чрезвычайно привлекательный подход, который не является трансгенным и может рассматриваться как коллективный расширенный геном растения. Это явление носит название "Естественный отбор". В процессе естественного отбора закрепляются мутации, увеличивающие приспособленность организмов.
Как сельское хозяйство загрязняет природу?
Причем массовое исчезновение этого вредителя находится на том же процентном показателе, как и исчезновение полезных насекомых — бабочек, пчел. Мы настолько привыкли считать ту же совку, мотылька, тлю вредителями, что было бы логичнее думать, что в мире, где их меньше, сельское хозяйство могло бы процветать как никогда раньше. Однако результаты исследований говорят об обратном — ученые в последние годы изучали многолетние энтомологические записи своих коллег, на основании которых выстроили сложную пищевую цепочку. В частности, было установлено, что практически на любого насекомого-вредителя находится энтомофаг — то есть естественный враг. К примеру, основным питанием златоглазок являются гусеницы совок. Массовое исчезновение вредителей приведет к разрыву пищевой цепочки — естественным врагам нечем будет питаться и с большей вероятностью их ждет исчезновение. В результате фермеры должны будут либо смириться с более низкими урожаями сельхозкультур, либо применять больше СЗР для защиты культур от вредителей, которые не уничтожаются естественными врагами.
Численность микроорганизмов снижается не сразу, а через несколько недель после внесения препаратов.
Грибы угнетаются большим числом веществ, меньшими концентрациями и в течение более длительного времени, чем бактерии и актиномицеты. Интенсивные системы земледелия становятся все более «грязными» за счет остаточных количеств пестицидов в пахотных почвах. Ведутся поиски альтернативных систем земледелия, не влекущих за собой загрязнения природной среды. С 1972 г. Это движение пропагандирует биологическое земледелие. Оно должно обеспечить развитие двух направлений земледелия: 1 биолого-динамическое направление, которое рассматривает не только проблемы сельского хозяйства, но и взаимоотношения человека с окружающей средой в целом и является, по сути, не только технологической инновацией, но и определенным мировоззрением; 2 органо-биологическое направление, называемое также биолого-органическим, органическим, натуральным, экологическим, альтернативным. Первое из этих направлений делает упор на ручной труд и полное исключение химикатов, второе - на системы обработки почвы и допускает минимальное использование пестицидов.
Однако рентабельность таких ферм достаточно высока из-за экономии на минеральных удобрениях, пестицидах и очень высокой цены на экологически чистую продукцию. При изучении последствий систематического применения биоцидов была установлена возможность их превращения в нетоксичные соединения путем полного разложения или образования нетоксичных комплексов. Это явление получило название детоксикации. Вся система использования сельскохозяйственных угодий должна быть направлена на полную и скорейшую детоксикацию всех биоцидов, поступающих в почвы. Обычно выделяют группы физических, физико-химических и биологических факторов детоксикации. К физическим факторам относят сорбцию биоцидов высокодисперсными минералами и органическими почвенными коллоидами. Эффективность этого процесса зависит от свойств почвы, природы и свойств адсорбента, климатических и экологических факторов.
Так, внесенные в почву пестициды в период холодной и сырой погоды связываются верхним слоем почвы, поэтому предохраняются от вымывания и разложения. При потеплении они десорбируются и вновь проявляют свою активность. Спустя некоторое время после внесения пестицида в почве устанавливается равновесие между сорбированной и находящейся в растворе фракциями токсиканта. О степени десорбции токсиканта судят по содержанию его в жидкой фазе. К физическим факторам детоксикации относят также улетучивание и термическое разложение. Степень испарения токсикантов из почвы сильно зависит от ее влажности — сорбция легколетучих пестицидов сухой почвой гораздо выше, чем влажной. Разложение токсиканта усиливается с повышением температуры.
Из физико-химических факторов наиболее существенным является фоторазложение фотолиз , главным действующим началом которого служат длинноволновые ультрафиолетовые лучи солнечной радиации. При этом происходит фотоокисление многих пестицидов и их метаболитов, находящихся на поверхности почвы, растений и водоемов. На втором этапе фотолитического разложения пестицида особое значение приобретает взаимодействие его с молекулами воды. Важную роль играет pH раствора, температура, состав газов, свойства присутствующих в воде соединений. Под действием коротковолновой части солнечной радиации многие фенолы и близкие им соединения способны превратиться в гидрохинон и пирокатехин, которые могут гидроксилироваться до тетраоксибензола. Последний в результате окислительного конденсирования может превращаться в стабильные полимеризованные продукты. В результате фотолиза многие пестициды трансформируются в менее токсичные продукты.
Химические превращения пестицидов в почве и водной среде в основном представляют собой гидролитические и окислительные процессы, скорость которых зависит от вида и числа атомов галоидов, длины углеводородной цепочки. Увеличение контакта токсиканта с почвой ускоряет гидролиз например, коллоидная фракция почвы катализирует реакции пестицидов с активными частицами почвенных компонентов. Значительная роль в химическом разложении пестицидов принадлежит свободнорадикальным процессам. Источниками свободных радикалов в почве служат гуминовые кислоты, а также смолы, пигменты, антибиотики, витамины.
С одной стороны микроорганизмы разлагают различные остатки, в первую очередь растительного происхождения, формируя структурные компоненты гумусовых веществ. Кроме того, они сами в процессе своей жизнедеятельности выделяют вещества, которые являются структурными компонентами гумуса. Отмирая, микроорганизмы поставляют в почву большое количество органики, которая вносит существенный вклад в гумусообразование. Всех живых обитателей почвы можно отнести к трём надцарствам безъядерные — Acaryotae; предъядерные — Procaryotae; ядерные — Eucaryotae и пяти царствам: вирусы, бактерии, грибы, растения и животные. Почвенные бактерии образуют три основных класса А. Красильников : Actinomycetae, Eubacteriae и Myxobacteriae, которые включают в себя различные по форме и функциям микроорганизмы.
Микроскопические организмы почвы выполняют множество различных функций. Например, они в анаеробных условиях активно ферментируют комплексные органические соединения, преобразуя их в простые молекулярные соединения, которые легко усваиваются растениями. Важное значение в повышении урожайности растений и улучшении плодородия почвы имеют микробы-антагонисты. Это особая группа бактерий, грибов, дрожжей и других микроорганизмов, которая вырабатывает различные биологически активные вещества БАВ , в первую очередь антибиотические вещества, подавляющие рост и развитие патогенной микрофлоры. Микроорганизмы в почве образуют сложный биоценоз, в котором различные их группы находятся между собой в сложных отношениях. Одни из них успешно сосуществуют, а другие являются антагонистами. Цель ЭМ-технологии заключается в создании оптимальных условий для развития полезной микрофлоры приводящей к оздоровлению почвы, повышению её плодородия и урожайности возделываемых культур. Микроорганизмы участвуют также в изменениях структуры и химического состава органической фракции почвы. Так, все процессы образования новых веществ и биологической минерализации идут благодаря длинной цепи последовательных и тесно переплетающимися между собой реакций, осуществляемых микроорганизмами. При этом минеральные элементы могут переходить из окисленного состояния в восстановленное, и обратно.
Часть веществ вовлекается в состав резервных веществ почвы — гумусовых кислот. Обычно биологические реакции обратимы. Как правило, они образуют цепи повторяющихся биологических процессов. Соотношения между разными физиологическими группами микроорганизмов в разных типах почв и в зависимости от антропогенной нагрузки неодинаковы и могут быстро изменяться под действием тех или иных факторов, что может служить диагностикой состояния почвы.
Именно в грибной растительной подстилке также присутствует огромное количество бактерий. Гумус - это еще одна среда обитания почвенных бактерий. Только грибы производят определенные энзимы, которые необходимы для расщепления трудных элементов, находящихся в гумусе.
