МИКРООРГАНИЗМЫ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Основная цель микробиологии как науки — изучение поведения микроорганизмов в их естественных местах обитания или экосистемах. В экосистему входят биотические и абиотические компоненты. Биологические компоненты составляют сообщество организмов, или биоценоз. Под абиотическими компонентами следует понимать физические и химические условия экосистемы, в которой живут организмы. Биосферу можно рассматривать как гигантскую экосистему, а пруд, озеро, почву или корневую систему растений или деревьев — как меньшую экосистему. Ротовая полость человека или животного, рубец жвачного животного или участок кишечника могут рассматриваться как малая экосистема. С той или иной экосистемой часто связывают понятие «окружающая среда», которая поддерживает взаимоотношения определенного организма (или популяции) с окружающими его (ее) биотическими компонентами экосистемы.

Обитатели экосистемы, согласно концепции С.Н. Виноградского, выдвинутой в 1925 г., — микроорганизмы, встречающиеся в экосистеме. Они делятся на автохтонные и аллохтонные.

Автохтонные микроорганизмы являются типичными обитателями данной экосистемы (например, почвы, кишечника, донных отложений моря) и присутствуют там всегда. К ним относятся обычно высокоспециализированные организмы, такие, как нитрифицирующие бактерии, обитатели горячих источников и т. д.

Аллохтонные (или зимогенные) микроорганизмы в известной мере присутствуют в данной эконише временно или пребывают в состоянии покоя. Появление их зависит от случайных факторов: повышения концентрации питательных веществ или добавления определенных веществ. Это многие вездесущие почвенные и водные бактерии. Для каждого фактора устанавливаются максимальные и минимальные значения, при которых нет роста, и оптимум, при котором рост (или иная функция) максимален. Вне области оптимума организм активен, но находится в области толерантности, его конкурентоспособность понижена и его может вытеснить другой вид. Физические и физико-химические факторы определяют места обитания, в которых данная группа микроорганизмов развивается.

Большое значение в адаптации и жизнедеятельности микроорганизмов имеет вода. Количество воды в разных клетках колеблется от 60 до 90%, даже в спорах ее содержится до 18—20%. Молекулы воды легко взаимодействуют, образуя молекулярные водородные связи. Это важно для структуризации определенных молекул и их функционирования в живых системах микробных клеток. Вода имеет высокие показатели диэлектрической проницаемости, поверхностного натяжения и теплоемкости, благодаря которым она выступает растворителем для многих веществ, электростатическим и тепловым буфером. Как диэлектрик вода растворяет неорганические соли, диссоциирующие на ионы; она растворяет алифатические спирты и кислоты, многие ароматические и гетероциклические производные.

Высокая теплоемкость воды предохраняет клеточные структуры от термической инактивации в допустимых пределах. Известно, что микроорганизмы приспособились жить в определенных температурных интервалах, и следовательно, природа внесла соответствующие коррективы (мутации) за счет дисперсной фазы.

Для нормальной жизнедеятельности организмов необходима определенная температура. При неблагоприятной температуре (слишком высокой или слишком низкой) жизнедеятельность микробов ослабевает или прекращается. Под гибелью имеют в виду необратимую утрату способности к росту и размножению. Однако в определенных условиях многие повреждения, приводящие к гибели клетки, могут быть обратимы. Хорошо известно явление реактивации после облучения ультрафиолетом или воздействия высоких температур. Микробы лучше других организмов приспособлены к колебаниям температуры. Например, сенная палочка нормально развивается в пределах от 6 до 50°С. Большинство патогенных микроорганизмов, паразитирующих в теле теплокровных, нормально развиваются только при температуре, близкой к температуре тела хозяина (35—37°С), и не переносят резких температурных колебаний.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >