Te bakterie oddychać przez dwóch procesów oddechowych: tlenowych i beztlenowych, co jest wykorzystywane przez większość z tych organizmów jednokomórkowych powodu ich wczesnej ewolucji.
Niektóre bakterie pomagają nam żyć tak, jak te, które pozwalają nam trawić pokarm w naszym układzie pokarmowym. Inne, takie jak ta, która powoduje dżumę dymieniczą lub gruźlicę, mogą zabić osobę, jeśli nie otrzymają odpowiedniego i szybkiego leczenia.
Przodkowie współczesnych bakterii pojawili się na Ziemi około 4 miliardy lat temu. Byli pierwszymi formami życia na planecie. Są tak małe, że jeden gram gleby zawiera zwykle 40 milionów bakterii. Jeden milimetr wody może pomieścić średnio milion.
Bakterie można znaleźć na całym świecie, z wyjątkiem tych wysterylizowanych przez człowieka. Nawet w miejscach, w których są narażone na ekstremalne temperatury lub gdzie występuje duże stężenie substancji toksycznych.
Komórki bakteryjne różnią się znacznie od komórek roślin i zwierząt. Komórki te nie posiadają jąder ani innych organelli w błonie, z wyjątkiem rybosomów. Organizmy, których komórki nie mają jądra, nazywane są prokariotami.
Większość ludzi kojarzy tylko negatywne rzeczy z bakteriami. Pamiętaj jednak, że są one wszędzie i istnieją tak długo, że człowiek nie mógłby bez nich istnieć.
Tlen znajdujący się w powietrzu, którym oddychamy, został prawdopodobnie stworzony miliony lat temu przez bakterie.
Bakterie asymilują azot z atmosfery i uwalniają go do wykorzystania przez rośliny po śmierci. Rośliny nie mogą pobierać azotu z powietrza, ale z gleby, a dzięki bakteriom mogą dopełnić tę istotną część swojego metabolizmu.
Związek między roślinami i bakteriami stał się tak bliski w tym względzie, że niektóre nasiona są pojemnikiem dla bakterii, które mogą być używane podczas kiełkowania.
Ponadto w ludzkim ciele znajdują się ogromne ilości pożytecznych bakterii, które w żaden sposób nie wpływają na nas ani nie pomagają.
Bakterie występujące w układzie pokarmowym są niezbędne do wchłaniania niektórych rodzajów składników odżywczych. Chronią nas również przed niektórymi szkodliwymi bakteriami, które mogą wywołać choroby.
Jak oddychają bakterie?
Wszystkie żywe istoty muszą mieć stałe źródło energii, aby utrzymać najbardziej podstawowe funkcje życiowe. W niektórych przypadkach energia ta pochodzi bezpośrednio ze słońca w procesie fotosyntezy, w innych w wyniku pożerania innych żywych istot, takich jak rośliny lub zwierzęta.
Energia musi zostać skonsumowana, a następnie przekształcona w odpowiednią postać, taką jak trifosforan adenozyny (ATP). Istnieje kilka mechanizmów przekształcania pierwotnego źródła energii w ATP.
Najskuteczniejszym sposobem jest oddychanie tlenowe, które wymaga tlenu. Ta metoda wygeneruje więcej ATP ze źródła.
Jeśli jednak tlen nie jest dostępny, organizmy mogą wykorzystywać inne mechanizmy do konwersji energii. Procesy, które nie wymagają tlenu, nazywane są beztlenowymi.
Oddychanie aerobowe
Podczas oddychania tlenowego glukoza zawarta w pożywieniu jest przekształcana przez utlenianie w dwutlenek węgla i wodę.
Wytwarza znaczną ilość energii, którą organizmy magazynują w cząsteczkach ATP. Cały ten proces zachodzi w części komórek zwanej mitochondriami.
