Простейшие
Простейшие — это эукариотические организмы, которые были одними из первых микроорганизмов, размножающихся половым путем, что является значительным эволюционным шагом от размножения спор, подобных тем, от которых зависят многие другие почвенные микроорганизмы. Простейшие можно разделить на три категории: жгутиконосцы , амебы и инфузории .
Жгутиковые
Жгутиковые — самые маленькие члены группы простейших, и их можно разделить дальше в зависимости от того, могут ли они участвовать в фотосинтезе. Жгутиконосцы, не содержащие хлорофилл, не способны к фотосинтезу, поскольку хлорофилл — это зеленый пигмент, поглощающий солнечный свет. Эти жгутиконосцы встречаются в основном в почве. Жгутиковые, содержащие хлорофилл, обычно встречаются в водных условиях. Жгутиков можно отличить по жгутикам, которые являются средством передвижения. У некоторых есть несколько жгутиков, в то время как у других видов есть только один, напоминающий длинную ветвь или придаток.
Амебы
Амебы крупнее жгутиков и двигаются иначе. Амебы можно отличить от других простейших по их слизеподобным свойствам и псевдоподиям . Псевдоподий или «ложная ступня» — это временное выступание тела амебы, которое помогает ей тянуть по поверхности для движения или помогает втягивать пищу. У амебы нет постоянных придатков, а псевдоподий больше похож на слизь, чем на жгутик.
Инфузории
Инфузории — самые крупные из группы простейших, они передвигаются с помощью коротких многочисленных ресничек, которые производят биение. Реснички напоминают небольшие короткие волоски. Они могут двигаться в разных направлениях, перемещая организм, придавая ему большую подвижность, чем жгутиконосцы или амебы.
Где обитают актиномицеты?
Актиномицеты в наибольшем количестве обнаруживаются в почвах, притом мицелиальных форм значительно меньше, чем спор. Они играют значительную роль в образовании гумуса, разлагая органические вещества, труднодоступные для утилизации другими бактериями. Актиномицеты в связи с этим используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов в санитарно-эпидемиологическом деле: обнаружение их в большим количестве в почве или воде указывает на наличие компоста в соответствующем субстрате.
Рис. 8. Актиномицеты в компосте.
Актиномицеты являются симбионтами многих растений, помогая им фиксировать азот. В то же время, многие микроорганизмы этого класса являются возбудителями заболеваний растений.
Рис. 9. Стрептомикоз картофеля.
Они также обнаруживаются в составе нормальной микрофлоры пищеварительной системы целого ряда животных, начиная от почвенных кольчатых червей (например, дождевых) и заканчивая крупным домашним скотом.
Эти микроорганизмы помогают расщеплять целлюлозу, в обилии присутствующую в растительной пище. У человека актиномицеты обнаруживаются в полости рта (десна и зубной налет), кишечнике (дистальные отделы толстого кишечника), на коже (лицо, крылья носа, за ушами, между пальцами) и в органах дыхательной системы (преимущественно в верхних дыхательных путях).
Рис. 10. Микрофлора кожи человека. Тип Актинобактерии обозначены оттенками синего, класс Актиномицеты – ярко-голубым.
Актиномицеты при условии снижения иммунной реактивности организма могут стать причиной актиномикозов – оппортунистических заболеваний, заключающихся в формировании актиномикозных гранулем – скоплений бактериальных тел, напоминающих зерна желтой серы («друз»), окруженных иммунокомпетентными клетками. Воспалительная реакция ведет к расплавлению гранулем, образованию свищей, ведущему к перфорациям органов и разносу бактерий кровью.
Рис. 11. Актиномикозная друза, окраска по Граму.
Рис. 12. Актиномикоз верхней челюсти у коровы.
Рис. 13. Максиллярный актиномикоз человека.
Актиномицеты – удивительные организмы, до сих пор вводящие в заблуждение множество ученых своей схожестью с грибами. Наряду с потенциальной опасностью в виде оппортунистических актиномикозов, эти организмы дарят человеку плодоносную почву и оружие для борьбы с инфекционными и онкологическими заболеваниями – антибиотики и цитостатики.
