Роль микроорганизмов в экосистеме

 

Институт государственного управления, права и инновационных  технологий.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат по экологии

 на тему:

«Роль микроорганизмов  в экосистеме».

 

 

                                                                         Выполнила: Матвеева О.Н.

 

                                                                         Группа: 09.2013-ЭМ-ЭКОЛОГИЯ

 

                                                                                     Преподаватель: Иванова Е.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Москва

2014 год

 

 

 

Содержание.

 

Введение…………………………………………………………………………...3

 

1. Микроорганизмы  как часть экосистемы……………………………………...5

2. Микроорганизмы и почва……………………………………………………...8

3. Микроорганизмы и вода……………………………………………………...12

• 4. Микроорганизмы и атмосфера……………………......……………………...14

• Заключение……………………………………………………………………….16

• Список литературы……………………………………………………………....18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

Микроорганизмы обитают во всех естественных средах и считаются неотъемлемыми составляющими любой природной системы и биосферы в целом.

 

Качественный и количественный состав микробов, обнаруживаемых в грунте, воде, атмосфере, на растениях, пищевых продуктах, в организме человека и животных, разнообразен.

 

Выяснение экологии микробов служит базой для осмысливания явлений паразитизма, естественно-очаговых и зоонозных болезней, а также для разработки противопаразитических мероприятий в борьбе с разными заразными заболеваниями.

 

Экология – это дисциплина, которая занимается исследованием отношений организмов между собой и с окружающей средой. Экология микроорганизмов призвана изучать лишь некоторые площади экосистем. Для начала нужно разглядеть подробнее сам тезис «экосистема». 
Экосистема представляет собой основной элемент экологии, и содержит в себе биотические и абиотические элементы. Биотические элементы являются обществом различных организмов, биоценозом, либо популяцией микробов. Популяция имеет возможность включать в себя как представителей 1-го вида, так и многих. Абиотические элементы – это не что другое, как физиологические и химические данные конкретной экосистемы, при этом масштабы микроорганизменных экосистем имеют все шансы разительно различаться – от водоема до отдела кишечного тракта. По великому счету, всю биосферу нашей земли позволительно считать большой экосистемой. Часто конкретную экосистему объединяют с понятием «окружающая среда», то есть сфера, цель которой – усиливать и совершенствовать отнощения определенного организма либо популяции с находящийся вокруг биотическими либо абиотическими элементами экосистемы.

 

3

Местообитание, то есть жизненное пространство того либо другого вида определяется в границах окружающей его экосистемы. Любой организм можно привязать, по меньшей мере, к 1 местообитанию, где его можно повстречать и где проходит его обычная деятельность. Это может быть как плодовитая почва, так и человеческий кишечный тракт. Внутри одной конкретной экосистемы микроорганизм имеет возможность обладать одним либо многими местообитаниями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Микроорганизмы как часть экосистемы.

В естественных условиях мельчайшие организмы никогда не живут в виде чистых культур. Обилие микроорганизменных функций в природе обусловливается их вездесущим распространением и широтой метаболических возможностей. Главными функциями микробов в естественных местообитаниях считаются:

 

1. минерализация органических элементов до СО2, NH3, H2, CH4, H2O и др. в разных физико-химических обстоятельствах;

 

2. поставка легкодоступных питательных элементов (в виде экзометаболитов, резервных соединений, живой и безжизненной биомассы) для остальных организмов (микроорганизменные клеточки содержат все органогенные составляющие, в том числе в среднем 50% углерода, 14% азота и 3% фосфора);

 

3. вариация и перевод в растворимую либо газовидную форму трудных сочетаний, становящихся легкодоступными для остальных организмов, путем преобразования их в реакциях микроорганизменного обмена препаратов либо опосредованно (за счет перемены физико-химических критерий среды, к примеру, при выделении микроорганизмами кислот);

 

4. выделение соединений, активирующих либо подавляющих действие остальных микробов, растений и животных (стимуляторов роста, бактериоцинов, антибиотиков, токсинов и т.д.). По возможности исполнять конкретные функции микроорганизмы подразделяют на физиологические (многофункциональные) категории.

 

Повсеместное распространение микробов обусловливается многообразием их свойств и методов взаимодействия с окружающей средой. Мельчайшие организмы имеют все шансы применять в качестве источников углерода и энергии практически любые элементы. Организации

 

 

микроорганизменной регуляции разрешают отлично управлять перестройкой метаболизма при изменении критерий окружающей среды. Предельные значимости физико-химических условий для микробов значительно превосходят эти характеристики для наиболее высокоорганизованных живых существ.

 

Каждый вид в природе захватывает установленное местообитание с определенным комплектом абиотических и биотических условий и исполняет конкретную функцию. Функциональное и пространственное положение вида в экосистеме именуют его экологической нишей. Для удачного сосуществования виды, занимающие одинаковое место жительства, обязаны отличаться фукциональными чертами.

