Първите животни почти не се нуждаеха от кислород. Каква е разликата между аеробни и анаеробни бактерии? Каква е ролята на кръвоносната система

Всички живи организми се делят на аероби и анаероби, включително бактериите. Следователно в човешкото тяло и в природата като цяло има два вида бактерии - аеробни и анаеробни. Аеробите трябва да получават кислородда живеят, докато изобщо не е необходимо или не е необходимо. И двата вида бактерии играят важна роля в екосистемата, като участват в разграждането на органичните отпадъци. Но сред анаеробите има много видове, които могат да причинят здравословни проблеми при хора и животни.

Хората и животните, както и повечето гъби и т.н. - всички облигатни аероби, които трябва да дишат и вдишват кислород, за да оцелеят.

Анаеробните бактерии от своя страна се делят на:

• факултативни (условни) - изискват кислород за по-ефективно развитие, но могат и без него;
• облигатни (задължителни) - кислородът е летален за тях и убива след известно време (зависи от вида).

Анаеробните бактерии могат да живеят на места, където има малко кислород, като човешката устна кухина и черва. Много от тях причиняват заболявания в онези области на човешкото тяло, където има по-малко кислород - гърлото, устата, червата, средното ухо, рани (гангрена и абсцеси), вътрешности, акне и др. Освен това има и полезни видове, които подпомагат храносмилането.

Аеробните бактерии, в сравнение с анаеробните, използват O2 за клетъчно дишане. Анаеробното дишане означава енергиен цикъл, който е по-малко ефективен при производството на енергия. Аеробното дишане е енергията, освободена от сложния процес, при който O2 и глюкозата се метаболизират заедно в митохондриите на клетката.

По време на интензивно физическо натоварване човешкото тяло може да изпита кислороден глад. Това води до превключване към анаеробен метаболизъм в скелетните мускули, което произвежда кристали млечна киселина в мускулите, тъй като въглехидратите не се разграждат напълно. След това мускулите по-късно започват да болят (възпаление) и се третират чрез масажиране на зоната, за да се ускори разтварянето на кристалите и естественото им изхвърляне в кръвта с течение на времето.

Анаеробните и аеробните бактерии се развиват и размножават по време на ферментацията - процесът на разграждане на органични вещества с помощта на ензими. В този случай аеробните бактерии използват наличния във въздуха кислород за енергиен метаболизъм, в сравнение с анаеробните бактерии, които не се нуждаят от кислород от въздуха за това.

Това може да се разбере чрез провеждане на експеримент за идентифициране на типа чрез отглеждане на аеробни и анаеробни бактерии в течна култура. Аеробните бактерии ще се събират на върха, за да вдишат повече кислород и да оцелеят, докато анаеробните бактерии по-скоро ще се събират на дъното, за да избегнат кислорода.

Почти всички животни и хора са облигатни аероби, изискващи кислород за дишане, докато стафилококите в устата са пример за факултативни анаероби. Индивидуалните човешки клетки също са факултативни анаероби: те преминават към ферментация на млечна киселина, ако няма достъп до кислород.

Кратко сравнение на аеробни и анаеробни бактерии

1. Аеробните бактерии използват кислород, за да останат живи.
   Анаеробните бактерии изискват минимален кислород или дори умират в негово присъствие (в зависимост от вида) и следователно избягват O2.
2. Много видове сред тези и други видове бактерии играят важна роля в екосистемата, участвайки в разграждането на органични вещества - те са разложители. Но гъбите са по-важни в това отношение.
3. Анаеробните бактерии са отговорни за различни заболявания, вариращи от болки в гърлото до ботулизъм, тетанус и др.
4. Но сред анаеробните бактерии има и такива, които са полезни, например те разграждат растителните захари, които са вредни за хората в червата.

Биолози са открили многоклетъчни същества в Средиземно море, които не използват кислород за жизнените си функции. Досега се смяташе, че безкислородният метаболизъм е характерен само за едноклетъчните организми и вирусите. Статията на изследователите, в която те описват необичайни същества, се появи в списанието BMC Biology. Порталът Nature News пише накратко за работата.

Същества с размери по-малки от един милиметър живеят на дълбочина над 3 хиляди метра. Те принадлежат към групата Loricifera, микроскопични морски безгръбначни. Външно приличат на торбички, от отвора на които излизат „пипала“.

Преди това изследователите вече бяха открили многоклетъчни организми на места, лишени от кислород, но експертите не бяха сигурни дали те живеят там постоянно. Авторите на новата работа смятат, че откритите от тях лорицифери винаги живеят в изключително бедна на кислород среда.

