Бактерии сапротрофные. Бактерии-сапротрофы играют важную роль в природе В естественной экосистеме бактерии сапротрофы являются

«Социальная роль» - Социальная роль. Мотивация. От членов семьи и друзей ожидается менее сдержанное выражение чувств. Эмоциональность. Человек – понятие самое общее, родовое. Некоторые роли предусматривают взаимодействие с людьми в соответствии с установленными правилами. Социальный статус. Масштаб. Заключение. В том числе и понятия «социальный статус» и «социальные роли».

«Биологическая роль металлов» - Ca. Металлы – химические элементы. Ag. Как и золото, серебро в малых количествах содержится в человеческом организме. Na. Al. Человек – страдают железодефицитной анемией. С детьми вопрос в каждом случае должен решаться индивидуально. У детей - тяжелые формы аллергического диатеза. Cu. Mo. Благодаря своей высокой бактерицидности серебро предохраняет от желудочных и легочных болезней.

«Бактерии» - Почему бактерии широко распространены в природе? Размножение. Образование спор. Формы бактерий. Азотофиксирующие бактерии. Болезни растений. Выживанию бактерий способствует: Симбиоз – полезная связь между организмами. Болезнетворные бактерии. ..\2006-05-24\Scan10095.JPG. Почему бактерии относятся к доядерным организмам?

«Роль воды» - Вода под микроскопом. -Прозрачная. Мусор с кораблей. Сточные воды заводов. Разливы нефти. Свойства Воды. Люди издавна выбирали себе место у воды, сели- лись по берегам рек, озёр, там где питья вдоволь. -Можно очистить с помощью фильтра (фильтрование). Человеческое тело на 2/3 «наполнено водой». Вода занимает? поверхности земного шара.

«Грибы и бактерии» - Подготовить загадки про данные группы организмов. План урока. «Эрудиты». Повторить и обобщить знания, полученные по теме. Обобщающий урок. Бактерии. Спирогира, хлорелла, улотрикс, ульва, ламинария. Назовите причины. Определить лишнее: Ядро, цитоплазма, пластиды, оболочка, бактерия. Учащиеся готовят друг другу вопросы по заданной теме и проводят диалог.

Бактерии присутствуют везде: в воде, воздухе, почве, в горной местности и даже горячих гейзерах. В качестве своего места обитания могут выбрать растения, животных и даже человека. Бактерии имеют очень маленький размер и различные формы, благодаря чему могут проникать даже в самые труднодоступные места, являются стойкими к воздействию температур и другим неблагоприятным условиям существования. По способу питания бывают автотрофными и гетеротрофными. Последние, в свою очередь, делятся на сапоротрофов (сапрофиты) и симбионтов. Рассмотрим подробнее бактерий сапрофитов.

Основные свойства сапрофитов

Сапротрофы являются гетеротрофными организмами, которые в качестве питательных веществ используют продукты жизнедеятельности, разложения, гниения других живых организмов. Процесс поглощения пищи происходит за счет выделения на потребляемый продукт специального фермента, который его расщепляет.

Питание - это процесс накопления энергии и питательных веществ. Для нормального существования бактериям необходим ряд питательных веществ, таких как:

азот (в виде аминокислот);
белки;
углеводы;
витамины;
нуклеотиды;
пептиды.

В лабораторных условиях для размножения сапрофитов в качестве питательных сред используют автолизат из дрожжей, сыворотку из молока, мясные гидролизаты, некоторые растительные экстракты.

Показательным процессом наличия в продуктах сапрофитов является образование гнили. Опасность составляют продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов, так как являются достаточно токсичными. Сапрофиты являются своего рода санитарами в окружающей среде.

Основные представители сапрофитов:

Синегнойная палочка (Pseudomonas);
Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
Morganella;
Klebsiella;
Bacillus;
Клостридии (Clostridium);
некоторые виды грибов (Реnicilum и др.)

Физиологические процессы бактерий сапротрофов

Среди этих микроорганизмов можно выделить:

Мнение врача... »

анаэробов (кишечная палочка, она может жить в кислородосодержащей среде, но все процессы жизнедеятельности проходят без участия кислорода);
аэробов (гнилостные бактерии, которые задействуют кислород в процессах своей жизнедеятельности);
спорообразующие бактерии (род Клостридии);
неспорообразующие микроорганизмы (кишечная палочка Escherichia coli и синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa).

