Микробы на работе

Микробы — крошечные живые существа, настолько крошечные, что вам нужен микроскоп, чтобы их увидеть. Однако совокупная масса невидимых микробов превышает массу всех животных на планете. Они повсюду! Вы можете найти микробы (также называемые микроорганизмами) в почве, озерах, океанах и воздухе. Вы найдете их на собственном теле, как внутри, так и снаружи. И хотя мы их не видим, микробы оказывают огромное влияние на нас и окружающую среду. На самом деле, мы не могли жить без них.

Посетите раздел «Размер и масштаб клеток» , чтобы узнать о размерах микробов по сравнению с клетками человека и другими объектами.

Северный и южный рукава озера окрашены в разные цвета из-за разных микробов, которые там живут. Изображение предоставлено Программой экосистемы Большого Соленого озера UDWR.

Невидимые бактерии разлагают оболочки куколок соляных мух, которые выбрасываются на берег Большого Соленого озера.

Без микробов земля была бы заполнена трупами. Бактерии разрушают (или разлагают) мертвые организмы, отходы животных и растительный мусор, чтобы получить питательные вещества. Но микробы не просто едят отходы природы, они перерабатывают их. В процессе разложения высвобождаются химические вещества (такие как углерод, азот и фосфор), которые можно использовать для создания новых растений и животных. То есть химические вещества, которые раньше были цветком или овощем, со временем станут частью другого живого существа. Так что в следующий раз, когда вы увидите, как гниют срезанные цветы или садовые овощи, помните, что на самом деле вы видите микробов за работой.

Многие животные зависят от микробов в качестве пищи. Малый размер микробов ставит их в самый низ пищевой цепи. Например, микробы в Большом Соленом озере питаются морскими мухами и артемиями, которые, в свою очередь, кормят птиц. Миллионы перелетных птиц, представляющих сотни различных видов, останавливаются на Большом Соленом озере, чтобы отдохнуть, покормиться и гнездиться.

Ушастые поганки останавливаются у Большого Соленого озера, чтобы полакомиться артемией.

Как и мы, морские креветки являются хозяевами множества различных микробов. Взрослые артемии являются носителями микробов, отличных от их инцистированных эмбрионов.

Некоторые микробы вызывают болезни, но большинство из них безвредны или даже полезны. Микробов в десять раз больше, чем наших собственных клеток. Полезные бактерии во рту предотвращают рост грибков. Наше предплечье является домом для более чем 100 видов бактерий, которые поддерживают здоровье нашей кожи. У нас также есть около трех фунтов хороших бактерий в нашем пищеварительном тракте, которые помогают нам переваривать пищу. Они расщепляют углеводы и обеспечивают нас необходимыми витаминами. И мы не единственные, кому выгодны отношения с микробами. Каждое растение и животное неосознанно содержат триллионы их.

Обычно мы думаем, что растения производят кислород, которым мы дышим. Но растения — это только часть истории. Фотосинтезирующие бактерии (называемые цианобактериями), живущие в озерах, прудах и мелководных океанах, производят 50% кислорода, которым мы дышим. Наша насыщенная кислородом атмосфера — наследие микробов, живших миллиарды лет назад. До появления фотосинтезирующих бактерий на древней земле не хватало кислорода, а углекислого газа было гораздо больше.

Кораллы Большого Соленого озера (называемые биогермами) образуются по мере того, как со временем затвердевают слои мертвых микробов, минералов и отложений. Живые бактерии покрывают поверхности биогермов и наполняют воду кислородом. Изображение предоставлено Программой экосистемы Большого Соленого озера UDWR.

Маринованные травы и другие солелюбивые растения могут переносить соленую почву, окружающую Большое Соленое озеро.

Все живые существа нуждаются в азоте для построения ДНК, РНК и белковых молекул. Хотя в атмосфере много азота, лишь немногие виды микробов могут использовать его в такой форме. Все остальные организмы зависят от этих бактерий. Некоторые бактерии производят ферменты, которые превращают или «фиксируют» газообразный азот (N 2 ) в форму, которую могут использовать другие организмы, например аммоний (NH 4 +) или нитрат (NO 3 -). Часто азотфиксирующие бактерии становятся зависимыми от растений в качестве пищи, образуя симбиотические (или взаимовыгодные) отношения. Животные, в свою очередь, получают азот, поедая растения и травоядных.

Почти каждое десятилетие где-то в мире происходит непреднамеренный разлив нефти, и микробы являются частью решения проблемы. Исследователи обнаружили, что количество некоторых водных микробов увеличивается после разлива нефти. На это уходят годы, но бактерии, питающиеся нефтью, в конечном итоге разрушают и перерабатывают химические компоненты нефти (в основном углерод и водород).
Другие метаболически талантливые микробы могут усваивать металлы, кислоты, соли, метан и даже радиоактивные отходы. Кажется, что на каждый загрязнитель найдется свой микроб. Таким образом, микробы обычно используются для очистки сточных вод, очистки заброшенных шахт и разложения различных промышленных химикатов.

Просачивающаяся в Большом Соленом озере природная нефть может быть домом для солеустойчивых бактерий, способных переваривать нефть. Бактерии, питающиеся нефтью, помогают с уборкой после случайных разливов нефти. Изображение предоставлено Программой экосистемы Большого Соленого озера UDWR.

Морские креветки на Большом Соленом озере лакомятся дуналиеллой , разновидностью водорослей. Исследователи биотоплива изучают способность артемии концентрировать масло водорослей и повышать эффективность извлечения масла.

Энергия требуется для освещения наших домов, питания наших компьютеров и топлива для наших автомобилей. В настоящее время мы получаем энергию из подземного топлива, на производство которого уходят миллионы лет. Эти «ископаемые» виды топлива (нефть, уголь, нефть, природный газ), скорее всего, закончатся в ближайшие 50-100 лет. Напротив, солнце, ветер и движущаяся вода могут продолжать давать энергию каждый день. Микробы — еще один источник возобновляемой энергии, наряду с растительными маслами и животными жирами. Например, микроскопические водоросли запасают энергию в виде масла (когда лишены питательных веществ). Эти масла могут быть извлечены и преобразованы в пригодное для использования топливо.
Чем больше мы узнаем о микробах, тем больше ценим возможности этих крошечных существ.