40. Прокариоттардың клетка қабықшасының ерекшелігін сипаттап, түсіндіріңіз.

Прокариоттар — Прокариоттарға микроорганизмдер мен көк-жасыл балдырлар жатады. Прокариоттардың мөлшері өте кішкентай, ұзындығы 1—10 мкм. Прокариоттардың эукариоттардан айырмашылығы — олардың айқындалған органоидтері, яғни эндоплазмалық торы, Гольджи жиынтығы, митохондриялары болмайды. Жануарлардың және өсімдіктердің жасушаларында жақсы айқындалған түйіршіктер болады. Олар — нәруыз, май және гликоген сияқты қор заттарынан тұрады. Прокариоттың эукариоттан негізгі айырмашылығы — онда қалыптасқан ядросы және хромосомалары болмайды. Прокариот ДНҚ-сының эукариот ДНҚ-сынан айырмашылығы — мұнда ДНҚ-ның сыртын нәруыздар қаптап тұрмайды және пішіні сақина тәріздес болып келеді. Прокариот жасушаларында мембрана құрылымы болады, олар микроорганизмдердің энергетикалық процестеріне қатысады. Мысалы, көк-жасыл балдырлардың мембрана құрылымында хлорофилл болады және олар фотосинтез процесін жүзеге асырады.

Кейбір микроорганизмдерде мембрана құрылымдары аэробты тыныс алу процестеріне қатысады. Негізінен, прокариоттар жасушаның жай екіге бөлінуі арқылы көбейеді, яғни аналық жасуша екі жас жасушаға тікелей бөлінеді.

Микробтардың қатысуымен әртүрлі антибиотиктер, дәрі-дәрмектер, витаминдер және ферменттер алынады. Қазіргі кезде микробиологиялық өндірістер жүздеген миллиард долларға өнімдер шығарады. Прокариоттарды зауыттардың өздерінде тот баспайтын үлкен ыдыс — ферменттерде есіріп, оларды күнделікті өмірде пайдаланады.

1 г топырақтың құрамында 300 млн-нан 2 млрд-қа дейін бактериялар болады. Барлық сыра, шарап, спирт, және техникалык өнімдер (ацетон, сірке қышқылы) шығаратын зауыттар прокариотты организмдерді пайдаланады. Адамзат ертеден-ақ май, ірімшік, әртүрлі сүттен алынатын өнімдерді алу үшін ашытқы бактерияларын пайдаланған.Олар атмосфералын азотты игеріп, оны нәруыз құрамына байланыстырады.

Көк-жасыл балдырларды топыракты биологиялық азотпен тыңайту үшін қолданады. Мысалы, жапон шаруалары көк-жасыл балдырларды күріш шаруашылығына пайдаланады. Көк-жасыл балдырлар органикалық заттармен ластанған сулы жерде жақсы өсетіндіктен, олар ластанудан тазартудың биоиндикаторы болып саналады.

41. Фирмукаттар мен грациликуттар клетка қабықшасын сипаттап, түсіндіріңіз.

Бактериялардың жіктелуі. Халықаралық кодекстің шешімі бойынша бактерияларға келесі таксономиялық категориялар ұсынылған: класы, бөлімі, реті, туыстастығы, тұқымдастығы, түрі. Түрдің аталуы бинарлық номенклатураға сәйкес, дәлірек айтса екі сөзден тұрады. Мысалы, мерез қоздырғышы Treponema pallidum деп жазылады. Бірінші сөз – тұқымдастығының аталуы, бас әріппен жазылады, екінші сөз түрінің аты кіші әріппен жазылады. Түрді қайталап айтқан кезде тұқымдастығының атынан бас әріпі ғана қалдырылады, мысалы: T. рallidum.

Бактериялар прокариоттарға жатады, дәлірек айтқанда ядроға дейнгі организмдерге, өйткені оларда қабықшасыз, ядрошықсыз, гистонсыз арнайы ядросы болады, ал цитоплазмасында күрделі құрылымдар органеллалар (митохондриялар, Гольджи аппараты, лизосомдар және т.б) болмайды.

