Бактерии — мельчайшие, просто устроенные организмы, видимые только при больших увеличениях.
По форме различают бактерии: шаровидные — кокки, палочковидные — бациллы, палочковидные согнутые — вибрионы. Многие бактерии образуют споры, служащие, скорее всего, для сохранения вида. Бактерии способны жить в струях гейзеров с температурой 105°С, в сверхсоленых озерах, на морском дне, в мерзлоте Арктики. Выдерживают большую дозу радиации. Организм бактерий состоит из единственной клетки, в которой нет обособленного ядра, митохондрий и пластид. ДНК у бактерий располагается в центре клетки, свернутая в хромосому. В цитоплазме бактериальных клеток имеются включения, содержащие питательные вещества — крахмал, гликоген, жиры.
Большинство бактерий гетеротрофы, то есть используют для питания готовые органические вещества или соединения (сахара, аминокислоты, витамины). Другие гетеротрофные бактерии живут за счет питательных веществ других организмов, в теле которых они обитают. Их называют паразитами. Паразитизм распространен у бактерий очень широко. К числу паразитических бактерий, вызывающих заболевание у человека (их называют патогенными), относятся возбудители чумы, холеры, туберкулеза, дизентерии, менингита и др.
Гетеротрофные бактерии получают энергию для биосинтеза путем окисления органических соединений (углеводов и др.). Этот процесс может происходить при участии кислорода (дыхание) или анаэробно (брожение). В зависимости от конечного продукта различают несколько видов брожения. Так, спиртовое брожение заключается в расщеплении Сахаров до этилового спирта и углекислого газа. Молочнокислые бактерии превращают сахар в молочную кислоту. Эти бактерии широко используют для квашения молока и овощей.
Маслянокислые бактерии сбраживают углеводы до масляной кислоты. В природных условиях это брожение идет на дне болот, в заболоченных почвах. Промежуточный продукт маслянокислого брожения — уксусная кислота, которая и включается в биологический круговорот веществ.
В природных условиях большое значение имеют метанообразующие бактерии, которые сбраживают спирты и органические кислоты в метан и углекислый газ. Метанообразующие бактерии замыкают любой цикл брожения.
Азотфиксирующие бактерии играют большую роль в почвообразовании. Они способны усваивать азот атмосферы. К ним относится азотобактер, распространенный в почве, и клубеньковые бактерии, живущие в корнях бобовых растений.
Значительная часть бактерий синтезирует органические вещества своего тела путем усвоения углекислоты. Такие организмы называются автотрофами. Эту группу бактерий делят на фототрофы, для которых источником энергии служит солнечный свет, и хемотрофы, использующие для синтеза органических веществ собственного тела энергию химических реакций.
Фототрофные бактерии — обитатели пресных и морских вод. Фотосинтез у них протекает в анаэробных условиях и не сопровождается выделением кислорода.
Мы живем в мире, плотно заселенном бактериями. На каждую клетку человеческого организма приходится около десяти клеток бактерий, живущих в том же организме. Конечно, если бы все эти бактерии были вредны для человека, вряд ли люди смогли бы выжить в таком окружении. Многие бактерии в кишечнике синтезируют органические вещества. Гнилостные бактерии можно назвать «природными санитарами». Разлагая белки и аминокислоты, они поддерживают круговорот веществ в природе.
Различные бактерии помогают человеку изготавливать шелк, обрабатывать кофе, табак.
Новая отрасль биологической науки — генная инженерия — использует бактерии для получения инсулина и других веществ, необходимых для лечения многих болезней.
Одна из групп бактерий — светящиеся микроорганизмы — вызывали суеверные представления о «чудесах», когда люди наблюдали свечение моря, рыб.
В мире микробов известен не только «живой свет», но и «живые краски». Однажды в санитарную инспекцию поступила партия соленой рыбы. Вся рыба была покрыта розовым налетом. Хотя всякий знает, что добрая горсть соли предохраняет продукты от порчи. И вдруг оказалось, что вся суть происшествия с покрасневшим продуктом заключалась именно в поваренной соли. Микробиологи обнаружили в буртах соли с Баскунчакского озера красный микрококк — бактерию, способную выжить в таком соленом растворе.
Еще одна группа бактерий — поджигатели. При обильном питании микробы выделяют в окружающую среду много тепла. Если тепло накапливается в закрытом пространстве (в стоге сена), то полусухая трава разогревается, обугливается и может стать непригодной для кормления скота, так как ее кормовые качества теряются.
Самонагревание используется для парников, выделки кожи. Необходимое условие самонагревания — влажность.