Значительная часть важных элементов, которые содержатся в земле, ранее большое количество раз расщеплялась грибами и микроорганизмами. Соединения гумуса, которые получены вследствие расщепления, включают в себя небольшое количество легкодоступного азота. На агропочвенных агрегатах Еще одна среда обитания почвенных бактерий - агропочвенные агрегаты. На их поверхности содержание микроорганизмов гораздо выше, чем внутри. В середине могут проходить только те процессы, которые не требуют содержания кислорода. Большое количество агрегатов - это фекалии земельных червей и иных простых организмов. Между агропочвенными агрегатами передвигаются членистоногие и нематоды, которые не могут создать каналы непосредственно в почве.
Организмы, которые восприимчивы к потере влажности, так же как и почвенные бактерии, проживают в каналах, наполненных водой. Для питания влаголюбивых организмов необходима базисная часть грунта, которая на сельскохозяйственных территориях ежегодно активно снижается. Именно по этой причине есть потребность в использовании удобрений. Вред почвенных бактерий Полагаю, что каждый садовод однажды задумывался о том, опасны ли почвенные бактерии. В этой статье мы постараемся развеять все мифы и догадки, которые касаются данного вопроса. В грунте проживает огромное количество патогенных микроорганизмов. Например, в верхнем 30-ти сантиметровом слое почвы, размером в один гектар, живет около 30-ти тонн простых организмов.
Имея сильный комплект ферментов, бактерии гниения расщепляют белки до аминокислот. Именно это является главным критерием в процессе разложения. Данные микроорганизмы приносят живым существам огромное количество проблем. Кстати, именно из-за работы данных простых организмов достаточно стремительно портятся продукты питания, которые рассчитаны на долгий срок хранения, а именно - соленья и замороженные фрукты и овощи. К счастью, хозяйки уже давно научились выходить из положения. Для более длительного хранения они используют процесс стерилизации и обработки продуктов. Однако определенные типы микроорганизмов все же могут испортить пищевые заготовки, несмотря даже на тщательную обработку.
Микроорганизмы в почве роль и значение
На территории России встречается около 700 видов насекомых, являющихся опасными вредителями сельского хозяйства. Это явление носит название "Естественный отбор". В процессе естественного отбора закрепляются мутации, увеличивающие приспособленность организмов. Вредители, повреждающие покровные ткани растения, тоже способствуют развитию бактерий. Неправильное ведение сельского хозяйства, неуправляемое промышленное производство и неэффективная утилизация отходов приводят к плачевным последствиям. чрезвычайно привлекательный подход, который не является трансгенным и может рассматриваться как коллективный расширенный геном растения. рассказывает, каким должно быть почвенное население микроорганизмов и почему часто в наших грядках преобладают грибы-паразиты.
Загрязнение почвы
Самые распространенные из них — проволочник и хлебная жужелица. Поражает картофель, зерновые, кукурузу, подсолнечник и другие культуры. У картофеля проволочники повреждают корни, семенные клубни, а также клубни нового урожая. У зерновых — семена, корни всходов.
Микроорганизмы, фиксирующие азот, разделяются на симбиотические и несимбиотические свободноживущие. Микроорганизмы в симбиозе с высшими растениями фиксируют за год 100—300 кг азота на гектар. К ним относятся прежде всего клубеньковые бактерии рода Rhizobium — симбионты бобовых, актиномицеты рода Frankia, образующие клубеньки на корнях ольхи, облепихи, лоха, цианобактерии Anaboena azollae, обитающие в полостях листьев водного папоротника Azolla pinnata, и ассоциативные бактерии, живущие на корнях травянистых растений. Все эти микроорганизмы используют для создания препаратов, улучшающих азотное питание соответствующих растений. Первым таким препаратом был Нитрагин, созданный в Германии в 1896 году для бобовых. Во Франции аналогичный препарат называется N-germ, в Чехии — Нитразон. Для каждого бобового растения готовят свой препарат, ибо Rhizobium обладает видовой специфичностью к хозяину. Для производства препаратов необходимо использовать штаммы Rhizobium с высокой вирулентностью способностью образовывать клубеньки и активностью азотфиксации, превышающими показатели диких почвенных Rhizobium. В результате нитрогенизации повышаются урожай и содержание белка в зеленой массе и зерне. Бобовые увеличивают содержание азота в почве люцерна, например, оставляет в почве около трети накопленного азота , благодаря чему бобовые растения называют зелеными удобрениями — сидеральными культурами.
Однако применение Ризоторфина ограничивается только бобовыми, так как эти бактерии не образуют клубеньков на корнях растений других семейств. В настоящее время все больший интерес вызывают ассоциативные азотфиксирующие бактерии, не образующие клубеньков и питающиеся корневыми выделениями травянистых растений. Производительность их азотфиксации невелика 30—40 кг азота на 1 га в год , что окупается широким кругом растений-хозяев. Сейчас найдены ассоциативные симбионты более чем у 110 видов растений, в том числе пищевых и кормовых злаков и овощей. Препарат ассоциативных азотфиксирующих бактерий Флавобактерин повышает урожай зерновых на 0,3—0,5 т на 1 га, кормовых трав — на 1,4— 1,8 т на 1 га, сахарной свеклы — на 6—7 т на 1 га, овощных культур — на 1,7—6 т на 1 га при расходе 300 г препарата на гектарную норму семян. Ризоэнтерин повышает урожай риса, озимой пшеницы и озимой ржи на 200—500 кг на 1 га и содержание белка в зерне. Оба препарата улучшают минеральный и водный обмен растений за счет усиления поглотительной способности корней, стимулируют рост растений, повышают их устойчивость к заболеваниям, так как являются антагонистами микроорганизмов фитопатогенов. Ризоэнтерин, Флавобактерин и подобные им препараты: Агрофил, Ризоагрин, Alcoligenes paradoxus 207 - не полностью удовлетворяют потребность растений в азоте, но заменяют 40—60 кг минерального азота, что позволяет сократить дозы внесения удобрений в почву и снизить степень нитратного загрязнения среды и затраты. Еще более перспективным представляется совместное использование двух видов микробных землеудобрительных препаратов — ассоциативных азотфиксирующих бактерий и микоризных грибов. В этом тройном взаимовыгодном симбиозе бактерия снабжает всех партнеров азотом, гриб-санитар убивает болезнетворные микроорганизмы на корнях и помогает растению поглощать влагу и минеральные вещества, а растение кормит микроорганизмы продуктами фотосинтеза.
Примером подобного сожительства может служить искусственно создаваемый симбиоз: пшеница, флавобактерии и гриб Glomus fasciolatum, при этом урожай биомассы пшеница увеличивается более чем наполовину. В Юго-Восточной Азии для азотного удобрения рисовых полей активно используют симбиоз цианобактерии Anaboena azollae и водного папоротника Azolla. Для этого Azolla выращивают в специальных прудах, откуда ее вывозят по назначению. Azolla накапливает за вегетационный период около 120 кг азота на 1 га. Несимбиотическую азотфиксацию проводят более 30 видов свободно живущих в почве цианобактерий, актиномицетов и типичных бактерий. В целом в умеренной зоне они могут накапливать за год от 25—94 кг азота на гектар, в Нечерноземье — 13 кг. Путем внесения соответствующих бактерий несимбиотическую азотфиксацию можно усилить. Основным преимуществом этих препаратов является возможность их использования под любую культуру, так как они не связаны с растением-партнером. Чаще всего используют Азотобактерин — препарат бактерии Azotobacter chroococcum, его применяют в России с 30-х годов XX века, в настоящее время в основном в закрытом грунте. Он не только улучшает азотное питание растений, но и стимулирует синтез витаминов группы В, ауксинов и аминокислот, увеличивает рост корней, улучшает коэффициент использования элементов питания и угнетает фитопатогенные микроорганизмы.
Так же на основе азотобактера создан препарат Байкал, который не только используют в сельском хозяйстве, а так же на малых приусадебных участках. Свободно живущие азотфиксирующие цианобактерии используют для стимуляции урожая рисовых полей в Индии, Китае и других странах. Влияние азотобактера на прорастание зерен пшеницы. Наиболее перспективным предполагается применение микоризных грибов, особенно для древесных пород на южных почвах.