Практически все разнообразие сапрофитов в результате своей жизнедеятельности производит различные трупные яды, сероводород, циклические ароматические соединения (например, индол). Наиболее опасными для человека являются сероводород, тиол и диметилсульфоксид, которые могут привести к сильным отравлениям и даже смерти.

Сапротрофы берут участь в процессе гниения.

Поскольку по своей природе эти виды достаточно сложно отличить, то возникла следующая классификация:

Факультативные сапрофиты

Роль сапротрофов в жизни человека

Этот вид бактерий играет очень весомую роль в круговороте природы. В то же время предметом для их питания служат вещи, которые в той или иной мере важны для человека.

Сапротрофы играют очень большую роль в переработке органических остатков. Так как любой организм в конце своего жизненного пути погибает, питательная среда для этих микроорганизмов будет существовать непрерывно. Сапрофиты вырабатывают в виде продуктов своей жизнедеятельности множество составляющих веществ, необходимых для питания других организмов (процессы брожения, преобразования в природе серы, азота, фосфорных соединений и т.д.).

Доцент, к.м.н - Дворниченко Виктория Владимировна:

Сапрофитные бактерии – одна из самых многочисленных групп микроорганизмов. Если говорить о месте сапротрофов в экологических системах, то они всегда вытесняют гетеротрофов. Гетеротрофы – это организмы, которые сами не могут производить органические соединения, а только заняты переработкой уже имеющегося материала.

В группе сапротрофов есть представители многих семейств и родов бактерий:

Синегнойная палочка (Pseudomonas);
Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
Morganella;
Klebsiella;
Bacillus;
Клостридии (Clostridium) и многие другие.

Сапротрофы населяют все среды, в которых присутствует органика: многоклеточные организмы (растения и животных), почвы, они находятся в пыли и во всех видах водоемов (кроме горячих источников).

Очевидным для человека результатом действия сапрофитных организмов является образование гнили – так выглядит процесс их питания. Именно гниение органического материала – свидетельство того, что за дело взялись сапротрофы.

В процессе гниения из органических соединений высвобождается и возвращается в почву азот. Реакции сопровождаются характерным сероводородным или аммиачным запахом. По этому запаху можно идентифицировать начало процесса гнилостного разложения отмершего организма либо его тканей.

Минерализация органического азота (аммонификация) и его преобразование в неорганические соединения – такая ключевая роль в природе отведена сапрофитным организмам.

Физиологические процессы

Сапротрофы, как одна из самых многочисленных групп, имеют в своих рядах представителей с самыми разными физиологическими потребностями:

Анаэробы. Для примера можно рассмотреть кишечную палочку, которая осуществляет свои жизненные процессы без участия кислорода, хотя может жить в кислородной среде.
Аэробы – бактерии, участвующие в разложении органики в присутствии кислорода. Так, в свежем мясе присутствуют гнилостные диплококки и трехчленистые бактерии. На начальном этапе содержание аммиака (продукта жизнедеятельности гнилостной микрофлоры) в мясе не превышает 0,14%, а в уже подгнившем – 2% и более.
Пример спорообразующих бактерий – Клостридии.
Неспорообразующие бактерии – кишечная и синегнойная палочки.

Несмотря на многообразие физиологических групп, объединенных по признакам сапрофитности, конечные продукты деятельности этих бактерий имеют практически одинаковый состав:

трупные яды (биогенные амины с сильным неприятным трупным запахом, как таковая токсичность этих соединений невелика);
ароматические соединения, такие как скатол и индол;
сероводород, тиолы, диметилсульфоксид и т.д.

Но как только в кишечнике перестает вырабатываться необходимое количество молочной кислоты, появляются благоприятные условия для питания, роста и размножения гнилостной микрофлоры, которая сразу начинает отравлять человека продуктами своей жизнедеятельности, что влечет сильнейшие поражения.

Гниение древесины

Переработка отмершей древесины и возврат в почву неорганических соединений, из которых она состояла, также производится при участии бактерий сапротрофов. Но если при разложении животной органики им отведена ключевая роль, то древесину в основном разлагают грибы.

Гнилостные процессы в дереве вызывают не плесневые грибы. Поражение древесины плесневым грибом незначительно влияет на целостность древесных волокон и общий вид дерева. Повреждения, причиненные дереву плесневым грибом, легко удаляются.

Настоящий враг древесины – домовой гриб-разрушитель. Этот микроорганизм (эукариот) превращает древесину в труху, непригодную для дальнейшего использования. Наличие в тканях дерева настоящего домового гриба снижает качество древесины в несколько раз. Такой материал уже не используют для производства надежной и красивой продукции из древесины.

