65. Основы экологии микроорганизмов. Микроорганизмы солоноватых водных экосистем.

Микроорганизмы – существенная часть любой экосистемы, выполняющая функции синтеза нового органического вещества в процессе первичной продукции и деструкции органических веществ.

Фьорды и заливы – крупные акватории, в которые с одной стороны поступают значительные водные массы из прибрежных рек и ручьев, а с другой – водные массы прилегающего моря. Воды заливов характеризуются меньшей соленостью, чем морские, более высокими температурными режимами, значительным содержанием органических веществ.

Особая структура бактериоценоза фиорда складывается в результате:

*перемешивания пресных водных масс, несущих, как правил, загрязнения с прибрежных районов и более чистых водных масс морской воды

*насыщения поверхностных вод растворенной органикой

*происходит интенсивное выпадение в осадок мелкодисперсной взвеси, которые содержат гамму *адсорбированных органических молекул и ряда ионов минеральных элементов

создается новая химическая ситуация в верхних слоях донных осадков залива, что оказывает воздействие на бентосные сообщества.

Залив, в который впадают реки и ручьи, является сложным гидрохимическим объектом. Благодаря материковому стоку, особенно в весенний период, здесь происходит взаимодействие и смешение двух водных масс – речной и морской, обладающих различными гидрохимическими и гидрологическими характеристиками. В процессе трансформации пресных вод суши изменяется их плотность, солёность и другие параметры.

В зоне контакта суши и моря, рек и моря происходит интенсивный круговорот солевого состава, биогенных веществ и микроэлементов.

В районах загрязнения залива прибрежными стоками наблюдается уменьшение биоразнообразия фауны и флоры и понижение продуктивности биоценозов.

Загрязнение влияет на структуру бактериоценоза. В условиях загрязнения в состав микробоценоза добавляются аллохтонные бактерии, в числе которых большой доли достигают условно-патогенные микроорганизмы. Увеличивается биоразнообразие.

Отклик бактериальных сообществ на антропогенное загрязнение выражается в смене обычно доминирующих в воде гр+ бактерий на гр- м/о.

66. Основы экологии микроорганизмов. Микроорганизмы пресноводных экосистем.

Микроорганизмы – существенная часть любой экосистемы, выполняющая функции синтеза нового органического вещества в процессе первичной продукции и деструкции органических веществ.

Численность микроорганизмов в природных пресных водах зависит от их происхождения. Водосбор реки происходит из различных источников, естественных, таких как болота, озера, ручьи, мелкие притоки, подземные горизонтально залегающие источники, и искусственных – прудов, водохранилищ. Значительную долю воды и загрязнений привносят атмосферные осадки.

Осадки

Дождевая вода бедна микроорганизмами и обогащается ими, захватывая и, увлекая из воздуха мельчайшие частицы пыли.

Снег практически свободен от бактерий и все же в 1 мл только что выпавшего и растопленного снега даже в самые сильные морозы насчитывается от нескольких десятков до нескольких сотен бактерий.

Микрофлора града различна и колеблется от нескольких тысяч до десятков клеток в 1 мл, причем микроорганизмы обнаруживаются как внутри градин, так и на их поверхности.

Количество микроорганизмов во льду зависит от качества воды, из которой он образовался. Так, в 1 мл растопленного льда естественных водоемов, особенно в черте города, содержатся десятки тысяч микроорганизмов, а во льду, приготовленном из дистиллированной воды, лишь единицы.

Подземные воды весьма бедны микроорганизмами, что объясняется адсорбцией микроорганизмов на частицах почвы при прохождении воды через грунт. В них содержатся единицы сапрофитных бактерий в 1 мл. Смешиваясь с грязными потоками воды во время дождя, ключевые источники могут содержать до нескольких тысяч бактерий в 1 мл. В водах артезианских скважин число микроорганизмов обычно не превышает десятка в 1 мл, но и они попадают в воду при прохождении ее через трубы, сама же артезианская вода свободна от бактерий.

В реках вода проточная и содержит больше бактерий, водорослей, зоопланктона и зообентоса, а также речного гумуса и минеральных взвешенных веществ, чем морская. Количество питательных веществ является главным фактором, способствующим развитию микроорганизмов и разнообразию физиологических групп. Численность бактерий в равнинных участках рек обычно колеблется от сотен тысяч до миллионов в 1 мл, претерпевает значительные сезонные колебания, обнаруживая максимум во время пика паводка.