Берджидің ескі Нұсқауларында бактериология жүйелігі бойынша бактерияларды жасуша қабырғасының ерекшеліктеріне қарай 4 бөлімге ажыратқан: Gracilicutes – жасуша қабырғасы жұқа, грам теріс бактериялар; Firmicutes–жасуша қабырғасы қалың, грам оң бактериялар; Tenericutis –жасуша қабырғасы жоқ бактериялар; Mendosicutis–жасуша қабырғасында ақауы бар археобактериялар.

Бергидің анықтаушы кітабының тоғызыншы басылымында прокариоттар патшалығына жататын анықталған барлық организмдерді 33 топқа бөлген. Берги бойынша классификацияның басты идеясы – бактериялардың анықтаудың (идентификациясы) жеңілділігі. Бұны жүзеге асыру үшін белгілердің жиынтықтары қолданылады:морфологиялық (дене формасы; талшықтарының болуы не болмауы; капсулалары; спора түзуге қабілеттілігі; клеткаішілік құрылысының ерекшеліктері, Грам бойынша бояу), дақылдық (таза дақыл лабораториясында дақылдау кезінде алынған белгілер),физиолого-биохимиялық (энергия алу әдістері; қоректік заттарды қажет етуі; сыртқы орта факторларына қарым-қатынасы; нуклеотидті құрамы және ДНҚ молекуласында нуклеотидтер реттілігі; рРНҚ-ның нуклеотидтік құрамы; ұқсас функциясы бар ферменттік белоктардағы амин қышқылдардың реттілігі). Бергидің «Микроағзалардың анықтаушысы» еңбегінде (9 басылымында, 1984ж.) микроағзаларды үлкен таксондарға, яғни бөлімдер мен кластарға жасуша қабықшасы құрылысы бойынша біріктірген :

Жұқа қабықшалы – Gracilicutes;

Қалың қабықшалы – Firmicutes;

Клетка қабықшасы болмайтын – Tenericutes;

Клетка қабықшалпрында ақаулары бар — Mendosicutes. Осыған орай Берги микроағзаларды 3 класқа топтастырды: 1-ші класс Бактериялар – хемоорганотрофтылар – органикалық заттарды және химиялық энергия көзін пайдаланатын микроағзалар;

2-ші класс Риккетсиялар – жасанды қоректік орталарда өспейтін клета ішінде тіршілік ететін

бактерия-паразит;

3-ші класс Микоплазмалар – клетка қабықшасы болмайды.

42. Микроорганизмдердің қоректену негіздері, микроб клеткасының химиялық құрамының қоректену көздеріне тәуелділігіне тоқтаңыз.Микроорганизмдерде қоректік заттарды қабылдайтын арнаулы орган болмайды.Сондықтан олар қоректік заттарды барлық денесі арқылы қабылдайды да, олар клеткадағы керексіз заттарды сыртқа бәліп те үлгереді. Бұл екі процестің екеуі де оте тез жүреді. Қоректік заттарды қабылдау осмос құбылысына байланысты. Өйткені бактериялар клеткасының қабығы жартылай өткізгіш келеді де белгілі қоректік заттарды қажетті мөлшерде ғана откізіп түрады. Микробтар клеткасында болатын заттар ерітіндісі оған белгілімөлшерде кысым туғызады. Оны осмос қысымы деп атайды. Оның шамасы клеткадағы еріген заттың концентрациясына тығыз бай-ланысты. Егер еріген заттың концентрациясы неғұрлым артық болса, қысым да соғұрлым арта түседі.

Клеткада жүретін биохимиялық процестердің нәтижесінде жиналған заттар осмос қысымының әсерінен клеткадан сыртқа бөлініп шығып отырады. Ортада су көп болғанда цитоплазма ісініп, клетка кабығын кереді. Мұны тургор кубылысы деп атайды. Клетка шамадан тыс ісінсе, жарылып кетуі де ықтимал.

Қоректік ортаның концентрациясы артқан сайын, мәселен, ас түзы немесе қант қосылғанда бактерия клеткалары сусызданады. Цитоплазма бастапқы ‘қалпындағыдан анағұрлым кішірейеді де жиырылып клетканың ішіне қарай тартылады, оны плазмолиз деп атайды. Мұнда бактерия клеткасының тіршілігі жойылады. Көптеген тағамдық заттарды са,қтау үшін түрмыста қант пен ас тұзынын, концентрлі ерітінділерін пайдалану осындай ерекшелігіне негізделген.