Сапротрофы (как бактерии, так и грибы) питаются теми предметами, которые имеют определенную материальную ценность для человека. Фактически они портят здоровье человека, его дома, еду, одежду и урожай. Но природа не может обойтись без этого очень важной группы бактериального сообщества. Вот почему человеку нужно искать путь не как уничтожить сапротрофов, а как обезопасить себя от продуктов их жизнедеятельности.

Гетеротрофный процесс, происходящий в БГЦ в рамках всей биогеосферы приблизительно уравновешивает автотрофное накопление вещества. В ходе дыхания являющегося процессом биологического окисления, высвобождается энергия. На основе дыхания существуют пищевые цепи сапрофагов.

Различают три формы дыхания:

аэробное дыхание-окислитель(акцептор) - кислород;

анаэробное дыхание имеет два типа:

Когда окислителем служит неорганическое вещество

Когда акцептор - органическое в-во.

С помощью анаэробного дыхания осуществляют свой обмен бактерии, дрожжи, плесневые грибы и некоторые простейшие. Иногда анаэробное брожение является важнейшим компонентом экосистемы. Например, благодаря деятельности сульфатредуцирующих бактерий существует стабильный баланс Черного моря, возраст которого всего лишь 2000 лет. В биологическом отношении это море очень высокопродуктивно – годовой объем продукции составляет 1х10 14 г на сухой вес, что соответствует продуктивности порядка 100 г углерода на 1 м 2 поверхности в год. А так как перемешивание вод в Черном море очень слабо в виду слабой интенсивности течений, то кислорода для биологических процессов хватает только в поверхностных водах. В глубине его недостаточно и существование биологических популяций невозможно. Ниже 50 м глубины концентрация кислорода начинает катастрофически убывать и достигает) отметки уже на глубине 175 м. Здесь начинается деятельность сульфатредуцирующих бактерий, которые разлагают органическое вещество, поступающее сверху, выделяя сероводород и углекислый газ. Благодаря этому воды Черного моря на глубине 200 м и ниже насыщены сероводородом.

В болотных биогеоценозах велика роль деятельности метановых бактерий, которые путем восстановления органического углерода или углерода,содержащегося в карбонатах разрушают органические соединения с образованием метана. Метан,или болотный газ поднимается на поверхность и окисляется,иногда загорается образуя в ночном воздухе странные светящиеся облака причудливых фигур. Эти бактерии существуют и в желудках жвачных животных, где они разлагают растительные корма.

Анаэробные процессы разложения идут медленнее, чем аэробные. Однако в природе они имеют большое значение, т. к. они проходят в труднодоступных местах и являются дополнительными поставщиками вещества и энергии, делая их доступными для анаэробов. Так, в результате деятельности сульфатредуцирующих бактерий сероводород и углекислота поступают в поверхностные воды, где они используются фитопланктоном.

Биологическое разложение идет всегда в ходе питания, постепенно, так как ни один из сапротрофов не может осуществить разложение до конца. Различают три стадии биологического разложения:

1. Измельчение детрита путем физического или биологического воздействия;

2. Образование гумуса и высвобождение растворимых органических веществ

3. Медленная минерализация гумуса.

При этом подтверждается общая стратегия природы, есть пирог так, чтобы он всегда оставался целым.

1 этап разложения - измельчение детрита - происходит в результате питания фитофагов. Сюда относятся травоядные позвоночные и беспозвоночные организмы.

А. Травоядные, потребляя растительность переводят её в жиры, белки и сахара животного происхождения. Эти вещества разлагаются очень быстро, если сами животные превратятся в трупы. Так, Одум проделал опыт, поместив в пластиковые мешки трупы крабов и для контроля - болотную траву. За 10 месяцев крабы разложились полностью, а трава лишь на 60%.

Б. Неусвоенная травоядными часть пищи проходя через пищеварительный тракт выбрасывается наружу в виде экскрементов. Эта часть детритной органики становится достоянием звеньев пищевой цепи копрофагов. Среди копрофагов-членистоногих различают эктокопрофагов, которые развиваются в самой навозной куче и телекопрофагов, которые развиваются вне навозной кучи. Это обычно жуки, которые делают из навоза шарики, укатывают их на значительное расстояние и хоронят их в почву. Систематически они принадлежат к семейству геотрупидов и скарабеидов. В этих захороненных шариках навоза они выводят своих личинок. Захоронение навоза имеет благоприятное значение для природы – повышает плодородие почв, увеличивает рост пастбищных растений. Кроме этого подавляются популяции заразных мух, которые лишаются благоприятных мест откладки яиц, разлагает гельминтов крупного рогатого скота.

