Влияние внешних факторов на микроарганизмы

На жизнедеятельность микроорганизмов большое воздействие оказывают внешние факторы: механические, физические, химические и биологические.

Механические факторы — передвижение, трение, растирание— действуют губительно на микроорганизмы. Горные быстро текущие реки почти не содержат микроорганизмов. Обычные реки также самоочищаются вследствие движения воды. Микробы разрушаются и при растирании их со стеклом, кварцевым песком, в агатовой ступке или шаровой мельнице.

Физические факторы. К ним относятся температура, высушивание, лучи света, радиоактивные излучения, ультразвук.

Температура оказывает решающее влияние на жизнедеятельность микроорганизмов. Различают три основные температурные точки: оптимальную, минимальную и максимальную. Оптимальная температура такая, при которой изучаемый микроорганизм проявляет свою деятельность наиболее активно; минимальная — предельно низкая, ниже которой деятельность микроба приостанавливается. Максимальной называется температура, выше которой жизнедеятельность микроба также прекращается. Температурный оптимум, максимум и минимум у различных видов микроорганизмов сильно колеблется и зависит от условий обитания. Встречаются микроорганизмы термофильные (теплолюбивые), они быстро размножаются при 55—60 °С и могут развиваться при 70—80 °С. Это микроорганизмы горячих источников. Встречаются также микроорганизмы пси-хрофилы (холодолюбивые), размножающиеся при О °С и даже — 5°С. Это микроорганизмы зимовников для пчел, а также холодильников, вызывающие порчу сотов, перги, меда, пищевых продуктов. Большинство микроорганизмов мезофилы (мезос — средний). Они живут и развиваются при 20—40 °С.

Температурный оптимум энтомопатогенных (патогенных для насекомых) микроорганизмов колеблется в широких пределах (табл. 1).

Температурный предел для жизнедеятельности энтомопатогенных микроорганизмов
Микроорганизмы Минимум Оптимум Максимум
Ascosphaera apis 22 30 36
Aspergillus flavus 7 20-35 40
A. niger 7-10 33-37 43
Aureobasidium pullulans 7 24-27 35
Beauveria bassiana 10 26-28 44
Bacillus alvei 14 33-37 45
Вас. larvae 33 35-37 39
Вас. lentimorbus 18 25 30
Вас. orpheus 29 32-24 32
Вас. popilliae 12 30 36
Вас. thuringiensis 15 20-28 39
Bacterium apisepticum 12 20-37 43
B. herbicola 3 22-30 37
Escherichia coli 4 28-29 40
Hafnia alvei 18 20-37 42
Serratia marcescens 20 25-30 36
Streptococcus apis 12 36-39 45
Str. pluton 20 35 45
Str. faecalis 7 32-37 48

Высокие температуры оказывают губительное действие на микробов. Большинство неспорообразующих микроорганизмов погибает в жидкой среде при температуре 60—70 °С в течение 10—30 мин. Споровые бактерии в жидкой среде погибают при 120 °С в течение 30 мин. Сухой жар убивает споровые и неспоровые бактерии при 170 °С в течение 1—11/2 ч.

Полное обеспложивание сред, посуды и различных материалов носит название стерилизации (стерилис—бесплодный). Уничтожение вегетативных клеток бактерий (при сохранении спор) называется пастеризацией, уничтожение патогенных бактерий — дезинфекцией.

Нижние температуры и зимние морозы микроорганизмы переносят хорошо, многие из них могут длительно сохраняться. Однако многократные замораживания и оттаивания губительно действуют на микроорганизмы.

Высушивание споровых форм микроорганизмов оказывает на них слабое влияние. В сухом состоянии споры сохраняются десятки лет. Высушивание неспоровых микроорганизмов в вакууме из замороженного состояния позволяет тоже сохранять их десятки лет. Длительное время сохраняются и неспоровые микроорганизмы, высушенные в белковых субстратах — сыворотке, гемолимфе, тканях насекомого. Ультрафиолетовые лучи (длиной волны 260—300 нм) оказывают на споровые и вегетативные формы бактерий губительное действие. Микробы также чувствительны к проникающей радиации (рентгеновы и гамма-лучи). Поэтому данные лучи широко применяются для стерилизации воздуха (в боксе для пересевов чистых культур микроорганизмов), жидкостей (вода, молоко), плотных субстратов (соты, червоводни). Вегетативные формы бактерий погибают при дозе облучения 800 тыс. рентген, а их споры — 2,5 млн. рентген. Электрический ток ультравысокой частоты (УВЧ) и ультразвук вызывают гибель микробов.

Химические факторы оказывают исключительно сильное влияние на микроорганизмы. Одни и те же химические вещества (сахар, поваренная соль, ртуть и др.) в малых дозах стимулируют развитие микроорганизмов, в повышенных тормозят, а в высоких убивают микробов. Некоторые химические вещества обладают особо губительными свойствами. Их называют антисептическими, или дезинфицирующими, веществами.

