ЦАРСТВО БАКТЕРИИ - Царство бактерии - Система органического мира

Царство бактерии — первый (I) или прокариотный уровень организации живой материи. Для этого уровня характерно отсутствие в клетках цитоскелета, ядра и большинства других мембранных органоидов. Обычно это одноклеточные организмы, но встречаются и многоклеточные агрегаты: колонии, нити, плодовые тела, пальмеллоидные структуры, правда уровень интеграции клеток в этих агрегатах - это всё-таки уровень колонии, а не организма. Обычно размножаются делением пополам и спорами.

§1. ЦАРСТВО БАКТЕРИИ.

Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий. Они встречаются в самых разных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах. Особенно много их в почве: в верхнем слое содержатся миллионы бактерий в 1 грамме, то есть примерно 2 тонны на гектар. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных.

Бактерии — мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением; их размеры составляют от 0,1 до 10 мкм. На обычной типографской точке можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера. Бактерии можно увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами или микробами; микроорганизмы изучаются микробиологией. Часть микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией. Начало этой науке положил Антони ван Левенгук в XVII веке.

Бактерии древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет. Бактериальные сообщества создали на Земле первые экосистемы - строматолитовые маты (смотри главу 6).

Из-за возможности обмена генами между представителями различных видов и даже родов систематизировать бактерий довольно сложно. Удовлетворительная систематика бактерий не построена до сих пор; все существующие системы являются искусственными и классифицируют бактерий по какой-либо группе признаков, не учитывая их филогенетического родства. Ранее бактерии вместе с грибами и водорослями включались в подцарство низших растений. В настоящее время бактерии выделены в отдельное царство Бактерии. Наиболее распространённой системой классификации является система Дэвида Берги, в основу которой положено строение клеточной стенки.

В конце ХХ века учёные обнаружили, что клетки сравнительно малоизученной группы бактерий — архебактерий, содержат р-РНК, отличные по своему строению и от р-РНК прокариот, и от р-РНК эукариот. Строение генетического аппарата архебактерий (наличие ин- тронов и повторяющихся последовательностей, процессинг, форма рибосом) сближает их с эукариотами; с другой стороны, архебактерии имеют и типичные признаки прокариот (отсутствие ядра в клетке, наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей, размер р-РНК, азотфиксация). Наконец, архебактерии отличаются от всех остальных организмов строением клеточной стенки, типом фотосинтеза и некоторыми другими признаками. Архебактерии способны существовать в экстремальных условиях, например, в горячих источниках при температуре свыше 100°С, в океанских глубинах при давлении 260 атм., в насыщенных солевых растворах (30 % NaСI). Некоторые архебактерии выделяют метан, другие используют для получения энергии соединения серы.

По-видимому, архебактерии являются очень древней группой организмов; “экстремальные” возможности свидетельствуют об условиях, характерных для поверхности Земли в архейскую эру. Считается, что архебактерии наиболее близки к гипотетическим “проклеткам”, породившим впоследствии всё многообразие жизни на Земле.

В последнее время стало ясно, что существуют три основных типа р-РНК, представленные, соответственно, первая — в клетках эукариот, вторая — в клетках настоящих бактерий, а также в митохондриях и хлоропластах эукариот, третья — у архебактерий. Исследования молекулярной генетики заставили по-новому взглянуть на теорию происхождения эукариот. В настоящее время считается, что на древней Земле одновременно эволюционировали три различные ветви прокариот: архебактерии, эубактерии и уркариоты, характеризовавшиеся разным строением и различными способами получения энергии. Уркариоты, являвшиеся, по сути, ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариот, впоследствии включили в себя в качестве симбионтов представителей различных групп эубактерий, которые превратились в митохондрии и хлоропласты будущих клеток эукариот.

Таким образом, ранг типа, выделявшийся ранее для архебактерий, достаточен. В настоящее время многие исследователи склонны разделять царство Бактерий на четыре типа:

1) Эобактерии (Eobacteria),

2) Гликобактерии (Glycobacteria),

3) Позибактерии (Posibacyeria),

4) Архебактерии (Mendosicutes).