Актиномицеты



Удивительные бактерии актиномицеты

Термин Актиномицета используется для обозначения организмов, принадлежащих к семейству Actinomycetales, основного подразделения Prokaryotae, царство, которое содержит все организмы с прокариотической клеткой. Иногда название «актиномицеты» используется ограничено, только для членов рода. Актиномицеты долгое время рассматривались как грибы, это отражено в их греческом названии («aktino» = луч «mykes» = гриб или грибок). Название соотносится к радиальному расположению нитей в клетке актиномицета. Актиномицеты или актинобактерии - являются представителем Cellulomonas бактерий, получившие своё имя из-за странного вида, благодаря которому они очень отличаются от других бактерий. Хотя на самом деле бактерия больше схожа на грибок, из-за её длинных, походящих на гифы грибные, нитей.

Что этакое актиномицет?

Актиномицеты являются переходными формами между грибами и бактериями, иногда их называют «высшими бактериями» или нитчатыми бактериями. Как бактерии, они обладают клеточной стенкой, содержащей мурамовую кислоту. Они также имеют прокариотические ядра и восприимчивы к антибиотикам. Но, как грибы, они образуют нити, называемые гифы похожи на гиф формы грибов. Актиномицеты отличаются от грибов по компонентам в составе клеточной стенки; они не имеют хитина и целлюлозы, которые обычно встречаются в клеточной стенке грибов. Семейство актиномицетов включает в себя широкий спектр бактерий, найденных в почве, гниющей растительности, внутри людей и животных.

Есть более десятка видов подотряда актиномицетов. Тем не менее, гетерогенный характер этих организмов является источником таксономической нестабильности, и многие ожидают более определенной классификации. Некоторые актиномицеты способны установить симбиотическую связь с прочими растениями, дабы обмениваться соединениями азота, через ассоциацию с почти 200 видами растений, в том числе сапиндуса, ольхи, кофе, австралийской сосны, магонии падуболистной может и прочими.

Актиномицеты, как член гетерогенной группы грамположительных, «правильно» анаэробных бактерий, отмеченных формами нитчатого и ветвящегося типа роста, что приводит к лжемикоризе в большинстве видо-форм, в обширной колонии, или мицелия. Мицелий у некоторых видов может распадаться с образованием палочко - или кокковидно-образных форм. Многие роды также образуют споры ими и размножаются.

Споры могут быть найдены на воздушных гифах, на поверхности колонии, или в самой среде обитания. Актиномицеты размножаются либо путем спорообразования или методом фрагментации гиф. Гифы актиномицетов намного меньше и тоньше, чем грибные гифы, будучи от одной пятой до одной второй от толщины грибных гифов. Сами нити часто несут длинные цепочки спор. Эти цепи могут быть прямые, волнистые, зацикленные, или в тесные спирали скрученные.

Подвижность, если и присутствует, то благодаря жгутикам.

Многие виды актиномицетов встречаются в почве и безвредны для животных и высших растений сапрофиты (питаются разлагающимися органическими материалами), в то время как некоторые вызывают заболевания у растений (например, картофельная парша, желчный некроз и бактериальные увядания) и животных.

А другие актиномицеты являются полезными источниками антибиотиков, например, такими как стрептомицин.
Большинство членов актиномицетов аэробные, но некоторые из них могут расти и в анаэробных условиях. Из конкретных видов актиномицетов, аэробные виды, являются основной причиной нокардиоза, инфекции легких, мозга или кожи у людей. А конголезский дерматофил, причина тяжелых дерматитов крупного рогатого скота, овец, лошадей, а иногда и людей. Несколько видов актиномицетов вызывают заболевание актиномикоз человека и крупного рогатого скота.

Актиномицеты отличаются от других почвенных бактерий во многих отношениях. Актиномицеты развиваются нитями, почти такие же, как грибные гифы. Некоторые исследователи полагают, что актиномицеты могут использовать эти нити для соединения себя вместе с почвенными предметами. При этом они становятся слишком большими, чтобы быть съеденными их врагами, простейшими инфузориями. Инфузории, простейшие хищники, поглощают или глотают много наших друзей аэробных бактерий.

Чем отличаются и чем полезны?

Это один из немногих типов бактерий, которые могут сломать трудно перерабатываемые соединения, такие как целлюлоза и хитин, в качестве источника своего питания.Этоделает его хорошим компонентом и полезным микроорганизмом почвенного сообщества.

В процессе компостирования главная основа – термофильные (приспособленные к высоким температурам) и термостойкие бактерии актиномицеты, ответственные за разложение органического вещества при повышенных температурах. В начальной фазе компостирования интенсивное увеличение микробной активности приводит собственно к нагреву органического материала.

Актиномицеты, как грибы размножаются с помощью спор. Рост гифов сопровождается фрагментацией и высвобождением спор производимых уже бесполым путём.

Актиномицеты – это замечательный тип бактерий. До сих пор мы не до конца знаем, как они действуют, но, по крайней мере, знаем три важных пути их работы.

