Микроорганизмы воздуха, воды и почвы

Микроорганизмы воздуха и
воды
• 1. Роль микроорганизмов в
биосфере
• 2. Микрофлора воздуха
• 3. Микрофлора воды
Благодаря работам Л. Пастера, С.Н. Виноградского,
М. Бейеринка и других ученых стало ясно, что без
круговорота биогенных элементов, который
возможен только при участии бактерий, жизнь на
Земле немыслима.
Глобальная роль бактерий, однако, была оценена
не микробиологами, а величайшим натуралистом
нашего века выдающимся русским ученым В.И.
Вернадским в его учении о биосфере.
В своей работе о живом веществе он
сформулировал следующие функции этого
компонента биосферы:
Энергетическая
Концентрационная
Деструктивная
Средообразуюшая
Газовая
Окислительно-восстановительная
Для микроорганизмов условия окружающей среды
имеют такое же значение, как в жизни любого
организма.
Влажность – МО способны жить и размножаться только в
присутствии свободной воды, находящейся в капельножидком состоянии. Для МО важна концентрация р-ра:
осмотолеранты, осмофилы, умеренные(1-2%) и
экстремальные галофилы (до 32%).
МО способны выносит длительный недостаток воды,
используя метаболическую воду, образующуюся в клетке
в результате окисления органического в-ва кислородом
воздуха.
Формируют слизистую капсулу.
Обитание приурочено к корням высших растений.
Температура – для бактерий определяются три
кардинальные точки:
min opt max
имеющие характерные значения для отдельных видов и
даже штаммов бактерий.
Психрофилы - ≥15-20 С:
Содержат ферменты, имеющие низкую температуру активации
Проницаемость мембран остается высокой в связи с большим колвом ненасыщенных жирных кислот
Мезофилы - 10-45 С
Термофилы - ≤45 С: *облигатные 60-70 С
*факультативные 45-50 С
*термотолерантные 45 С
*экстремальные термофилы 60-95 С и выше
Высокая термостабильность белков и ферментов
Термостабильность клеточных структур
Кислотность среды:
рН 7 – optimum для большинства – нейтрофилы (рН 4-9)
рН 3 и менее – ацидофилы (Thiobacillus thiooxidans)
рН 10 и выше – алкалофилы (Bacillus alcalophilus)
Молекулярный кислород:
Аэробы (цианобактерии, грибы)
микроаэрофилы (Beggiatoa, Lactobacillus)
Анаэробы
облигатные – для них кислород токсичен (Methanobacterium,
Clostridium)
аэротолерантные – не погибающие при контакте с кислородом
факультативные – способные переключаться с аэробного на
анаэробный тип (Bacillus, Vibrio, Salmonella. Staphylococcus)
Микрофлора воздуха
Зависит:
-от степени загрязнения воздуха минеральными и
органическими взвесями
-температуры
-осадков
-характера местности
-направление и силы ветра и т.д.
Состоит:
-микрококки
-сарцины
-актиномицеты
-плесневые грибы
Количественные характеристики:
воздух Арктики и хвойного леса содержит 2-3
бактериальной клетки на 20 м3
воздух над большим городом на высоте 500м в 1м3
содержится 1100-2700 клеток
на высоте 2000м – 500-700 клеток
1 грамм пыли содержит около 1 млн. клеток бактерий
Состояние: бактерии в воздухе находятся в 3х фазах
бактериального аэрозоля
КАПЕЛЬНЫЙ
КАПЕЛЬНО-ЯДЕРНЫЙ
ПЫЛЕВОЙ
Под аэрозолем понимают физическую систему из мелких,
твердых или жидких частиц, взвешенных в газовой среде.
Воздух является неблагоприятной средой для бактерий.
• Ультрафиолетовые лучи являются губительными для
микроорганизмов, но если последние адсорбированы
на частицах пыли или других веществ, то становятся
надежно защищены от действия УФО
Водная микробиология
Морская микробиология
Французский микробиолог М.Серте в 1884г.
Обнаружил, что бактерии,
минерализующие органические в-ва,
присутствуют не только в поверхностных
слоях воды, но и на глубине в несколько
тысяч метров.
В конце 19 века Б.Фишер установил, что
прибрежные районы
морей богаче бактериями,
чем воды открытого океана.
Он обнаружил, что
наибольшее число бактерий
обитает на глубине 200-400 м.
Особое значение для развития морской микробиологии
имели работы Бориса Лаврентьевича Исаченко
(1871-1948), им впервые были получены данные о
развитии бактерий, относящихся к различным
физиологическим группам.
Исаченко Б.Л. пришел к выводу о
разносторонней геохимической
деятельности морских
микроорганизмов. В 30-е, 40-е
годы от изучал микрофлору
Черного, Мраморного,
Азовского, Карского морей,
моря Лаптевых.
В последние годы интерес к
морской микробиологии возрос
в связи с сенсационными
находками жизни бактерий в
глубоководных горячих
источниках на дне океана и
открытием явлений симбиоза
морских животных с
хемоавтотрофными бактериями.
Места обитания морских
микроорганизмов
Прибрежные зоны:
-шельфовая зона
-литораль
Зона апвеллинга
Эуфотическая зона
Глубоководные горячие источники
Симбиоз морских животных с
бактериями
Микробиология пресных
водоемов
Австрийский микробиолог А. Клейбер в 1894
г. провел микробиологический анализ
воды Цюрихского озера и описал 42
штамма водных бактерий
В 60-е годы 20 века Кузнецов С.И. возглавлял
исследования пресных водоемов.
Проведенные исследования позволили
сформулировать основные представления
о закономерностях распространения и
роли в круговороте веществ различных
групп бактерий в пресноводных озерах.
Цианобактерии
Пурпурные бактерии
Зеленые бактерии
Анаэробные бактерии
Различают три зоны загрязнения воды
•
Полисапробная зона – сильно загрязненная вода, бедная
кислородом и богатая органическими соединениями.
Число бактерий в 1 мл достигает 1млн. и более.
Преобладают анаэробные бактерии, вызывающие
гниение и брожение, преобладает кишечная палочка.
•
Мезосапробная зона – умеренное загрязнение. Здесь
происходит минерализация органических веществ. Число
бактерий в 1 мл составляет сотни тысяч. Количество
кишечной палочки значительно меньше.
• Олигосапробная зона
характерна для чистой воды.
Количество микробов
незначительно, в 1 мл –
несколько десятков или сотен.
Кишечная палочка отсутствует.
Таким образом, осваивая различные
среды обитания микроорганизмы и в
частности бактерии реагируют,
главным образом, на источник
питания.
Между тем определенное влияние на
распространение, качественный и
количественный состав микрофлоры
оказывают и абиогенные факторы .
Их воздействие описывается при
обязательном указании min max opt.