„Обикновените“ многоклетъчни организми получават енергия чрез специални органели, наречени митохондрии, които се нуждаят от кислород, за да функционират. Loricephera, открити в Средиземно море, получават енергия с помощта на други органели - хидрогенозоми. Хидрогенозомите не се нуждаят от кислород, за да функционират, и те също присъстват в микроорганизми, живеещи в отсъствието на O2.

Подробности

По материали: Lenta.ru

Популярни форуми

Изберете форум Избор на автомобил Тунинг и автоаудио Ремонт / поддръжка Автомобилна застраховка Автомобилен кредит Законодателство Автошкола Обмяна на опит Проблеми по пътищата Пуел и смазочни материали и горивни системи Гуми и джанти Защита на автомобила КАТ / КАТ / катастрофи Моторспорт Авто хумор Купи / Продавам Alfa Romeo форум Audi форум Bmw форум Chevrolet форум Chrysler форум Daewoo Fiat форум Ford форум Honda форум Hyundai форум Kia форум Land Rover форум Lexus форум Mazda форум Mercedes Benz форум Mitsubishi форум Nissan форум Opel форум Peugeot форум Porsche форум Saab форум Subaru форум Toyota форум Volkswagen форум форум Волво форум ВАЗ форум ЗАЗ форум

Посетете нашите популярни форуми. Тук можете да намерите необходимата информация, да получите съвет по важни въпроси и просто да разговаряте.

В Москва на 86-годишна възраст почина композиторът Евгений Крилатов, автор на популярни детски песни. „Баща ми почина тази сутрин в болницата. Имаше двойна пневмония“, каза дъщерята на композитора Мария Крилатова пред ТАСС.
Крилатов е роден в работническа класа...

Преди пет години Борис Немцов беше убит на Болшой Москворецки мост.

На 29 февруари в Москва ще се проведе маршът на Немцов. Кметството одобри шествие с участието на 30 хиляди души по маршрута от булевард Страстной до булевард Сахаров. „Ще бъде политически...

Бунтовниците и турските войски в Идлиб атакуват руски военни самолети, съобщава Интерфакс, като се позовава на репортаж на Русия-24.
„Сирийската армия буквално се спасява от авиацията. Собствен и руски. Самолетите на сирийските военновъздушни сили и руските военновъздушни сили отново и отново...

Теглещият камион е специален вид специално оборудване, предназначен за транспортиране, товарене и разтоварване на превозни средства, които не могат да се движат самостоятелно. Това обикновено се случва поради повреда на важни елементи от автомобила или в следствие на сериозна...

Електрическият компресор престана да бъде луксозен артикул - сега той е практично и необходимо нещо, което присъства в почти всеки комплект автомобилни аксесоари.
При закупуване на устройство не всеки собственик на автомобил ще може веднага да назове разликите между различни съоръжения от този клас и...

Кислородът е задължително включен в живата материя. Малко вероятно е той да бъде заменен в живите системи от друг елемент.

Но в допълнение към химически свързания кислород, по-голямата част от организмите също се нуждаят от свободен молекулярен кислород за дишане.

Фактът, че при дишането се използва кислород, а не други газове, се обяснява с неговите свойства: кислородът лесно влиза в химични съединения с много вещества и тези реакции са придружени от освобождаване на топлинна енергия. Понякога, например, светещи животни и бактерии също отделят светлинна енергия. Няма друго вещество, което при реакция с телесни вещества да осигури освобождаването на толкова големи количества енергия.

Атмосферният кислород е особено необходим за висшите животни. Птиците и сухоземните бозайници не могат да живеят без него дори за няколко минути. Водните бозайници, адаптирани към дълъг престой под вода (от 15 минути до 1 час 45 минути), всъщност го използват не по-малко, тъй като създават запас от въздух в белите дробове.

Така на планетите, чиято атмосфера е лишена или съдържа малко кислород, едва ли може да има същества, подобни на животните на Земята. Нека обаче не предрешаваме въпроса и нека видим дали изобщо може да съществува живот без атмосферен кислород или с малко количество от него.

Според редица учени кислородът в земната атмосфера се е появил в резултат на жизнената дейност на зелените растения. Очевидно, когато животът на нашата планета едва е започнал, в нейната атмосфера не е имало кислород. Първите организми, от които впоследствие са се появили растенията, не се нуждаят от свободен кислород; те са анаеробни. Първичните зелени растения, очевидно, също все още не са имали функцията на дишане. Този процес възниква едва на следващия етап от еволюцията.