Әдетте микробтар клеткасы үшін оттегі, сутегі, көміртегі, азот, минерал заттары т. б. қажет. Оттегі мен сутегінің негізгі көзі —су, ал көміртегінің сіңірілу тәсілдеріне қарай микроорганизмдер үлкен екі топқа бөлінеді.

1) Автотрофты организмдер көміртегін ауадағы көмір қышқыл газынан сіңіреді. Сол ортадағы түрлі минерал заттардың тотығуынан бөлінетін энергия автотрофты организмдердің кеміртегін сіңіруіне көмектеседі. Сондықтан бүл қүбылысты фотосинтезге керісіше, хемосинтез деп атайды. Автотрофты микроорганизмдерге С. Н. Виноградский ашқан нитрификациялаушы бактериялар,темір бактериялары, күкірт бактериялары жатады.

Бұлардың кейбір тобына — мәселен, күкірт бактерияларына жасыл осімдіктердегідей фотосинтез қүбылысы тән.

2) Гетеретрофты организмдерге — көміртегін дайын органикалық қосылыстардан алатын микроорганизмдер жатады. Бұларға шіріту бактериялары, әр түрлі ашу процесін қоздырушылар жэне ауру туғызушы микробтар жатады. Сонымен қатар олар зат алмасу процесінде түзілетін көмір қышіқылын да пайдалана алады, сәйтіп, бұл микроорганизмдердің табиғаттағы елі қалдықтарды ыдыратудағы ролі үлкен.

Гетеретрофты микроорганизмдер метатрофты және паратрофты болып екіге бөлінеді.

Метатрофтар немесе сапрофиттер есімдіктердің калдықтарымен және жануарлардың өлекселерімен қоректенеді. Бұларға топырақтағы жәие судағы әр түрлі органикальщ заттарды ыдырататын және тағамдық заттарды бүлдіретін микроорганизмдер жатады. Сонымен бірге көптеген бактериялар мен ашытқы саңырауқүлақ-тар, зең саңырауқұлактары да сапрофиттер болып есептеледі. Ал паратрофтылар тек тірі организмдер белогында ғана көбейе алады. Бұған адам мен жануарлардың ауру қоздырушы микроорганизмдері жатады.

Көміртегінің көзі ретінде микроорганизмдер көбінесе углеводтарды; спирттерді және түрлі органикалық қышқылдарды (сүт, прогшон т. б. қышқылдарды) пайдалана алады.

Микроорганизмдердің барлығы дерлік минералдық заттар мен витаминдерді қажет етеді. Олар минералдық заттарды көп мөлшер-де пайдаланбайды. Бұған 10 миллиард бактериялар клеткасыида 1 мг минералдық заттың болатыны анық мысал бола алады. Бірақ минералдық заттар болмаса олар қалыпты тіршілік ете алхмайды. Минералдык заттардың біразын (фосфор, күкірт, калий, магний және темір) микроорганизмдер минералдық түздардан алады да, қалған кажетті мөлшерін органикалық заттар ыдырағанда алады.

Әр түрлі микроорганизмдердің витаминді талап етуі де түрліше. Ол қоректік ортаның қүрамына және витаминдерді микроорганизмдердің сіңіру қабілетіне тікелей байланысты. Микроорганизмдердің кейбір түрі өздерінің тіршілік еткен ортасында тіршілік әрекетінің нәтижесінде едәуір мөлшерде В2, Ві2 және Д витаминдерін өздері түзе алады. Мүндай микробтарды қазіргі кезде қажетті мөлшерде өндірістік жолмен витамин алуға пайдаланады.

Көптеген микроорганизмдер азотты күрделі қосылыстардан әрқилы дәрежеде сіңіреді. Азот — микроорганизмдер тіршілігі үшін аса маңызды қоректік зат. Ол негізінен тірі протоплазманың тірегі. Азотсыз белок та, ал белоксыз тіршілік те болуы мүмкін емес. Азотты сіңіру қабілетіне қарай микроорганиэмдер үлкен екі топқа бөлінеді:

1) Аминоавтотрофты микроорганизмдер. Олар белокты азоттың минералдық және органикалық қосылыстарынан түзеді.

2) Аминогетеротрофты микроорганизмдер. Бұлардың кепшілігі жай қосылыстарда (минерал түздарда) кездесетін көміртегі мен азоттан кейбір амин кышқылдарын түзеді. Бірақ олардың калыпты тіршілігі үшін таза күйіндегі амин кышкылдары да қажет.

