Таблица отличий прокариот эукариот и вирусов микробиология

Все существующие клеточные формы жизни делятся на два домена — прокариоты и эукариоты.

Группы эукариот

В настоящее время микроорганизмы разделяют на две большие группы, принципиально отличающиеся строением клетки – эукариоты и прокариоты (рис. 1). Группа эукариот включает в себя микроскопические водоросли, простейших и микроскопические грибы, такие как дрожжи и плесневые грибы. К прокариотам до 80-х годов относили исключительно бактерий, однако группой исследователей под руководством Карла Вёзе в ходе анализа последовательностей 16S рРНК, было обнаружено, что архебактерии (археи) по своему происхождению являются самостоятельной группой, что подтверждается рядом отличий в их строении и метаболизме: одни черты роднят их с бактериями, другие – с эукариотами, а некоторые являются совершенно уникальными. В частности, первые открытые археи отличаются своей удивительной способностью обитать в экстремальных местах обитания: при высоких температурах, давлении, сильнокислых или сильнощелочшых условиях среды. Например, большинство гипертермофильных архей растут при температуре 80 ℃, а Methanopyrus kandleri – при 122 ℃. Другой пример: рекордсмен среди устойчивых к кислой среде архей растет в условиях, эквивалентных 1,2 М серной кислоте. Для сравнения – содержание соляной кислоты в желудочном соке в норме составляет 0,14 – 0,16 М.

Рисунок 1. Группы микроорганизмов

Свойства спор

Бактериальная спора содержит небольшое количество воды и характеризуется наличием более плотной, чем у вегетативной бактериальной клетки, стенкой. Появляется новое вещество – дипиколинат кальция. Оно образует комплексы с биополимерами клетки, устойчивые к действию температуры и ультрафиолета.

Читайте также:  Как передается мышиная лихорадка — пути заражения и профилактика

В окружающей среде споры бактерий могут сохраняться годами. При попадании в благоприятные условия бактериальные споры впитывают влагу, комплексы распадаются, дипиколинат разрушается. В результате спора превращается в вегетативную бактериальную клетку.

Споры рассматриваются не как способ размножения, а как форма существования бактериальной клетки в условиях неблагоприятных для ее роста и развития. При этом преобразования идут по схеме: 1 бактериальная клетка – 1 бактериальная спора – 1 бактериальная клетка. Увеличения количества бактериальных клеток не происходит.

При использовании окраски по Граму споры красители не воспринимают и остаются бесцветными на окрашенном фоне. Споры могут быть окрашены с помощью специальных методов.

Что такое прокариоты и эукариоты

Прокариоты — это организмы, главной характеристикой клеток которых является отсутствие мембранных органелл и клеточного ядра. К ним относятся бактерии, археи.

Они не собираются в многоклеточную систему: даже существуя в виде клеточных масс, они состоят из отдельных и вполне самостоятельных клеток.

Прокариоты являются самой распространенной формой жизни на земле, отличаются богатым многообразием. Если взять всю морскую биомассу, то 90% ее веса составят прокариоты. А в 1 грамме чернозема можно насчитать около 10 млрд. одноклеточных бактерий.

Эукариоты — это организмы, состоящие из клеток с ядром. К ним относятся растения, животные, грибы.

Эукариоты могут подразделяться на одноклеточные и многоклеточные. Но все они имеют одинаковую структуру строения клетки.

История открытия

Первым, кому удалось рассмотреть клетку, был британский естествоиспытатель Роберт Гук. В 1665 году при помощи одного из первых микроскопов он увидел на срезе ткани ячеистую структуру. Замеченные ячейки Гук назвал клетками — с тех пор этот термин прочно прижился и в биологии, и в цитологии.

Читайте также:  Описторхоз у взрослых симптомы и лечение

О наличии ядра впервые сообщил Роберт Броун, опубликовавший свои исследования в 1831 году. А в 1839 году Теодор Шванн и Маттиас Шлейден уже сформулировали полноценную клеточную теорию, которую Рудольф Вихров позже дополнил важнейшим утверждением о том, что каждая клетка происходит от другой клетки.

Появление понятий эукариотических и прокариотических клеток относится к эпохе современной цитологии: к тому моменту, когда выяснились значимые различия между этими двумя типами.

Кто относится к прокариотам

К этому домену относят бактерии, археи и сине-зеленые водоросли, в сущности тоже являющиеся бактериями. Рассмотрим их разновидности подробнее.

Фототрофные бактерии

Для питания, а, следовательно, и получения энергии они используют свет. Фототрофные бактерии имеют красную, оранжевую или сине-зеленую окраску. Это происходит оттого, что для фотосинтеза необходим имеющий цвет пигмент — каротиноиды и хлорофиллы у бактерий.

Фотосинез у них бескислородный; иначе его называют аноксигенным.

Хемоавтотрофные организмы

Это организмы, получающие энергию за счет использования неорганических веществ, например, аммиака, нитритов, серы, железа и других металлов. Кстати, эти самые бактерии живут в аквариумах и поддерживают там биологический баланс (нитрифицирующие бактерии). Большинство архей также относится к хемоафотрофным организмам.

Часто хемоавтотрофы живут в горячих источниках, где есть сера. Другие их разновидности являются создателями качественных железных руд, которые получаются в результате окисления бактериями двухвалентного железа.

Гетеротрофные организмы

Прокариотические организмы, потребляющие органические вещества, перерабатывают органику в неорганические соединения. Именно гетеротрофы создают в природе удобрения, которые потребляют растения. Эти бактериям не под силу перерабатывать пластик и некоторые другие химические вещества, поэтому «химия» считается столь опасной для экологии.

Гетеротрофные микроорганизмы человек научился использовать в своих целях. Например, молочнокислые и квашеные продукты — результат деятельности таких бактерий. Другие при брожении выделяют кислоты, которые использует химическая промышленность (муравьиная, уксусная, янтарная и другие). Есть и полезные гетеротрофы, живущие в симбиозе с многоклеточными организмами: микрофлора человеческого кишечника состоит как раз из таких бактерий.

Читайте также:  Какие другие анализы крови на туберкулез применяются вместо Манту

Паразитические прокариоты

В основном паразитами являются бактерии. Из архей только один известный вид считается таковым.

Микроорганизмы-паразиты всем известны, ведь именно они вызывают большую часть инфекционных болезней животных и человека, начиная от банальной ангины и заканчивая смертельно опасными ботулизмом, дизентерией и туберкулёзом.

Сине-зелёные водоросли

Так ошибочно стали называть цианобактерии. Произошло это, вероятно, из-за их места обитания (обычно это водные организмы, наземные встречаются редко) и внешнего вида (часто образуют колонии или нити зеленых цветов).

Относятся к автотрофам, так как получают энергию в процессе фотосинтеза. Клеточное строение похоже на клетки прочих прокариотов. У большей части видов сине-зелёных водорослей есть вакуоли с азотом, позволяющие клетке плавать. Могут образовывать споры; размножаются делением клетки или же распадом колонии. В окультуренных водоёмах и аквариумах эти микроорганизмы причиняют немало неприятностей, однако для биосферы Земли они полезны, так как выделяют кислород в атмосферу. Также некоторые из них могут минерализовывать продукты гниения, тем самым очищая водную среду. Это не позволяет полностью отнести цианобактерии к фотоавтотрофам.