Как питаются бактерии Почвенные микроорганизмы могут получать энергию несколькими способами. Некоторые из бактерий этой группы являются автотрофными, то есть могут самостоятельно вырабатывать собственные вещества для питания, а какие-то из них в качестве питания используют в пищу органические соединения. Именно последняя группа, представляющая гетеротрофные бактерии, и заслуживает отдельного внимания. Среди гетеротрофных представителей царства микроорганизмов, выделяют три основные группы бактерий: Симбионты. У каждой из этих категорий не только различный способ питания, но и образ жизни совершенно разный. Какие-то виды могут существовать только в воздушной или кисломолочной среде, каким-то микроорганизмам для полноценного существования нужен процесс гниения и разложения, а какие-то представители могут прекрасно чувствовать себя в безвоздушном пространстве. Такие бактерии могут встречаться абсолютно везде на нашей планете. Почвенные бактерии Среда обитания таких бактерий — почва. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные микроорганизмы. Обитают эти существа в тончайших водных пленках в почве вокруг корневых систем различных растений. Благодаря своим небольшим размерам, они могут расти, развиваться и адаптироваться к быстро изменяющимся условиям окружающей среды гораздо быстрее, чем другие более крупные и сложные микроорганизмы. Особенности их формы позволяют этим бактериям прекрасно приспосабливаться к среде обитания, поэтому их строение за всю историю эволюции осталось в неизменном виде. Обычно такие микроорганизмы имеют форму шара, палочки или имеют изогнутую геометрию. В своем большинстве бактерии почвенные являются хемосинтетиками, т. В процессе своей жизнедеятельности они производят вещества, необходимые для роста и развития других микроорганизмов. Семейство почвенных микроорганизмов достаточно разнообразно. Здесь присутствуют такие бактерии, как: Азотфиксаторы, которые способны усваивать молекулы азота и синтезировать его в органические соединения. Почвенные бактерии гниения, которые способствуют распаду сложных веществ на простые. Эти микробы играют важную почвообразовательную роль. Бактерии, способствующие восстановлению тяжелых металлов. Бактерии брожения — масляно-, молочно- и уксуснокислые. Болезнетворные микроорганизмы. Азотофиксаторы Уникальной способностью этой группы почвенных бактерий является умение усваивать молекулы азота из воздуха, что невозможно для растений. Однако в результате синтеза, произведенного азотофиксаторами, азот может усваиваться растениями. По образу существования эти бактерии делятся на свободноживущих и симбионтов, то есть тех, которым необходимо взаимодействовать с другими микроорганизмами. Клубеньковые азотфиксаторы — симбионты, имеющие продолговатую овальную или палочкообразную форму. Обычно они вступают во взаимодействие с бобовыми культурами, такими как горох, чечевица, люцерна и т. Поселившись в корневой системе, они образуют шарообразные узелки, которые видны даже невооруженным глазом, и живут внутри них.
Для этого Azolla выращивают в специальных прудах, откуда ее вывозят по назначению. Azolla накапливает за вегетационный период около 120 кг азота на 1 га. Несимбиотическую азотфиксацию проводят более 30 видов свободно живущих в почве цианобактерий, актиномицетов и типичных бактерий. В целом в умеренной зоне они могут накапливать за год от 25—94 кг азота на гектар, в Нечерноземье — 13 кг. Путем внесения соответствующих бактерий несимбиотическую азотфиксацию можно усилить. Основным преимуществом этих препаратов является возможность их использования под любую культуру, так как они не связаны с растением-партнером. Чаще всего используют Азотобактерин — препарат бактерии Azotobacter chroococcum, его применяют в России с 30-х годов XX века, в настоящее время в основном в закрытом грунте. Он не только улучшает азотное питание растений, но и стимулирует синтез витаминов группы В, ауксинов и аминокислот, увеличивает рост корней, улучшает коэффициент использования элементов питания и угнетает фитопатогенные микроорганизмы. Так же на основе азотобактера создан препарат Байкал, который не только используют в сельском хозяйстве, а так же на малых приусадебных участках. Свободно живущие азотфиксирующие цианобактерии используют для стимуляции урожая рисовых полей в Индии, Китае и других странах. Влияние азотобактера на прорастание зерен пшеницы. Наиболее перспективным предполагается применение микоризных грибов, особенно для древесных пород на южных почвах. Грибы — микоризообразователи улучшают водообеспечение и минеральное питание растений, продуцируют биологически активные вещества витамины, фитогормоны, антибиотики , противостоят фитопатогенным микроорганизмам и в целом значительно улучшают рост и приживаемость растений. Однако грибы — микоризообразователи трудно культивировать искусственно, поэтому для инокуляции чаще применяют лесную почву, содержащую споры и мицелий таких грибов. Микориза Гломозы на поверхности корня. Микроорганизмы для борьбы с вредителями сельского хозяйства Био — инсектициды, акарициды, нематициды, родентициды. Для контроля численности насекомых, нематод и грызунов в растениеводстве в основном применяют химические препараты — пестициды. Однако возможно использование естественных врагов вредителей: паразитов и хищников, в том числе микроорганизмов, — в качестве дополнения или даже альтернативы пестицидам. В настоящее время принято использовать микробные препараты для контроля численности насекомых — вредителей сельского хозяйства и леса в трех случаях: 1 когда насекомое устойчиво ко всем применяемым пестицидам по данным продовольственной и сельскохозяйственной организации, таких насекомых около 300 ; 2 когда применение пестицидов отражается на качестве продуктов, например при производстве продуктов для детского питания; 3 когда инсектицид не может проникнуть к местам обитания насекомого, на пример в почве. Препараты микроорганизмов-паразитов насекомых вызывают у хозяев заболевания, приводящие к смерти, при этом при большой плотности вредителей среди них может даже возникнуть эпизоотия эпидемия среди животных. Впервые энтомопатогенные микроорганизмы мускаридинный гриб попытался применить И. Мечников против хлебного жука — он собирал больных личинок и их порошок распылял на хлебных полях. В настоящее время используют бактериальные, грибные и вирусные препараты в качестве биологических инсекто-акари-нематоцидов против насикомых, клещей, нематод. Бактериальные препараты для борьбы с насекомыми — вредителями сельского хозяйства и леса включают чаще всего энтомопатогенную бациллу Bacillus thuringiensis. Он представляет собой белковое кристаллическое вещество. При попадании в кишечник насекомого токсин модифицируется и взаимодействует со стенкой кишки, изменяя ее так, что содержимое кишечника попадает в гемолимфу, вызывая общий паралич. Такие технологии применены во многих странах, таких отраслях, как картофелеводство, овощеводство, плодоводство и виноградарство. Коммерческие препараты представляют собой сумму спор и белковых кристаллов в клетках микроорганизма-продуцента. Бактерии довольно легко культивируются на искусственных питательных средах. В России в настоящее время используют препараты на основе Bacillus thuringiensis: Лепидоцид-50, Дипел, Битоксибациллин для защиты деревьев, кустарников, овощей и лекарственных трав против личинок вредителей и их форм имаго , Новодор, поражающий колорадского жука картофель, томаты, баклажаны. Bacillus thuringiensis на колорадском жуке. Из грибных препаратов для борьбы с насекомыми — вредителями сельского хозяйства в России используют Боверин и Вертициллин. Боверин представляет собой споры энтомопатогенного гриба Beauveria bassiana, который легко разводится на искусственных питательных средах, поражает более 200 видов насекомых и применяется против табачного трипса для защиты огурцов и томатов закрытого грунта. Beauveria bassiana на теле мотылька.
