Сенная палочка самая полезная для природы

К числу бактерий, которые широко распространены в природе, относится и сенная палочка (Bacillus subtilis). Впервые она была описана в 1835 году. Такое название эти микробы получили из-за того, что изначально культуру выделяли из прелого сена. В лабораторных условиях в закрытом сосуде варили сено в воде и настаивали 2-3 дня. После этого в емкости образовывалась колония искомых бактерий.

Изучение

В науке существует понятие «модельный организм». Это различные представители живой природы, которые отбираются для интенсивного изучения тех или иных процессов или свойств и проведения научных опытов. Общеизвестным модельным организмом являются инфузории, один из представителей которых – инфузория-туфелька (Paramecium caudatum) – нам хорошо знаком по школьным урокам.

Сенная бацилла также принадлежит к модельным организмам. Благодаря ей было досконально изучено спорообразование у бактерий. Она же является моделью для понимания механизма работы жгутиков, исследований в области молекулярной генетики.

Был проведен эксперимент по выращиванию Bacillus subtilis в условиях, близких к невесомости, для изучения изменения генома популяции. Кроме того, эти бактерии используются для исследования влияния космического ультрафиолетового излучения и способности к адаптации к нему живых организмов. На примере бацилл изучается возможность выживания микроорганизмов в космосе и условиях других планет, в частности, Марса.

Краткая характеристика

Как хорошо видно на фото, сенная палочка имеет прямую вытянутую форму с тупыми закругленными концами, обычно бесцветна. Диаметр бактерии в среднем составляет 0,6 мкм (0,0006 мм), длина колеблется от 3 до 8 мкм (0,003-0,008 мм). При таких размерах ее можно рассмотреть и сделать фото, используя современный школьный микроскоп. Бациллы подвижны благодаря имеющимся жгутикам. Они растут по всей поверхности клетки, что можно увидеть на фото.

Эти бактерии, преимущественно являясь аэробами, для своей жизнедеятельности нуждаются в молекулярном кислороде. Хотя некоторые штаммы способны переключаться на бескислородное дыхание (факультативные анаэробы).

Бактерия традиционно относится к почвенным микроорганизмам. Из почвы она попадает на листья растений, фрукты и овощи. Но при этом встречается и в воздушной пыли, и в воде. Является частью нормальной микрофлоры кишечника животных и человека. Хорошо развивается при температуре +5°…+45°С, оптимальный диапазон составляет 25-30°С.

По имеющимся фото можно убедиться, что колонии бактерий имеют следующий вид:

• на поверхности жидкостей – тонкая пленка с беловатым оттенком;
• на плотных средах – бархатистое покрытие с мелкими морщинками и волнистыми краями; может быть бесцветным, сероватым или розовым.

Размножение и спорообразование

Сенная палочка, как и остальные бактерии, размножается простым продольным делением клетки пополам. Новые бактерии, образовавшиеся после такого деления, нередко остаются соединенными между собой тонкой нитью. Такие нити легко различимы на фото.

Палочка относится к спорообразующим бактериям. Этот механизм позволяет ей выжить при наступлении неблагоприятных условий.

Спорообразование бактерии начинается с того, что содержимое клетки (протопласт) приобретает зернистую структуру. Одно из зернышек, чаще всего в центре клетки, начинает расти и покрывается твердой оболочкой. Одновременно происходит постепенное разрушение внешней оболочки материнской клетки. Процесс завершается выпадением споры во внешнюю среду.

Каждая из клеток, соединенных нитями после вегетативного деления, сохраняет способность к образованию спор.

Судя по фото, сделанным под микроскопом, большинство спор имеют круглую или овальную форму. Они устойчивы к неблагоприятным внешним факторам, в частности, к повышенной температуре – выдерживают перегрев свыше 100°С.

Клетки, развившиеся из спор, и первые их потомки неподвижны. Способность перемещаться появляется только у следующих поколений.

Питание

Бацилла субтилис относится к сапрофитам, то есть питается мертвой органикой. Эти бактерии, являясь гетеротрофами, не могут синтезировать органические вещества из неорганических соединений, а используют органику, произведенную другими. Из нее же они добывают и необходимый для энергетического обмена углерод.

Основным источником энергии служат глюкозосодержащие полисахариды как растительного (крахмал), так и животного (гликоген) происхождения. В процессе питания происходит синтез аминокислот, витаминов, различных ферментов и антибиотиков, увеличивается кислотность среды.