Бірінші топқа азот қышқыл аммиак түздарындағы азотты және молекула күйіндегі атмосфера азотын сіңіретін микробтар жатады да екінші топқа тірі организмнің белогынан азотты сіңіретін иемесе амин қышқылдарының қосылыстарынан азот алатын түрлер жатады.

Белок заттарын ыдырататын микробтарға көбінесе спора түзуші — пішен таяқшасы, бациллус микойдес және тағы басқалары жатады. Мүнда белок алдымен микробтар ферменттері әсерінен пептонға, одан кейін түрлі амин қышқылдарына ажырайды.

43. Микроорганизмдерді дақылдау негіздері және дақылдау ерекшеліктерін сипаттаңыз. Аэробты микроағзаларды дақылдауда міндетті түрде арнаулы қондырғылар немесе құрал жабдықтар қажет. Аэробты микроағзаларды қоректік орта бетінде, яғни беттік дақылдау, және қоректік орта түбінде, яғни, түптік дақылдау әдісмен өсіруге болады.

Микроағзаларды периодты дақылдау. Периодты немесе үздікті дақылдауды тұйық жүйе деп қарастыруға болады, өзінің даму барысында 4 кезеңнен құралған – бастапқы, экспонециалды, стационар және өлу. Дақылдардың аталған кезеңдердегі тіршілік сипаты алуан түрлі және өсу қисығымен сипатталады.

Микроағзаларды үздіксіз дақылдау. Микроағзаларды үздіксіз дақылдау хемостаттарда немесе турбидостаттарда жүргізіледі.

Микроағзаларды турбидостатта дақылдау өзгеше болады. Турбидостаттың жұмысы бактериялар суспензясының тығыздығын бірқалыпты ұстап тұруға немесе суспензияның мөлдірлілігін бірқалыпты ұстап тұруға негізделген.

Айырмашылықтар.

Периодты немесе үздікті дақылдауды тұйық жүйе деп қарастыруға болады, өзінің даму барысында 4 кезеңнен құралған – бастапқы, экспонециалды, стационар және өлу. Дақылдардың аталған кезеңдердегі тіршілік сипаты алуан түрлі.

Үздіксіз дақылдау ашық жүйемен сипатталады және онда динамикалық тепе-теңдікті сақтап қалуға тырысады. Өсу уақытпен шектелмейді. Ағзаларға өзгертілмейтін жағдай жасалынады.

Микроорганизмдердің дақылдарын (таза/аралас) сұйық ортада өсіру үшін екі негізгі әдісті қолданады: мерзімді (периодикалық) және үздіксіз.

Мерзімді тәсіл бойынша микроорганизмдердің популяциясы жабық жүйеде өседі, яғни оларды қоректік ортаға еккеннен кейін қорек қосылмайды. Мерзімді тәсілдің екі түрі бар: беттік өсіру (стационарлық тәсіл) және терең қабатты өсіру (динамикалық тәсіл). Беттік өсіру әдісіне микроорганизмдерді өсіру барысында қоректік ортаны араластырылмайды, яғни ол тыныштық жағдайда болады. Бұл тәсілде бактерия клеткалары, негізінен қоректік ортаның беткі қабатында өседі.

Үздіксіз әдіспен өсіргенде, орта ылғи жаңарып отырады, сондықтан бактерияларды ұзақ уақыт өсіруге болады. Ал терең қабатта өсіру әдісінде қоректік орта араластырылып отырады, ал бактерия клеткалары төменгі қабатта өседі. Сондықтан микроорганизмдерді ұзақ уақыт бойы қайталап екпей өсіруге болады

Қатты қоректік орталардың бетінде егуге байланысты микроорганизмдер жеке колония, сызық (штрих) түрінде немесе ортаның бетіне тұтастай өсулері мүмкін. Колония — бір клеткадан өсіп шыққан клеткалардың ұрпағы. Клетканың қай жерде дамығанына байланысты (қоректік ортаның бетінде, ыдыстың түбінде) колониялар бөлінеді:беттік, тереңдік , түптік . Беттік колониялардың түзілуі тығыз субстраттардағы көптеген микроорганизмдердің өсу ерекшеліктері болып табылады. Мұндай колониялар өздерінің көптүрлілігімен ерекшелінеді.

