Распространение микроорганизмов в природе

Распространение микроорганизмов в природе. Микрофлора биосферы. Микроорганизмы распространены в биосфере повсюду. Они находятся в воздухе, воде, в корнях и зеленых частях растений, почве, на покровах и в кишечнике позвоночных и беспозвоночных животных, в том числе насекомых.

Микрофлора воздуха. Воздух представляет неблагоприятную среду для микроорганизмов. В нем нет питательных веществ и достаточной влаги. Развитие микроорганизмов в воздухе задерживает высушивание и солнечный свет. Но в воздухе всегда имеются разнообразные микроорганизмы: бактерии, вирусы, грибы, дрожжи, простейшие, в том числе и патогенные. Энто-мопатогенные микроорганизмы попадают в воздух при гниении трупов насекомых, погибших от инфекционных или инвазионных болезней. Микрофлору воздуха количественно определяют в 1 м3.

Бактерии и трибы обнаружены на высоте 20, 48 и 85 км, при том чем выше, тем их меньше. Высоко в горах, в Арктике, в океане, вдали от населенных пунктов в 1 м3 содержится микроорганизмов в среднем от 0 до 5 единиц, в лесах — 5—100, в сельских населенных пунктах — 100—1000, в жилых помещениях — 500—10000, в скотных дворах и зимовниках для пчел — 10000—2000000. За 5 мин в открытую чашку Петри диаметром 15 см с плотной питательной средой выпадает из воздуха в виде микробного дождя примерно столько микроорганизмов, сколько их содержится в 1 л воздуха. Летом воздух содержит больше микробов, чем зимой. Осадки в виде дождя и снега уменьшают микробную загрязненность воздуха.

Микрофлора воды. Вода — хорошая среда для размножения микроорганизмов. В ней содержатся минеральные соли и часто различные соединения. В воде определяют количество микроорганизмов в 1 мл. Установлено, что микроорганизмов в 1 мл содержится в ключевой воде рек 1000—1000000, в поилках для пчел — 1000—1000000. В океанах они обнаружены во впадинах на глубине 10—11 км.

В воде обитают и наиболее часто встречаются следующие роды микроорганизмов: Micrococcus, Sarcina, Pseudomonas, Bacillus, Bacterium. Из энтомопатогенных микроорганизмов в воде наиболее часто обнаруживаются Escherichia coli, Proteus, Pseudomonas, Fluorescens.

В воду могут быть занесены и патогенные для пчел микробы.

Микрофлора почвы. Почва содержит влагу и разнообразные питательные вещества. Поэтому она изобилует разнообразной микрофлорой. В почве учитывают количество микроорганизмов в 1 г. В верхнем слое почвы микроорганизмов мало, так как они гибнут от лучей солнца и высыхания. На глубине 5—20 см почва содержит от нескольких миллионов до нескольких миллиардов микроорганизмов. В подпочвенных слоях микроорганизмов нет или они встречаются в небольшом числе.

В почве обитают сложные ассоциации микроорганизмов. В верхних слоях, соприкасающихся с воздухом, обитают аэробы, поглощающие атмосферный кислород, в нижних слоях — анаэробы. В почве обитают микроорганизмы, разрушающие белки и синтезирующие азотистые соединения. В ней обитают или сохраняются энтомопатогенные микроорганизмы, возбудители бактериальных и грибковых болезней пчел.

Микрофлора растений. Растения имеют богатую микрофлору в зоне ризосферы (от греч. ризо — корень). Надземные части растений также имеют свою эпифитную (эпи — на, фитон — растение) микрофлору. Нередко в 1 г зеленой массы растений обнаруживают десятки, сотни и даже миллионы микроорганизмов. Среди них имеются фиксаторы атмосферного азота, микробы, синтезирующие витамины и антибиотики, а также фитопатогенные микроорганизмы. Многие из них образуют пигменты, защищающие их от света. Среди эпифитной микрофлоры наиболее часто встречаются микрококки, сардины, Streptococcus lactis, Pseudomonas herbicola, P. fluorescens, Bacterium plantarum, B. aero-genes, B. punctatum, не образующие индол разновидности Bacterium coli, спорообразующие бактерии — Bacillus nigricans, Вас. subtilis, Вас. mesentericus, грибы — Aureobasidium, Alternaria, Cladosporium, Botrytis, Fusa-rium.

Эпифитная и фитопатогенная микрофлора распространяется в основном ветром и насекомыми из отрядов перепончатокрылых, мух, жуков и др.

Микрофлора позвоночных животных. Здоровый организм животного имеет микрофлору, которая находится на коже, слизистых оболочках рта и носоглотки, в пищеварительном тракте. В 1 мл содержимого тонкого кишечника имеется микроорганизмов от ‘1000 до 10000 и более, в толстом отделе — сотни миллиардов. Наиболее распространенными обитателями кишечника позвоночных животных являются кишечная палочка, энтерококк и др.