Роль и вклад бактерий гниения в почве — как они влияют на экосистему и сельское хозяйство
Сохранение и увеличение численности почвенных бактерий является важным аспектом устойчивого сельского хозяйства и поддержания здоровья почвы. Микроорганизмы-вредители играют значительную роль в сельском хозяйстве, негативно влияя на качество сельскохозяйственной продукции. Это увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность сельского хозяйства, но также отрицательно влияет на грунтовые и поверхностные воды, загрязняет атмосферу и ухудшает здоровье почвы. Это увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур и продуктивность сельского хозяйства, но также отрицательно влияет на грунтовые и поверхностные воды, загрязняет атмосферу и ухудшает здоровье почвы. Появление у микроорганизмов, вредителей сельского хозяйства и других организмов устойчивости к ядохимикатам связано с процессом естественного отбора. Таким образом, бактерии гниения почвы являются незаменимыми участниками почвенных экосистем.
Какова роль гнилостных бактерий в природе и жизни человека
Это неспорообразующие энтеробактерии, бациллы, спорообразующие клостридии. Сенная палочка Bacillus subtilis — одна из самых распространенных и изученных исследователями бактерий. Живет в почве, в основном осуществляет дыхание при помощи кислорода. Состав тела — одна безъядерная клетка. Это довольно крупный микроорганизм, изображение которого можно получить при помощи простого увеличения. Для питания сенная палочка вырабатывает протеазы — ферменты катализации, которые пребывают на внешней оболочке ее клетки. С помощью ферментов бактерия разрушает структуру молекулы белка пептидную связку аминокислот , тем самым высвобождается аминогруппа. Как правило, этот процесс происходит в несколько этапов и приводит к синтезу энергии в клетке АТФ. Разложение, вызванное бактериями гниение , сопровождается образованием токсичных соединений, вредных для человека. Что это за вещества В первую очередь это конечные продукты: аммиак и сероводород.
Также при неполной минерализации образуются: кадаверин, например ; соединения ароматического характера скатол, индол ; при гниении аминокислот, содержащих серу, образуются тиолы, диметилсульфоксид. Вообще-то, в рамках, контролируемых иммунитетом, процесс разложения — часть пищеварительного процесса для многих животных и для человека. Он происходит, как правило, в толстом кишечнике, и бактерии, вызывающие гниение, играют в нем первостепенную роль. Но в больших масштабах отравление продуктами гниения может привести к плачевным результатам. Человек нуждается в срочной медицинской помощи, промывании кишечника и восстанавливающей микрофлору терапии. К тому же накопление в организме аммиака может инициироваться некоторыми видами бактерий, в том числе и кишечной палочкой. В результате в некоторых тканях накапливается аммиак. Но при нормальном функционировании всех систем он связывается до мочевины и затем выводится из организма человека. Сапротрофы Бактерии гниения относят к сапротрофам, наряду с бактериями брожения.
И те и другие расщепляют органические соединения — азотсодержащие и углеродсодержащие соответственно. В обоих случаях высвобождается энергия, используемая для питания и жизнеобеспечения микроорганизмов. Без бактерий брожения к примеру, кисломолочных человечество не получило бы таких важнейших продуктов питания, как кефир или сыр. Также широко они нашли применение в кулинарии и виноделии. Но сапротрофные бактерии гниения могут вызывать и порчу продуктов. Данный процесс, как правило, сопровождается обширным выделением углекислот, аммиака, энергии, ядовитых для человека веществ, а также нагреванием субстрата иногда до самовоспламенения. Поэтому люди научились создавать условия, при которых бактерии гниения утрачивают способность к размножению или просто погибают. К таким предохраняющим продукты мерам можно отнести стерилизацию и пастеризацию, благодаря которым консервация может сохраняться относительно долгое время. Утрачивают свои свойства бактерии и при заморозке продукта.
А в древности, когда еще не были известны современные способы, от порчи патогенной микрофлорой продукты предохраняли при помощи высушивания, соления, засахаривания, так как в соленой и сахарной среде микроорганизмы прекращают свою жизнедеятельность, а при сушке удаляется большая часть воды, нужной для размножения бактерий. Бактерии гниения: значение микроорганизмов в биосфере Роль бактерий такого рода для всего живого на Земле трудно переоценить. В биосфере, благодаря их аммонифицирующей жизнедеятельности, постоянно идет процесс разложения умерших животных и растений с последующей их минерализацией. Образовавшиеся в результате этого простые вещества и соединения неорганического характера, среди которых углекислый газ, аммиак, сероводород и другие, участвуют в круговороте веществ, служат питанием для растений, замыкают переход энергии от одного представителя флоры и фауны Земли к другому, предоставляя возможность зарождения новой жизни. Высвобождение азота недоступно для высших растений, и без участия бактерий гниения они не смогли бы полноценно питаться и развиваться. Бактерии гниения напрямую участвуют в почвообразовательных процессах, разлагая отмершую органику на составные части. Это их свойство играет незаменимую роль в сельском хозяйстве и других видах деятельности человека. Наконец, без упомянутой жизнедеятельности микроорганизмов поверхность Земли, включая водные пространства, была бы усеяна не разложившимися трупами животных и растений, а их за время существования планеты умерло немалое количество! Почвы, которые сегодня присутствуют на Земле, были образованы в результате жизнедеятельности бактерий.
Перерабатывая минеральные частицы горных пород и смешивая их с продуктами переработки отмерших органических соединений и результатом собственной жизнедеятельности, микроорганизмы постепенно превратили безжизненные скалистые долины нашей планеты в плодородные земли. Живые микроорганизмы и бактерии — важнейший элемент цепи естественного круговорота в природе. Считается, что именно они являются двигателем этого процесса. В природе их очень много: всего в одном грамме лесного грунта содержатся десятки и даже сотни миллионов почвенных бактерий разных видов и подвидов. Естественный круговорот В процессе роста растения воспроизводят сложнейшие органические вещества из простых веществ: воды, минеральных солей и углекислого газа. Микроорганизмы, живущие в почве, в результате своей жизнедеятельности перерабатывают отмершие части растений и погибшие организмы в перегной, разлагая тем самым сложные вещества на простые. Эти компоненты растения могут снова использовать для своего развития и роста. Распространение почвенных микроорганизмов Бактерий вокруг нас великое множество и распространены они почти везде. Их нет разве что в кратерах действующих вулканов и на небольших участках испытательных полигонов, где проводятся взрывы атомного оружия.
Никакие другие жесткие условия окружающей среды не мешают существованию бактерий. Они спокойно переносят ледники Антарктики и живут в воде обжигающих кипящих источников, спокойно приспосабливаются к раскаленным пескам жарких пустынь и живут на скалистых склонах горных вершин. Их настолько много, что вполне возможно, что некоторые названия почвенных бактерий мы еще даже не знаем. На Земле все живые существа постоянно взаимодействуют с микрофлорой, часто выполняя при этом роль ее хранителя и распространителя. Микрофлора почвы очень богата и разнообразна. Всего в одном кубическом сантиметре может встречаться до миллиарда бактерий. Однако популяция почвенных микроорганизмов может изменяться. Это зависит от типа и состава почвы, ее состояния, а также глубины изучаемого слоя. Как питаются бактерии Почвенные микроорганизмы могут получать энергию несколькими способами.
Некоторые из бактерий этой группы являются автотрофными, то есть могут самостоятельно вырабатывать собственные вещества для питания, а какие-то из них в качестве питания используют в пищу органические соединения. Именно последняя группа, представляющая гетеротрофные бактерии, и заслуживает отдельного внимания. Среди гетеротрофных представителей царства микроорганизмов, выделяют три основные группы бактерий: Симбионты. У каждой из этих категорий не только различный способ питания, но и образ жизни совершенно разный. Какие-то виды могут существовать только в воздушной или кисломолочной среде, каким-то микроорганизмам для полноценного существования нужен процесс гниения и разложения, а какие-то представители могут прекрасно чувствовать себя в безвоздушном пространстве. Такие бактерии могут встречаться абсолютно везде на нашей планете. Почвенные бактерии Среда обитания таких бактерий — почва. Они представляют собой мельчайшие одноклеточные микроорганизмы. Обитают эти существа в тончайших водных пленках в почве вокруг корневых систем различных растений.
