После изобретения А. Левенгуком микроскопа и до 19 века микроскопические существа относили к организмам животного мира. Во второй половине 19 века немецкий биолог Эрнст Генрих Геккель сделал вывод о том, что микроскопические организмы имеют морфологические особенности, которые отличают их представителей царств флоры и фауны и предложил их выделение в отдельное царство протистов (Protista).

В современном представлении об общей системе живого мира по одной точки зрения существуют только царства Plantae (растения) и Animalia (животные), микроорганизмы же как представители низших таксонов входят в их состав. Другую точку зрения представил Э. Геккель согласно которой, микроорганизмы выделяются из царств Plantae и Animalia по признаку микроскопических размеров и возможности их изучения только специфическими методами, например, микроскопированием.

В конце 19 века была изучена неоднородность микроорганизмов, обнаружены различия в строении их клеток это способствовало разделению их на низшие и высшие протисты.

В соответствии с типом клеточной организации микроскопические организмы разделили на прокариотные и эукариотные клетки. Прокариотное строение имеют низшие протисты, эукариотное высшие протисты. Все бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли) отнесли к низшим протистам, одноклеточные представители животного мира, микроскопические водоросли (кроме сине-зеленых), плесневые грибы и дрожжи стали считать высшими протистами.

Отличия, которые имеют прокариотный и эукариотный тип клеточного строения.

К прокариотам (от греч. karyon – ядро) – относятся доядерные простейшие, одноклеточные формы жизни, не имеющие ядерной мембраны и обособленных органелл. У прокариотной клетки имеется, цитоплазматическая мембрана, которая образует одну внутреннюю полость, в ней располагается нуклеоид (ДНК), который не имеет мембрану отделяющей его от цитоплазмы клетки. Цитоплазме прокариотной клетки имеет специализированные структуры выполняющие определенные функции, не отделённые мембранами, они также не образуют замкнутых полостей. Рибосомы 70S-типа.

В отличие от прокариотной эукариотная клетка имеет вторичные полости. Только в эукариотной клетке есть ядро, хлоропласты, митохондрии и другие клеточные органеллы. Вторичные полости в эукариотной клетке образованы наружными мембранами ядра, митохондрий и др. Рибосомы 80S-типа.

Достижения современных направлений науки таких как молекулярная биология, генная инженерия в соответствии со следующими признаками как наличие и состав систем синтезирующих белок, наличие и состав клеточной стенки, уровень организации генома, позволили поделить все живые существа биосферы на такие домены: эукариоты, бактерии, археи, вирусы и плазмиды.

Как было уже отмечено прокариотами являются бактерии, цианобактерии или сине-зеленые водоросли и археи. К эукариотам относят простейших, дрожжи, нитчатые грибы. Домены вирусы и плазмиды также являются микроорганизмами, но представителями неклеточных форм жизни, для размножения им необходима клетка-хозяин. Главным отличием живого от не живого является, обеспечивающая наследственную непрерывность собственная генетическая система и эволюционное развитие организма, то есть жизнь. Генетическая система является признаком живого организма.

Таким образом, микроорганизмы – это живые существа увидеть которых невооруженным глазом невозможно, относятся ко всем царствам жизни, преимущественно одноклеточные организмы – простейшие, бактерии, микроскопические грибы и водоросли, а также организмы с неклеточной организацией вирусы. Микроорганизмы эукариоты и прокариоты (бактерии, археи, вирусы и плазмиды) имеют собственную генетическую систему, выполняют разнообразные функции в круговороте веществ и энергии в природе. Являются возбудителями инфекционных болезней человека, животных и растений.

Эукариоты (простейшие, дрожжи и нитчатые грибы) их основными структурами являются цитоплазматическая мембрана, цитоплазма и дифференцированное ядро с ядрышком. Простейшие, дрожжи и нитчатые грибы в своем строении имеют множество структур – органелл которые в клетке выполняют определенные функции. ДНК ядра эукариотической клетки образует комплекс с ядерными белками (гистонами) соотношением 1:1, хромосомы эукариот представлены нуклеосомами состоящих из белковой глобулы и оплетающего фрагмента ДНК, состоящего из 200 пар нуклеотидов. Тогда как хромосомы бактерий не содержат гистоны и нуклеосомы. Но имеют гистоноподобные белки которые легко диссоциируются. Рибосомы эукариот 80S, хлоропласты и митохондрии если таковые имеются в клетках эукариотах имеют рибосомы 70S. Клеточная стенка простейших, дрожжевых клеток и нитчатых грибов не содержат пептидогликана или муреина, которое является важнейшим компонентом клеточной стенки бактерий. Все эукариоты аэробы. Простейшие являются объектом изучения научной дисциплины, называемой протозоология, грибы изучает микология.

Прокариоты (бактерии и археи) – относятся к микроскопическим организмам не имеющих оформленного ядра, но имеют нуклеоид являющимся предшественником ядра. ДНК прокариот свободно располагается в цитоплазме не обособлен никакой мембраной. Прокариотам не характерен аппарат митоза, нет ядрышка, нет митохондрий и хлоропластов. Прокариоты имеют рибосомы 70S, клеточная стенка содержит пептидогликан не характерный эукариотам. Прокариоты бывают аэробы и анаэробы.

