Экология микроорганизмов: Конспект лекций № 1-5. Введение в экологию микроорганизмов. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов с животными и человеком

Лекция 1. Введение в экологию микроорганизмов. Аутэкология микроорганизмов.

Предмет экологии микроорганизмов. Основные разделы экологии микроорганизмов. Аутэкология микроорганизмов. Влияние молекулярного кислорода. Разделение микроорганизмов на группы в зависимости от их отношения к молекулярному кислороду. Молекулярный кислород как фактор эволюции. Механизмы токсичности кислорода. Биохимическая защита от активных форм кислорода. Влияние температуры. Биохимическая адаптация микроорганизмов к высоким и низким температурам. Влияние водной активности. Биохимическая адаптация микроорганизмов к повышенной концентрации веществ в среде. Влияние активной кислотности среды. Биохимическая адаптация микроорганизмов к экстремальным значениям рН. Влияние разных видов излучений. Биохимические адаптации к свету высокой интенсивности. Влияние химических воздействий на микроорганизмы. Дезинфекция и антисептика. Антибиотики.

Предмет экологии микроорганизмов. Название науки экология образовано двумя греческими словами: oikos – дом, жилище и logos – наука. Предметом экологии является изучение связей между организмами и окружающей их средой. В соответствии с этим экологию микроорганизмов можно определить как науку, которая занимается изучением взаимоотношений между микроорганизмами и средой их обитания. Под средой обитания понимается совокупность всех внешних факторов, влияющих на микроорганизмы. Все эти факторы в зависимости от их природы можно разделить на абиотические и биотические. Под абиотическими факторами понимаются разнообразные физико-химические факторы, т.е. факторы не биологической природы. Под биотическими факторами понимаются живые организмы, а также продукты их жизнедеятельности, которые взаимодействуют с микроорганизмами в природе. Таким образом, экология микроорганизмов занимается как изучением взаимоотношений микроорганизмов с абиотическими факторами среды, так и изучением взаимоотношений с биотическими факторами среды, т. е. изучает взаимоотношения микроорганизмов между собой, а также взаимоотношения микроорганизмов с животными и растениями. Особое внимание в экологии микроорганизмов уделяется изучению сообществ микроорганизмов, обитающих в разных природных средах.

Основные разделы экологии микроорганизмов. Хотя мы рассматриваем экологию микроорганизмов как отдельную науку, она является, по существу, одним из разделов микробиологии. В свою очередь, в рамках экологии микроорганизмов можно выделить отдельные научные направления, которые в настоящее время принято рассматривать как разделы экологии микроорганизмов, либо даже как самостоятельные науки. Такое разделение, в первую очередь, связано с разнообразием природных сред, в которых обитают микроорганизмы. Таким образом, выделяют почвенную, водную и аэромикробиологию. Почвенная микробиология изучает состав микроорганизмов, обитающих в почве, их роль в круговороте веществ в почве, а также их значение для структуры и плодородия почвы. Кроме того, почвенная микробиология изучает также влияние обработки почвы на микробиологические процессы в ней, а также действие бактериальных препаратов на урожайность растений. Соответственно водная микробиология изучает количественный и качественный состав микроорганизмов соленых и пресных вод и их роль в биохимических процессах, протекающих в водоемах, в круговороте веществ, в загрязнении и очистке питьевой и сточных вод. Еще одна среда, в которой обитают микроорганизмы, - это воздух. Хотя, конечно, количество микроорганизмов здесь значительно меньше, чем, например, в почве, тем не менее, в нашей жизни эти микроорганизмы имеют большое значение. Поэтому в настоящее время выделяется специальный раздел микробиологии – аэромикробиология, который как раз и занимается изучением микроорганизмов воздушной среды.

Микроорганизмы играют очень важную роль в круговороте веществ в природе, в образовании и разрушении залежей полезных ископаемых. Изучением этих вопросов занимается геологическая микробиология. Таким образом, экология микроорганизмов, сама по себе являясь частью микробиологии, включает в себя целый ряд научных направлений.

Важнейшим направлением экологии микроорганизмов является изучение взаимоотношений микроорганизмов как между собой в разнообразных сообществах, так и с другими организмами, т.е. с животными и растениями. Синэкология - этот раздел экологии, изучающий сообщества организмов, т.е. биоценозы. Синэкология микроорганизмов занимается изучением сообществ микроорганизмов – микробиоценозов, или как их еще называют микроценозов. Демэкология – это раздел экологии рассматривающий связи популяций со средой и внутрипопуляционные процессы. Наконец важным разделом экологии микроорганизмов является аутоэкология – раздел экологии, изучающий действие различных абиотических факторов среды на отдельные виды микроорганизмов. В связи с развитием биохимии, молекулярной биологии и генетики в настоящее время мы можем понять тонкие механизмы адаптации различных организмов к тем или иным условиям окружающей среды. Теперь все чаще можно встретить такие термины как биохимическая или молекулярная экология. Особые успехи здесь как раз достигнуты при изучении молекулярных механизмов адаптации к окружающей среде у микроорганизмов.