Гл. 2. Бактерии главные космополиты планеты

Предыдущая глава:http://proza.ru/2025/08/18/1669


Что же мы знаем о бактериях на сегодняшний день? И много, и мало…
Бактерии есть практически повсеместно. В облаках, в вечной мерзлоте, в горячих источниках, на дне океанов, в песке пустынь, на каменистых вершинах гор и даже глубоко в земной коре. Они встречаются в ледниках Антарктиды, где температура опускается до – 83 0С, и в гейзерах, где температура воды достигает + 90 0С. Их споры выдерживают температуру до + 400 0С и давление до 10 тысяч атмосфер. В одном грамме почвы может содержаться около 40 миллионов бактериальных клеток, а в миллилитре свежей воды — около миллиона. Некоторые бактерии могут обитать даже в радиоактивных отходах, где некоторые из них, например микрококкус радиодуранс, спокойно переносят радиацию в 6,5 млн. рентген, что в 10000 раз превышает смертельную для человека. Чтобы выживать в условиях, недоступных для других организмов, бактерии могут производить специальные защитные белки или даже менять структуру оболочки своей клетки.
Многие бактерии живут на теле и в теле людей, животных и растений. В нашем теле имеется как минимум столько же бактерий, сколько клеток в организме. А это от 1 до 3% от веса человека!  И большинство из них на самом деле приносит пользу, например, помогая переваривать пищу или препятствуя росту других более опасных бактерий. Только несколько видов бактерий вызывают заболевания, хотя и весьма тяжёлые, такие как холера, чума, туберкулёз...
Бактерии Земли весят больше, чем все животные и растения вместе!
Эти небольшие организмы очень важны для природы. Они помогают разлагать останки умерших существ, превращая их в простые вещества, которые могут использовать другие организмы. В некоторых экосистемах микроорганизмы являются единственными производителями биомассы, то есть они создают органические вещества, необходимые для жизни обитателей Земли, участвуют в круговороте таких элементов, как сера, железо и фосфор. Некоторые виды бактерий, например клубеньковые бактерии, единственные способны усваивать азот из воздуха и продуцировать азотсодержащие вещества, которые в дальнейшем трансформируются в белки, являющиеся строительным материалом для организмов всех живых существ, обитающих на Земле.
Они разлагают органические вещества как растений, так и животных, обеспечивая плодородие почвы. Образование залежей природного газа и нефти также происходило с участием определенных видов бактерий. Эти организмы помогают очищать водоемы, обновлять почву, производить кислород и выполняют множество других важных функций.
С древнейших времен человек применяет способность некоторых бактерий вызывать брожение для получения определенных продуктов: молочнокислой продукции (йогуртов, сыров, кефира), масляной и уксусной кислот. Без бактерий невозможно дубление кожи и изготовление льняного волокна.
Применяют определенные группы бактерий и в микробиологической промышленности для получения антибиотиков, витаминов и некоторых других веществ.

Это довольно известные факты… А что нового обнаружено исследователями бактерий?
Бактерии не имеют органов чувств или нервной системы, но показывают, что способны к сложному поведению. Некоторые бактерии способны хранить и обрабатывать информацию о своем окружении. Например, в исследованиях обнаружено, что они могут запоминать условия окружающей среды и адаптироваться к ним, что свидетельствует о наличии примитивной формы коллективной памяти.
Например, учёные выяснили, что бактерия кишечная палочка может "запоминать" и "учиться". В экспериментах, когда менялись химические условия, кишечная палочка изменяла своё поведение, направляясь к более высоким концентрациям питательных веществ и избегая токсичных веществ. Она замедляла или останавливала свой рост при перенаселенности или нехватке ресурсов, активируя гены, ответственные за клеточный цикл и процессы программируемой клеточной смерти.
Бактерии способны участвовать в процессе коммуникации, используя химические сигналы. Этот процесс, известный как кворум-сенсинг, позволяет микроорганизмам "общаться" между собой, определять плотность своей популяции и координировать свое поведение. Благодаря этому они способны к совместным действиям, например, образовывают биопленки или синхронно выделяют ферменты. Бактерии могут "знать", когда их достаточно для выполнения определенной задачи, и действовать как единое целое.
Биоплёнки – это сообщества бактерий, которые прочно прикрепляются к поверхностям и окружены защитной матрицей из полимеров, таких как полисахариды и белки. Внутри биоплёнки бактерии могут обмениваться питательными веществами, совместно вырабатывать токсины, обмениваться генами, повышающими их выживаемость, совместно защищаться от антибиотиков и клеток иммунной системы.
Гены, которые кодируют устойчивость к препаратам, некоторые бактерии могут передавать не только от поколения к поколению, но даже другим видами бактерий. Чем чаще применяются антибиотики, тем вероятнее развитие устойчивости у бактерий.  Сообщество бактерий как будто вполне сознательно согласовывает действия отдельных индивидов и единым фронтом выступает против общего врага.
Появление устойчивых бактерий вызывает серьёзное беспокойство медиков. Устойчивые бактерии могут передаваться от человека к человеку, от животных к человеку. Из-за распространенности путешествий устойчивые бактерии могут разноситься в разные части света за короткий период времени. В связи с этим во многих странах уже запрещено применение антибиотиков для животных. Возможно, скоро это коснется и лечения людей.
Зато в 2023 году были сделаны шаги к созданию миниатюрных роботов на основе живых бактерий, которые могут выполнять сложные задачи. Это открытие может изменить подход к использованию бактерий в медицине и экологии, например, для восстановления поврежденных органов или целых экосистем. Человеческая цивилизация потихоньку приходит к мысли о сотрудничестве, а не вражде с цивилизацией микроорганизмов. Возможно, у кого-то из вас есть идеи, как наладить постоянное сотрудничество с разумными бактериями?
Продолжение:http://proza.ru/2025/08/18/1682