Природоведческая микробиология

Cтраница 1

Природоведческая микробиология рассматривает деятельность микроорганизмов в природе. Центральным объектом исследования является микробное сообщество как система взаимодействующих между собой разнообразных организмов. Сообщество функционирует в экосистеме, реализующейся в ландшафте. К изучению сообщества есть два пути: один, основанный на определении состава сообщества, взаимодействий в нем, путей метаболизма, организмов ответственных за ключевые реакции, или второй - бескультурный, где культура не используется, а описываются суммарные процессы химическими методами в рамках синэкологии. [1]

Для природоведческой микробиологии элементом является микроорганизм с определенными функциями. Множество одинаковых организмов представляет вид или род в зависимости от требуемой степени детализации. Множество видов или родов разных микроорганизмов представляет операционные единицы для анализа их взаимодействия в сообществе и сообщества с местом обитания - биотопом. В свою очередь, сообщество и биотоп объединяются в абстрактное понятие экосистемы, реализуемой в конкретном ландшафте. [2]

В природоведческой микробиологии основным операционным понятием служит сообщество, состоящее из нескольких, иногда многих, взаимодействующих разнородных видов. Сообщество служит объектом системного подхода и требует, с одной стороны знания ключевых взаимодействующих видов, а с другой - условий, в которых сообщество действует и на которые оно влияет. [3]

В природоведческой микробиологии требуется знание особенностей функционирования всех таких сообществ и характеристик входящих в них ключевых организмов. Поэтому знание разнообразия микробного мира является необходимым требованием для работы в этой области. [4]

Поля устойчивости соединений железа в координатах Eh - pH. [5]

Для природоведческой микробиологии важнейшим показателем служит окислительно-восстановительное состояние среды обитания микроорганизмов. Eh характеризует восстановленность среды, а рН отражает концентрацию протонов. В качестве примера на рис. 3 приведена диаграмма устойчивости соединений железа. [6]

В природоведческой микробиологии особенности транспорта вещества, определяющие набор используемых веществ и сродство клетки к ним, имеют едва ли не большее значение, чем метаболические пути внутри клетки. Особо следует отметить, что клетки обладают разными системами транспорта вещества, включающимися при высокой или низкой концентрации субстрата. Для этих систем транспорта значения Кт ( константы, равной половине максимальной скорости реакции) отличаются на 1 - 3 порядка. [7]

Расположение функциональных центров. на субчастицах рибосомы ( по А. С. Спирину, 1999. [8]

Для целей природоведческой микробиологии, которая начинает построение свой логики с целого организма, а не его частей, наибольший интерес представляют не универсальные процессы, а те этапы, которые ответственны за формирование функциональных различий как между организмами, так и разными состояниями одного организма. Последнее тесно связано с адаптацией. [9]

С позиций природоведческой микробиологии эубактерии и ар-хебактерии рассматриваются вместе как функциональные группы прокариот. Среди архебактерий пока выделены крупные таксоны Euryarchaeota ( по признаку повсеместного присутствия, Еигу -) и Crenarchaeota ( термофильные, развивающиеся в потоке, Сгеп -, в газогидротермах, организмы), но эти названия не узаконены. Специализация архебактерий позволяет рассматривать отдельно их функциональные группы - метаногенов, галофилов, экстремальных термофилов. Роды экстремальных термофилов, вследствие своего уникального положения на 16S рДНК дереве, получают высокие таксономические ранги. [10]

С точки зрения природоведческой микробиологии важно рассмотреть прежде всего 1) группу главных первичных продуцентов ( цианобактерии); 2) протеобактерий, разделив их на группы брганотрофов, фототрофов, хемосинтетиков; и 3) грамположи-тельные организмы, разделив их на группы одноклеточных бактерий и - мицелиальных актиномицетов. [11]

Основными предметами обсуждения в природоведческой микробиологии являются: 1) микробные сообщества; 2) биогеохимические циклы; 3) историческая микробиология. Все эти три предмета тесно связаны между собой системным подходом. Основу природоведческой микробиологии составляет, но. Природоведческая микробиология включает также анализ среды, в которой действуют микробы, и ее изменения под непосредственным и опосредованным действием микроорганизмов. [12]

Наконец, суть подхода к природоведческой микробиологии составляет анализ трофических связей в микробном сообществе как функциональной целостности. Благодаря специфичности микроорганизмов, в крайних случаях узко специализированных монотрофов, можно построить схемы трофических связей, основанные на продукт-субстратных взаимодействиях между видами. Этот качественный аспект химических взаимодействий представляется главенствующим в конструировании сообщества. Следующий аспект связан с физической стороной организации сообщества в такую структуру, где физические потоки химических веществ достигают потребителя наилучшим образом. Это ведет к формированию псевдоткани из разнородных видов организмов. [13]

Следующим этапом, уже собственно природоведческой микробиологии, а не введения в нее, представляется взаимодействие микробного сообщества в составе ландшафта с биосферой и геосферой. Эта часть поневоле распадается на рассмотрение по стихиям: атмосфере, химический состав которой контролируется микроорганизмами: гидросфере, включающей океан, прибрежные моря, континентальные водоемы; литосфере с почвой и корой выветривания как тонком, наиболее активном слое. [14]

Быстрая дифференциация наук привела к тому, что под понятием микробиология стала подразумеваться почти исключительно бактериология, в то время как другие микроскопические организмы остались в ведении альгологии, протистологии, микологии, ориентированных на описание биоразнообразия, с лишь немногими представителями микроводорослей, простейших, грибов, вовлеченными в сферу экспериментальных исследований. Природоведческая микробиология, ориентированная на изучение деятельности микроорганизмов в природных условиях, должна оценивать процессы первичной продукции, деструкции, биогеохимических циклов вне зависимости от того, какими организмами они вызываются. Однако есть определенные основания для того чтобы рассматривать бактерии отдельно от других микроскопических организмов, прежде всего потому, что жизнь на Земле была представлена и сформирована как определяющая часть биогеохимической системы бактериями. Примерно 1 млрд лет назад в эту систему встроились и на нее наложи-лись процессы, обусловленные деятельностью распространившихся тогда эукариотных организмов, которые, однако, лишь, модифицировали уже имевшуюся систему. [15]

Страницы: 1 2