Микрофлора насекомых. Микрофлора здоровых насекомых делится на внутриклеточную и внеклеточную. К внутриклеточной относится та, которая медленно размножается и сохраняется в цитоплазме или ядре клеток тканей насекомых. В присутствии этой микрофлоры насекомые живут и совершают обычный цикл развития. Эти микроорганизмы представляют собой симбионтов насекомого. Клетки насекомого, в которых живут симбионты, называются мицетомами. Они располагаются обычно в брюшке насекомого. Мицетомы имеются только у некоторых насекомых: долгоносиков, цикад, тлей, клопов. Внутриклеточные микроорганизмы, как правило, не культивируются на питательных средах. Удаление внутриклеточных микроорганизмов с помощью антибиотиков или при содержании насекомых при неблагоприятной для микроба температуре (например, 36 °С) показало, что эти микроорганизмы приносят пользу насекомым; они синтезируют для них необходимые витамины.

Внеклеточная микрофлора здоровых насекомых значительно богаче и разнообразнее, чем внутриклеточная. Она развивается в основном на покровах и в кишечнике насекомых. Насекомые обогащаются микрофлорой в местах обитания, которые очень разнообразны. Соответственно разнообразна количественно и качественно микрофлора. Зеленые части растений относительно бедны микрофлорой. Поэтому кишечник насекомых, питающихся нектаром, пыльцой или листьями растений, например, личинок медоносной пчелы, гусениц тутового шелкопряда, относительно слабо заселен микрофлорой. Часто средняя кишка пчелы и тутового шелкопряда бывает свободной от микрофлоры. Наоборот, насекомые, живущие в почве, нередко имеют на покровах и в кишечнике обильную микрофлору.

В пищеварительном аппарате здоровых насекомых из отряда чешуекрылых (сибирский шелкопряд, сосновая пяденица), перепончатокрылых (медоносная пчела, сосновый звездчатый пилильщик-ткач) и жесткокрылых (майский восточный жук) было выделено 1414 культур и установлено, что они относятся к родам (в%): Bacillus — 19,8, Clostridium — 0,4, Pseudomonas — 24,1, Bacterium — 25,3, Chromobacterium — 1,7, Pseudobacterium — 30,0, Lactobacterium — 4,0, Mycobacterium — 1,6, Actinomycetes — 0,6, Proactinomycetes — 0,1, Streptococcus — 2,5, Micrococcus — 15,3.

Как видно из приведенных данных, 80% выделенных от насекомых микроорганизмов неспоровые. Из них 50,7% составляют грамотрицательные. Эти микроорганизмы были выделены из различных фаз развития насекомых, в том числе из яиц 2,2%, личинок и гусениц 37, куколок 22 и взрослых форм 38,9%. Наиболее часто выделяется микрофлора из личинок и взрослых насекомых, т. е. тех форм, которые находятся в движении и потребляют пищу.

Пчелы, посещая цветущие растения, вносят в свои гнезда эпифитные и фитопатогенные микроорганизмы. В свою очередь, они обогащают своей микрофлорой микрофлору растений. Микрофлора пчелиной семьи меняется в зависимости от микрофлоры растений, водопоя, наличия в окрестностях пасеки патогенной микрофлоры, погодных условий, смены гнезд, проведения дезинфекции.

Круговорот веществ в природе. Микроорганизмы играют неоценимую роль в природе: они разрушают различные мертвые органические остатки растений, животных, в том числе пчел и шелкопрядов, и их продуктов— хитина, воска, шелка, коконов. Они возвращают связанные мертвые органические соединения и восстанавливают общий баланс веществ в круговороте природы. Особо важную роль в круговороте веществ играет круговорот азота и углерода. Свободный азот воздуха могут усваивать с помощью фотосинтеза зеленые растения и с помощью хемосинтеза — азотфиксирующие клубеньковые бактерии. Животные используют готовые органические соединения азота. Они получают его из растений и микроорганизмов в виде аминокислот и других азотистых соединений. Микроорганизмы разрушают т|рупы животных. Процесс разложения белков и других азотистых соединений носит название гниения. Белковая молекула под действием протеолитических ферментов гнилостных микроорганизмов распадается до альбумоз и пептонов, другие бактерии, усваивающие альбумозы и пептоны, расщепляют их до аминокислот и далее новые микробы — до аммиака, сероводорода, углекислого газа, воды и водорода.

Круговорот углерода также совершается с участием микроорганизмов. Синтезированные растениями из углекислоты сложные органические соединения (углеводы) расщепляются до простых соединений под действием микроорганизмов. Глубокий процесс расщепления углеводов в анаэробных условиях носит название брожения.

Различают брожения спиртовое, уксуснокислое, молочнокислое, маслянокислое, в зависимости от того, какие образуются конечные продукты. В каждом виде брожения принимают участие определенные микроорганизмы. По окончании одного вида брожения создаются благоприятные условия для развития другого вида брожения. В конечном счете при аэробном и анаэробном процессе микроорганизмы превращают углеводы в воду и углекислоту.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *