Главная » 2015 » Май » 4 » МИКРООРГАНИЗМЫ КАК ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ
17:05
МИКРООРГАНИЗМЫ КАК ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ

МИКРООРГАНИЗМЫ КАК ГЕОХИМИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ

В конце прошлого века интерес микробиологов был сосредоточен в основном на той роли, которую играют микроорганизмы как возбудители инфекционных болезней. Тем не менее некоторые ученые продолжали развивать направление исследований, начатое ранними работами Пастера, касавшимися брожения.

Эти исследования ясно показали, что микроорганизмы могут служить специфическими агентами, вызывающими химические превращения в очень больших масштабах, и что мир микробов в целом, весьма вероятно, ответствен за множество различных геохимических изменений.

Установление кардинальной роли микроорганизмов в биологически важных круговоротах материи на Земле — круговороте углерода, азота и серы — это в значительной части результат работы двух исследователей, С. Виноградского (рис. 1.7) и М. Бейеринка (рис. 1.8). В отличие от животных и растений микроорганизмы чрезвычайно разнообразны по своей физиологии. Многие их группы специализированы и способны осуществлять химические превращения, совершенно недоступные ни растениям, ни животным; тем самым они играют крайне важную роль в круговороте веществ на Земле.

Примером такой физиологической специализации микробов могут служить открытые Виноградским автотрофные бактерии. Эти бактерии могут расти в минеральных средах, получая необходимую для роста энергию путем окисления восстановленных неорганических соединений и используя в качестве источника углерода углекислоту. Виноградский обнаружил, что есть несколько физиологически различных групп автотрофных бактерий, каждая из которых способна использовать какие-то определенные минеральные вещества в качестве источника энергии; так, например, серные бактерии могут окислять неорганические соединения серы, а нитрифицирующие бактерии — неорганические соединения азота.

Другое открытие, сделанное Виноградским и Бейеринком, касается роли микробов в фиксации атмосферного азота, который большинство живых организмов в качестве источника азота использовать не могут. Эти исследователи показали, что определенные бактерии, из которых одни — симбионты высших растений, а другие — свободноживущие формы, могут использовать газообразный азот для синтеза своих клеточных компонентов. Эти микроорганизмы пополняют запасы связанного азота, в котором нуждаются все другие формы жизни.

выделения и изучения различных существующих в природе физиологических групп микроорганизмов Виноградокий и Бейеринк разработали совершенно новый и очень важный метод накопительных культур. По существу это приложение принципа естественного отбора к микромиру.

Исследователь приготовляет среду определенного химического состава, засевает ее смешанной микробной популяцией, например бактериями, содержащимися в небольшом образце почвы, и через некоторое время выясняет, какие микроорганизмы преобладают в культуре. Преобладание тех или иных форм обусловлено "их способностью расти в данной среде быстрее всех других организмов, имевшихся в инокуляте.

Поэтому и среды называют «накопительными». Например, если мы хотим выявить такие микроорганизмы, которые могут использовать атмосферный азот (N2) в качестве единственного источника этого элемента, то готовится среда, в которой нет связанного азота, но имеются все другие необходимые для роста питательные вещества — источники энергии, источники углерода и минеральные соли. Затем в эту среду вносят образец почвы, помещают в атмосферу N2 и инкубируют при тех или иных заданных физических условиях. Так как азот — необходимый компонент каждой живой клетки, то в такой среде смогут размножаться лишь те присутствующие в инокуляте микроорганизмы, которые могут фиксировать атмосферный азот.

Если в образце почвы есть такие микроорганизмы, то они будут расти. Возможны бесчисленные модификации опытов такого типа: можно изменять и источник углерода, и источник энергии, и температуру, и концентрацию водородных ионов. При каждом данном сочетании этих условий в культуре будут преобладать микроорганизмы какого-то определенного типа, если, конечно, в инокуляте вообще были организмы, способные расти при таких условиях.

Таким образом, метод накопительных культур — одно из наиболее мощных средств, имеющихся в распоряжении микробиологов. С его помощью можно выделять микроорганизмы, обладающие любыми заданными потребностями, если только они существуют в природе.

Просмотров: 200 | Добавил: Админ | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *: