و البكتيريا تتنفس من خلال عمليتين التنفس: الهوائية واللاهوائية، وهذا يجري استخدامها من قبل أكثر من هذه الكائنات وحيدة الخلية بسبب تطور في وقت مبكر.
تساعدنا بعض البكتيريا على العيش مثل تلك التي تسمح لنا بهضم الطعام في جهازنا الهضمي. البعض الآخر ، مثل الذي يسبب الطاعون الدبلي أو السل ، يمكن أن يقتل شخصًا إذا لم يتلق العلاج الطبي المناسب وفي الوقت المناسب.
ظهرت أسلاف البكتيريا الحديثة على الأرض منذ حوالي 4 مليارات سنة. كانوا أول أشكال الحياة على هذا الكوكب. إنها صغيرة جدًا لدرجة أن جرامًا واحدًا من التربة يحتوي عادةً على 40 مليون بكتيريا. يمكن أن يحتوي المليمتر الواحد من الماء في المتوسط على مليون.
تم العثور على البكتيريا في أي مكان على وجه الأرض ، باستثناء تلك التي تم تعقيمها من قبل الإنسان. حتى في الأماكن التي يتعرضون فيها لدرجات حرارة شديدة أو حيث يوجد تركيز عالٍ من المواد السامة.
تختلف الخلايا البكتيرية تمامًا عن تلك الموجودة في أي نبات أو حيوان. تفتقر هذه الخلايا إلى النوى والعضيات الأخرى داخل الغشاء ، باستثناء الريبوسومات. تسمى الكائنات التي تفتقر خلاياها إلى نواة بدائيات النوى.
يربط معظم الناس الأشياء السلبية بالبكتيريا فقط. لكن ضع في اعتبارك أنهم موجودون في كل مكان وأنهم موجودون لفترة طويلة بحيث لا يمكن للإنسان أن يوجد بدونهم.
من المحتمل أن يكون الأكسجين الموجود في الهواء الذي نتنفسه قد نشأ منذ ملايين السنين عن طريق نشاط البكتيريا.
تمتص البكتيريا النيتروجين من الغلاف الجوي وتطلقه لتستخدمه النباتات عندما تموت. لا تستطيع النباتات استخراج النيتروجين من الهواء ولكن من التربة وبفضل البكتيريا يمكنها إكمال هذا الجزء الحيوي من عملية التمثيل الغذائي.
أصبحت العلاقة بين النباتات والبكتيريا قريبة جدًا في هذا الصدد لدرجة أن بعض البذور هي وعاء للبكتيريا لاستخدامها عندما تنبت.
كما أن جسم الإنسان يحتوي على كميات هائلة من البكتيريا المفيدة التي لا تؤثر علينا ولا تساعدنا بأي شكل من الأشكال.
البكتيريا الموجودة في الجهاز الهضمي ضرورية لامتصاص أنواع معينة من العناصر الغذائية. كما أنها تحمينا من بعض البكتيريا الضارة التي يمكن أن تسبب الأمراض.
كيف تتنفس البكتيريا؟
يجب أن يكون لجميع الكائنات الحية مصدر ثابت للطاقة للحفاظ على الوظائف الحيوية الأساسية. في بعض الحالات ، تأتي هذه الطاقة مباشرة من الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي ، وفي حالات أخرى عن طريق التهام كائنات حية أخرى ، مثل النباتات أو الحيوانات.
يجب استهلاك الطاقة ثم تحويلها إلى شكل مناسب مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). هناك العديد من الآليات لتحويل مصدر الطاقة الأصلي إلى ATP.
الطريقة الأكثر فعالية هي من خلال التنفس الهوائي الذي يتطلب الأكسجين. ستولد هذه الطريقة المزيد من ATP من المصدر.
ومع ذلك ، إذا لم يتوفر الأكسجين ، يمكن للكائنات الحية استخدام آليات أخرى لتحويل الطاقة. تسمى العمليات التي لا تحتاج إلى أكسجين اللاهوائية.
التنفس الهوائي
أثناء التنفس الهوائي ، يتحول الجلوكوز الموجود في الطعام إلى ثاني أكسيد الكربون والماء عن طريق الأكسدة.
ينتج كمية كبيرة من الطاقة التي تخزنها الكائنات الحية في جزيئات ATP. تحدث هذه العملية برمتها في جزء من الخلايا يسمى الميتوكوندريا.
تستخدم معظم الكائنات الحية التنفس الهوائي لإطلاق الطاقة. يستخدم البشر والثدييات والزواحف والطيور والبرمائيات والأسماك والحشرات هذا النوع من التنفس للحصول على الطاقة.
