Bakteriendefinition, Evolution von Bakterien

Bakteriendefinition

Bakterien sind einzellige Mikroorganismen mit prokaryontischen Zellen, bei denen es sich um einzelne Zellen handelt, die keine Organellen oder einen echten Kern haben und weniger komplex sind als eukaryontische Zellen. Bakterien mit einem großen B bezieht sich auf die Domäne Bakterien, eine der drei Lebensbereiche. Die anderen beiden Lebensbereiche sind Archaea, zu denen auch einzellige Organismen mit prokaryontischen Zellen gehören, und Eukaryota. Bakterien sind extrem zahlreich, und die Gesamtbiomasse der Bakterien auf der Erde ist größer als die aller Pflanzen und Tiere zusammen.

Evolution von Bakterien

Bakterien entstanden vor etwa 4 Milliarden Jahren auf der Erde und waren die ersten Lebensformen auf der Erde. 3 Milliarden Jahre lang waren Bakterien und Archaeen die am weitesten verbreiteten Organismen auf der Erde. Vielzellige Eukaryoten traten erst vor etwa 1,6-2 Milliarden Jahren auf. Eukaryotische Zellen, aus denen alle Protisten, Pilze , Tiere und Pflanzen bestehen, enthalten auch das, was einst Bakterien war; Es wird angenommen, dass die Mitochondrien in Eukaryoten, die Energie durch Zellatmung produzieren , und Chloroplasten in Pflanzen und Algen , die Energie durch Photosynthese produzieren, beide entwickelten sich aus Bakterien, die in einer endosymbiotischen (gegenseitig profitierenden) Beziehung in Zellen aufgenommen wurden, die im Laufe der Zeit dauerhaft wurde.

Bakterieneigenschaften

Bakterien sind einzellige Organismen. Ihnen fehlen Organellen wie Chloroplasten und Mitochondrien, und sie haben nicht den wahren Kern, der in eukaryotischen Zellen zu finden ist. Stattdessen befindet sich ihre DNA, ein kontinuierlicher und zirkulärer Doppelstrang, in einem Nukleoid . Das Nukleoid ist ein unregelmäßig geformter Bereich ohne Kernmembran . Bakterien haben auch eine Zellmembran und eine Zellwand , die oft aus Peptidoglycan besteht . Zusammen bilden die Zelle sind Membran und der Zellwand als die Zellhülle bezeichnet. Viele Bakterien brauchen eine Zellwand, um zu überleben.

Die Fortpflanzung erfolgt durch binäre Spaltung , das heißt die Aufspaltung einer Bakterienzelle, nachdem sie eine bestimmte Größe erreicht hat. Bakterien vermehren sich asexuell, sodass die beiden Tochterzellen , die aus der binären Spaltung resultieren, die gleiche DNA wie die Mutterzelle haben. Manche Bakterien können aber auch genetisches Material untereinander austauschen, den sogenannten horizontalen Gentransfer . Bei dieser Methode werden zwei bereits vorhandene Bakterien verwendet; es ist keine Form der Übertragung von Eltern zu Kind.

Bakterienformen

Bakterien gibt es in unzähligen Formen. Die drei Hauptformen von Bakterien sind Kokken, Spiralen und Bazillus.

  • Kokken sind kugel- oder eiförmige Bakterien. Einige Kokken bleiben nach der binären Spaltung hängen, obwohl sich separate Zellen gebildet haben. Diplokokken sind beispielsweise Kokken in Paaren, Streptokokken sind Ketten und Staphylokokken sind Ansammlungen mehrerer Kokken. Tetraden sind quadratische Anordnungen von vier Kokken, während Sarcinae Würfel von acht Kokken sind.
  • Spiralbakterien sind, wie der Name schon sagt, spiralförmig. Spirillums sind dicke, zähe Spiralen. Spirochäten sind Spiralen, die dünn und flexibel sind. Vibrios sind kommaförmige Stäbchen mit einer kleinen Drehung.
  • Bacilli sind stäbchenförmige Bakterien. Wie Kokken können Bazillen einzeln oder zusammen angeordnet sein. Diplobazillen sind zwei nebeneinander angeordnete Bazillen und Streptobazillen sind Ketten von Bazillen.

Bakterien können auch andere Formen haben, wie z. B. fadenförmig (lang und dünn), quadratisch, sternförmig und gestielt. Dieses Diagramm zeigt die zahlreichen Formen von Bakterien.

Arten von Bakterien

Die Zellwand ermöglicht auch die Gram-Färbung. Gram-Färbung ist eine Methode zur Färbung von Bakterien mit Kristallviolett-Farbstoff, Jod und der Gegenfärbung Safranin. Viele Bakterien können in einen von zwei Typen eingeteilt werden: Gram-positiv, die die Färbung zeigen und unter dem Mikroskop violett erscheinen, und Gram-negativ, die nur die Gegenfärbung zeigen und rot erscheinen. Gram-positive Bakterien erscheinen violett, weil sie dicke Zellwände haben, die den Kristallviolett-Jod-Komplex einschließen. Die dünnen Zellwände gramnegativer Bakterien können den Violett-Jod-Komplex nicht halten, aber sie können Safranin aufnehmen. Dadurch erscheinen gramnegative Bakterien unter der Gram-Färbung rot. Die Gram-Färbung wird zur allgemeinen Identifizierung von Bakterien oder zum Nachweis bestimmter Bakterien verwendet; es kann nicht verwendet werden, um Bakterien auf spezifische Weise zu identifizieren, wie zSpezies nivellieren. Beispiele für grampositive Bakterien umfassen die Gattungen Listeria, Streptococcus und Bacillus , während gramnegative Bakterien Proteobakterien, grüne Schwefelbakterien und Cyanobakterien umfassen.

Beispiele für Bakterien

Escherichia coli ist ein Beispiel für eine häufige Bakterienart. Es hat die Form eines Bazillus und kommt natürlich im Darm vieler Tiere einschließlich des Menschen vor, wo es Vitamin K und Vitamine des B-Komplexes produziert. E. coli wird auch häufig in der Laborforschung verwendet, da es sich schnell vermehret und robust ist. Die meisten E. coli- Stämme sind für den Menschen harmlos, einige können jedoch eine Infektion verursachen. Eine E. coli- Infektion kann zu Magen-Darm-Problemen wie Durchfall führen, und in schwereren Fällen kann eine bakterielle Meningitis oder Lungenentzündung auftreten.

Lactobacillus acidophilus ist eine weitere bazillenförmige Bakterienart, die natürlich an Orten wie dem Darm und der Vagina vorkommt, wo sie vor schädlichen Bakterien schützt. Es ist ein Probiotikum, ein Bakterium, das in bestimmten Lebensmitteln wie Joghurt und anderen fermentierten Lebensmitteln vorkommt, das konsumiert wird, um Nährstoffe aufzunehmen und die Versorgung des Körpers mit „guten“ Bakterien aufzufüllen. Es kann auch in kleinen Mengen von Menschen mit Laktoseintoleranz konsumiert werden, um sie bei der Aufnahme von Laktose zu unterstützen.

Einige Bakterien können extrem schädlich sein, wie Clostridium botulinum , die Bakterien, die Botulismus verursachen. C. botulinum produziert das Neurotoxin Botulinum, das für die Botulismus-Symptome verantwortlich ist. Symptome sind verschwommenes Sehen, Übelkeit, Atembeschwerden, Muskelschwäche und Lähmung. Botulinumtoxin ist das tödlichste bekannte Toxin ; nur ein Kilogramm botulinum wäre tödlich genug sein , um die gesamte menschliche zu töten Bevölkerung.

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