5.6. Роль мікроорганізмів у кругообігу речовин у природі

Кругообіг речовин у природі — це процес синтезу і розпаду органічних речовин.

Первісний синтез органічних речовин у природі здійснюється зеленими росли­нами. Вони засвоюють вуглець з повітря (у вигляді вуглекислого газу), а азот (у вигляді азотнокислих солей) і воду із грунту. Із цих простих мінеральних речовин рослини синтезують білки, жири і вуглеводи.

Тварина та людина не здатні синтезувати органічні речовини із мінеральних. Тому їм потрібні готові органічні сполуки, які вони отримують, споживаючи про­дукти рослинного й тваринного походження. Залишки тварин і рослин потрап­ляють у грунт, де під впливом гнильних бактерій та інших мікроорганізмів відбувається їхня мінералізація. Як результат, в грунт повертаються джерела мі­нерального азоту, а повітря поповнюється вуглекислим газом. Таким чином, рос­лини знову отримують матеріал для побудови органічних речовин. Якби не було мікроорганізмів, запаси вуглекислого газу в повітрі та запаси мінерального азоту в грунті давно були б вичерпані. Рослинам не було б з чого синтезувати органічні речовини, тваринам не було б чим живитись і життя на планеті зупинилося б.

Мікроорганізми є облігатним компонентом біосфери планети та мають су­ттєве значення в кругообігу речовин у природі. Щоб ознайомитись з названою функцією мікроорганізмів проаналізуємо їх роль у перетворенні азоту, вуглецю та деяких інших речовин.

5. 6.1. Роль мікроорганізмів у кругообігу вуглецю

Як відомо, зелені рослини за допомогою енергії Сонця синтезують з вугле­кислого газу повітря і води різні органічні речовини, зокрема вуглеводи. При­близний розрахунок синтезованих рослинами вуглеводів сягає десятків мільярдів тон щороку. Розпад органічних речовин може відбуватись двома ос­новними шляхами — фітогенним та зоогенним.

Фітогенний розпад органічних речовин здійснюється за участю бактерій, гри­бів, актиноміцетів, а зоогенний — за участю різних тварин — від найпростіших протозоа до ссавців. Фітогенний розпад органічних речовин за інтенсивністю значно переважає зоогенний. Інтенсивність розпаду органічних речовин зале­жить як від хімічного їх складу так і від наявності відповідних фітогенних (зоо-генних) факторів. Швидше розпадаються прості і мало полімеризовані цукри (moho-, дисахариди), повільніше — полісахариди, жири. В залежності від умов середовища органічні речовини можуть розщеплюватись аеробними чи анае­робними мікроорганізмами. У першому випадку кінцевими продуктами роз­щеплення буде вода та вуглекислий газ, в останньому — кислоти і спирти. Розщеплення органічних речовин в анаеробних умовах відкрив Л. Пастер та на­звав його бродінням.

Залежно від переважаючої кількості продуктів, які виділяються під час роз­паду органічних речовин розрізняють: спиртове, молочнокисле, пропіоново-кисле, маслянокисле та інші види бродінь.

Кожен тип бродінь викликає певна група мікроорганізмів.