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ
- Где находится обитания дрожжей?
- Строение бактериальной клетки
- Кто такие риккетсии?
- В чем состоит положительная роль бактерий?
- Рост грибов на среде сабуро
- Что такое микрофлора
- Что такое споры
- Патологические грибки под микроскопом
- Что такое гифы
- Все про бактерии
Самое популярное
- Все о грибке стопы: симптомы и эффективное лечение современными препаратами
- Грибок кожи головы: как распознать и лечить
- Симптомы и лечение грибка ногтей на руках (онихомикоза)
- Польза и вред кишечной палочки
- Как лечить дисбактериоз и восстановить микрофлору
Строение актиномицетов: почему все же бактерии, а не грибы?
1. Организация генетического материала
Наследственный материал Актиномицетов заключен в одной молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, имеющей кольцевую форму и свободно располагающейся в цитоплазме – такая же форма организации генетического материала, называемая нуклеоидом, характерна и для других бактерий. У грибов же генетический материал организован и входит в состав клеточного ядра.
ДНК актиномицетов содержит большое количество ГЦ-пар (65-75% от общего количества нуклеотидов). Этот признак постоянен, не зависит от мутаций и потому используется в систематике микроорганизмов. Такое содержание ГЦ-пар делает ДНК актиномицетов весьма тугоплавкой, потому на анализ ДНК актиномицетов уходит больше времени по сравнению с другими бактериями.
2. Клеточная стенка
Рис. 2. Схематическое строение клеточной стенки Гр+ бактерий.
Рис. 3. Актиномицеты, окрашенные по Граму.
Актиномицеты имеют плотную бактериальную клеточную стенку, которая расположена снаружи от цитоплазматической мембраны и обуславливает их положительное окрашивание по Грамму. Как и у других Грамм-положительных бактерий, она состоит из нескольких десятков слоев полимера муреина (пептидогликана), который пронизан тейхоевыми и липотейхоевыми кислотами. Липотейхоевые кислоты заякорены в цитоплазматической мембране бактерии и соединяют её с клеточной стенкой. Тейхоевые кислоты придают клеточной стенке отрицательный заряд. Клеточная стенка грибов же состоит из других полимеров – хитина и глюкана.
Рис. 4. Клеточная стенка грибов.
3. Клеточные органеллы
Актиномицеты, подобно другим бактериям, не имеют мембранных органелл. У актиномицетов 70S рибосомы, тогда как грибы имеют 80S рибосомы, равно как и остальные эукариотические организмы.
4. Рост колоний
Образование мицелия при росте – это то, что более всего роднит актиномицеты с грибами. Мицелий в случае актиномицетов представляет собой ветвящуюся совокупность гиф. Гифы разделены перегородками на длинные бактериальные клетки, содержащие несколько нуклеоидов. Перегородки у ряда видов могут проходить во взаимно перпендикулярном направлении. Ветвятся гифы путем почкования.
Мицелий, врастающий в субстрат (землю, ил или питательную среду), называется субстратным. Он обеспечивает колонию питательными веществами. Над субстратом возвышается воздушный мицелий, придающий колонии «пушистость» — он образует споры, а также так называемые «вторичные метаболиты» (в отличие от «первичных метаболитов» субстратного мицелия), среди которых много антибактериальных веществ.
* * *
При биологическом контроле фитопатогенов в окружающей среде особое внимание уделяют
антагонистическим свойствам почвенных микроорганизмов (преимущественно, бактерий и
грибов). Многочисленной группе почвенных актиномицетов, прежде всего из рода стрептомицетов,
посвящены лишь единичные сообщения.. Проведенные исследования показывают, что актиномицеты, образующие комплексные антибиотики
с широким спектром действия, являются перспективными агентами биоконтроля
Установлено,
что культура Streptomyces sp. 89 (выделена из чернозема типичного) продуцирует четыре антибиотика, три из которых
подавляют рост фитопатогенных бактерий, и один (полиеновый гептаен) обладает высокой
антифунгальной активностью. Показано, что при изменении условий среды компонентный
состав антибиотиков или их соотношение в антибиотическом комплексе может меняться.