 

Микроорганизменные местообитания имеют непростой и бесконечно изменяющийся характер и находятся в зависимости от градиентов концентраций питательных и токсических элементов и значений лимитирующих условий (температуры, рН, света, доступности воды и т.д.). Потому природоохранных ниш для микробов - нескончаемо много, однако именно комплекс перечисленных выше условий описывает природоохранную нишу для конкретного микроорганизма, где он доминирует. Для четкой характеристики места жительства мельчайшего организма необходимо учесть его окружение, т.е. совокупность причин в непосредственной близости от микроорганизменных клеток. Почти все специализированные категории микробов живут в таких критериях микроокружения, что чувствуют наименьшую конкурентную борьбу со стороны остальных микробов.

 

В кругу обитания микроорганизмы имеют все шансы пребывать как в свободном (взвешенном в воде), так и в закрепленном состоянии. При этом существенно различаются физическое окружение и поступки микроорганизменных клеток. В вольном состоянии пребывают, в ключевом, молодые энергично мобильные микроорганизмы в периоде расселения.

 

 

В естественных местообитаниях большая часть микробов предпочитают вырастать в прикрепленном пребывании, так как на пределе раздела фаз сосредоточение препаратов традиционно больше из-за их адсорбции. Присоединение нитчатых конфигураций к твердым плоскостям с образованием косм можно видеть в текучих водах. При данном один конец нити с подмогою особых текстур укрепляется в жестком субстрате, а другой вольно колышется в текущей воде. Наиболее сложное образование именуется биопленкой. Создание биопленки завязывается с создания монослоя из клеток одного вида, владеющего высочайшими адгезивными качествами. Осклизлые выделения данных клеток содействуют прикреплению остальных микробов. В зависимости от особенностей обитания микробов (свет, наличие питательных веществ и быстроты диффузии) конструкция биопленки имеет возможность усложняться. Могут сформироваться слои, представленные разными типами микробов, микроколонии, окунутые в общий полисахаридный матрикс, и гибридные клеточные установки. Подобная сложная оболочка формируется будто трехмерная структура, элементы коей соединены внутренними порами и сквозными каналами. Биопленка может разбухать до макроскопического объема, создавая микроорганизменный мат. Время от времени круги микробов имеют разный цвет, и тогда конструкция мата заметна безоружным глазом. Эти маты нередко создаются в плоскости камней либо осадков в сверхсоленых и пресноводных озерах, лагунах, горячих ключах и морских прибрежных участках. Положение клеток в биопленках существенно различается от состояния свободноживущих клеток. В составе аппаратов микроорганизмы пребывают в близком соседстве и погружены в матрикс. Матрикс – это работа жизнедеятельности микроорганизменного общества, состоящий из неглубоких клеточных текстур и экзометаболитов, в основном, полисахаридной природы. Он является сферой обитания клеток и исполняет конкретные функции в сообществе. Физико-химические обстоятельства матрикса различаются от

 

 

обстоятельств в водных растворах. Матрикс ограничивает поступление из окружающей среды вредоносных условий и сосредоточивает в себя калорийные вещества, продукты обмена и контрольные молекулы.

 

Поступление элементов к клеткам исполняется не только маршрутом диффузии, однако и сквозь каналы и отверстия в матриксе. В различных компонентах агрегата, состоящего даже из микробов 1-го вида, клетки пребывают в разном физическом состоянии из-за различия в притоке питательных элементов. Ограниченность места и тесное соседство микроорганизменных клеток в составе агрегатов приводит к наиболее скорому обмену продуктами жизнедеятельности. Матрикс не только пространственно сдерживает микроорганизменные клетки, однако и объединяет их меж собой. Сохранение формы под воздействием наружных нагрузок дает возможность ему оберегать клетки от механических дефектов и «сглаживать» колебания физико-химических причин, обеспечивая прочное микроокружение. Матрикс содействует дифференциации клеток изнутри популяции и имеет возможность гарантировать «коллективные» реакции («чувство кворума»). Сообразно достижении некоторой густоты клеток в ограниченном месте матрикса скапливается сигнальное вещество, работающее на все клетки популяции и приводящее к «коллективному» ответу. В обществе, сохраняющем некоторое количество видов микробов, реакции станут существенно наиболее трудными.

 

2. Микроорганизмы  и почва.

Важной земной экосистемой считается почва. В агропочвенной микробиологии экосистему почвы считают продуктом сложных отношений меж химическими и физиологическими действиями, случающимися в очень неоднородной сфере с меняющимися критериями, и активными существами, представляющими практически все формы жизни.

 

Земля, с одной стороны, сама является итогом воздействия комплекса

 

 

физико-химических и биологических причин, а с другой, – владеет полифункциональностью, открытостью и возможностью к самоорганизации и удерживает неизменный повторяющийся процесс воспроизводства существования на планете.

