Экология микроорганизмов: Конспект лекций № 1-5. Введение в экологию микроорганизмов. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов с животными и человеком, страница 3

Рассмотрим влияние отдельных физико-химических факторов внешней среды на микроорганизмы.

Влияние молекулярного кислорода. Разделение микроорганизмов на группы в зависимости от их отношения к молекулярному кислороду. Молекулярный кислород является важнейшим фактором, влияющим на жизнедеятельность микроорганизмов. Все микроорганизмы могут быть разделены на несколько групп в зависимости от их отношения к молекулярному кислороду (Рис. 1). Микроорганизмы, для которых кислород необходим, называют облигатными (т.е. обязательными) аэробами. Это микроорганизмы, которые получают энергию за счет аэробного дыхания, используют кислород как конечный акцептор электронов в электронтранспортной цепи.  К ним относится большинство микроорганизмов. Кроме того, аэробные эукариотные микроорганизмы используют кислород в синтезе стеролов и ненасыщенных жирных кислот.

Аэробы                                                Анаэробы  Облигатные    Факультативные    Аэротолерантные  Облигатные              Микроаэрофилы

Рис. 1. Группы микроорганизмов в зависимости от отношения к молекулярному кислороду

Многие виды микроорганизмов могут расти в атмосфере, содержащей до 40% кислорода. Вместе с тем, есть микроорганизмы, которые хотя и нуждаются в наличии молекулярного кислорода, но могут расти только при низком его содержании (от 2 до 10%) и повреждаются при нормальном атмосферном уровне кислорода, т.е. когда его содержание в окружающей атмосфере около 20%. Такие облигатно аэробные микроорганизмы получили название микроаэрофилов. К таким микроорганизмам относятся, например, бактерии рода Campylobacter.

Следующая группа микроорганизмов – облигатные анаэробы – могут расти только в среде, лишенной кислорода, так как кислород для них токсичен. Поэтому выделение и культивирование таких микроорганизмов представляет определенные технические  трудности. К числу облигатных анаэробов относятся метанобразующие, сульфатредуцирующие бактерии и ряд других прокариот, например представители родов Clostridium и Bacteroides. Облигатные анаэробы рассматриваются в качестве наиболее древних форм жизни на Земле. Среди эукариотных микроорганизмов облигатными анаэробами являются некоторые простейшие, в частности отдельные представители трихомонад. Обнаружены такие формы и среди грибов, но, видимо, это свойство имеет у эукариот вторичное происхождение. Предполагается, что анаэробность у эукариот  возникла в результате утраты способности некоторых эукариотных микроорганизмов использовать молекулярный кислород в своем метаболизме.

Группа факультативных анаэробов включает микроорганизмы, которые растут как в присутствии, так и в отсутствие кислорода. Факультативные анаэробы не нуждаются в кислороде, однако при наличии молекулярного кислорода (т.е. в аэробных условиях) такие микроорганизмы переключаются на окисление субстрата с участием кислорода и начинают получать энергию в процессе аэробного дыхания, в результате чего они растут активнее в аэробных условиях, чем в анаэробных. В анаэробных условиях источником энергии для них служат процессы брожения или анаэробного дыхания. Примером факультативных анаэробов являются многие дрожжи, способные осуществлять в анаэробных условиях спиртовое брожение  углеводов, а в аэробных переключающиеся на окисление этих углеводов до углекислоты и воды. Довольно много факультативных анаэробов существует и среди бактерий. В частности, представителями этой физиологической группы являются энтеробактерии (например, кишечная палочка, Escherichiacoli), которые в анаэробных условиях получают энергию за счет нитратного или фумаратного дыхания.