Проведенные исследования показывают, что актиномицеты, образующие комплексные антибиотики
с широким спектром действия, являются перспективными агентами биоконтроля. Установлено,
что культура Streptomyces sp. 89 (выделена из чернозема типичного) продуцирует четыре антибиотика, три из которых
подавляют рост фитопатогенных бактерий, и один (полиеновый гептаен) обладает высокой
антифунгальной активностью. Показано, что при изменении условий среды компонентный
состав антибиотиков или их соотношение в антибиотическом комплексе может меняться.
Значительное влияние на процесс образования антибиотиков оказывает ОВП. Снижение или
повышение ОВП способствует образованию Streptomyces sp. 89 антибиотического комплекса, преимущественно с противобактериальной активностью.
Есть основание полагать, что направленность и уровень антибиотической активности многих
почвенных микроорганизмов будет зависеть от ОВП среды, хотя его влияние во многом
еще не изучено.
Авторы выражают глубокую признательность Ю.Д. Шенину (Всероссийский институт защиты
растений, Санкт-Петербург) за идентификацию антибиотических веществ Streptomyces sp. 89.
Как исследовать почвенную микрофлору
Грунт исследуют посредством полного или краткого анализа. Полный контроль проводится в таких ситуациях:
- детальная и глубокая характеристика санитарного состояния грунта;
- оценка пригодности почвы для размещения различных строений;
- эпидемиологические исследования.
Краткое исследование требуется для проведения текущего санитарного контроля. Оно помогает определять общее число сапрофитных и термофильных бактерий, клостридий и других организмов.
Полный санитарно-бактериологический анализ дополнительно включает оценку количества грибков, актиномицетов, шигелл, сальмонелл. Помимо этого, он помогает выявлять и определять количество возбудителей ботулизма, столбняка, бруцеллеза, сибирской язвы.
Особенности управления
Чтобы обезвредить грунт, который обсеменен вредными микроорганизмами, проводят механическую обработку и сажают различные растения. Использование химикатов провоцирует снижение плодородности грунта.
Чтобы нормализовать почвенную микрофлору, допустимо использовать различные биологические удобрения. С их помощью удается насыщать грунт ценными веществами, снижать активность патогенных бактерий, делать субстрат более плодородным.
Благодаря этому вещества существенно повышают параметры урожайности культурных растений и помогают справляться с влиянием неблагоприятных факторов. К тому же они существенно снижают число нитратов и тяжелых элементов в структуре грунта.
Почвенная микрофлора представляет собой важный показатель, который часто применяется в сельском хозяйстве. В составе грунта присутствует много патогенных и полезных микроорганизмов, которые влияют на развитие культурных растений.
Жизненный цикл и физиология актиномицетов
В процессе жизненного цикла большая часть актиномицетов образует споры. Некоторые актиномицеты размножаются путем фрагментации мицелия.
1. Спорообразование
Споры актиномицетов происходят из воздушного мицелия. Это экзоспоры – они развиваются снаружи материнской клетки. Гифы воздушного мицелия, из которых развиваются споры, называются спороносцами. Споры могут содержаться в утолщении на конце спороносца – спорангии (например, у стрептомицетов, актинопланов и плимелий), а могут располагаться цепочкой вдоль спорангиеносца (например, у нокардий и актиномадур).
По числу образующихся спор актиномицеты делятся на:
- Моноспоровые (к примеру, Saccaromonospora, Micromonospora, Thermomonospora) – образуют одиночные споры, чаще путем отпочковывания и последующего отделения перегородкой от материнского гифа;
- Олигоспоровые (например, Actinomadura) – образуют короткие цепочки спор вдоль спороносца;
- Полиспоровые (большинство других актиномицетов, к примеру, Streptomyces, Frankia, Geodermatophilus) – образуют множество спор, заключенных в спорангии.
Рис. 5. Спорангий актиномицетов рода Frankia.