التنفس اللاهوائي
بعض الكائنات الحية لا تحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة بفضل التنفس اللاهوائي. يحدث هذا في أكثر أنواع البكتيريا بدائية ، ويعتقد العلماء أن الكائنات الحية الأولى التي ظهرت على الأرض كانت لاهوائية.
تكاثرت هذه الكائنات عندما احتوى الغلاف الجوي للأرض على القليل جدًا من الأكسجين ، وعندما بدأ تكوينها في دمج المزيد من الأكسجين على مدى ملايين السنين ، تطورت الكائنات الحية الجديدة للتكيف مع هذه الحالة.
إن ظهور الأكسجين هو نتيجة الحياة النباتية التي تولده من ثاني أكسيد الكربون من خلال عملية التمثيل الضوئي.
يمكن أيضًا أن تكون البكتيريا اللاهوائية مفيدة للإنسان بعدة طرق. يشارك البعض بنشاط في إنتاج الغذاء ، من خلال عملية التخمير.
تلعب البكتيريا اللاهوائية الأخرى دورًا في معالجة مياه الصرف الصحي. الذين يعيشون في بيئات يمكن أن تقتل معظم الكائنات ، وليس فقط بسبب نقص الأكسجين ، فهم يستهلكون النفايات ، ويحولونها كيميائيًا إلى مركبات أبسط.
في التنفس اللاهوائي ، تقوم الكائنات الحية الدقيقة بتحويل الجلوكوز من الطعام إلى إيثانول وثاني أكسيد الكربون لإطلاق الطاقة. تستخدم الكائنات الحية هذه الطاقة من أجل بقائها. ينتج التنفس اللاهوائي طاقة أقل في شكل ATP من التنفس الهوائي.
في البشر
يحصل البشر على الطاقة من خلال التنفس الهوائي. ومع ذلك ، يمكنهم أيضًا استخدام التنفس اللاهوائي في العضلات.
عندما نقوم بتمرين بدني صعب ، فإن الأكسجين الذي يتم توفيره عبر الدم تستهلكه الخلايا العضلية بشكل أسرع. بعد ذلك ، يتعين على العضلات استخدام الجلوكوز لتحويله إلى حمض اللاكتيك لإطلاق كميات صغيرة من الطاقة.
أثناء التمرينات البدنية القوية أو أي نوع من النشاط البدني الشاق ، يتم إنتاج معظم الطاقة التي تستهلكها العضلات عن طريق التنفس الهوائي.
يوفر التنفس العضلي اللاهوائي القليل من الطاقة الإضافية المطلوبة في ظل الظروف الصعبة من المجهود البدني. يتراكم حمض اللاكتيك الذي يتم إطلاقه في هذه العملية اللاهوائية في العضلات ، وهو سبب للتقلصات.
يمكن تخفيف تقلصات العضلات عن طريق أخذ حمام ساخن أو تدليك. يساعد الماء الساخن أو التدليك على تحسين الدورة الدموية في العضلات.
عن طريق زيادة تدفق الدم في العضلات ، يزداد إمداد الأكسجين. يحول هذا الأكسجين حمض اللاكتيك المتراكم إلى ثاني أكسيد الكربون والماء ويخفف من التقلصات.
المراجع
- بلا حدود (2017). "التنفس الخلوي اللاهوائي". تم الاسترجاع 8 يونيو ، 2015 على الموقع الإلكتروني المحدودة.
- ماك ، ريان (2015). "ما هو التنفس البكتيري؟" تم الاسترجاع في 8 حزيران (يونيو) 2015 في livestrong.com.
- نوردكفيست ، كريستيان (2016) "ما هي البكتيريا؟ ما هي البكتيريا؟ تم الاسترجاع 8 يونيو ، 2015 في medicalnewstoday.com.
- علم الأشياء اليومية (2002. "التنفس". تم استرجاعه في 8 يونيو 2015 في encyclopedia.com.
- سكوفيل ، هيذر (2017). "ما هو الفرق بين التخمر والتنفس اللاهوائي؟" تم الاسترجاع 8 يونيو ، 2015 في toughtco.com.
- تاباسوم (2012). "مقال قصير عن التنفس الهوائي واللاهوائي". تم الاسترجاع 8 يونيو ، 2015 في preservearticles.com.
- الأعشاب ، جيفري (2017). كيف تتنفس البكتيريا؟ تم الاسترجاع 8 يونيو ، 2015 على موقع sciencing.com.