Популяцияның өсуі оның клетка саны мен массасының ұлғаюымен сипатталады. Өсудің бірнеше анықтамалары бар. Өсу – клетка биомассасының өсуі. Бірақ кез келген клетка биологиялық массасының ұлғаюын өсу деп қарастырмайды. Бактериялар өздері адаптацияланған оптимальді ортада баланстанған өсі күйіндеболады, биомассаның екі есеюі белок, РНҚ,ДНҚ және т.б. мөлшерінің екі есеюімен жүреді, сондықтан өсуді барлық химиялық компоненттер мөлшерінің көбеюі деп тұжырымдауға болады. Бактериялар өсуі клеткалық материалды синтездейтін бір бірімен байланысқан көптеген реакциялар нәтижесінде жүреді.

44. Әртүрлі топырақ типтерінің биологииялық белсенділігі, топырақ микроорганимздерінің құрамы, әртүрлілігіне тоқтаңыз. Топырақ — тірі дене. Топырақтың құрамында тек өлі минералды заттар ғана емес, әр кезде азды — көпті тірі организмдер,түрлі микроорганизмдер мен қарапайым майда жәндіктер болады. Бұлар топырақтың тірі бөлігін құрайды. Микроорганизмдер табиғаттың ыстық – суығына да, оттегінің бары жоғына да, ортаның қышқылдығы мен сілтілігіне де қарамайды, барлық жағдайға бейім келеді. Тек оларға қажетті ылғал мен қорек зат болса болғаны, сондықтан олар табиғаттың барлық бұрышында да кездеседі. Олар топырақтың бір бөлігі болып саналады. Топырақтың тірі бөлігіне өсімдіктердің тірі тамырлары да жатады, өйткені өсімдіктің тамырынсыз топырақ пайда болмайды.

Топырақта микроорганизмдер және төменгі сатылы өсімдіктер: негізінен бактериялар, кейбір балдырлар, саңырауқұлақтар мен қыналар көп кездеседі. Бұлардың ішінде топырақта ең көп тарағаны — бактериялар. Топырақта микроорганизмдердің түрлері мен санының әр түрлі болуы ондағы табиғи жағдайлардың, яғни топырақтың түрліше болуына байланысты. Балдырлардың да топырақта негізінен екі түрі, жасыл және диатамды түрі тіршілік етеді. Бұлар алғашқы топырақ түзушілер қатарына жатады. Топырақта көп тарағандардың бірі — саңырауқұлақтар. Олар негізінен орманды, ылғалды аймақтардың топырағында өседі. Саңырауқұлақтардың көп тараған түрі — актиномицеттер (немесе сәулелі саңырауқұлақтар). Қыналар — топырақта көп кездесетін, алғашқы топырақ түзуші төменгі сатылы өсімдіктердің бірі. Микроорганизмдердің көбісі топырақтың жоғары құнарлы қабатында, әсіресе, өсімдік тамырларының айналасында, қалаберді өсімдік тамырларының ішінде ( түйіршек бактериялар) кездеседі. Топырақ құрамында бұл микроорганизмдер мен төменгі сатылы өсімдіктерден басқа төменгі сатылы қарапайым жәндіктер: амебалар, тамыраяқтылар, инфузориялар және тағы басқалар кездеседі. Бұлардың саны 1г топырақта 1-1,5 миллионға шейін жетеді. Жоғарыда айтылған микроорганизмдер мен төменгі сатылы организмдер топырақта жай ғана өмір сүрмейді. Олар өседі, өнеді, өледі, сөйтіп топыраққа күрделі өзгерістер енгізеді. Микроорганизмдер, өсімдіктер мен жануарлардың органикалық қалдықтарын шірітіп, ыдыратып жай қосылыстарға: суға, көмір қышқыл газына, аммиакка және басқа заттарға айналдырады. Микроорганизмдер органикалық қалдықтарды тек ыдыратып қана қоймайды, олар бұдан күрделі түзіліс — гумус құрайды. Ол туралы жоғарыда айтылған. Сонымен топырақта өмір сүретін микроорганизмдер мен төменгі сатылы қарапайым жәндіктер оның қасиеттеріне әсерін тигізетін, тіпті өзі түзуші фактордың бірі бола тұрып, оның құрам бөлігі болып саналады. Міне, сондықтан да топырақ тірі денеге жақын деп танылып, биологиялық ғылымдардың бір саласы ретінде қарастырылады. Бұл айтылған микроорганизмдер мен төменгі сатылы организмдерден басқа топырақты мекендейтін әр түрлі омыртқасыз және омыртқалы жәндіктер мен жануарлар көп – ақ. Олардың топыраққа тигізетін әсері аз емес. Дегенмен, олар тікелей топырақ құрамына енбейді. Олардың ішінде топырақ қасиеттері мен құнарына өте мол әсер ететін жәндік жауын құрты. Ол топырақпен және топырақ араласқан органикалық заттармен қоректенеді де, оны денесінен әр түрлі түйіршіктер ретінде шығарып, өзіне тән капролитті құрылым түзеді. Топырақты денесімен ары – бері тесіп өтетіндіктен, оның топырақтың ауа – ылғал режимінде де әсері көп.