Споры актиномицетов могут быть подвижными – в таком случае, спора имеет жгутик и может передвигаться (споры актинопланов, геодерматофилов и дерматофилов). В большинстве случаев споры неподвижны и распространяются ветром, водой или животными.
Рис. 6. Дерматофилы, световая микроскопия.
Споруляция у актиномицетов особенно активно протекает в неблагоприятных условиях. Устойчивость спор к нагреванию невелика по сравнению со спорами других бактерий, однако высушивание они выдерживают не хуже других, а потому имеют колоссальное приспособительное значение. Актиномицеты доминируют над другими микроорганизмами в сухих пустынных почвах.
Прорастание своры требует определенной влажности внешней среды. В присутствии воды спора набухает, в ней активируются ферменты и запускаются метаболические процессы, сопровождающиеся выходом ростовых трубок (будущих бактериальных тел) и синтезом нуклеиновых кислот.
2. Тип дыхания
Большинство актиномицетов — аэробы (нуждаются в кислороде для поддержания жизнедеятельности). Факультативные анаэробы (бактерии, способные жить как при наличии, так и в отсутствие кислорода) встречаются среди видов с непродолжительной мицелиальной стадией, размножающиеся фрагментацией мицелия.
3.Кислотоустойчивость
Актиномицеты обладают ацидотолерантностью – устойчивостью в кислой среде, которая позволяет им обитать в насыщенных кислотами лесных почвах. Кислотоустойчивость в лаборатории может быть определена окраской препарата, содержащего актиномицеты, по Цилю-Нильсену (фуксином с последующей протравкой серной кислотой и окраской метиленовой синью). Большинство актиномицетов при такой окраске не обесцвечиваются после протравки кислотой и сохраняют красный фуксиновый цвет. Щелочная среда неблагоприятна для этих бактерий: при повышенном рН они склонны к спорообразованию.
4. Особенности метаболизма
Рис. 7. Аэробные актиномицеты образуют пигмент на скошенном агаре. Слева направо: Actinomadura madurae, Nocardia asteroides, Micromonospora.
Выше упоминалось образование воздушным мицелием «вторичных метаболитов». Среди них:
- пигменты, обуславливающие различную расцветку воздушного мицелия при росте на средах;
- летучие пахучие вещества, придающие характерный запах почве после дождя, застоявшейся воде, кожным покровам некоторых животных;
- антибиотики:
a. противогрибковые – полиены;
b. противобактериальные – например, стрептомицин, эритромицин, тетрациклин, ванкомицин;
c. противоопухолевые – антрациклины, блеомицин.
Регулирование состава
Гормоны растений , салициловая кислота , жасмоновая кислота и этилен являются ключевыми регуляторами врожденного иммунитета листьев растений. Мутанты, нарушающие синтез салициловой кислоты и передачу сигналов, сверхчувствительны к микробам, которые колонизируют растение-хозяин для получения питательных веществ, тогда как мутанты с нарушением синтеза жасмоновой кислоты и этилена и передачи сигналов являются сверхчувствительными к травоядным насекомым и микробам, которые убивают клетки-хозяева для извлечения питательных веществ. Задача регулирования сообщества разнообразных микробов в корнях растений более сложна, чем устранение нескольких патогенов изнутри листа растения. Следовательно, для регулирования состава микробиома корней могут потребоваться другие иммунные механизмы, помимо тех, которые контролируют микробы листьев.
В исследовании 2015 года была проанализирована группа мутантов гормона арабидопсиса, у которых нарушен синтез или передача сигналов отдельных или комбинаций растительных гормонов, микробного сообщества в почве, прилегающей к корню, и бактерий, живущих в ткани корня. Изменения в передаче сигналов салициловой кислоты стимулировали воспроизводимый сдвиг в относительной численности бактериальных типов в эндофитном компартменте. Эти изменения были последовательны во многих семьях в пределах пораженной фил , указывая , что салициловая кислота может быть ключевым регулятором структуры микробиома сообщества.
Классические защитные гормоны растений также влияют на рост растений, метаболизм и реакции на абиотический стресс, скрывая точный механизм, с помощью которого салициловая кислота регулирует этот микробиом.
