Бактерии и грибы
Как живут бактерии-кокки, бациллы и спириллы и почему грибы — отдельное царство: шляпочные, плесневые и дрожжи, микориза и роль в круговороте веществ.
Утром в чашке осталось полстакана молока, а к вечеру оно скисло и свернулось — это поработали молочнокислые бактерии, которых в одном грамме кефира больше, чем людей на Земле. А кусок хлеба, забытый в пакете на три дня, оброс белым пухом — так заявляет о себе плесневый гриб мукор. В 1 грамме почвы живут до миллиарда бактерий: это самые незаметные и самые незаменимые жильцы планеты. Разберёмся, как они устроены и почему грибы вынесли в отдельное царство.
Люди тысячелетиями дружили с бактериями вслепую: квасили капусту и пекли кислый хлеб, не подозревая, кто именно трудится. Первым разглядел их Антони ван Левенгук: в 1676 году он соскоблил налёт со своих зубов, разглядел в капле воды крошечных «зверушек» и отослал описание в Лондонское королевское общество. Через два столетия француз Луи Пастер доказал: гниение и брожение вызывают живые микробы, а не «дурной воздух», — заодно он придумал пастеризацию, нагревание, при котором микробы гибнут, а вкус молока остаётся. Так родилась микробиология: наука, которая изучает соседей, которых глаз не видит.
Бактерии: маленькие, древние, везде
Бактерия — одна клетка размером в пару микрометров, без ядра: её ДНК лежит прямо в цитоплазме, поэтому бактерии называют прокариотами. По форме их делят на кокков (шарики), бацилл (палочки) и спирилл (изогнутые и спиральные). Многие бактерии плавают с помощью жгутиков. В тепле и при корме клетка делится каждые 20-30 минут: из одной бактерии за десять часов вырастает колония в миллиарды особей — вот почему испорченный продукт портится не постепенно, а внезапно. На чёрный день бактерия упаковывается в спору с плотной оболочкой и засыпает: споры сенной палочки переживают кипячение и сохраняют способность прорастать десятилетиями, поэтому консервы стерилизуют в автоклаве, где температура выше ста градусов.
Полезных бактерий больше, чем вредных, и список их профессий длинный. Молочнокислые превращают молоко в простоквашу, ряженку и йогурт, а капусту с солью — в квашеную капусту за несколько недель. Клубеньковые на корнях бобовых добывают азот из воздуха: после гороха и клевера почва становится богаче, поэтому их сеют перед другими культурами. Уксуснокислые делают уксус, а почвенные сапротрофы разбирают опавшие листья и навоз до простых веществ — без них луга утонули бы в прошлогодней траве. Даже внутри тебя живут сотни видов бактерий: кишечная микрофлора помогает переваривать пищу и тренирует иммунитет.
С болезнетворными бактериями человечество воевало тяжело: «чёрная смерть» в четырнадцатом веке унесла треть населения Европы, а туберкулёз оставался приговором до середины двадцатого века. Защита при этом знакома каждому: микробы гибнут при кипячении, смываются мылом, а от холода лишь засыпают — холодильник не лечит продукты, а растягивает их жизнь. Врачи добавили к бытовой гигиене вакцинацию и антибиотики — вещества, которыми одни микробы убивают других. Но отмывать руки перед едой это не отменяет: для бактерий немытые ладони — готовая транспортная развязка.
Грибы: не растения и не животные
Долго грибы считали растениями, пока не присмотрелись: хлорофилла нет, готовить органику на свету гриб не умеет — он всасывает готовые вещества всей поверхностью. Тело гриба — грибница, или мицелий, из тонких нитей-гиф. Шляпочные грибы — подберёзовик, рыжик — прячут грибницу в лесной подстилке, а над землёй выставляют только плодовое тело. Из плесневых мукор расцветает белым пухом с чёрными головками спор, пеницилл — зелёной кисточкой: в 1928 году из него получили пенициллин, первый антибиотик. Дрожжи — одиночные клетки, которые в тесте сбраживают сахар в пузырьки углекислого газа. А в лесу работает микориза, грибокорень: гифы оплетают корни сосны или берёзы, достают им воду с солями, а дерево делится органикой. Взаимовыгодный союз двух организмов называют симбиозом.
История пенициллина — отдельный урок аккуратности. В 1928 году британец Александр Флеминг уехал в отпуск, забыв чашку с бактериями на подоконнике лаборатории: вернувшись, он увидел, что колонии погибли вокруг пятна зелёной плесени пеницилла. Плесень выделяла вещество, убивающее бактерий, — так был открыт первый антибиотик. Массовый выпуск лекарства наладили к середине 1940-х годов, и пенициллин спас миллионы раненых и больных, а Флеминг вместе с коллегами получил за него Нобелевскую премию.
| Гриб | Как узнать | Где встретить |
|---|---|---|
| шляпочный | шляпка на ножке, грибница в почве | подберёзовик, рыжик, лисичка |
| мукор | белый пух с чёрными головками спор | на хлебе, на сырых овощах |
| пеницилл | зелёные кисточки спор | на цитрусах, в почве |
| дрожжи | одноклеточные, пузырьки газа | в тесте, на кожице винограда |
| микориза | грибница оплела корень дерева | у сосны, берёзы, орхидеи |
Грибница умеет удивлять масштабом: в американском штате Орегон мицелий одного опёнка расползся на несколько квадратных километров — вероятно, самый большой живой организм планеты. На стволах паразитирует трутовик: его грибница гниёт дерево изнутри, поэтому повреждённые деревья спиливают, пока гриб не расселился по лесу дальше. А союз гриба и водоросли — лишайник — расшифровали только в девятнадцатом веке: два организма в одном теле, которое нарастает со скоростью миллиметр в год и первым селится на голых камнях. Для грибника главная заповедь — бледная поганка: половины её шляпки хватает для смертельного отравления, поэтому незнакомый гриб не берут вовсе.