Większość żywych istot wykorzystuje oddychanie tlenowe do uwalniania energii. Ludzie i inne ssaki, gady, ptaki, płazy, ryby i owady wykorzystują ten rodzaj oddychania jako energię.
Oddychanie beztlenowe
Niektóre organizmy nie potrzebują tlenu do przetrwania dzięki oddychaniu beztlenowemu. Dzieje się tak w najbardziej prymitywnych typach bakterii, a naukowcy uważają, że pierwsze organizmy, które pojawiły się na Ziemi, były beztlenowe.
Istoty te rozmnażały się, gdy atmosfera ziemska zawierała bardzo mało tlenu, a ponieważ ich skład zaczął zawierać więcej tlenu przez miliony lat, wyewoluowały nowe organizmy przystosowujące się do tego stanu.
Pojawienie się tlenu jest wynikiem życia roślin, które wytwarza go z dwutlenku węgla w procesie fotosyntezy.
Bakterie beztlenowe mogą być również korzystne dla ludzi na wiele sposobów. Niektórzy są aktywnie zaangażowani w produkcję żywności poprzez proces fermentacji.
Inne bakterie beztlenowe odgrywają rolę w oczyszczaniu ścieków. Żyjąc w środowiskach, które mogą zabić większość stworzeń, nie tylko z powodu braku tlenu, zużywają odpady, chemicznie przekształcając je w prostsze związki.
W oddychaniu beztlenowym mikroorganizmy przekształcają glukozę z pożywienia w etanol i dwutlenek węgla, aby uwolnić energię. Energia ta jest wykorzystywana przez organizmy do przetrwania. Oddychanie beztlenowe wytwarza mniej energii w postaci ATP niż oddychanie tlenowe.
W ludziach
Istoty ludzkie pozyskują energię poprzez oddychanie tlenowe. Jednak mogą również wykorzystywać oddychanie beztlenowe w mięśniach.
Kiedy wykonujemy wymagające ćwiczenia fizyczne, tlen dostarczany przez krew jest znacznie szybciej zużywany przez komórki mięśniowe. Mięśnie muszą następnie wykorzystać glukozę, aby przekształcić ją w kwas mlekowy i uwolnić niewielkie ilości energii.
Podczas forsownych ćwiczeń fizycznych lub jakiegokolwiek rodzaju ciężkiej aktywności fizycznej większość energii zużywanej przez mięśnie jest wytwarzana przez oddychanie tlenowe.
Beztlenowe oddychanie mięśni dostarcza tylko trochę dodatkowej energii, która jest potrzebna w wymagających warunkach wysiłku fizycznego. Uwalniany w tym beztlenowym procesie kwas mlekowy gromadzi się w mięśniach, powodując skurcze.
Skurcze mięśni można złagodzić, biorąc gorącą kąpiel lub masaż. Gorąca woda lub masaże poprawiają ukrwienie mięśni.
Zwiększając przepływ krwi w mięśniach, zwiększa się dopływ tlenu. Tlen przekształca nagromadzony kwas mlekowy w dwutlenek węgla i wodę oraz łagodzi skurcze.
Bibliografia
- Bezgraniczny (2017). „Beztlenowe oddychanie komórkowe”. Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z boundless.com.
- Mac, Ryan (2015). „Co to jest oddychanie bakteryjne?” Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z livestrong.com.
- Nordqvist, Christian (2016) „What Is Bacteria? Co to są bakterie? ” Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z medicalnewstoday.com.
- Science of Everyday Things (2002. „Respiration”. Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z encyclopedia.com.
- Scoville, Heather (2017). „Jaka jest różnica między fermentacją a oddychaniem beztlenowym?” Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z toughtco.com.
- Tabasum (2012). „Krótki esej o oddychaniu tlenowym i beztlenowym”. Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z preservearticles.com.
- Weed, Geoffrey (2017). Jak oddychają bakterie? Pobrano 8 czerwca 2015 r. Z sciencing.com.