Тірі организмдердің топырақ қара шірігін түзудегі ролі ерекше. Топырақтың органикалық заттарының ішінде неше түрлі шіріген немесе толық шірімеген жануарлардың қалдықтары көп. Жалпы топырақтағы органикалық заттардың көзі ретінде топырақтың бетіне түсіп, топырақ қабаттарына жиналып, топырақтың процесіне қатысатын – биоценоз қалдықтары. Биоценоздың мөлшері, құрылымы мен динамикасы табиғи зоналардың бәрінде бірдей емес.Негізі органикалық қалдықтар өсімдіктерден қалады. Бұл биологиялық қалдықтар омыртқасыз жануарлар мен микроорганизмдер қалдықтарымен салыстырғанда бірнеше ондаған немесе жүздеген есе артық, ал омыртқалы жануарлармен салыстырғанда мың есе артық. Сондықтан өсімдіктердің жер бетіне түскен қалдықтары және олардың тамырлары, ыдыраған өсімдіктердің бөліктері — органикалық заттарды құрайтын негізгі материалдар. Тундра зонасында түскен өсімдік қалдықтарының мөлшері 150 – 25000 г/м2 , соның ішінде тамырлардың қалдықтары топырақтың бетіндегі қалдықтардан 3 – 4 есе көп. Микроорганизмдердің биологиялық массаларының мөлшері 10 – 15 г/м2, топырақтағы омыртқасыз жануарлардікі — 1 – 3 г/м2, ал жер бетіндегі омыртқалы жануарлардікі – 0,01г/м2. Орманды – тайгалық зонада өсімдіктердің топырақ бетіндегі қалдықтары 25 – 40 мың г/м2 және тамырлардың мөлшері ожан 3 –5 есе аз болады. Орманды топырақтарда микроорганизмдердің тірі бөлшектерінің салмағы 30 г/м2, ал олардың ішінде саңырауқұлақтар басым келеді. Омыртқасыз жануарлардың биологиялық салмақтаоы күлгін топырақтарда 2 –3 г/м2, ал шымды- күлгін топырақтарда 7 – 12 г/м2, орманды сұр топырақтарда 90г/м2. Орманды зоналарға қарағанда, далалы зонада түскен шөпті өсімдіктердің биологиялық салмақтаоы едәуір аз 1200 – 2500 г/м2 және тамырлардың қалдықтарының салмағы жер бетіне түскен бөліктерге қарағанда 3 –6 есе көп. Далалы топырақтардың микрофлорасы өте бай, түрлері де сан алуан. Бұл топырақтарда саңырауқұлақтар азайып, бактериялар мен актиномицеттер көбейеді. Омыртқасыз жануарлардың саны азайып, 12 –16 г/м2 – қа дейін төмендейді, бірақ осылардың ішінде жауын құрттары басым келеді. Шөл зонасында өсімдіктер қалдықтары өте аз, тамырлардың салмағы көбейіп, арақатынасы 1:8 – 1:9 болады. Топырақтың биологиялықбелсенділігі де төмендейді, бірақ та ылғал түсетін аз мезгіл ішінде жоғары болуы ммкін. Гумустың түзілуі осы түскен қалдықтардың химиялық құрамына байланысты. Гумус қышқылдарын түзуге қалдықтардың ыдырауынан босаған барлық жеке химиялық бөлшектер қатысады. Әр түрлі зонада түскен органикалық қалдықтардың салмағы әр түрлі болғандықтан, топыраққа түскен белоктардың, көмірсутектерінің, липидтердің және басқа да органикалық құрамдардың бір – бірінен айырмашылығы бар. Органикалық қалдықтардың ыдырау процесстерін, және гумустың түзілу жолдарын зерттеу үш бағытта жүреді: бірінші бағытта, гумустың негізгі көзі өсімдіктер қалдықтары болғандықтан, солардың топырақтағы химиялық өзгеру жағына көңіл бөлінеді. Екінші бағытта, топырақ бетіне түскен қалдықтар, орман төсеніштерінің ыдырау морфологиясы мен жылдамдығы зерттеледі. Ал үшінші сінде — өсімдіктер қалдықтарын ыдыратуға қатысушы микроорганизмдерге назар аударылады. Органикалық заттардың ыдырауы — өте күрделі құрылымдар мен молекулалардың жартылай жай молекулаларға ауысуы, оның ішінде толық ыдырап кеткен заттарға (CO2, NH3, H2O т.б.)