В 70-х гг. ХХ века были описаны микроскопические организмы прокариотического типа, но отличающиеся от прокариот химическим строением важных макромолекул клетки, способные осуществлять особые биохимические процессы. Их назвали архебактериями, а в настоящее время их называют археями. Бактерии относятся к типичным прокариотам. Археи и бактерии изучаются наукой, которая называется бактериология.

Архей по сравнению с бактериями описано не много, основным отличием является отсутствие в их клеточной стенке муреина или пептидогликана. Также отличаются особой структурой липидов, имеют своеобразный компонентный состав РНК-полимераз; в хромосомной ДНК есть повторяющиеся последовательности; в генах тРНК и рРНК содержится большое количество интронов; рибосомы архей имеют иной химический состав и строение, и имеют сходство с рибосомами 70S и 80S.

У экариотов и прокариотов встречаются подвижные формы, движение осуществляется с помощью жгутиков, различающихся по химической структуре. Прокариоты имеют жгутики, состоящие из белка флагеллина и не имеет систему микротрубочек. Жгутики эукариотных клеток состоят из белка тубулина и являют собой систему микротрубочек типа 9+2 располагающихся на базальном теле.

Вирусы и плазмиды. Вирусы (от лат. virus - яд) мельчайшие простейшие формы жизни. В мире микроорганизмов они занимают особое место на грани между живой и неживой природой. Особое их качество – это неспособность жить и размножаться вне живой клетки. Вирусы устроены очень просто. Имеется ген, представленный молекулой ДНК или РНК и состоящая из белков оболочка (капсид). В виду отсутствия собственного обмена веществ вирусам необходима клетка – хозяин. Поэтому они не могут размножаться вне клетки. Проникнув в клетку вирус встраивает свою нуклеиновую кислоту в её наследственный аппарат. В составе вирусов обнаруживаются также некоторые белки и ферменты.

Ещё проще устроены так называемые прионы – особые белковые соединения с определённой конфигурацией, без генетического материала, т.е. нуклеиновой кислоты. Они способны увеличивать свою численность с привлечением функций живых клеток. Эта способность делает их схожими с вирусами. Трансформируясь в патогенные вызывают нейродегенеративные процессы в макроорганизме. Вирусы и прионы абсолютные (облигатные) внутриклеточные паразиты

Почти все прокариоты размножаются вне растительной и животной клетки, но могут быть при особых условиях факультативными внутриклеточными паразитами. Облигатный паразитизм характерен для некоторых бактерий, например, хламидий и риккетсий.

Роль микроорганизмов в природе и жизни человека значительна.

Роль микроорганизмов в природе и жизни человека значительна. Они являются важным звеном круговорота веществ и энергии в биосфере. Имеют огромное значение в процессе почвообразования, а также улучшают его плодородие. Как живое вещество биосферы выполняют газовую функцию, выражающуюся в поддержании газового состава атмосферы. Также велико их значение в образовании горных и осадочных пород и других природных процессов.

В мире микроскопических организмов имеются безвредные для организма человека, их подавляющее большинство. Например, микрофлора, населяющая кожный и слизистые покровы человека, его желудочно-кишечный и урогенитальный тракты и другие органы составляет экологическое единство с организмом человека и обеспечивает постоянство некоторых процессов жизнедеятельности. Эти процессы изучает эндоэкология – наука, изучающая и разрабатывающая методы и средства, которые позволяют обеспечивать нормальную жизнедеятельность всех органов и тканей.

Микроорганизмы не оказывающие неблагоприятное воздействие на организм и не вызывающие заболевания называются сапрофитной микрофлорой или непатогенной. Группа микроорганизмов вызывающие патологический процесс, то есть заболевания относятся к патогенным (от греч. pathos – болезнь) микробам. Патологическая микрофлора живет и питается за счёт органических субстратов организма животных и растений. Существует ещё особая группа микробов, сапрофитов которые при снижении сопротивляемости организма вызывают патологический процесс. Их относят к условно-патогенной микрофлоре.

Существует мнение что на сегодня наукой изучено меньше одного процента от всех существующих микроорганизмов в природе.

 

Задания для самостоятельной работы

1. В соответствии с типом клеточной организации на какие группы разделили микроскопические организмы?
2. Отличия прокариотного и эукариотного типа клеточного строения.
3. Какие организмы относятся к микроскопическим. Сформулируйте определение микроорганизмов.
4. Характерные структуры строения простейших, дрожжей и нитчатых грибов
5. Структурные элементы прокариотной клетки.
6. Микроскопические организмы прокариотического типа отличающиеся от прокариот химическим строением макромолекул и биохимическим процессами.
7. Характеристика вирусов и плазмид.
8. Дайте определение прионам.
9. Роль микроорганизмов в природе и жизни человека.