Во время одомашнивания растений люди отбираются по признакам, связанным с улучшением растений, но не по ассоциациям растений с полезным микробиомом. Даже незначительные изменения численности определенных бактерий могут иметь большое влияние на защитные силы и физиологию растений, с минимальным влиянием на общую структуру микробиома.
Деление патогенных почвенных микроорганизмов на группы
Большинство патогенных микроорганизмов длительно не живет в почве. Причиной этому может быть отсутствие питательного субстрата, низкие температуры, кислая или щелочная среда, высыхание или, наоборот, повышенная влажность, воздействие ультрафиолетовых лучей и другие природные факторы. Однако существуют микробы, не только выживающие в условиях внешней среды, но и становящиеся частью почвенного биоценоза.
По этому признаку все патогенные микроорганизмы, находящиеся в почве, можно разделить на следующие группы:
- микрофлора, которая становится частью природной экосистемы (бактерия Clostridium botulinum, актиномицеты);
- патогенные микробы, попадающие в почву с трупами и выделениями животных и человека, сохраняющиеся в ней длительное время (возбудитель столбняка, сибирской язвы, туберкулеза, бруцеллеза, газовой гангрены);
- патогенные микроорганизмы, которые также попадают в почву с трупами и выделениями, но сохраняющиеся в ней короткий промежуток времени (сальмонелла, кишечная палочка, холерный вибрион и другие).
Актиномицеты
Актиномицеты — почвенные микроорганизмы. Это тип бактерий, но у них есть общие характеристики с грибами, которые, скорее всего, являются результатом конвергентной эволюции из-за общей среды обитания и образа жизни.
Сходства с грибами
Хотя они являются членами царства бактерий, многие актиномицеты имеют общие характеристики с грибами, в том числе форму и свойства ветвления, образование спор и производство вторичных метаболитов .
- Мицелий разветвляется аналогично грибам.
- Они образуют воздушный мицелий, а также конидии.
- Их рост в жидкой культуре происходит в виде отдельных комков или гранул, а не в виде однородной мутной суспензии, как у бактерий.
Антибиотики
Одна из наиболее заметных характеристик актиномицетов — их способность вырабатывать антибиотики. Стрептомицин , неомицин , эритромицин и тетрациклин — лишь несколько примеров этих антибиотиков. Стрептомицин используется для лечения туберкулеза и инфекций, вызванных определенными бактериями, а неомицин используется для снижения риска бактериальной инфекции во время операции. Эритромицин используется для лечения некоторых инфекций, вызванных бактериями, таких как бронхит, коклюш (коклюш), пневмония и инфекции уха, кишечника, легких, мочевыводящих путей и кожи.
Водоросли
Водоросли могут производить собственные питательные вещества посредством фотосинтеза . Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую энергию, которая может храниться в виде питательных веществ. Чтобы водоросли росли, они должны подвергаться воздействию света, потому что для фотосинтеза требуется свет, поэтому водоросли обычно распределяются равномерно везде, где есть солнечный свет и умеренная влажность. Водоросли не должны подвергаться прямому воздействию солнца, но могут жить под поверхностью почвы при одинаковых условиях температуры и влажности. Водоросли также способны выполнять азотфиксацию.
Типы
Водоросли можно разделить на три основные группы: Cyanophyceae , Chlorophyceae и Bacillariaceae . Cyanophyceae содержат хлорофилл , молекулу, которая поглощает солнечный свет и использует эту энергию для производства углеводов из углекислого газа и воды, а также пигментов, которые придают ему цвет от сине-зеленого до фиолетового. Chlorophyceae обычно содержат только хлорофилл, который делает их зелеными, а Bacillariaceae содержат хлорофилл, а также пигменты, которые делают водоросли коричневыми.
Сине-зеленые водоросли и азотфиксация
Сине-зеленые водоросли, или Cyanophyceae, отвечают за фиксацию азота. Количество фиксируемого ими азота больше зависит от физиологических факторов и факторов окружающей среды, чем от возможностей организма. Эти факторы включают интенсивность солнечного света, концентрацию источников неорганического и органического азота, а также температуру и стабильность окружающей среды.