В. Насекомые копрофаги, употребляя навоз и пропуская его сквозь свой кишечник увеличивают степень его фрагментарности. Экскременты копрофагов легко перерабатываются бактериальной флорой, на них хорошо развиваются различные грибки. Среда экскрементов навозных беспозвоночных имеет высокую фосфатазную активность. Поэтому есть выражение «фекальный фактор копрофагов», который имеет немаловажное значение в развитии микрофлоры почвы.

В измельчении материала играют большое значение многие почвенные беспозвоночные. В почвенной фауне особо выделяются две группы беспозвоночных - членистоногие и кольчатые черви.

Членистоногих почв делят на макрочленистоногих и микрочленистоногих. Макрочленистоногие – размером более 2 мм – мокрицы, жуки, многоножки, двукрылые – в основном детритояды и их хищники. Микрочленистоногие – в основном клещи и ногохвостки – также детритояды. Многие детритофаги не могут сами переваривать целлюлозу. В этом случае, они прибегают к помощи микрофлоры. Так, личинки жуков скарабеидов размножают бактерии в своем кишечнике. Бактерии питаются навозом и размножаются, чем и питаются личинки. С другой стороны, в шарике навоза развиваются аммонифицирующие бактерии, которыми личинки также питаются. Многие детритофаги выделяют в детрит со своими экскрементами белки и ростовые вещества, которые стимулируют рост микроорганизмов. В свою очередь уничтожая бактерии, они стимулируют ускоренный рост бактериальной популяции.

Кольчатые черви - это тип, который насчитывает 8000 видов, из которых особенно важны в почвенной жизни два семейства: люмбрициды и энхитреиды.

Люмбрициды, или настоящие дождевые черви достигают численности до 500 экз. на м 2 . Роль дождевых червей в почвообразовательных процессах впервые придал огромное значение Ч. Дарвин. Он привел огромное количество материала о размерах деятельности червей, о том что они пропускают через свой кишечник всю почву луга за несколько лет. Он нисколько не преувеличил значение червей, скорее даже недооценил, т.к. он исходил из численности червей на 1 га луга 60-133 тыс. экз., тогда как она может достигать до 2 млн на га, а максимально до 20 млн. Подсчитано, что в среднем в год все черви мира выбрасывают на поверхность столько земли, чем можно покрыть всю сушу слоем в три мм.

Энхитреиды величиной от 2 до 45 мм размножаются в почве в огромных количествах-до 150 тыс. на 1 кв.м,

Роль и значение бактерий-сапротрофов в природе

Экологические ниши

В группе сапротрофов есть представители многих семейств и родов бактерий:

Синегнойная палочка (Pseudomonas);
Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
Morganella;
Klebsiella;
Bacillus;
Клостридии (Clostridium) и многие другие.

Очевидным для человека результатом действия сапрофитных организмов является образование гнили – так выглядит процесс их питания. Именно гниение органического материала – свидетельство того, что за дело взялись сапротрофы.

Физиологические процессы

Анаэробы. Для примера можно рассмотреть кишечную палочку, которая осуществляет свои жизненные процессы без участия кислорода, хотя может жить в кислородной среде.
Аэробы – бактерии, участвующие в разложении органики в присутствии кислорода. Так, в свежем мясе присутствуют гнилостные диплококки и трехчленистые бактерии. На начальном этапе содержание аммиака (продукта жизнедеятельности гнилостной микрофлоры) в мясе не превышает 0,14%, а в уже подгнившем – 2% и более.
Пример спорообразующих бактерий – Клостридии.
Неспорообразующие бактерии – кишечная и синегнойная палочки.

трупные яды (биогенные амины с сильным неприятным трупным запахом, как таковая токсичность этих соединений невелика);
ароматические соединения, такие как скатол и индол;
сероводород, тиолы, диметилсульфоксид и т.д.

Из всех перечисленных продуктов гниения самыми опасными и токсичными для человека являются последние (сероводород, тиолы и диметилсульфоксид). Именно они вызывают сильнейшие отравления, вплоть до летального исхода.

Взаимодействие

Гниение древесины

Настоящий враг древесины – домовой гриб-разрушитель. Этот микроорганизм (эукариот) превращает древесину в труху, непригодную для дальнейшего использования. Наличие в тканях дерева настоящего домового гриба снижает качество древесины в несколько раз. Такой материал уже не используют для производства надежной и красивой продукции из древесины.