Cтраница 3
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. [31]
Ионы Na и С1 - входят в состав промышленных и бытовых сточных вод в наибольшем количестве. Во многих промышленных стоках хлориды преобладают над другими соединениями и составляют по весу 50 - 60 % всех растворимых солей. Высокая концентрация NaCl ( выше 1 - 2 %) вызывает развитие бактерий галофилов. Ионы кальция также являются одним из наиболее распространенных катионов во многих промышленных стоках. Этот показатель сохраняет свое значение для стоков различных промышленных комплексов. Соотношение минимальной концентрации кальция ( 160 мг / л) к максимальной составляло 1 3 - 1 5 ( см. табл. 1.10), что служит критерием ирригационной пригодности сточных вод ( см. гл. [32]
Существуют, однако, такие соленые водоемы, соленость воды которых даже превышает концентрированные растворы соли, употребляемые в пищевой промышленности. В этих водоемах нет жизни, но если в них отсутствуют флора и фауна, то зато имеются бактерии, которые в процессе эволюции приспособились к жизни в таких специфических условиях. Эта группа микробов носит название галофилов. Если эти галофилы попадают на поверхность соленой рыбы или мяса, то начинается их порча. [33]
Экстремальные галофилы развиваются вплоть до насыщения воды NaCl при 30 % - ной солености. К ним относятся архебак-терии сем. Наиболее обильное развитие галофилов происходит при солености 10 - 20 % в испаряющихся лагунах. [34]
Об успешном приспособлении галофилов к жизни в условиях крайне высокой солености свидетельствует то, что они обладают таким же ( в функциональном отношении) метаболическим аппаратом, как и аналогичные негалофильные формы. У галофилов и негалофилов существуют одни и те же пути синтеза АТФ, одни и те же механизмы репликации генов и синтеза белков. Однако в основе такого функционального сходства должны лежать огромные биохимические различия между галофилами и негалофилами. [35]
Наиболее простой подход к нему заключается в имитации 6-компонентного состава вод, в которых организм наблюдается. Катионный состав определяется, прежде всего, Na, Ca, Mg; анионный - хлоридом, сульфатом, бикарбонатом. Нужно обратить внимание на общую минерализацию среды, которая должна соответствовать тем водам, из которых организм предполагается извлечь в культуру. Для галофилов необходимо применять рассолы. Как правило, лабораторные среды чрезвычайно перегружены солями. На них нет надежды успешно культивировать обитателей пресных и тем более ультрапресных вод. Для пресных вод определенную возможность представляет карбонат кальция СаСОз, с которым природные пресные воды находятся в равновесии, обеспечивая нейтральную реакцию. Правда, осадок мела часто неудобен в работе. [36]
Экстремальные галофилы выделены норвежским ученым X. При понижении концентрации солей в окружающей среде клеточная стенка бактерий разрушается. Палочковидные клетки превращаются в шаровидные сферопласты. При дальнейшем понижении концентрации соли клетки взрываются, так как внутриклеточное осмотическое давление оказывается очень высоким. Как было изучено, энзимы этих экстремальных галофилов активны лишь при высокой концентрации солей К и Na. Такие микроорганизмы, являясь гетеротрофами и используя энергию органических соединений, погибают в присутствии избытка пищи при поступлении воды в среду, понижающей концентрацию солей. Они не могут не быть галофилами. Являясь представителями своеобразной группы высоленных форм жизни, эти микробы обречены на существование в условиях соляной рапы. [37]
В более примитивных прокариотических клетках ДНК не выделяется специальной дополнительной мембраной. Обычно эти клетки содержат одну гигантскую молекулу двуспиральной ДНК, состоящую из нескольких миллионов нук-леотидов. Иногда, по аналогии с эукариотической клеткой, ее называют хромосомной ДНК. В некоторых случаях в прокариотических клетках, в дополнение к этой ДНК) присутствуют еще и относительно маленькие молекулы ДНК ( длиной в несколько тысяч, нуклеотидов), несущие дополнительную информацию; их называют плазмидами. В большинстве случаев плазмиды копируются независимо от хромосомной ДНК и клетки могут содержать ряд подобных молекул. Несмотря на маленькие размеры, они придают клетке ряд особенностей, чрезвычайно важных для их выживания, например устойчивость к определенным антибиотикам. ПрокариОтические клетки обладают относительно маленькими размерами. Их линейные размеры имеют порядок 1 мкм, а самые маленькие из известных прокариотических клеток - микоплазмы - имеют размер около 0 3 мкм. К последним относят микроорганизмы, живущие в экстремальных условиях - в горячей или сильнокислотной среде ( термоацидофилы), в концентрированных соляных растворах ( галофилы) и др. Условия жизни архебактерии, по-видимому, достаточно близки к тем, которые существовали на Земле в период зарождения жизни. [38]