Благодаря своим небольшим размерам, они могут расти, развиваться и адаптироваться к быстро изменяющимся условиям окружающей среды гораздо быстрее, чем другие более крупные и сложные микроорганизмы. Особенности их формы позволяют этим бактериям прекрасно приспосабливаться к среде обитания, поэтому их строение за всю историю эволюции осталось в неизменном виде. Обычно такие микроорганизмы имеют форму шара, палочки или имеют изогнутую геометрию. В своем большинстве бактерии почвенные являются хемосинтетиками, т. В процессе своей жизнедеятельности они производят вещества, необходимые для роста и развития других микроорганизмов. Семейство почвенных микроорганизмов достаточно разнообразно. Здесь присутствуют такие бактерии, как: Азотфиксаторы, которые способны усваивать молекулы азота и синтезировать его в органические соединения. Почвенные бактерии гниения, которые способствуют распаду сложных веществ на простые. Эти микробы играют важную почвообразовательную роль.
Бактерии, способствующие восстановлению тяжелых металлов. Бактерии брожения — масляно-, молочно- и уксуснокислые. Болезнетворные микроорганизмы. Азотофиксаторы Уникальной способностью этой группы почвенных бактерий является умение усваивать молекулы азота из воздуха, что невозможно для растений.
Делают почву здоровой, позволяют ей контролировать численность фитопатогенных микроорганизмов и самоочищаться от вредных примесей. Налаживают сбалансированное питание растений, обеспечивают их доступными формами макроэлементов. Защищают и стимулируют растения на стадии проростков. Стимулируют корнеобразование растений и защищают корневую систему от болезнетворных бактерий и грибов. Повышают устойчивость растений к болезням и неблагоприятным факторам окружающей среды.
Как полезные бактерии оздоравливают почву и повышают урожай В большинстве случаев письма приходят в течение одной минуты, но иногда для этого требуется до 10 минут. Возможно письмо еще не успело прийти. Проверьте пожалуйста внимательно папку Входящие Inbox. В некоторых случаях письмо может попасть в папку Спам Spam. Логин или e-mail: Или войдите с помощью этих сервисов: виды, какое значение имеют в круговороте веществ Почвы в том виде, в котором они есть на планете Земля, — результат работы бактериальных сообществ. Смешивая частицы горных пород и минералов с продуктами переработки отмершей органики и с продуктами собственной жизнедеятельности, микроорганизмы шаг за шагом превращали безжизненные скалистые пустыни в покрытые плодородным гумусом территории, которые стали базой для реализации нового витка круговорота веществ на планете. Бактерии в почве — основные двигатели этого круговорота. Как бактерии попали в почву Строго говоря, почвенные бактерии — это и есть часть почвы. Вернее, не самой почвы, а ее плодородного слоя — гумуса.
В одной чайной ложке гумуса живет более одного миллиарда микроорганизмов, которые постоянно заняты либо определенной стадией разложения отмершей органики, либо фиксацией поступающих в почву неорганических веществ и построением из них сложных органических молекул. Группа почвенных бактерий ведет свою историю с тех времен, когда представители органической жизни растения и животные только начали выбираться на сушу и оставлять на скалистых морских берегах остатки своей жизнедеятельности. Вот эти остатки и стали первым домом почвенных бактерий. Научившись преобразовывать органику в почву, микроорганизмы живут в ней и поныне, приспосабливаясь к меняющимся условиям окружающей среды. В микробиологии существует функциональное деление почвенных микробов, которое строится на том, какое экологическое значение имеют те или иные микроорганизмы в процессе преобразования неорганических и органических веществ: Деструкторы — бактерии, которые живут в почве и минерализуют разлагают органические соединения, попавшие в верхние слои почвы. Их роль — превращать останки животных и растений в неорганические вещества. Азотфиксирующие или клубеньковые микробы — симбионты растений. Их роль заключается в том, что только виды клубеньковых микробов могут связывать неорганический атмосферный азот и снабжать им растение. Тем самым азотфиксаторы обогащают минеральный состав растительных тканей.
Хемоавтотрофы — собирают имеющуюся неорганику в органические молекулы, используя при этом энергию химических реакций, которые протекают внутри самой бактерии. Это группа автотрофов. Их роль заключается в том, что они могут обработать накапливающиеся в почве неорганические вещества и «кормить» ими растения. Кроме названных, в почве присутствуют и другие виды бактерий, которые не играют особой роли и не имеют значения при формировании плодородного слоя, но могут стать причиной губительного поражения живых тканей. Это болезнетворные микробы, которые попадают в почву с зараженными органическими остатками или переносятся с аэрозолями воздушные потоки с мелкодисперсной взвесью. Деструкторы Это одна из самых многочисленных групп, в которой могут быть как аэробные дышащие кислородом бактерии, так и анаэробные дышащие за счет протекания других реакций. Какие из них преобладают — сказать сложно. Микробиологи не придают значения выведению таких соотношений. В группу деструкторов входят не только бактерии.
Также активно разлагают органику так называемые детритофаги жуки-скоробеи, термиты, дождевые черви и т. Их роль заключается в первичном разложении органических молекул на более простые соединения, которые после обрабатывают бактерии-редуценты. Редуценты сапротрофы осуществляют окончательное глубокое разложение, в результате которого создается особая микрофлора, питающая растительность определенной экосистемы. В почве широко распространены представители класса Клостридии. Известны и азотфиксирующие Клостридии, и Клостридии-редуценты. Среди этого класса микроорганизмов встречаются и болезнетворные патогенные микробы, но в почве такие могут присутствовать только в качестве аллохтонных случайных прокариотов. Известные почвенные Клостридии — анаэробные микробы, роль которых заключается в высвобождении углекислого газа из органических сахаров, содержащихся в клетках тканей погибших растений. Бациллы — еще одно семейство спорообразующих бактерий, которыми богаты почвы. Бациллы в основном аэробы и факультативные анаэробы, которые могут жить в присутствии кислорода, но не могут им дышать.
Среди Бацилл обнаружены самые крупные виды, которые могут достигать размеров до 5 мкм. Самая известная Бацилла — Сенная палочка. Еще одно семейство бактерий, которое широко распространено в почвах — Псевдомонады. Это аэробные микроорганизмы, их не бывает среди анаэробов. Некоторые группы могут быть патогенными для растений. Псевдомонады могут расщеплять буквально любой субстрат. Их большое количество на очистных сооружениях, также они перерабатывают синтетические и токсичные отходы. Основная зона обитания аэробных редуцентов — ризосфера, прикорневая область и область корней растений. Анаэробные редуценты живут в более глубоких слоях почв, куда плохо проникает кислород.
Азотфиксирующие обитатели почв Одна из самых популярных в быту групп микроорганизмов — клубеньковые бактерии. Клубеньковые микробы — единственные микроорганизмы, с помощью которых можно быстро и с минимальными трудозатратами насытить почвы азотом, что в свою очередь значительно повышает урожайность на таких полях. К клубеньковым микробам относятся те же Клостридии их аэробные роды , но основная группа клубеньковых прокариотов — это все-таки представители рода Ризобиум. Этим клубеньковым микроорганизмам даже дают названия по названию того растения, мутуалистический симбиоз с которым образовывает данный клубеньковый микроб. Суть симбиоза клубеньковых микробов и растений состоит в том, что колония бактерий формирует нарост на корне растения, через который растение получает преобразованный в аммиак молекулярный азот, а взамен снабжает колонию бактерий необходимыми ей питательными веществами. Представители рода Ризобиум являются анаэробами. Создание анаэробных условий является также одной из задач, которые решают данные бактерии с помощью симбиоза с растениями. Хемолитотрофы Группа бактерий — автотрофов. Они единственные на планете организмы, которые могут из неорганических веществ продуцировать органические вещества.