Взаимоотношения с другими организмами

Сенная палочка подавляет развитие патогенных и условно-болезнетворных микробов: сальмонелл, стрептококков, стафилококков и других. Типичный пример – выработанный многими поколениями хищных животных рефлекс периодического употребления в пищу определенных сортов растений. Это не только обогащает их организм витаминами, но и способствует попаданию в него спор сенной палочки, которая уничтожает патогенную флору и повышает иммунитет животных.

Некоторые микробы, например, молочнокислая лактобактерия плантарум (Lactobacillus plantarum), угнетают развитие сенной палочки. Сенная бацилла служит пищей для простейших. Так, начало одной из пищевых цепочек выглядит следующим образом: сенная бацилла – инфузория-туфелька – моллюск – рыба и т.д. вплоть до человека.

Методы «охоты» у простейших отличаются. Например, у амебы (Amoeba) постоянно образуются и исчезают выросты внутренней среды клеток (ложноножки или псевдоплодия). Ими она окружает жертву и втягивает ее внутрь клетки. А, например, инфузория-туфелька для поглощения пищи имеет клеточный рот (цитостом). На фото он виден как углубление на теле. С помощью растущих рядом с ним и объединенных в сложные структуры ресничек в рот загоняется вода вместе с содержащимися с ней бактериями. Инфузория находит скопления бактерий по химическим веществам, которые они выделяют.

Патогенность

Согласно большинству классификаций сенная палочка не считается патогенной для человека и животных. Она помогает переваривать пищу, расщепляя белки и углеводы, борется с патогенной микрофлорой кишечника и кожных покровов.

Учеными установлено, что среди бактерий, оказывающихся в ране человека, всегда присутствуют сенные палочки. Они вырабатывают ферменты, разрушающие отмершую ткань, антибиотики, угнетающие патогенные микробы, и даже оказывают легкое антиаллергическое воздействие. Доказано, что эта бацилла подавляет развитие основных возбудителей хирургических инфекций.

Тем не менее, отмечается и негативное воздействие этой бактерии:

• иногда вызывает аллергию, часто выражающуюся в виде сыпи на теле человека;
• некоторые штаммы могут вызывать пищевые отравления после употребления испорченных ими продуктов питания;
• может быть причиной тяжелых глазных инфекций человека.

Использование

Сенные бациллы-палочки являются основным действующим веществом многих лекарственных препаратов. Их применяют при острых кишечных инфекциях у детей, при дисбактериозе кишечника, в послеоперационный период для профилактики нагноений и т.п.

Наиболее часто основой лекарств служит штамм Bacillus subtilis 534 (препарат Споробактерин) или полученный из него селективным путем штамм Bacillus subtilis 3Н (препарат Бактиспорин). Используется в фармакологии и штамм 31, например, в производстве препарата Биоспорин. Все эти лекарства имеют антимикробную направленность. Их ценность особенно велика в борьбе с бактериальной инфекцией, когда больному по тем или иным причинам нельзя принимать антибиотики.

Сенные палочки также входят в состав многих пищевых добавок (БАД). Например, Супрадин Киндер гель, Ветом, Бактистатин и другие.

Она является основой многих препаратов для животных. Это Бактерин-СЛ, Эндоспорин, Протексин, Энтеробактерин и другие. Их с успехом используют в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве для борьбы с болезнетворными бактериями, ленточными червями и для повышения иммунитета.

Существует отдельная группа препаратов на основе Bacillus subtilis для растениеводства: Алирин-Б, Гамаир, Фитоспорин и другие. Основная их задача – защита растений от болезней, вызываемых бактериями и грибами. Несомненным плюсом является их абсолютная безвредность для человека при попадании в организм вместе с плодами.

Используется сенная палочка и для ферментации овса и бобов. В Японии существует традиционное блюдо натто из сброженных соевых бобов. Для их брожения используется специальный штамм палочки – Bacillus natto. Из экстрактов натто даже производят пищевые добавки, а в США на основе Bacillus natto разработан ветеринарный препарат Глоген-8.

Промышленно производятся вырабатываемые сенной палочкой ферменты для расщепления белков (протеазы, амилазы). Так, протеаза входит в состав бытовых моющих средств, а также средств для очищения шкур от белков и жира при их выделке.