В связи с развитием современных методов использования микроорганизмов для решения проблем сохранения и восстановления окружающей среды в последнее время начало быстро развиваться научное направление, которое получило название экологическая биотехнология. Экологическая биотехнология или, как ее еще называют, экобиотехнология занимается решением таких задач, как микробиологическая очистка почвы, воды, включая сточные воды, и воздуха, разработка технологий применения микроорганизмов для переработки отходов жизнедеятельности человека, разработка технологий трансформации и минерализации ксенобиотиков, а также других веществ, загрязняющих окружающую среду. Процесс очистки или восстановления окружающей среды с помощью микроорганизмов или других биологических объектов называют биоремедиацией. В круг задач экобиотехнологии входит также разработка методов направленного использования микроорганизмов для получения энергоносителей, а также разработка энергосберегающих биотехнологий.
Аутэкология микроорганизмов. Аутэкология – это раздел экологии, изучающий действие различных абиотических факторов среды на отдельные биологические особи, виды, и популяции.
Надо иметь в виду, что при изучении воздействия тех или иных факторов на микроорганизмы, микробиологи, как правило, имеют дело с популяциями микроорганизмов, а не отдельными особями. Как известно, микробиологи работают с культурами микроорганизмов, и все свои выводы, как правило, делают на основании их изучения.
Рассмотрим влияние различных абиотических факторов на микроорганизмы. Все эти факторы можно разделить на физические и химические. Некоторые из этих факторов действуют постоянно. Например, каждая среда имеет определенную температуру и рН. Другие факторы, например, излучения, различные химические соединения, кислород, могут присутствовать или отсутствовать. Значение абиотических факторов для жизнедеятельности разных микроорганизмов различно. Так, развитие облигатно фототрофных бактерий зависит от освещения. Для бактерий с другим типом питания свет обычно является фактором более или менее случайным.
Условия внешней среды, т.е. абиотические факторы, имеют большое значение для жизни микроорганизмов, как впрочем, для жизни любых других организмов. Наличие кислорода, температура, освещенность и влажность, концентрация ионов водорода (рН) и другие факторы среды оказывают влияние на распространение микроорганизмов в природе, их рост и жизнедеятельность. В целом, следует подчеркнуть, что для прокариот, как для группы организмов, характерна способность существовать в гораздо большем диапазоне условий внешней среды, чем для эукариотных организмов.
Для каждого микроорганизма существуют определенные границы факторов, которые обеспечивают его жизнедеятельность. Для каждого фактора можно определить минимальные и максимальные значения, при которых рост того или иного микроорганизма отсутствует, а также оптимум, который обеспечивает максимальную скорость роста. Отношение каждого микроорганизма к тому или иному фактору окружающей среды можно охарактеризовать графиком зависимости роста (биомассы, числа клеток или скорости роста) от интенсивности фактора. При этом на таком графике находят так называемые кардинальные точки: оптимальные значения фактора (оптимум роста), обеспечивающие наиболее активный рост микроорганизма, а также минимальные и максимальные значения фактора, за пределами которых рост прекращается.
При оптимальных условиях микроорганизм обладает максимальной конкурентоспособностью. Вне области оптимума микроорганизмы сохраняют жизнедеятельность, но растут медленнее, чем в оптимальных условиях. В этом случае их конкурентоспособность становится пониженной и они могут быть вытеснены из экониши другими видами. Выход за пределы кардинальных точек, т.е. заминимальные или максимальные значения фактора, связан с прекращением жизнедеятельности, в связи с чем рост клеток отсутствует. Однако даже в таких условиях клетки микроорганизмов могут сохранять жизнеспособность в течение определенного времени. При попадании таких клеток в оптимальные условия они способны возобновлять свой рост.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.