 

Органические элементы почвы накопились и продолжают аккумулироваться в сегодняшнее момент за счет увеличения и репродукции фототрофных организмов. Главные продуценты в агропочвенных экосистемах – наверное растения, хотя водоросли, цианобактерии и хемолитотрофные бактерии еще вносят собственный маленький вклад в данный процесс. Плодородие земли, т.е. ее способность содействовать росту растений, находится в зависимости не только от хим. состава земли, но в значимой мере обусловливается метаболической энергичностью агропочвенных микробов. Поражение базисного вещества земли перед действием различных компаний микробов и грибов приводит к обращению слаборастворимых биополимеров в наиболее растворимую одномерную форму. Последующая конверсия мономеров в неорганические ионы сопровождается сукцессией агропочвенных микроорганизменных популяций. При этом преемственно возникающие субстраты выступают будто источник энергии, углерода и остальных органогенных частей для роста и становления микробов, участвующих в действиях уничтожения органического вещества земли. Регресс может совершаться как в присутствии, так и в нехватке воздуха, при этом в анаэробных условиях в процессе принимут участие как мельчайшие организмы-бродильщики, так и анаэробно дышащие категории. Органические продукты ферментации могут перекочевывать в аэробные места жительства, где будут подвергаться окислению и содействовать рост аэробных микробов, архей и грибов. Анаэробное дыхание – это 1 из методов извлечения энергии для ряда гетеротрофных микробов, архей и, вероятно, отдельных грибов и простейших, сопровождающийся разрушением агропочвенной органики.

 

 

Возникающие неорганические вещества потребляются хемолитоавтотрофными микроорганизмами, которые продуцируют свежую биомассу. Микроорганизменная масса агропочвенных микробов еще подвергается разрушению, являясь принципиальным источником калорийных препаратов для массы остальных жителей почвы. В почвах создаются неповторимые места жительства для многочисленных организмов (микробов, грибов, простейших, водорослей, насекомых, нематод, мелких животных). Все данные организмы нужны для вырабатывания и укрепления земли.

 

Разряд базисных ингредиентов земли рушится очень замедленно и, как правило, никак не поддается абсолютной минерализации. За счет медленного и недостаточного гниения лигнина и микроорганизменных клеточных стен создается принципиальная базисная часть земли – дерн, характеризующийся невысокой растворимостью и присутствием ароматических химических объединений в молекуле. Органическое вещество, непрерывно прибавляющееся в виде растительных и животных фрагментов, равномерно модифицируется в прочный, обеспеченный калорийными препаратами дерн агропочвенными микроорганизмами. Почвы содержат много поверхностей, коие оказывают большое влияние на доступность питательных веществ и взаимодействия разных микробов. Разный размер пор делает их в различной ступени легкодоступными для применения и колонизации. 
Расположение микробов сообразно агропочвенному профилю соединено с конфигурацией скопления органического вещества и значений физико-химических условий с глубиной. В основной массе почв высокое содержание органики имеется в неглубоких оболочках, а с повышением глубины растет численность глины. Традиционно насыщенность микроорганизменной популяции опускается от поверхности в глубину из-за убавления нахождения органического углерода и молекулярного воздуха. Зоны почвы вокруг корней растений характеризуются наиболее высочайшими плотностями

 

 

 

микроорганизменных популяций, высочайшими ролями микроорганизменной биомассы и наиболее значимым уровнем единой микроорганизменной энергичности. Окислительно-восстановительные условия и вразумительность тех либо других акцепторов электронов в значимой ступени характеризуют, какие категории микробов станут гнездовать в предоставленной почве.

 

Почвы создаются в разных критериях окружающей среды. Вслед за тем, где проистекает исчезание новоиспеченого геологического материала или после извержения, или после землетрясения, наступает освоение его микроорганизмами. Пионерами тут считаются цианобактерии, способные к фотосинтезу и азотфиксации. Огромную значимость в вырабатывании и функционировании почв играют грамположительные актинобактерии, имеющие различную ступень ветвления и формирования мицелия. Отличительный почвенный запах находится в зависимости от выделяемого ими вещества геосмина. Данные категории играют главное значение в расщеплении углеводородов, старых растительных тканей и агропочвенного дерна. При разборе микроорганизменного «народонаселения» земли надлежит держать в голове, будто в сегодняшнее время получается возделывать лишь около 1-10% агропочвенных микробов. Некультивируемые формы можно обнаруживать с поддержкою молекулярно-биологических способов, экстрагируя микроорганизменную ДНК и амплифицируя ее в полимеразных цепных реакциях с следующим значением очередности нуклеотидов в гене, кодирующем 16S рРНК. 
Агропочвенными считают мельчайшие организмы, которые хотя бы часть собственного актуальный цикла проводят в грунте. Это представители целых 3-х филогенетических доменов Bacteria, Archaea и Eukarya. Агропочвенные бактерии и грибы – это 2 наиболее необъятные как по биомассе, этак и сообразно численности группы. Археи, включая метаногенов, крайных галофилов и крайных термофилов, также представлены, но их значимость в почвах, не характеризующихся экстремальными параметрами и не