Сред съвременните организми има и много анаеробни. Това са някои бактерии и дрожди. Те не вдишват кислород, а получават енергия от окисляването на различни вещества. Това е „безкислородно дишане“ или ферментация. Има видове микроби, за които кислородът е отровен и причинява смърт; Има и такива, които могат да живеят без кислород, но когато го има, го използват за дишане, което върви заедно с ферментацията.

При зелените растения и низшите животни връзката с кислорода също е изключително разнообразна. Всички зелени растения дишат, но колебанията в количеството кислород в заобикаляща среданямат забележим ефект върху интензивността на дишането. Само когато съдържанието му в атмосферата намалее до 2-1% (10-20 пъти по-малко от нормалното), скоростта на дишане на повечето растителни видове намалява. В същото време започва анаеробен метаболизъм, поради което растението може да живее известно време дори при пълна липса на кислород.

Нуждата от кислород на водните растения е още по-малка, тъй като водата обикновено съдържа значително по-малко кислород от атмосферата. Водата в някои резервоари съдържа 2000 пъти по-малко кислород, отколкото във въздуха.

И накрая, някои нови изследвания показват, че във вътрешните тъкани на растението съставът на газовата среда често е лишен дори от далечна прилика с обичайния състав на въздуха.Дишането тук е близо до анаеробно.Сред животните много протозои и многоклетъчни безгръбначни също живеят и се размножават с незначително количество кислород и дори при пълното му отсъствие Десетки видове и ресничести, амеби и флагелати, живеещи в почти лишени от кислород тини, в канализацията, в застояла езерна вода, са постоянно в по същество анаеробни условия. от тях могат да живеят в присъствието на кислород, но от богата на кислород среда те изтласкват други организми.

При незначително или дори пълно отсъствие на кислород в околната среда могат да живеят някои кръгли червеи, видове ракообразни (например копеподи) и еласмоклонови мекотели.Дори сред насекомите има водни форми, които живеят с малко или никакъв кислород във водата.Това са , например, ларвите на един вид бръмбари (Donacia), комари chironomus (Chironomus thummi) и др.Развитието на ларвите на chironomus може да достигне оперяване във вода, съдържаща 0,3 mg кислород на литър, т.е.1000 пъти по-малко, отколкото в обикновения въздух

Всички висши гръбначни се нуждаят от кислород за дишане, но дори и при тях отделните телесни клетки могат временно да преминат към анаеробен метаболизъм, а клетките на някои тъкани обикновено се нуждаят от малко количество кислород.По същество само клетките на централната нервна система на гръбначните са много чувствителни към липса на кислород.

Нуждата от кислород при хората и висшите животни също варира в зависимост от адаптацията към определена среда.

Овцете, свикнали с планинските условия, се чувстват нормално на надморска височина от 4000 м, където кислородът е с 35-40% по-малко, отколкото на морското равнище.

Около 6000 м надморска височина е най-високата граница на живот за повечето животни. Само няколко вида мишевидни гризачи и хищни птици се срещат на такава голяма надморска височина. Но едва ли само разредената атмосфера и липсата на кислород пречат на живота им още повече. Развитието на живота тук, разбира се, се възпрепятства от ниските температури и вечния лед, липсата на почва и растителна храна, силните ветрове и т.н.

За човек, адаптиран към живота в равнината, намаляването на налягането и количеството кислород причинява тежки нарушения - планинска болест. Въпреки това, след специално обучение, човек може да се издигне и да остане известно време на височина 7000-8000 м. По височините на Тибет и в Андите (на височина 5300 м) има постоянни човешки селища, което показва, че човек може да се адаптира към половината от съдържанието на кислород в атмосферата в сравнение с наличното на морското равнище.

При тези хора всички телесни тъкани усвояват кислород много по-енергично, съдържанието на хемоглобин и кислородният капацитет на кръвта се повишават.

При опити с животни е установено, че по време на аклиматизацията в планински условия в организма протича енергична „борба” за доставка на кислород до тъканите. Клетките започват да използват кислорода по-пълноценно поради повишената активност на окислителните ензими.В допълнение, тъканите стават по-толерантни към липсата на кислород и дори могат да преминат към анаеробен тип дишане.