Озера представляют собой водоемы со стоячей водой. Озера принято делить на эвтрофные, мезотрофные (от 2 до 4 млн), олиготрофные (от 500 тыс. до 1,5 млн) и дистрофные (общее содержание бактерий в среднем 150 тыс. клеток в 1 мл), характеризующиеся различной интенсивностью жизненных процессов в водоеме, зависящей в основном от поступления в водную массу биогенных элементов.

Микробное население болот чрезвычайно бедно, что объясняется высокой кислотностью воды, ее крайне слабой минерализацией из-за отсутствия контакта с грунтом, который обычно покрыт растительностью. Болотная вода насыщена метаном, что обуславливает развитие специфических метанобразующих микроорганизмов.

В воде искусственных водоемов содержание бактерий в несколько раз больше, чем в воде рек, т.е. составляет несколько млн. в 1 мл воды. Количество микроорганизмов в иле водохранилищ колеблется от 0,5 до 2,5 млн. клеток в 1 г сырой массы.

В толще воды содержатся сильно разбавленные питательные вещества и много растворенного кислорода, поэтому здесь развиваются, в основном, нитрифицирующие бактерии и олигокарбофильные микроорганизмы, нуждающиеся в низких концентрациях органического вещества.

В глубинных и придонных слоях воды обычно наблюдается завышенное содержание бактерий независимо от распределения их в толще воды по причине обилия питательных веществ.

Наиболее типичными и постоянными водными микроорганизмами являются олигокарбофилы, флуоресцирующие, пигментные и лишенные пигмента формы. Наиболее часто в пресной воде обнаруживаются бактерии родов Pseudomonas, Micrococcus, Spirillum, Sarcina, Cladotrix, Sphaerotilus. Анаэробных видов в чистой воде, как правило, нет. Встречаются и типичные водные грибы из родов Мucor и Fusarium, а также актиномицеты. Кроме них, как в олиготрофных, так и в эвтрофных водоемах встречаются бактерии рода Mycobacterium и Bacillus.

Среди автотрофных бактерий, обитающих в пресных водоемах, встречаются бактерии родов Lamprocystis, Thiocystis, Thiodictyon, Thiopedia, Thiospinllum, Ancalochloris, Chloronema, цианобактерии родов Myxobaktron, Arthrospira, Cylindrospermum, Nostoc.

Огромное количество микроорганизмов обитает в иле пресных водоемов, представляющем собой отмершие остатки гидробионтов, не разложившиеся в водной толще, и минеральные частицы различного происхождения (углекислый кальций, глинистые частички), постоянно оседающие на дно. Здесь создается зона, богатая органическим веществом и благоприятная для развития различных групп микроорганизмов. В самом поверхностном слое ила, соприкасающемся с водной массой, число бактерий выражается сотнями тысяч и миллионами клеток на 1 см2.

В поверхностном слое ила особенно большую роль играют нитчатые серо- и железобактерии. Серобактерии окисляют образующийся в иле сероводород в соли серной кислоты, что предотвращает его диффузию в водоем, и следовательно заморы рыбы. Разрушение бактериальной пленки при сильных волнениях приводит к массовому отравлению рыб сероводородом. Здесь обитают также бактерии, окисляющие метан, водород. Встречаются представители Caulobacter и Seliberia, простековые, а также хищные формы. В иле преобладают спорообразующие бактерии. Чем глубже залегает ил, тем больше в нем спороносных форм.

На глубине 2–5 см от поверхности ила создаются микроаэрофильные условия, на глубине до 10 см – анаэробные, которые благоприятствуют жизнедеятельности преимущественно анаэробных гетеротрофных бактерий, получающих энергию для своих нужд в процессах брожения. Особенно распространены здесь бактерии, сбраживающие целлюлозу, пектиновые вещества, метанобразующие, а также гнилостные и другие группы анаэробных бактерий, в частности, анаэробные фиксаторы атмосферного азота. Встречаются флексибактерии, которые имеют гидролитические ферменты, расщепляющие пектин, целлюлозу, хитин, крахмал.