Их роль глобальна, поскольку в круговороте веществ их не могут заменить никакие другие организмы. Автотрофы представлены пятью основными группами: нитрифицирующие — аэробные микробы, которые включают неорганический азот в органические соединения; окислители серы — аэробные прокариоты, включают неорганическую серу в органические молекулы; железобактерии — аэробные ацидофильные живут в средах с повышенной кислотностью бактерии, включающие в состав органики неорганическое железо; водородные и карбоксидобактерии — аэробные микроорганизмы, которые преобразуют молекулярный водород и углекислый газ. Среди автотрофов нет патогенных видов, поскольку основная причина патогенности — продуцирование процессов гниения разложения органической материи. Автотрофам органика в качестве пищи не интересна. Патогенная микрофлора Патогенные микроорганизмы в почве — результат фекального загрязнения. Практически все микробы, провоцирующие процессы гниения, попадают в почву из кишечников растений или животных. Основные представители патогенной микрофлоры — колиформные прокариоты, так называемые бактерии группы кишечной палочки. Попадая в почву, эти микробы могут довольно долго существовать, если к ним перекрыт доступ прямых солнечных лучей и почва достаточно прогрета. Особенно опасны для человека колиформные бактерии, попавшие в почвы из кишечника животных.
Они вызывают те формы гниения органических тканей человека, которые сложно оперативно остановить. Кроме того, большую опасность для животных и человека несут бактерии гниения, вырабатывающие высокотоксичные протеолитические ферменты, которые становятся причиной гангрены и столбняка. Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г. Увлечения — психология и кулинария. Польза и вред бактерий для человеческого организма Польза бактерий в жизни человека » Польза и вред Пища, которую мы употребляем, переваривается не без помощи бактерий. С их же помощью мы получаем витамины. Полезные бактерии борются с вредными бактериями в организме, тем самым защищая нас от разных инфекционных болезней. Во рту бактерии выполняют защитную роль.
Помогают избавиться от кровоточивости десен, пародонтоза, ангины. Благодаря бактериям создаётся кислотно-щелочная среда, при нарушении которой в женском организме начинаются гинекологические заболевания. Для поддержания этой среды необходимо придерживаться основных гигиенических правил. Обратите внимание На фармацевтических заводах для производства антибиотиков применяют некоторые группы бактерий. Из них получают лекарства стрептомицин, грамицидин. Используют для производства текстиля, пластмасс, красок, кожи. Зная о способности бактерий создавать брожение, их применяют для получения продуктов питания кефир, сметана, йогурты, сыр, простокваша и другие. Бактерии гниения образуют перегной. А потом под воздействием бактерий в почве происходит превращение в минеральные вещества перегноя.
Так же бактерии помогают при решении экологических проблем. В очистных сооружениях бактерии расщепляют вредные вещества. А проанализировав подвиды бактерий в воде, определяют степень загрязнения водоёма. Однако роль бактерий в жизни человека не всегда бывает полезной. Вредность бактерий В организме человека вредные бактерии вызывают серьезные заболевания: дифтерию, сибирскую язву, чуму, холеру, ботулизм, ангину, дизентерию и прочие. От больного человека к здоровому бактерии могут попадать вместе с воздухом, едой, водой, при телесном контакте. Для борьбы с вредными бактериями в организме человека применяют универсальные антибактериальные препараты широкого. Эти препараты, убивая вредные микроорганизмы, убивают и полезные. Неоднозначна роль бактерий в жизни человека: они и полезные, и вредные для человеческого организма.
Но все жизненно необходимы для человека. Польза бактерий Пища, которую мы употребляем, переваривается не без помощи бактерий. Размеры бактерий варьируются от десятых долей микрона до нескольких микронов, по форме они делятся на шаровидные кокки , палочковидные, нитеобразные спириллы , в виде изогнутых палочек вибрионы. Первые организмы, появившиеся миллиарды лет назад Бактерии и микробы под микроскопом Значение бактерий в круговороте веществ в природе Полезные и вредные бактерии Существуют бактерии, приносящие человеку и его хозяйственной деятельности пользу. Люди научились использовать бактерии на промышленных производствах, изготовляя ацетон, этиловый и бутиловый спирт, уксусную кислоту, ферменты, гормоны, витамины, антибиотики, белково-витаминные препараты. Очищающая способность бактерий применяется на водочистных сооружениях, для очистки сточных вод и превращения органики в безвредные неорганические вещества. Современные достижения генных инженеров позволили получать такие лекарственные препараты как инсулин, интерферон из бактерии кишечной палочки, кормовой и пищевой белок из некоторых бактерий. В сельском хозяйстве используют специальные бактериальные удобрения, также с помощью бактерий фермеры борются с различными сорняками и вредными насекомыми. Авторы статьи во главе с профессором Джеймсом Коллинсом в своей работе пытались расширить представления о таком опасном явлении, как возникновение устойчивости бактерий к действию… Бактерии на поверхности кожи необходимы для поддержания здорового баланса кожи, доказали врачи Калифорнийского университета.
На коже постоянно обитает обилие и разнообразие бактерий, но воспаление из-за их активности является нежелательным процессом. Однако нормальные бактерии, живущие на кожной поверхности, наоборот препятствуют чрезмерному воспалению после физических повреждений, травм или раны, утверждают американские дерматологи. Врачи нашли ранее неизвестные молекулярные основы для… Бактерии, присутствие которых во рту у человека является нормой, придают вкус таким продуктам, как вино, лук и перец, а при отсутствии бактерий значительная часть вкуса теряется, говорится в статье, опубликованной швейцарскими специалистами. Ранее ученые выяснили, что слюна превращает некоторые не имеющие запаха пищевые компоненты в сильно пахнущие соединения, называемые тиолами, которые придают специфический вкус ряду продуктов. В новом исследовании ученые из пищевой компании Firmenich в… Бактерии, Сальмонелла Salmonella , также именуемые Salmonella enteritidis, могут проникнуть в яйцо несколькими способами. Одним из распространенных способов является заражение скорлупы яйца фекальным материалом. Бактерии присутствуют в кишечниках и испражнениях зараженных людей и животных, включая куриц, и могут попасть в яйца во время насеста, когда курицы сидят на них. Бактерию диаметром 1,5-3,5 нанометра обнаружили в 1950-х годах в ходе эксперимента по стерилизации пищи с помощью радиации: из-за этой бактерии мясо испортилось даже после высокой дозы гамма… Бактерии, живущие на глубине более 200 метров, оказались недостающим звеном углеродного цикла в океане — именно они связывают углекислый газ наряду с другими одноклеточными обитателями океана, археями, сообщают авторы статьи,. Археи — одноклеточные организмы, отличающиеся как от бактерий, так и от всех других организмов, клетки которых имеют ядра эукариоты.
Археи составляют около трети микробного «населения» глубин Мирового океана. Ранее считалось, что именно археи в океане в процессе… Ученые установили, что безобидные для человеческого организма бактерии становятся вредоносными в результате конкуренции с другими бактериями, благодаря чему могут одержать верх над соперниками, но одновременно поставить под угрозу жизнь хозяина. Исследователи полагают, что этот фактор должен учитываться медиками при разработке вакцин и антибиотиков. Авторы публикации посвятили свою работу бактерии Streptococcus pneumoniae, которая живет в носовых воздушных каналах человека, не причиняя ему… Чрезмерное использование антибиотиков в Европе приводит к невосприимчивости людей к этому классу препаратов и мешает трансплантации органов, протезированию тазобедренного сустава, интенсивной терапии недоношенных детей и лечению рака. Целый сектор современной медицины оказался под угрозой, поскольку микробы выработали устойчивость к антибиотикам, из-за чего лекарства становятся бесполезными. Наиболее невосприимчивы к антибиотикам стали такие бактерии, как метициллинорезистентный Staphyloccus… Ученые сумели заставить генетически модифицированные бактерии с высокой эффективностью производить исходный компонент для создания перспективного жидкого топлива из поглощаемого ими углекислого газа, и полагают, что разработка может использоваться как один из альтернативных источников энергии. Принцип использования бактерий в качестве организмов, перерабатывающих вредные вещества или отходы производства в полезные компоненты, осваивается учеными уже очень давно. Некоторые из этих крошечных существ обеспечивают функции, например, пищеварения, а другие могут стать виновниками смертельно опасных заболеваний. Мартин Блейзер Микробиолог Мартин Блейзер из школы медицины при Нью-Йоркском университете определяет понятие «микробиом» как «совокупность всех микроорганизмов, которые живут в теле человека и взаимодействуют друг с другом и с самими собой».