В лабораторията бяха проведени изследвания върху насекоми, оказа се, че при видове насекоми, живеещи на морското равнище, където налягането е около 760 mm Hg, сърцето спира да работи при налягане от 25-20 mm Hg. Те все още могат живеят, ако кислородът е 30 пъти по-малък, отколкото в атмосферата. Но видовете, живеещи в планините на надморска височина от 1000 м, са много по-стабилни.Сърдечната им пулсация все още се наблюдава при налягане от 15 mm живачен стълб.При насекоми, които живеят на още по-висока надморска височина (3200 m) сърцето спира само при налягане от 5 mm живачен стълб, т.е. при такова разреждане на атмосферата, което съществува приблизително на височина 100-200 км от Земята.

Така че възможностите за живот при липса на кислород за земните организми са доста големи. Но в същото време повечето от тях имат рязко намаляване на активността. Без да изпреварваме и без да навлизаме в дискусия по въпроса за живота извън Земята, все пак ще посочим, че например на Марс нуждата на организмите от кислород при същата жизнена енергия може да е по-малка, отколкото на Марс. Земята. Факт е, че поради по-малкия размер и по-ниската плътност на Марс, гравитацията от него е почти 3 пъти по-малка, отколкото на Земята, и функционирането на органите ще изисква значително по-малко енергия, получена чрез дишане. Освен това при ниски температури на околната среда тъканите и клетките се насищат с кислород с по-малко кислород в околната среда.

И накрая, известно е, че клетките на организмите са способни да натрупват и използват елементи, намиращи се в природата в изключително малки количества, в разпръснато състояние. Следователно не би било изненадващо, ако при малко количество кислород в околната среда организмите развият различни адаптации за улавяне на кислород.

Това означава, че ако на планетите, достъпни за нашето изследване, има толкова малко кислород, че не може да бъде открит от Земята чрез спектрален анализ, това все още не е причина да отричаме възможността за живот на тях. Разбира се, малкото количество кислород ограничава съществуването на животни като нашите гръбначни, с тяхното високо енергийно ниво на метаболизъм и по-висока нервна активност. Но могат да съществуват организми с различна структура.

Преценката за това какъв може да бъде животът с малко количество кислород не е необходимо да се опростява. Ако беше възможно да се установи, че в предишни епохи в атмосферата на Марс е имало повече кислород от биогенен произход, отколкото сега, тогава би било необходимо да се приеме, че животът на Марс е станал по-беден, но в същото време няколко високоспециализирани форми биха могли възникват.

Ако намерите грешка, моля, маркирайте част от текста и щракнете Ctrl+Enter.

1. Всички листа имат жилки. От какви структури се формират? Каква е тяхната роля в транспорта на веществата в растението?

Жилките са образувани от съдово-влакнести снопове, които проникват в цялото растение, свързвайки неговите части - издънки, корени, цветове и плодове. Те се основават на проводими тъкани, които осъществяват активното движение на веществата, и механични. Водата и разтворените в нея минерали се движат в растението от корените към надземните части през съдовете на дървесината, а органичните вещества се движат през ситовидните тръби на лика от листата към други части на растението.

В допълнение към проводящата тъкан, вената съдържа механична тъкан: влакна, които придават здравина и еластичност на листната плоча.

2. Каква е ролята на кръвоносната система?

Кръвта пренася хранителни вещества и кислород в тялото и премахва въглеродния диоксид и други отпадъчни продукти. Така кръвта изпълнява дихателната функция. Белите кръвни клетки изпълняват защитна функция: Унищожават патогени, попаднали в тялото.

3. От какво се състои кръвта?

Кръвта се състои от безцветна течност - плазма и кръвни клетки. Има червени и бели кръвни клетки. Червените кръвни клетки придават червения цвят на кръвта, защото съдържат специално вещество - пигментът хемоглобин.

4. Оферта прости веригизатворена и отворена кръвоносна система. Посочете сърцето, кръвоносните съдове и телесната кухина.

Схема на отворена кръвоносна система

5. Предложете експеримент, който доказва движението на веществата в тялото.

Нека докажем, че веществата се движат в тялото, използвайки примера на растение. Нека поставим млад издънка на дърво във вода, оцветена с червено мастило. След 2-4 дни извадете издънката от водата, измийте мастилото от нея и отрежете парче от долната част. Нека първо разгледаме напречното сечение на издънката. Разрезът показва, че дървото е почервеняло.

След това разрязваме по останалата част от издънката. Червени ивици се появиха в областите на оцветени съдове, които са част от дървото.

