2. Значення мікроорганізмів у природі

Мікроорганізми дуже поширені в природі. Вони зустрічаються у водоймищах, ґрунті, в повітрі, на поверхні і усередині тіла людини, тварин і рослин, в харчових продуктах і т.д. Мікроорганізми присутні в пісках пустель, в льодах Арктики і Антарктиди, у воді і мулі морів і океанів, на скельних породах високо в горах і в глибині шахт.

Широке розповсюдження мікроорганізмів свідчить про їх величезну роль у природі. Важко переоцінити їх значення у формуванні хімічного складу ґрунту і природних вод, в процесах фотосинтетичного продукування органічної речовини, первинної деструкції щорічно відмираючих рослин і глибокої трансформації продуктів деструкції аж до повної їх мінералізації.

Глобальними функціями мікроорганізмів у Біосфері є наступні:

1. Мікроорганізми є невід’ємною функціональною ланкою біогеохімічного кругообігу речовини та енергії у Біосфері (забезпечують трансформаційно-транспортні функції);

2. Постійно підтримують процеси грунтотворення;

3. Забезпечують санітарні функції у Біосфері (самоочищення навколишнього середовища: повітря, води, ґрунту);

4. Регулюють чисельність ін. організмів, підтримуючи процеси природного добору.

5. Забезпечують накопичення корисних копалин.

У ґрунті за участю різних груп мікроорганізмів здійснюются процеси деструкції рослинних і тваринних рештків, окислення органічних сполук, мінералізації органічного азоту і подальшої його нітріфікації з виділенням газоподібних продуктів.

Деструкція рослинних рештків здійснюється ґрунтовою мезофауною - численними безхребетними мікроорганізмами, котрі у великій кількості містяться у верхніх горизонтах ґрунту, багатих органічною речовиною. Велику роль в біогеохімії ґрунтів грають мікроорганізми - бактерії, гриби, актиноміцети, водорості,найпростіші.

Однією з головних груп ґрунтових мікроорганізмів є бактерії, які беруть активну участь в ґрунтовому колообігу хімічної речовини. Гетеротрофні бактерії розкладають органічні рештки до простих мінеральних сполук. Автротрофні бактерії здійснюють в ґрунті процеси окислення мінеральних сполук - продуктів життєдіяльності гетеротрофів.

У хімічному складі ґрунту містяться газоподібні речовини, зокрема водень, метан, оксид сірки (IV), сірководень і ін. Проте аеробні бактерії окисляють ці гази і не випускають їх з ґрунту в атмосферу. Таким чином, в ґрунті відбувається майже замкнутий кругообіг практично всіх газів, які там містяться.

Завдяки життєдіяльності аеробах і анаеробних мікроорганізмів грунт, з одного боку, забезпечує продуктивність фотосинтезуючих бактерій суші, які зв'язують СО₂ в органічну речовину з виділенням в якості метаболіта вільного кисню, з іншого боку у ґрунті відбуваються процеси біохімічного окислення відмерлої органічної речовини до СО₂ і його повернення в атмосферу.

Мікроорганізми відіграють істотну роль у формуванні хімічного складу природних вод. З біохімічними перетвореннями пов’язані процеси мінералізації органічних речовин, перетворення неорганічних сполук, вилуговування металів з мінеральних руд, а також процеси фотосинтезу, які визначають склад розчинених газів і появу в природних водах значної частини органічної речовини.

Життєдіяльність мікроорганізмів з давніх пір використовується людиною в господарській діяльності. Багато мікроорганізмів використовують в промисловому і сільськогосподарському виробництві, в медицині.

Так, хлібопечення, виноробство, пивоваріння, виготовлення кисломолочних продуктів і сирів, отримання вітамінів, ферментів, харчових і кормових білків, органічних кислот і багатьох інших речовин, вживаних у сільському господарстві, промисловості і медицині, засновані на життєдіяльності різноманітних мікроорганізмів.

Особливо велике значення мікроорганізмів в рослинництві і тваринництві: збагачення ґрунту азотом, боротьба з шкідниками сільськогосподарських культур за допомогою мікробних препаратів, правильне приготування і зберігання кормів, отримання кормового білка, антибіотиків та інших речовин мікробного походження.

Мікроорганізми використовуються в процесах розкладання речовин неприродного походження – так званих ксенобіотиків, що потрапляють в ґрунти, водойми і забруднюють їх.

Великий розвиток одержали мікробіологічні процеси очищення природних, господарсько-побутових і промислових стічних вод, вилуговування металів з «забалансових» руд, анаеробного зброджування твердих відходів.

Проте окремі види мікроорганізмів відіграють негативну роль для окремих організмів, в тому числі людини, для господарських процесів, викликаючи захворювання людини, сільськогосподарських тварин і рослин, а також псують і руйнують різні продукти. Такі мікроорганізми одержали назву хвороботворних або патогенних.

Одержані в останні десятиліття наукові дані не тільки суттєво розширили уявлення про ґрунтових мікроорганізмів і процеси, що викликаються ними в навколишньому середовищі, але і дозволили створити нові галузі в промисловості, медицині, сільському господарстві. Наприклад, сьогодні відкрито антибіотики, що виділяються грунтовими мікроорганізмами, і показана можливість їх використання для лікування людини, тварин і рослин. Відкриті ґрунтові мікроорганізми, здатні утворювати біологічно активні речовини: вітаміни, амінокислоти, стимулятори рослин рослин і ін. Знайдені шляхи використання білка мікроорганізмов для годівлі сільськогосподарських тварин. Створені мікробні препарати, що підсилюють фіксацію азоту повітря у грунті.

Відкриття нових методів отримання спадково змінених форм корисних мікроорганізмів сприяло розвитку генної інженерії, яка забезпечила розвиток біотехнології, появу високопродуктивних мікроорганізмів, що синтезують білки, ферменти, вітаміни та інші продукти.

Завдання сучасної мікробіології настільки різноманітні, що нині із її виділилися ряд самостійних спеціалізованих розділів: промислова і технічна мікробіологія, медична і ветеринарна мікробіологія, харчова, сільськогосподарська, санітарна мікробіологія і епідеміологія.