Пути попадания микроорганизмов в почву
Почва не является обязательным звеном в цикле развития патогенных микроорганизмов. Поэтому она представляет собой только механический переносчик микробов от одного хозяина к другому. Попадание их происходит следующими путями:
- с выделениями инфицированных людей и животных;
- с трупами павших от болезней домашних и диких животных;
- с пищевыми отходами или испорченными продуктами питания;
- с подстилкой и отходами, которые имели контакт с заболевшими животными или вирусоносителями;
- со сточными водами.
Отдельно стоит выделить старые заброшенные скотомогильники, в которых ранее зарывались трупы животных, умерших от опасных инфекционных или паразитарных заболеваний. Ликвидация государственных объектов агропромышленного комплекса привела к их обветшанию и негодности. Благодаря природным факторам происходит вымывание из земли спор возбудителя сибирской язвы, столбняка и других опасных заболеваний, которые вместе с травой попадают в корм животным и вызывают развитие патологий.
Трупы животных зарывают в специальных местах
Сравнительная таблица почвенной микробиологии
| Тип микроорганизма | Описание | Роль в почве | Влияние на почвенную фертильность | Взаимодействие с растениями |
|---|---|---|---|---|
| Бактерии | Прокариоты, одноклеточные организмы | Разложение органического материала, фиксация азота | Улучшение структуры почвы, обогащение ее питательными веществами | Симбиоз с растениями, помощь в поглощении питательных веществ |
| Грибы | Эукариоты, многоклеточные или одноклеточные организмы | Разложение органического материала, образование гумуса | Улучшение структуры почвы, увеличение ее водоудерживающей способности | Симбиоз с растениями, помощь в поглощении питательных веществ |
| Вирусы | Неклеточные частицы, состоящие из генетического материала | Могут быть патогенными для микроорганизмов | Могут влиять на популяцию микроорганизмов в почве | Не имеют прямого взаимодействия с растениями |
Опасные инфекционные агенты, сохраняющие жизнеспособность в почве
Следует знать общие характеристики и пути попадания в организм самых распространенных и опасных для человека патогенных микроорганизмов для того, чтобы предотвратить заражение.
Возбудитель ботулизма
Clostridium botulinum представляет собой бактерию рода клостридий, которая вырабатывает сильный токсин, поражающий нервную систему человека и животных и во многих случаях приводящий к летальному исходу. Особенность данной бактерии заключается в невозможности развиваться в присутствии кислорода.
Основной средой обитания C. botulinum является почва, а также ил на дне водоемов. В виде спор данные патогенные микроорганизмы хорошо переносят высушивание, замораживание, воздействие прямых УФ-лучей. Они сохраняются в почве до 30 дней, а при благоприятных условиях теплого и влажного климата переходят в вегетативную форму, способную к размножению.
Актиномицеты
Актиномицеты, которые в устаревшей литературе могут называться лучистыми грибками, представляют собой бактерии, способные на определенной стадии своей жизнедеятельности образовывать ветвящийся мицелий.
Почва является основной средой обитания практически всех видов данных микроорганизмов. Однако для человека и животных наибольшую опасность представляет возбудитель актиномикоза. Он проникает в организм хозяина через поврежденную кожу и слизистые оболочки, разносится с кровью по всем органам и тканям, образуя метастазы.
Споры актиномицетов хорошо переносят высушивание, но погибают за 3 часа при воздействии прямого солнечного излучения.
Возбудитель столбняка
Споры Clostridium tetani чаще всего обнаруживаются во влажных почвах, загрязненных фекалиями людей и животных, где они могут сохраняться до 100 лет. При попадании в человеческий организм через поврежденные кожные покровы данные микроорганизмы выделяют очень сильный экзотоксин, вызывающий тонические сокращения скелетных мышц и судороги.
А вот заглатывание данных микроорганизмов не причиняет вреда, так как они не проникают в ткани и органы через слизистую оболочку ЖКТ и выходят с калом во внешнюю среду.