6. Градинарите размножават някои растения с помощта на отрязани клони. Засаждат клоните в земята и ги покриват с буркан, докато се вкоренят напълно. Обяснете значението на буркана.

Под кутията се образува висока постоянна влажност поради изпарение. Поради това растението изпарява по-малко влага и не изсъхва.

7. Защо отрязаните цветя увяхват рано или късно? Как можете да предотвратите бързия им спад? Направете диаграма на транспорта на веществата в рязаните цветя.

Отрязаните цветя не са пълноценно растение, тъй като при тях е премахната конската система, която осигурява адекватно (както е предвидено от природата) усвояване на вода и минерали, както и част от листата, което осигурява фотосинтеза.

Цветето изсъхва главно защото в отрязаното растение или цвете няма достатъчно влага поради повишеното изпарение. Това започва от момента на отрязването и особено когато цветът и листата са били дълго време без вода и имат голяма изпарителна повърхност (отрязан люляк, отрязана хортензия). Много оранжерийни рязани цветя трудно понасят разликата между температурата и влажността на мястото, където са отгледани, и сухотата и топлината в жилищните помещения.

Но едно цвете може да избледнее или да остарее, този процес е естествен и необратим.

За да избегнете избледняване и да удължите живота на цветята, букетът от цветя трябва да бъде в специална опаковка, която служи за защита от смачкване, проникване на слънчева светлина и топлина на ръцете. На улицата е препоръчително да носите букета с цветята надолу (влагата винаги ще тече директно към пъпките, докато цветята се прехвърлят).

Една от основните причини за увяхването на цветята във ваза е намаляването на съдържанието на захар в тъканите и дехидратацията на растението. Това се случва най-често поради запушване на кръвоносните съдове от въздушни мехурчета. За да се избегне това, краят на стъблото се потапя във вода и се прави кос отрез с остър нож или градинска ножица. След това цветето вече не се изважда от водата. Ако възникне такава необходимост, операцията се повтаря отново.

Преди да поставите нарязани цветя във вода, отстранете всички долни листа от стъблата, както и отстранете бодлите от розите. Това ще намали изпарението на влагата и ще предотврати бързото развитие на бактерии във водата.

8. Каква е ролята на кореновите власинки? Какво е коренов натиск?

Водата навлиза в растението през кореновите власинки. Покрити със слуз, в близък контакт с почвата, те абсорбират вода с разтворени в нея минерали.

Кореновото налягане е силата, която причинява еднопосочно движение на водата от корените към издънките.

9. Какво е значението на изпарението на водата от листата?

Попаднала в листата, водата се изпарява от повърхността на клетките и излиза в атмосферата под формата на пара през устицата. Този процес осигурява непрекъснат възходящ поток на вода през растението: след като се откажат от водата, клетките на листната маса, като помпа, започват интензивно да я абсорбират от заобикалящите ги съдове, където водата влиза през стъблото от корена.

10. През пролетта градинарят откри две повредени дървета. В един мишките частично повредиха кората, в друг зайци изгризаха пръстен на ствола. Кое дърво може да умре?

Дърво, чийто ствол е бил изгризан от зайци, може да умре. В резултат на това вътрешният слой кора, наречен лико, ще бъде унищожен. През него се движат разтвори на органични вещества. Без техния приток клетките под увреждането ще умрат.

Камбият се намира между кората и дървото. През пролетта и лятото камбият се дели енергично, което води до отлагане на нови флоемни клетки към кората и нови дървесни клетки към дървото. Следователно животът на дървото ще зависи от това дали камбият е повреден.

Една обща хипотеза за произхода на животните е оспорена. Най-древните от тях не трябваше да чакат, докато океаните се наситят с кислород.

Общоприетото мнение е, че еволюцията на животните е възпрепятствана от липсата на кислород във водата. Въпреки това днешните гъби, които са много близки до първите животни на планетата, виреят при почти пълна липса на кислород.

Очевидно най-примитивните животни все още са живели във вода, в която почти няма този ценен елемент. С други думи, животът е възникнал първо, за да създаде днешните наситени с кислород океани, а не обратното.

Даниел Милс от Университета на Южна Дания и колегите му взеха няколко морски гъби, Halichondria panicea, от богатите на кислород води на датски фиорд и ги поставиха в аквариум, от който постепенно се изпомпваше кислородът. Дори когато нивото на кислород спадна 200 пъти в сравнение с атмосферните нива, гъбите издържаха определените им от учените десет дни. Ако съвременните гъби могат да живеят с това количество кислород, тогава първите животни също биха могли, защо не?