Органикалық компоненттердің ыдырауы өте күрделі әрі өте ұзаққа созылатын құбылыс, өйткені бұл механикалық немесе физикалық бөлінуден, биологиялық немесе биохимиялық қосылыстардан тұрады. Органикалық заттарды ыдыратуда топырақтағы әр түрлі организмдер үлкен рөл атқарады. Барлық топырақтарда органикалық заттарды ыдыратуда міндетті түрде бактериялар қатысады, өйткені олар заттарды ыдыратуға өте қабілетті. Олар өздері шығаратын ферменттермен қоректену үшін белоктарды көмірсутектерді, органикалық қышқылдарды, спирттерді пайдаланады. Бактериялар сияқты актиномийеттер де органикалық заттарды ыдыратуға белсенді қатысады. Олар көмірдің қорек көзі ретінде лигнин сияқты әр түрлі органикалық қосылыстарды, шірінді заттарды пайдаланады. Топырақта ұзақ уақыт болып, өздеріне қолайлы жағдай туғыза отырып, әсіресе қаратопырақта белсенді түрде органикалық заттарды шірітуде үлкен рөл атқарады. Саңырауқұлақтарда ферменттердің сан алуан түрлері кездеседі, олар органикалық заттардың өзгеруіне жан-жақты қатысады, бірақ та бактериялармен салыстырғанда әрекеттесу жылдамдығы аз. Ал ароматикалық заттарды шірітуде олар белсендірек.Табиғатта лигнин мен таниннің ыдырауы осы организмдерге байланысты. Гумустың түзілуіде саңырауқұлақтардың көмегінсіз өтпейді. Топырақта целлюлозаны, триходерма, фузариум, кейбір аспцилиумдерді ыдырататын да осылар. Органикалық заттардың құралуына балдырлар — авторофтар қатысады.Балдырлар түзген органикалық заттардың салмағы топырақтың жоғарғы қабатында түзілген барлық органикалық заттардың 0,05-0,2%-ын құрайды.Балдырлар көбіне топырақтың беткі қабатында тараған,10-20 см- ден төмен де олардың саны жоқтың қасы. Амеба, инфузориялар, нематодтар, балдырлар үшін таптырмас жем. Балдырлар шығаратын әр түрлі заттар саңырауқұлақтар мен бактерияларға қорек. Топырақтағы органикалық заттардың іріп-шіруіне негізінен күрделі функциялар атқаратын-омыртқасыз жануарлар.Олар өсімдік қалдықтарын физикалық немесе механикалық түрде бөлшектеп, майдалап, оларды әрә қарай саңырауқұлақтар мен бактериялардың ыдратуына дайындап береді.Омыртқасыз жануарлар ыдырай бастаған өсімдік қалдықтарын топырақтың төменгі қаатына апарып,онда ауаның алмасуына құрамын жақсартуға,органо-минералдық құрымдардың түзілуіне жағдай туғызады. Олардың тіршілік әрекетінен органикалық заттардың ыдырауы үдемелі жүреді.

Омыртқалы жануарлардың да топырақтағы биологиялық затардың айналымында біраз ролі бар.Бұл жануарлар түрлері топырақтың физикалық қасиеттерін қалыптасуға және де топырақты араластыруға қатысады.