Некоторые из обитателей человеческого тела, в числе которых есть бактерии, грибки и различные простейшие одноклеточные организмы проявляют удивительные свойства. Вот 5 фактов о жизни внутри нас. Число микробов и бактерий в организме превышает количество клеток тела человека Человеческий организм буквально кишит микробами: по некоторым сведениям, внутри нас клеток бактерий примерно в десять раз больше, чем клеток тела. Как заявил в интервью «LiveScience» Мартин Блейзер: «Конечно, никто не будет считать, сколько бактерий живёт в человеке, точное количество не имеет значения, но ясно одно — бактерий гораздо больше, чем клеток, из которых мы состоим». Развитие бактерий, населяющих наш «внутренний мир», происходило на протяжении всей эволюции человека и продолжается до сих пор. Ожидается, что в 2013-м году завершится масштабный 5-летний проект по каталогизации и классификации микробиома человека — над ним трудились сотни учёных по всему миру. Люди появляются на свет без бактерий Зная, какую важную роль микроорганизмы играют в жизнеобеспечении, можно подумать, что бактерии появляются на свет вместе с человеком. Однако, как выяснилось, это не так: согласно Блейзеру, люди рождаются без бактерий и обзаводятся ими в течение нескольких первых лет жизни. Первую «порцию» микробов младенец получает при прохождении через родовые пути матери, если же малыш появился на свет с помощью кесарева сечения, то он не получает этой доли микроорганизмов, из-за чего у него может быть повышен риск возникновения некоторых видов аллергии, а также ожирения.
Большая часть микробиома ребёнка формируется к трём годам — это период интенсивного развития всех систем организма. Одна бактерия способна приносить как пользу, так и вред Некоторые микробы вызывают недуги, другие способны от них защитить, а иногда одна и та же бактерия может и навредить и оказать положительное влияние. Например, Helicobacter Pylori — когда-то эти бактерии были широко распространены, обитая в телах практически всех людей на Земле, но сейчас они есть лишь у половины человечества. Большинство из этих бактерий не доставляют их «хозяевам» никаких неприятностей, но в некоторых случаях могут способствовать образованию болезненных язв в пищеварительном тракте за работы по изучению влияния Helicobacter Pylori на возникновение гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки австралийский врач Маршалл Барри в 2005-м году получил Нобелевскую премию. Совет Победить негативное влияние бактерии можно с помощью антибиотиков, но Блейзер и его коллеги обнаружили, что отсутствие этого микроорганизма может вызвать рефлюкс-эзофагит повреждение слизистой оболочки и даже рак пищевода. Таким образом, некоторые бактерии могут быть как полезными, так и смертельно опасными. Лечение антибиотиками может спровоцировать астму и ожирение В 1928-м году Александр Флемминг изобрёл пенициллин, и это был грандиозный прорыв в медицине. Во всём мире антибиотики широко применяются в борьбе с самыми разнообразными заболеваниями, однако, как показывают последние исследования, использование антибиотиков может увеличить риск развития астмы, воспалительных заболеваний кишечника и даже ожирения. Кроме того, микробы научились приспосабливаться к антибиотикам: к примеру, метициллин-резистентный золотистый стафилококк способен вызвать тяжёлые заболевания вроде пневмонии или сепсиса.
Конечно, бывают случаи, когда лечение антибиотиками необходимо, но, как заявил «LiveScience» Мартин Блейзер, иногда стоит воздержаться от их использования: некоторые детские инфекционные заболевания ушей или горла могут пройти сами по себе. Пробиотики не так хороши, как считается В последнее время во всём мире наблюдается повальное увлечение пробиотическими состоящими из микроорганизмов добавками к пище: многие принимают их после курса лечения антибиотиками, полагая, что это дарует им здоровье. Насколько их применение оправдано? Учёный считает, что продавцы пробиотиков преувеличивают положительный эффект от своих препаратов. Такой тип мышления привел к тому, что у нас выработалась стойкая привычка беспрестанно мыть руки и уничтожать наши тела антибиотиками при малейшем кашле. Но так не должно быть. Здоровье ребенка до года Бактерии в переводе с греческого языка — палочки, — это группа микроскопических организмов, разнообразных по биологическим свойствам и принадлежащих к низшим формам жизни. Иными словами, бактерии — это часть обитателей нашей планеты, без которых жизнь на Земле невозможна. Они участвуют в процессах, которые составляют круговорот веществ в природе.
Среди них брожение, гниение, превращение органических веществ в минеральные. С древнейших времен люди пытались ответить на вопрос, откуда берутся болезни. В 1873 году Луи Пастер впервые высказал мысль, что между появлением болезни и существованием микроорганизмов есть тесная связь. Позднее было установлено, что многие заболевания, склонные к распространению, вызываются микроорганизмами — возбудителями инфекций, которые называются патогенными бактериями. Бактерии постоянно находятся как в окружающей среде, так и на поверхности человеческого тела, причем в огромном количестве. Через дыхательные пути и пищеварительный тракт они попадают во внутренние органы. Впервые мы сталкиваемся с ними, еще находясь в утробе матери. Обратите внимание Микроорганизмы, которые живут в организме ребенка или взрослого человека, находятся между собой в разнообразных взаимоотношениях и далеко не всегда вызывают болезнь. Некоторые бактерии участвуют в различных биохимических и физиологических процессах: поддерживают здоровье, выполняют защитную функцию, подавляя рост патогенных микроорганизмов.
Это представители так называемой нормальной микрофлоры, населяющие кожу, полость рта, пищеварительный тракт, органы дыхания малышей и взрослых. Они участвуют в регуляции газового состава, водно-солевого, белкового, жирового и энергетического обмена клеток. Кроме того, многочисленные представители нормальной микрофлоры кожи и слизистых включены в работу защитных реакций. Недостаток или избыток тех или иных бактерий нарушает микроэкологию организма и может привести к развитию болезней. Несмотря на разнообразие микроорганизмов в окружающей среде и их способность размножаться на коже и слизистых всех открытых внешней среде полостей, в любом месте всегда имеются постоянно обитающие виды бактерий, без которых организм не может защитить себя от болезни. Существует еще так называемая добавочная, проходящая транзитом, микрофлора, которая существует в небольших количествах и не приводит к развитию болезни. Например, микробная экология кожи представлена большим количеством микроорганизмов, они живут на поверхности кожного эпителия, в сальных железах, в волосяных фолликулах.
Так, например, некоторые возбудители инфекционных заболеваний в настоящее время приобрели устойчивость к препаратам, открытым в середине XX в. Фактически данный пример иллюстрирует действие движущего отбора.