Некоторые бактерии рода клостридий вызывают такое опасное заболевание, как газовая гангрена. Возбудитель долгое время сохраняется в почве, проявляя свою патогенность даже через десятки лет.
Возбудитель сибирской язвы
Во внешней среде при температуре от +15⁰С до +42⁰С и наличии кислорода бацилла Bacillus anthracis образует споры, сохраняющиеся в почве несколько десятков лет. Животные заражаются при пастьбе на участках, где ранее регистрировались случаи заболевания сибирской язвой или размещались скотомогильники. Человек заражается данным заболеванием в случае контакта с инфицированным мясом или после его поедания.
Туберкулезная палочка
Палочка Коха способна сохраняться во влажной почве более года. Она хорошо переносит воздействие высоких температур, концентрированных кислот и щелочей. При -27⁰С данные микроорганизмы сохраняют свою жизнеспособность в течение 7 лет. Губительны для них только солнечные лучи, нейтрализующие возбудителя за 30 минут.
Возбудитель бруцеллеза
Бруцеллы сохраняются в почве более трех месяцев, при отрицательных температурах этот срок увеличивается до 160 суток. Возбудитель не выдерживает нагревания свыше 85⁰С, а прямое воздействие УФ-лучей убивает его за 4,5 часа. Животные заражаются, поедая инфицированные корма. Человек заболевает при контакте с продуктами животного происхождения.
Сальмонелла и кишечная палочка
Наличие данных микроорганизмов в почве свидетельствует о сильном фекальном загрязнении. Так как эти бактерии не образуют спор, то во внешней среде они быстро погибают. Чтобы избежать заражения, человеку достаточно соблюдать правила личной гигиены.
Кишечная палочка может вызвать пищевое отравление
Практическое применение почвенной микробиологии
Почвенная микробиология имеет широкий спектр практического применения в сельском хозяйстве, экологии и биотехнологии. Ниже приведены некоторые области, в которых применяются знания и методы почвенной микробиологии:
Улучшение почвенной фертильности
Микроорганизмы играют важную роль в цикле питательных веществ в почве. Они разлагают органические вещества и превращают их в минеральные формы, которые растения могут поглощать. Это процесс называется минерализацией. Таким образом, микроорганизмы помогают растениям получать необходимые питательные вещества для роста и развития.
Кроме того, некоторые микроорганизмы способны фиксировать атмосферный азот и превращать его в доступную форму для растений. Это процесс называется азотофиксацией. Таким образом, микроорганизмы способствуют обогащению почвы азотом, что является важным фактором для роста растений.
Биоразложение и очистка отходов
Микроорганизмы также играют важную роль в биоразложении органических отходов. Они разлагают органические вещества, такие как растительные остатки, животные отходы и другие органические материалы, превращая их в более простые и стабильные соединения. Это позволяет уменьшить количество отходов и предотвратить загрязнение окружающей среды.
Кроме того, некоторые микроорганизмы способны разлагать токсические вещества, такие как нефтепродукты и пестициды. Это позволяет проводить биоремедиацию загрязненных почв и водных ресурсов.
Биологический контроль вредителей
Микроорганизмы также могут использоваться для биологического контроля вредителей растений. Некоторые микроорганизмы являются естественными врагами вредителей и могут уничтожать их или ограничивать их размножение. Это позволяет снизить использование химических пестицидов и снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Биотехнология и микробные препараты
Почвенная микробиология также используется в биотехнологии для создания микробных препаратов. Эти препараты содержат полезные микроорганизмы, которые могут быть использованы для улучшения почвенной фертильности, борьбы с вредителями и болезнями растений, а также для других целей.
Микробные препараты могут быть применены на поле или в саду для улучшения роста и развития растений, а также для защиты их от вредителей и болезней. Это позволяет снизить использование химических удобрений и пестицидов, что положительно сказывается на окружающей среде и здоровье человека.
