Слово "бактерии" в повседневной жизни, как правило, всегда связано с чем-то негативным. Это вызвано тем, что бактерии в основном ассоциируются с болезнями, от которых мы страдаем. Тем не менее, существует множество бактерий, которые очень полезны и имеют большое значение для существования человечества. С начала времён нам не удалось осознать их положительное влияние на нашу жизнь и их вклад в поддержание жизни на Земле.
Если мы посмотрим на наше окружение, то большинство используемых нами продуктов имеют микробное происхождение. Хлеб, сыр, вино, пиво, антибиотики, ископаемые виды топлива, такие как бензин и дизель, творог и йогурт, ферменты в моющих средствах и т.д., традиционно синтезируются микроорганизмами.
Ошибочное представление о бактериях и вирусах может быть связано с недостатком информации, недопониманием, ложными убеждениями или плохими научными знаниями.
Такие вакцины, как БЦЖ, столбняк, холера и т. д. — все они произошли из аттенуированных (ослабленных) или денатурированных бактерий. Таким образом, вакцины помогают нам укрепить иммунную систему. С технической точки зрения, вакцины — это всего лишь введение антигенов, которые стимулируют нашу иммунную систему к выработке антител. Это было бы невозможно без микробов.
Микробы и человек
Человеческий кишечник — это огромный мир микроорганизмов. Миллионы бактерий в кишечнике помогают нам переваривать пищу. Большинство ферментов, выделяемые ими, помогают нам усваивать трудноперевариваемые продукты. В настоящее время установлено, что метаболизм человека напрямую связан с типом кишечной флоры, находящейся в его организме. Флора кишечника, как показатель общего состояния здоровья человека.
Пробиотики — это потребляемые нами микроорганизмы, которые помогают создать баланс в кишечнике. Также пробиотики имеют большое значение при лечении антибиотиками, так как антибиотики не избирательно повреждают нашу кишечную флору, пробиотики помогают ее восстановить. Хорошими примерами пробиотиков являются лактобактерии, бифидобактерии, стрептококки и сахаромицины. Эти организмы также помогают в уничтожении патогенных микроорганизмов, таких как Salmonella, Shigella, Vibrio и др.
Микробы в животноводстве
Некоторые виды микробов действуют как хорошие кормовые добавки для домашних животных. Эти микробы обеспечивают устойчивость животных к патогенным микробам. Они также помогают в сокращении использования антибиотиков, которые применяются в больших количествах в кормах для животных. Saccharomyces cerevisiae очень часто используется в качестве такого корма. Некоторые виды актиномицетов добавляют в корм животным, чтобы защитить их от других патогенов.
Микробы и полезные ископаемые
Известное всеми нами ископаемое топливо, от которого полностью зависит наше общество, является результатом совместного действия многих микробов, разрушающих органическую материю, скрытую в глубоких слоях земли. В анаэробных условиях микробы используют все мертвые останки животных и растений для производства энергии. Это приводит к производству бензина и дизельного топлива.
Микробы и медицина
Такие антибиотики, как пенициллин, стрептомицин, эритромицин, гликопептиды, ванкомицин и т.д. производятся различными видами грибков, бактерий и актиномицетов. Эти антибиотики доказали свою эффективность в лечении угрожающих жизни заболеваний. В качестве примера можно привести Вторую мировую войну, которая стала свидетелем большого применения пенициллина в спасении многих жизней раненых солдат.
Микробы и почва
Микробы играют важную роль в восстановлении почвы. Pseudomonas putida — грамотрицательная бактерия, широко используется в биоремедиации разливов нефти, пестицидов, фосфорорганических веществ, углеводородов, соединений BTEX. Основное воздействие этих загрязняющих веществ наблюдается в водоемах и почвах. Физико-химические методы рекультивации имеют множество ограничений и недостатков.
Биологический метод не только безвреден для окружающей среды, но и помогает в восстановлении. Виды Pseudomonas широко используются в биоремедиации благодаря быстрому росту производства поверхностно-активного вещества, которое помогает в легкой утилизации масел и способности использовать различные виды источников углерода. Такие дрожжи, как Rhodotorula и Rhodobacter, очень полезны при разложении нафталина, бензола, ксилола, толуола и его производных.
Микробы и сельское хозяйство
В сельском хозяйстве микробы имеют большое экономическое значение. Микроорганизмы в ризосфере помогают развитию растений, а именно в секреции гормонов роста, таких как индолуксусная кислота, гиббереллиновая кислота, цитокинины, ауксины, сидерофоры и др. Виды Pseudomonas хорошо известны для производства сидерофора и, следовательно, помогают сделать железо доступным для растений.
Виды азотобактерий и ризобий фиксируют атмосферный азот и делают его доступным для корней. Эти микробы в совокупности помогают в стимулировании роста растений. Виды бацилл имеют различные области применения. Некоторые виды действуют как биопестицид, помогая в снижении заболеваемости растений, другие обладают противогрибковой и противорвотной активностью.
Bacillus megaterium используется на фермах для растворения фосфатов и других минералов. Споры Bacillus subtilis распыляются на посевы, чтобы предотвратить повреждение, вызываемое грибком. Очень известный Bacillus thuringenesis (Bt) является биопестицидом, гены из него используются для создания устойчивых к болезням сортов многих сельскохозяйственных культур.
Цветки Pseudomonas действуют как стимулятор роста растений, выделяя сидерофоры, которые хелатируют железо, и это используется растениями. Pseudomonas aureofaciens обладает большой противорвотной активностью. Эти микробы также могут создавать биопленки и обеспечивать защиту развивающихся культур.
Некоторые виды микроорганизмов хорошо известны тем, что разрушают пестициды, которые распыляются на посевы. Это помогает удалять остатки пестицидов и, таким образом, делает их пригодными для употребления. Грибковые виды, такие как Trichoderma, используются для ингибирования роста патогенов растений, таких как Fusarium, Xanthomonas и др.
Многие микробы также используются в качестве переносчиков инфекций для передачи болезнеустойчивых генов растениям. Agrobacterium tumefaciens Ti-plasmid является примером такого переносчика, который регулярно используется для этой цели.
Микробы и промышленность
Микробы также находят широкое применение в промышленности. Aspergillus niger на коммерческой основе используется для производства лимонной кислоты. Многие витамины также вырабатываются микробами по технологии ферментации. В настоящее время на рынке доступны различные наборы для обнаружения заболеваний, которые производятся с использованием антигенов, выделенных из микробов.
Промышленные ферменты, такие как амилаза, протеаза, целлюлаза, ксиланаза и т.д. производятся с использованием крупномасштабной ферментации микробами. Моноклональные антитела также образуются с использованием микробов. Таким образом, продукты, имеющие большое влияние на человека, как правило, разрабатываются из микробов.
Микробы и очистка сточных вод
На очистных сооружениях микробы добавляются во вторичные очистные резервуары для снижения БПК и ХПК сточных вод. Некоторые микробы также помогают в биоремедиации тяжелых металлов, содержащихся в сточных водах. Рост нитевидных бактерий в резервуарах для сточных вод способствует флокуляции (объединению) и легкому образованию осадка.
Все вышеперечисленное представляет собой лишь небольшую часть различного и широкого применения микробов. Поэтому в следующий раз, если вы услышите слово "Бактерия", не стоит сразу пугаться, подумайте о них, как о ваших дружественных невидимых супергероях, готовых работать для вас и сделать вашу жизнь легче.