Вот главные их типы:

  1. тип Streptomyces, дает нам много необходимых антибиотиков, которые мы используем сегодня в медицине;

  2. тип Frankia, работает в симбиозе со многими грибками, на не зернобобовых растениях, в качестве фиксирующей азотобактерии;

  3. другиетипы актиномицет являются редуцентами, производящими «переваривание» жестких растительных тканей, таких как целлюлоза и лигнин, находящихся в коре, бумаге, картоне, стеблях и листьях, и хитин или жесткий экзоскелет насекомых.

Актиномицеты похожи на грибы, ибо образуют длинные нити, которые простираются через почву. Тем не менее, они не имеют определенного ядра. А ещё, антибактериальные соединения и антибиотики работают против них, но противогрибковые вещества, ни как на них не действуют. Так что теперь мы можем назвать их Actinobacteria.

Антибиотик из актиномицетов - Streptomyces и открытие стрептомицина

Ученым уже давно известно, что актиномицеты как-то держали популяции почвенных бактерий в равновесии. Этот факт привел к мысли, ученых Сельмана Уэйксмана и Альберта Шаца, что некоторые из этих актинобактерий могут быть полезны в качестве антибиотиков в борьбе с болезнями человека.

Актиномицеты и азот

Азот является одним из важнейших питательных веществ, практически для всех форм жизни. Мы получаем азот, прямо или косвенно, из растений. В то время как азот составляет около 79% нашей атмосферы, растения не могут использовать азот прямо из воздуха в его газообразном состоянии. Сначала ему должно быть зафиксированному или объединенному в любом виде с другим веществом – это известные аммиак, нитраты, NO3.

Естественный цикл азота в природе зависит от фиксации азота бактериями такими, как те, которые находятся в типеФранкия, в семье актинобактерий, чтобы получился фиксированный азот. Фиксированный азот часто является ограничивающим фактором для роста растений, как в вашем саду и на даче, так и в окружающей среде. Около 15% мирового азота зафиксировано естественно, от симбиотических отношений между различными разновидностями семействаФранкия (актинобактерий) и их растений - хозяев.

Растения, которые образуют симбиотические отношения с «семьёйФранкия» называются актинобактерии. Ученые обнаружили более 160 растений, которые находятся с актиномицетами в союзе, включая ольху, русскую облепиху, душистый горошек, сладкий папоротник, стланик и казуарина.Frankia способен обеспечить большую часть, или всю потребность в азоте растения-хозяина. На фотографиях, растений из очень холодных мест, можно рассмотреть фиксирующие азот друзы клубеньков, на корневой системе ольхи.

Эти объединения азотобактерий на растениях-хозяевах часто выводят эти растения в «пионерские виды», они поставляют растениям много дефицитного азота и поэтому растения живут среди нарушенных почв, таких как морены, вулканические потоки и песчаные дюны. Они помогают создать резервуар богатой азотом почвы, и следующая волна растений может извлекать выгоду из этого клада.

Ученые считают, что большая часть нового, уже связанного азота, в лесах умеренного пояса, сухой степи, зарастающих песчаных дюн, морен и хвостохранилищ шахтных отходов или терриконов, образуется благодаря симбиозу семействаФранкия и растений - хозяев. Актинобактерии являются основным агентом фиксирующим азот на большей части земного шара и станут ещё более важными оттого, что позволяют приспособиться растениям к изменению климата.

Как деструктор актиномицеты специализируются на разрушении жесткой целлюлозы и лигнина, найденного в древесине и бумаге, хитина в экзоскелете насекомых. Разрушение этих материалов делает питательные вещества вновь доступными для корней растений. «Земляной» запах, или аромат свежевскопанной почвы, обусловлен активной работой актиномицетов.

В то время как некоторые виды актинобактерий являются термофилами, любящими тепло активного горячего компоста, живущими в компосте, в его наружных слоях от двух до шести см, иные развиваются и «без подогрева». В течение длительного периода прохладной стадии созревания компоста бактерии актимицетные испускают свои гифы, как нити, по всему объёму компоста. Они схожи с беловато-серыми толстыми нитями, аналогичными пыльной паутине.

Наиболее важные заметки по поводу деятельности актиномицетов

Актиномицеты особенно удобны при переработке целлюлозы и хитина. Эти два «жестких», «коричневых» соединения углерода имеются в растениях, грибках и членистоногих. И соединения эти не типичные пищевые продукты для большинства других бактерий.

Актиномицеты также приспособлены существовать в более широком распространении рН по сравнению с другими бактериями. Если эта бактериальная акробатика не достаточна, чтобы поразить вас, вот ещё один момент. Некоторые растения образуют небольшие мешочки, лишенные O2, анаэробные узелки, где используется фермент нитрогеназный от актиномицета, для преобразования азота, который в атмосфере, в аммиак, NH3 +. Часто это узелки на корневой системе дерева ольха.

Ряд актиномицетов образуют тесную связь с растениями и выступают в качестве стимуляторов роста и агентов биоконтроля.

Некоторые актиномицеты образуют лишайникоподобные ассоциации с зелеными водорослями, и называются актинолишайник.