Механизм губительного действия дезинфицирующих веществ на микроорганизмы разнообразен. Одни из них (эфир, спирт, слабые растворы щелочей) растворяют у микробов жизненно важные липоидные (жироподобные) вещества, другие (формалин, кислоты, соли ртути, серебра, меди, свинца) свертывают белки цитоплазмы, третьи (перекись водорода, марганцовокислый калий, хлорная известь) окисляют оболочки микробных клеток, четвертые (глицерин, мед, концентрированные растворы поваренной соли, сахара) изменяют осмотическое давление.

Концентрация водородных ионов (рН) среды оказывает значительное влияние на микроорганизмы. Изменение рН среды делает иным электрический заряд микробной оболочки, что влияет на ее проницаемость. Разные виды микроорганизмов могут расти только в определенных пределах концентрации водородных ионов (табл. 2.)

Пределы концентрации водородных ионов (рН) для энтомопатогенных микроорганизмов
Микроорганизмы Минимум Оптимум Максимум
Aspergillus flavus 2,8 3,1-4,0 7,4
A. niger 1,2 2,7-7,7 9,8
Aureobasidium pullulans 3,0 3,9-6,8 7,4
Beauveria bassiana 4,0 5,8-6,6 7,4
Bacillus alvei 6,8 7,2-7,6 7,9
Вас. larvae 6,0 6,8 7,2
Вас. orpheus 7,0 7,4 7,8
Вас. thuringiensis 6,8 7,2-7,4 7,9
Bacterium apisepticum 4,6 7,2-7,4 9,4
Escherichia coli 5,0 6,4-7,8 8,0
Hafnia alvei 6,8 7,2-7,6 8,2
Serratia marcescens 5,0 6,5 8,0
Streptococcus apis 6,2 7,6 9,2
Str. faecalis 4,4 6,8-7,8 9,6
Str. pluton 6,0 6,6 7,0

Биологические факторы. Микроорганизмы, находясь в. естественных условиях существования, вступают в определенные взаимоотношения с другими видами микроорганизмов. Эти взаимоотношения могут проявляться в виде симбиоза и антагонизма.

Симбиоз — это такое сожительство, когда один вид не мешает развитию другого, метабиоз — сожительство, при котором один вид создает благоприятные условия для другого, и антагонизм — сожительство, при котором один вид микроорганизма подавляет развитие другого. В последние десятилетия установлено, что многие микробы-антагонисты выделяют в питательную среду особые вещества — антибиотики (анти — против, биос — жизнь). Разные виды микроорганизмов выделяют различные антибиотики. Так, зеленые плесени Penicillium chrysogenum и Penicillium notatum выделяют антибиотик пенициллин; актиномицет Actinomyces aureofaciens — два антибиотика: биомицин (хлортетра-циклин) и тетрациклин; актиномицет Act. rimosus — террамицин (окситетрациклин); гриб Aspergillus fumigatus — фумагиллин (фумидил В). В настоящее время на специальных заводах разводят в больших количествах эти микроорганизмы и получают из них антибиотики. Каждый антибиотик обладает свойством подавлять развитие определенных микроорганизмов, в том числе и энтомопатогенных. Антибиотики, которые подавляют развитие возбудителей болезней пчел и шелковичных червей, нашли широкое применение в практике.

Антибиотические вещества, выделяемые высшими растениями, получили название фитонцидов. Мед, пыльца, прополис, собираемые с цветущих растений, также содержат разнообразные фитонциды, подавляющие развитие многих микроорганизмов.

Фаги, или бактериофаги (фаг — пожиратель), — мельчайшие живые существа, паразитирующие на бактериях и лизирующие (растворяющие) их. Бактериофаги очищают сточные воды и используются, в частности, против возбудителей болезней пчел.

Изменчивость микроорганизмов. Не все микроорганизмы погибают под влиянием внешних воздействий. Некоторые из них, приспособляясь, приобретают новые свойства, изменяются.

Различают следующие виды изменчивости микроорганизмов. Диссоциация — измельчение гладких форм колоний (S-форма) в шероховатые (R-форма). Такой переход от S- к R-форме совершается под влиянием бактериофага и других внешних условий. С изменением формы микроорганизма меняются его некоторые морфологические и физиологические свойства.

Адаптация — приспособление к новым условиям существования, это временные изменения.

Трансформация — передача определенных свойств одного микроорганизма другому посредством дезоксирибонуклеиновой (ДНК) или рибонуклеиновой кислот (РНК).

Мутация — вновь возникающее изменение свойств микроорганизма, передающееся по наследству.

 

Добавить комментарий

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