Все эти применения почвенной микробиологии имеют большое значение для сельского хозяйства, экологии и биотехнологии. Они позволяют нам более эффективно использовать ресурсы, снижать негативное воздействие на окружающую среду и создавать устойчивые системы земледелия.
Видовой и количественный состав
В грунте живет достаточно много разновидностей бактерий, которые делятся по выполняемым функциям, месту обитания, особенностям питания и другим параметрам. В земле встречаются бактерии гниения, паразиты, симбионты. При этом отношения между разными видами микроорганизмов существенно отличаются.
Одноклеточные организмы, которые формируют споры, насчитывают 12 разновидностей. Они делятся по критерию предпочтений к среде. К примеру, термофилам подходят только высокие температурные параметры. Под воздействием одноклеточных многие вещества трансформируются в элементы, которые характерны для развития растений.
К появлению патогенной флоры приводит загрязнение грунта фекалиями. Эти микроорганизмы могут проникать в грунт из растений или кишечника животных. Это провоцирует развитие процессов гниения. Основными представителями патогенных бактерий считаются колиформные прокариоты. Эти одноклеточные микроорганизмы могут долгое время жить в грунте при условии его хорошего нагревания и отсутствия воздействия прямых солнечных лучей.
По форме клеточных стенок
Деление микроорганизмов в зависимости от формы стенок клеток базируется на результатах геномных исследований. Этот принцип позволяет выделить несколько видов одноклеточных:
- кокки – обладают клетками в виде сфер;
- бациллы – их клетки отличаются формой стержня;
- спириллы – эти микроорганизмы обладают формой спирали.
Также существуют грунтовые организмы, которые отличаются сложной структурой. В эту группу входят актиномицеты, которые имеют множество разветвлений.
По отношению к кислороду
В зависимости от способов использования кислорода для осуществления жизнедеятельности выделяют такие разновидности бактерий:
- аэробные – им для существования требуется кислород;
- анаэробные – гибнут, если в каком-то слое почвы присутствует кислород.
По способности окрашиваться методом Грама
Сущность этого метода заключается в присутствии наружной оболочки, которая отличается защитными функциями. Она способна пропускать или, наоборот, мешать попаданию антибактериального компонента и красящего вещества в структуру бактерии.
В большинстве случаев в грунте встречаются такие грамотрицательные организмы:
- псевдомонады – это мелкие одиночные бактерии, которые не вызывают образования спор;
- почкующиеся бактерии – в эту группу входят нитрифицирующие организмы;
- клубеньковые одноклеточные;
- энтеробактерии – бывают подвижными и неподвижными и считаются патогенными для растений;
- азотобактерии – являются крупными подвижными свободноживущими палочками;
- миксобактерии и цитофаги – эти микроорганизмы вырабатывают слизь и тяжи с плотной структурой.
Грамположительные бактерии включают такие разновидности:
- спорообразующие;
- бациллы – к ним относятся палочковидные бактерии, которые живут колониями и отличаются высокой степенью подвижности;
- крупные анаэробные организмы, которые принимают участие в процессах гниения, сбраживания пектина, углеводов, крахмала;
- коринеподобные бактерии – живут в подстилках, грунте, растительном субстрате.
По типу питания
В зависимости от типа питания бактериальные микроорганизмы, которые живут в грунте, бывают автотрофными и гетеротрофными. Первая группа добывает органические вещества для осуществления жизнедеятельности самостоятельно, вторая – использует готовую органику.
По функциям
Организмы, которые имеются в почве, требуются для деструкции органики. Во время осуществления жизнедеятельности одноклеточные насыщают грунт важными элементами. Клубеньковые бактерии отвечают за фиксацию азота около корней. Нитрифицирующие микроорганизмы требуются для повышения плодородности грунта.
Также, в зависимости от функций, существуют такие категории одноклеточных:
- Деструкторы – усваивают углеводы и разные вещества, представленные в форме живой или отмершей органики.
- Мутуалисты – такие бактерии сожительствуют на выгодных условиях. В качестве примера стоит привести клубеньковые бактерии.
- Хемоавтотрофы – получают энергию из неорганических элементов без содержания углерода.
