1.4 Питание микроорганизмов

Пища поступает в живые организмы из внешней среды и выполняет две основные функции:

1. служит источником энергии для процессов жизнедеятельности;

2. материалом для построения составных частей клетки.

Свою потребность в питательных веществах микроорганизмы могут удовлетворять, или непосредственно усваивая их, или предварительно изменяя и делая их доступными для использования. Известны два способа питания живых организмов:

1. голозойный;

2. голофитный.

При голозойном способе питания живой организм захватывает или заглатывает плотные частицы пищи, которая затем переваривается в пищеварительном тракте. Этот способ питания характерен для животных (от высших до простейших) и человека.

При голофитном способе питания живые существа, не имеющие специальных органов для заглатывания и пищеварения, используют питательные вещества, всасывая их в виде относительно небольших молекул их водного раствора. Этот способ свойственен растениям и микроорганизмам.

Большинство органических соединений представляют собой полимеры (например, полисахара и белки), они не могут быть поглощены и использованы непосредственно в обмене веществ клетки. Такие вещества вначале должны быть расщеплены на простые соединения, для которых клеточная мембрана проницаема. Крупные молекулы расщепляются экзоферментами, которые экскретируются клетками микроорганизмов в среду. Данный процесс называется внешним или внеклеточным перевариванием и свойственен лишь микроорганизмам.

Все микроорганизмы имеют определенный тип питания, название которого определяется по трем признакам: используемый источник энергии, вид окисляемого субстрата и источник углерода.

По виду энергии, используемой микроорганизмами, их подразделяют на фототрофные (используют энергию света) и хемотрофные (используют энергию химических реакций).

По источникам углерода они дифференцируются на две основные группы – автотрофы, фиксирующие углекислый газ для синтеза органических соединений, и гетеротрофы, нуждающиеся в готовых органических веществах разной степени сложности.

По окисляемому субстрату, используемому в обмене веществ, различают литотрофы – бактерии, использующие неорганический источник водорода и органотрофы – источник водорода – органические вещества.

Существуют следующие комбинации типов питания:

1. фотолитоавтотрофы – цианобактерии, водоросли и зеленые растения или анаэробные пурпурные бактерии, представляющие собой первичные продуценты;

2. фотолитогетеротрофы – некоторые бактерии, нуждающиеся в органическом веществе для роста;

3. фотоорганогетеротрофы – не серные пурпурные бактерии;

4. фотоорганоавтотрофы – бактерии с очень редким типом питания, который можно ожидать при окислении неусвояемых органических веществ;

5. хемолитоавтотрофы – нитрификаторы или тионовые бактерии;

6. хемолитогетеротрофы – сульфатвосстанавливающие бактерии;

7. хемоорганоавтотрофы – бактерии, использующие несовместимые с центральным метаболизмом вещества;

8. хемоорганогетеротрофы – основная масса микроорганизмов.