§ 10. Значение бактерий в природе и для человека

Определения и обозначения

Бактерии-разрушители (сапротрофы) — бактерии, которые питаются остатками организмов и разлагают их. Они получают из этих остатков вещества для жизни. Благодаря их работе органические остатки не просто лежат в природе, а постепенно превращаются в вещества, которые могут использовать другие организмы.

Азотфиксирующие бактерии — бактерии, превращающие азот воздуха в соединения, доступные растениям. Сам по себе азот воздуха растениям трудно использовать. Работа бактерий помогает обеспечить растения азотом, который нужен им для роста.

Клубеньковые бактерии — азотфиксирующие бактерии, живущие в клубеньках на корнях бобовых растений, например гороха. Бактерии помогают растению получать соединения азота, а растение даёт им питательные вещества. Такое соседство приносит пользу обоим участникам.

Болезнетворные бактерии — бактерии, способные вызывать заболевания у человека, животных или растений. Они могут проникать в организм и нарушать его нормальную работу. Знание об этих бактериях помогает соблюдать меры профилактики, но не означает, что вредны все бактерии.

Как это устроено

Остатки листьев, погибших организмов и другие органические вещества служат пищей бактериям-разрушителям. Бактерии постепенно расщепляют сложные вещества на более простые. Полученные вещества используются самими бактериями, а часть возвращается в почву и окружающую среду. Поэтому разложение не означает исчезновения вещества: оно меняет форму и может снова участвовать в жизни природы.

Если бы бактерий-разрушителей не было, опавшие листья и останки организмов накапливались бы, а вещества оставались бы запертыми в них. Растениям было бы труднее получать вещества из почвы, а другим организмам — питаться. Разрушители связывают остатки живых существ с новой жизнью: после разложения вещества становятся доступны участникам экосистемы. Так поддерживается круговорот веществ.

Растениям нужен азот, чтобы расти и образовывать необходимые им вещества, но азот воздуха они напрямую использовать не могут. Азотфиксирующие бактерии превращают его в соединения, которые растение способно получать. Бактерии могут жить в почве или рядом с корнями, а клубеньковые виды обитают в особых клубеньках на корнях бобовых. Поэтому их деятельность помогает растениям и влияет на обеспеченность почвы азотом.

Молочнокислые бактерии используют сахар, содержащийся в молоке или овощах, и образуют молочную кислоту. Из-за кислоты меняются вкус и свойства продукта, а условия становятся менее подходящими для многих других микроорганизмов. Поэтому такие бактерии применяют при изготовлении ряда кисломолочных продуктов и квашении овощей. Важно соблюдать чистоту и подходящие условия, чтобы продукт получился качественным.

Бактерии различаются по тому, чем питаются и как воздействуют на окружающую среду. Полезные виды участвуют в разложении остатков, помогают растениям или используются при приготовлении пищи. Болезнетворные виды способны вызывать заболевания, а некоторые бактерии портят продукты. Поэтому нельзя оценивать все бактерии одинаково: значение зависит от конкретного вида и условий его деятельности.

Значение бактерий в природе и жизни человека

В таблице сопоставлены действия разных групп бактерий и их значение. По ней удобно сравнить, кто возвращает вещества в природу, кто помогает растениям или человеку, а кто может причинить вред. Обращайте внимание не только на группу, но и на результат её деятельности.

Разбор задач

Опавшие листья в лесу

В лесу накапливаются опавшие листья и остатки погибших организмов. Нужно объяснить, какую роль могут сыграть бактерии. Для решения важно проследить, что происходит с остатками и куда попадают вещества после их разложения.

1. Определяем, что листья и останки — это органические остатки, которыми могут питаться бактерии-разрушители.
2. Бактерии постепенно разлагают их на более простые вещества.
3. Эти вещества возвращаются в почву и окружающую среду, откуда могут снова поступать к живым организмам.

Ответ: бактерии-разрушители разлагают остатки организмов и возвращают вещества в почву. Поэтому остатки не только накапливаются, но и участвуют в круговороте веществ.

Клубеньки на корнях гороха

На корнях гороха обнаружены клубеньки. Нужно объяснить, почему такое соседство полезно растению. Не следует считать клубеньки частями самого растения: в них живут бактерии, которые помогают гороху получать азот.

1. Связываем клубеньки с бобовым растением: в них обитают клубеньковые бактерии.
2. Бактерии превращают азот воздуха в соединения, которые растение может усваивать.
3. Горох получает нужный для роста азот, а бактерии получают от растения питательные вещества.

Ответ: клубеньки полезны гороху, потому что живущие в них бактерии помогают обеспечивать растение соединениями азота. Это пример взаимовыгодного соседства.

Чередование гороха и другой культуры

Фермер планирует сначала посадить горох, а затем другую культуру. Нужно объяснить, чем такое чередование может быть полезно для почвы и как в этом участвуют бактерии. Для ответа связываем бобовое растение с клубеньковыми бактериями и доступностью азота.

1. На корнях гороха живут клубеньковые бактерии, превращающие азот воздуха в доступные соединения.
2. Благодаря их работе горох получает азот, а почва может обогащаться соединениями этого элемента.
3. Следующая культура может расти на почве, где азот доступнее, чем если бы на поле постоянно выращивали одну и ту же культуру.

Ответ: чередование культур с горохом может улучшать обеспеченность почвы соединениями азота. В этом участвуют клубеньковые бактерии, живущие на корнях бобового растения.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все бактерии вредны. Такое мнение возникает потому, что часто говорят о болезнях, которые вызывают некоторые виды. Проверь себя: вспомни бактерий-разрушителей и молочнокислые бактерии — они полезны природе и человеку.

Ошибка — говорить, что бактерии-разрушители уничтожают вещества и они исчезают. Так можно подумать, наблюдая, как остатки постепенно пропадают. На самом деле вещества возвращаются в почву и окружающую среду; проверь себя вопросом: куда попадают вещества после разложения?

Ошибка — принимать клубеньки на корнях за части самого растения. Их можно принять за наросты, потому что они находятся на корне. В клубеньках живут бактерии; чтобы проверить себя, вспомни, кто превращает азот в доступные растению соединения.

Ошибка — путать полезные бактерии с болезнетворными и считать, что все они действуют одинаково. Такое обобщение возникает, если судить только по одному примеру. Проверяй себя по виду бактерий и результату их деятельности: одни помогают, другие способны вызывать болезни или портить продукты.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать, что бактерии — микроскопические организмы и, как другие живые организмы, нуждаются в питательных веществах. Их деятельность связана с круговоротом веществ и ролью организмов-разрушителей в экосистемах. Эти знания пригодятся при изучении почвы и питания растений, а также микробиологии. Понимание различий между бактериями помогает разобраться и в профилактике инфекционных заболеваний.

Что запомнить

• Бактерии обитают практически повсюду.
• Бактерии-разрушители разлагают остатки организмов.
• При разложении веществ бактерии участвуют в круговороте веществ в природе.
• Некоторые бактерии помогают растениям получать соединения азота.
• Молочнокислые бактерии применяют при изготовлении ряда продуктов.
• Некоторые бактерии вызывают болезни и портят продукты.