Дрожжи — единственные грибы, что живут поодиночке, и с ними у пекарей договор на века: клетки сбраживают сахар, вырабатывая спирт и углекислый газ. Газ распирает тесто пузырьками, спирт испаряется в духовке — остаётся пористый мякиш. Тот же процесс в винных чанах превращает виноградный сок в вино, а в пробирке микробиолога дрожжи размножаются почкованием, удваиваясь каждые пару часов. Именно на дрожжах Пастер и доказал свою главную мысль: брожение — работа живых клеток, а не случайная химия.
Нажми на элемент, затем на категорию. Нажми на разложенный элемент — вернётся в пул.
- Прокариот#
- организм без ядерной оболочки: ДНК лежит прямо в цитоплазме; так устроены бактерии
- Гифа#
- тонкая нить, из которых построено тело гриба
- Грибница, или мицелий#
- переплетение гиф — главная часть гриба, которая всасывает вещества
- Спора#
- у бактерий — спящая форма для выживания, у грибов — клетка для расселения
- Симбиоз#
- взаимовыгодный союз двух организмов, например гриба и корня дерева
- Редуценты#
- организмы, разбирающие остатки живого до простых веществ; бактерии и грибы
Как это спрашивают на контрольной
- Задание: докажи, что гриб — не растение, назвав минимум три признака.
- Признак первый: у гриба нет хлорофилла и фотосинтеза — он всасывает готовые вещества всей поверхностью гиф.
- Признак второй: в клеточных стенках гриба хитин, а у растений — целлюлоза.
- Признак третий: запасное вещество гриба — гликоген, как у животных, а не крахмал, как у растений.
- Проверка: три признака собраны, ответ полный. Обратная задача: что у грибов общего с растениями? Клеточная оболочка и прикреплённый образ жизни.
- «Докажи, что гриб — отдельное царство» — три признака: нет хлорофилла, хитин, гликоген
- «Какие бактерии полезны» — молочнокислые, клубеньковые, уксуснокислые, почвенные редуценты
- «Как уберечь продукты от порчи» — кипячение, пастеризация, стерилизация банок, холодильник
- «Зачем нужны бактерии гниения» — они редуценты: возвращают вещества в почву
- «Определи гриб по описанию» — мукор белый с чёрными головками, пеницилл зелёная кисточка, дрожжи одиночные клетки
Образец полного ответа на вопрос «какова роль бактерий и грибов в природе»: бактерии и грибы — редуценты. Они разрушают остатки растений и животных до простых веществ и возвращают их в почву, откуда эти вещества снова берут корни. Без редуцентов планета покрылась бы слоем неразобранной листвы, а плодородие исчезло бы за считаные годы. Часть бактерий работает и на человека: молочнокислые делают кефир и квашеную капусту, клубеньковые кормят азотом бобовые, а пеницилл дал первый антибиотик.
Бактерии без ядра называют , тело гриба построено из нитей-, а союз гриба и дерева с выгодой для обоих — .
Банк слов
Бактерии и грибы — редуценты: они разбирают остатки живого на простые вещества и возвращают их в почву, замыкая круговорот, о котором шла речь в уроке про экосистемы. Убери их — и планета утонула бы в палой листве и стволах, а плодородие исчезло бы за считаные годы. Дальше посмотрим, как растения, бактерии и грибы делят эти роли в круговороте веществ, — а пока проверь себя квизом.
Проверь себя
Клавиши 1–9 выбирают вариант, Enter — «Проверить»
1 Какое вещество входит в клеточные стенки грибов?
2 Как называют тело гриба из переплетённых нитей-гиф?
3 У бактерий есть оформленное ядро.
4 Соедини гриб и его особенность.
Нажми на элемент слева, затем на его пару справа. Повторное нажатие отменяет связь.
5 Распредели организмы по их роли для человека и природы.
Разложи элементы по категориям: нажми на элемент, потом на категорию.
6 Что верно о бактериях?
7 Дополни описание союза гриба и дерева.
Выбери подходящее слово в каждом пропуске.
Союз гриба и дерева, где грибница достаёт дереву воду с солями, а дерево отдаёт грибу органику, называется ; такие взаимовыгодные союзы называют .
Было понятно? Скажи — так мы видим, какие темы переписать.
Частые вопросы
Чем гриб отличается от растения?
У гриба нет хлорофилла и хлоропластов, поэтому он не фотосинтезирует, а всасывает готовые органические вещества всей поверхностью гиф. В его клеточных стенках хитин, а запасное вещество — гликоген, как у животных.
Почему дрожжи поднимают тесто?
Дрожжевые клетки сбраживают сахар и выделяют углекислый газ. Пузырьки распирают тесто изнутри, а в духовке газ запекается — получаются поры мякиша.
Можно ли срезать плесень с продукта и съесть остальное?
Нельзя: то, что видно глазом, — только спорангии, а грибница проросла глубоко внутрь. К тому же плесневые грибы выделяют яды, которые не разрушаются при готовке.
Что такое клубеньковые бактерии?
Это бактерии, которые поселяются в клубеньках на корнях бобовых — гороха, клевера, фасоли. Они переводят азот воздуха в доступную растению форму, а растение отдаёт им органику, поэтому бобовые используют, чтобы обогатить почву.