Bacilli. وعادة ما تكون على شكل حزم مربعة أو مكعبة وتتميز معظمها بوجود أطراف مدببة وبعض السيقان تتميز هذه الأنواع بوجودها على شكل سيقان طويلة.
بكتيريا الضمة
تتميز بكتيريا Vibrio بأن لها شكل قضبان ذات انحناءات منحنية، واسمها يشبه الفاصلة. ومثال على ذلك بكتيريا الكوليرا المسببة للكوليرا، واسمها العلمي Vibrius.
البكتيريا الحلزونية
تُعرف اللولبيات علميا باسم اللولبيات. وتتميز بشكلها الرفيع والطويل وتتحرك عادة بشكل دائري لتخترق الأنسجة المبطنة والأماكن اللزجة.
هيليكوباكتر بيلوري
تسمى البكتيريا الحلزونية علميا بالحلزونية وتتميز بشكلها الحلزوني الذي يشبه المفتاح لأن جسم الخلية الحلزونية يلتف حول ليف مركزي يسمى الخيط المحوري.
شكل وبنية البكتيريا
يختلف شكل البكتيريا باختلاف الأنواع، حيث أن هناك بعض أنواع البكتيريا تكون على شكل قضيب ويصل قطرها إلى 80 ميكرومتر، ويتراوح طولها من 200 إلى 600 ميكرومتر. كما توجد بكتيريا كروية يتراوح قطرها من 100 إلى 750 ميكرومتر. اللون والحجم والتكوين العام هي كما يلي:
يمكن تمييز البكتيريا عن بعضها البعض باستخدام صبغة اليود. هناك أنواع من البكتيريا تسمح لليود باختراق جدرانها وتظهر باللون الأحمر تحت المجهر. أما الأنواع الأخرى من البكتيريا فلا تسمح لمركب اليود بالتدفق، وتظهر باللون الأرجواني تحت المجهر وتسمى البكتيريا إيجابية الجرام.
- التكوين العام
البكتيريا كائنات حية صغيرة جدًا، لها نواة بدائية وهي وحيدة الخلية. فهي تفتقر إلى صبغة الكلوروفيل وتحافظ خلاياها على شكلها الخارجي من خلال جدار خلوي صلب.
تعد البكتيريا من أصغر الكائنات الحية. ويبلغ متوسط قطر البكتيريا الكروية 0.5 ميكرومتر، بينما يبلغ متوسط قطر البكتيريا البكتيرية 1 ميكرومتر.
حيث تعيش البكتيريا
البكتيريا كائنات حية طويلة العمر حيث يمكنها تحمل درجات حرارة عالية تصل إلى 80 درجة مئوية وأكثر. كما يمكنها العيش في أعماق البحار وتتحمل بعض أنواع البيئات الحمضية أو القلوية التي يمكن أن تتواجد فيها البكتيريا، وفيما يلي بعض الأمثلة على أماكن تواجدها:
- نهر جليدي.
- في الأرض.
- نبات.
- يضيع.
- مناطق الينابيع الساخنة.
- أعماق القشرة الأرضية.
- أعماق البحار والمحيطات.
- أَجواء.
سلوك البكتيريا
البكتيريا هي كائنات حية نشطة في البيئة التي توجد فيها، بغض النظر عن نوعها أو ظروفها. عند وصولهم إلى بيئة جديدة، يبدأون في القيام بسلسلة من السلوكيات والأنشطة أهمها:
إفراز
تفرز البكتيريا باستمرار مجموعة من المواد الكيميائية التي تعمل على تهيئة البيئة وتكييفها مع أسلوب حياتها. وغالبا ما تكون هذه المادة الكيميائية عبارة عن مجموعة من البروتينات التي تشترك في خصائص الإنزيمات في قدرتها على تحليل وهضم مجموعة متنوعة من الأطعمة المتاحة لها.
تلألؤ بيولوجي
تتميز بعض أنواع البكتيريا التي تعيش في الماء بسلوك التلألؤ البيولوجي، ويرجع ذلك إلى أن البكتيريا تنتج الضوء الذي يجذب الكائنات البحرية المختلفة.
السلوك الاجتماعي
تتواجد البكتيريا في كثير من الأحيان ككائنات متعددة الخلايا وتؤدي وظائفها المختلفة من خلال السلوك الاجتماعي التعاوني، مما يساعدها على الانقسام وتحقيق بعض الأشياء التي لا تستطيع البكتيريا تحقيقها بخلية واحدة، كما يوفر خط دفاع رادعًا ضد التهديدات التي يتعرض لها شكل الوجود. وزيادة قدرتهم على تكوين أنواع جديدة.
حركة
تتحرك البكتيريا بطرق مختلفة اعتمادا على الأنواع. يمتلك البعض منهم سوطًا يسمح لهم بالتحرك في بيئة سائلة، بينما يعتمد البعض الآخر على حركات الانزلاق والارتعاش.
تكاثر البكتيريا
تتكاثر البكتيريا بأكثر من طريقة. وفيما يلي شرح لهذه الأنواع:
- الانشطار الثنائي
هذا شكل من أشكال التكاثر اللاجنسي في البكتيريا والذي يحدث من خلال مواصلة عملية نمو الخلية الأم ثم تقسيمها إلى خليتين منفصلتين، تحمل كل منهما نفس المادة الوراثية.
تكتسب البكتيريا الجديدة المادة الوراثية من خلال عملية تسمى الاقتران أو التحول. ويجب أن تكون الخليتين قريبتين من بعضهما البعض حتى يمكن نقل المادة الوراثية من خلية إلى أخرى.
تتكاثر بعض أنواع البكتيريا من خلال أبواغ ملتصقة بها، تسمى بوغ. يحتوي هذا البوغ على الحمض النووي الذي يحمله الكائن الأصلي لتكوين فرد جديد.
فوائد وأضرار البكتيريا
فوائد البكتيريا
تجعل البكتيريا الحياة أسهل، وبسبب الفوائد العديدة التي تجلبها، فإن الحياة بدونها مستحيلة. فيما يلي الفوائد المحددة لبعض أنواع البكتيريا:
- يساعد على هضم الطعام وإنتاج الفيتامينات عند الإنسان.
- البكتيريا ضرورية لدورة الكربون والنيتروجين في البيئة.
- صناعة الغاز الحيوي مثل الميثان.
- صناعة الأدوية مثل اللقاحات والمضادات الحيوية.
- قتل الأمراض والآفات النباتية.
- تنظيف النفايات السامة وتسرب النفط.
- صناعة المواد الغذائية المخمرة.
- استخدامها في العلاج الجيني. لنقل الجينات الطبيعية إلى الخلايا البشرية.
الضرر البكتيري
غالباً ما تكون البكتيريا كائنات مفيدة، إلا أن سموم بعض أنواعها تسبب الكثير من الضرر والأمراض، وبعض أضرارها تتمثل فيما يلي:
- التسمم الغذائي.
- التهاب الحلق.
- مرض الدرن.
- التهابات المكورات العنقودية.
- التسمم المعوي الناجم عن الكوليرا، والذي ينتشر في الماء عن طريق بكتيريا تسمى الأسواط.