В данном обзоре мы рассмотрели эту смену парадигмы и обсудили различные аспекты доброкачественных подходов на основе микробиома для устойчивого сельского хозяйства. С начала 1800-х годов Министерство сельского хозяйства США рекомендовало использовать определенные ризобактерии для улучшения азотного плодородия бобовых культур Schneider, 1892. С тех пор было проведено множество исследований, посвященных взаимоотношениям между бобовыми культурами и этими бактериями, которые теперь называются ризобиями и обитают в уникальных структурах - узелках, образующихся на корнях. Ризобии, заражающие эти узелки, способны к "биологической фиксации азота", при которой ди-азот фиксируется в формы, которые могут быть использованы растением. Симбиотически бактерии обменивают эти азотистые соединения с растением-хозяином в обмен на фотосинтетически полученный углерод. Многое еще предстоит узнать о функциональном и таксономическом разнообразии этих симбиотических бактерий и их растений-хозяев, о роли, которую они играют в глобальном азотном цикле, и, в конечном счете, о том, как их лучше использовать для повышения продуктивности растений. Это особенно актуально для маргинальных земель, которые не подходят для выращивания традиционных культур, но должны быть включены в глобальные подходы к производству продовольствия и кормов в будущем. Кроме того, такие деградированные земли должны быть регенерированы с целью восстановления здоровья и продуктивности почвы. Любое успешное начинание в этом отношении должно включать характеристику почвенного микробиома, как таксономическую, так и функциональную. В настоящее время предпринимаются попытки фиксации азота в таких не бобовых культурах, как пшеница, кукуруза и другие основные культуры, которые производят основную часть продуктов питания человека, путем создания симбиотических отношений с использованием подходов синтетической биологии Rogers and Oldroyd, 2014; Ryu et al. Такие подходы существенно повлияют на глобальные поставки продовольствия и могут функционировать адекватно для сокращения пахотных земель, необходимых для достижения целей производительности.
Задача по теме: "Умение оценивать правильность биологических суждений"
Некоторые бактерии являются патогенными для почвы, такие как бактерии рода Pseudomonas, которые могут вызывать бактериальные заболевания растений. Сельскохозяйственных вредителей предложили уничтожать отходами от производства пива. Другими опасными загрязнителями почв в сельском хозяйстве являются минеральные удобрения при использовании в неумеренном количестве, при неправильном хранении и транспортировке.
Почвенные микроорганизмы: враги, друзья и помощники
Молоко для сохранения кипятят, стерилизуют уничтожают бактерий , хранят в холодильнике, а соки для длительного хранения, как правило, консервируют в герметически закупоренных банках или специальных упаковках. Одним из продуктов жизнедеятельности молочнокислых бактерий является молочная кислота. Это вещество затормаживает размножение бактерий гниения. Такое свойство молочнокислых бактерий человек научился использовать при квашении капусты, солении огурцов, производстве кефира, сметаны, творога, сыра и др. Некоторые бактерии брожения живут в кишечнике человека и зверей и способствуют перевариванию пищи. К таким бактериям относится, например, кишечная палочка. В почве живут также азотфиксирующие бактерии. Их главное отличие от других видов почвенных бактерий заключается в способности поглощать из воздуха азот.
Некоторые из этих бактерий поселяются в корнях гороха, клевера, фасоли и других бобовых растений и вызывают образование клубеньков. Такие бактерии называют клубеньковыми. Бобовые растения часто используют вместо азотных удобрений, так как благодаря симбиозу с бактериями они обогащают почву соединениями азота. Роль бактерий в природе невозможно переоценить. Важное значение в круговороте веществ имеют бактерии гниения. Они питаются остатками растений и животных, очищая землю и превращая отмершие части живых организмов в перегной важную часть почвы. В почве живут также бактерии брожения.
Эта группа бактерий разлагает перегной до минеральных веществ, необходимых растениям. Бактерии гниения могут попадать на продукты питания и портить их. Для защиты от этих бактерий используют холодильники и морозильники, так как при низких температурах размножение бактерий сильно замедляется и продукты хранятся долго. Бактерии могут приносить пользу. Так, некоторые бактерии брожения вызывают скисание молока и соков. Из молока под их действием образуется простокваша, а из соков — уксус. Чтобы молоко не прокисло, его стерилизуют, т.
Соки и другие продукты консервируют и хранят в плотно закупоренной посуде, предохраняющей от попадания бактерий. Такое свойство молочнокислых бактерий человек научился использовать для получения кисломолочных продуктов кефира, йогуртов, сметаны и др. Молочнокислые бактерии помогают заготавливать на корм скоту сочные части растений — из них получают силос. Есть полезные бактерии брожения и в нашем организме. Так, кишечная палочка живёт в толстом кишечнике и помогает переваривать пищу. Бактерии считаются важным звеном круговорота веществ в природе. Благодаря их жизнедеятельности, отмершие частицы растений и животных перерабатываются в перегной.
Вышеперечисленные компоненты представители флоры снова способны использовать для своего роста и развития. Значение Грунты в современном виде являются результатом упорных стараний многих сообществ бактерий. Одноклеточные на протяжении длительного времени смешивали горные породы, перерабатывали отмершую органику, соединяя ее с элементами от своей жизнедеятельности. Шаг за шагом микроорганизмы превращали дикие пустыни и скалы в земли с плодородным верхним слоем. Бактерии — это самые древние организмы, которые могут быть как жизненно важными, так и вредоносными для растений и животных. Микроорганизмы — основные двигатели жизни на нашей планете. В состав микрофлоры грунта входят бактерии, грибы, плесень.
Их роль в росте и развитии растительности переоценить довольно сложно. Почвенные бактерии регулярно осуществляют переработку животной органики и преобразуют ее в полезные минеральные компоненты. В результате субстрат состоит из большого количества полезной органики, а также кальция, железа, азота и фосфора. Микрофлора грунта не только обогащает ее состав, но и делает структуру лучше. Она довольно разнообразна и богата, таким образом, в 1 грамме почвы может находиться около 1 млрд бактерий. Для учета их количества используют специальные методы, а также приспособления, включая оптический микроскоп, метод посева и другие. Со временем видовой состав почвенных микроорганизмов меняется.
Разновидности популяций бактерий в субстрате зависят от следующих факторов: типа почвы; состава субстрата; глубины исследуемого участка земли. Почвенные бактерии имеют вид мелких одноклеточных микроорганизмов. Они проживают в тонкой водной пленке грунта, около корней растительности. Небольшие размеры этих существ способствуют их возможности расти, функционировать и адаптироваться даже к тем условиям среды, которые быстро меняются. Зачастую такие микроорганизмы имеют шарообразную форму тела, иногда палочковидную или изогнутую. В грунтах также находится большое количество болезнетворных одноклеточных. Согласно исследованиям ученых, основные пути инфицирования патогенной группой простейших — это зараженные остатки живых существ.
Такие микроорганизмы часто являются причиной инфицирования людей и животных такими опасными недугами, как сибирская язва, гангрена и всевозможные кишечные инфекции. Несмотря на то что в природе встречаются патогенные бактерии, способные нанести вред человеку, эти одноклеточные приносят огромную пользу. Участвуют в химических реакциях и процессах, повышают биологическую активность грунта. Принимают участие в гумусообразовании, то есть создании органических веществ. Оздоравливают почву, стимулируя ее самоочищение от патогенных организмов. Приводят в норму сбалансированное питание растительности. Защищают представителей флоры и стимулируют их рост на ранних стадиях.
Способствуют образованию и развитию корневой системы. Укрепляют защитные реакции растительных организмов, а также их сопротивляемость различным инфекциям. Обзор видов Живущие в почве нашей планеты микроорганизмы делятся на несколько видов согласно способу питания, функциональным особенностям, среде обитания и другим особенностям. Организмы, обитающие в почве, представлены бактериями гниения, паразитами и симбионтами. При этом взаимоотношения между различными видами сапрофитов могут быть самыми разными. Микроорганизмы, которые относятся к группе одноклеточных, образующих споры, бывают 12-ти типов. Они выделяются на основе предпочтений бактерий к среде обитания.
Например, термофилы могут существовать только в теплой среде. Под влиянием данных одноклеточных многие элементы, в частности, мочевина превращается в вещества, типичные для роста и развития растительности. Патогенная микрофлора грунта является результатом ее загрязнения фекалиями. Такие микробы попадают в субстрат из кишечника животных или растений и тем самым способствуют процедуре гниения. Главными представителями патогенной микрофлоры считают колиформных прокариотов. После попадания в грунт эти одноклеточные существуют в ней длительное время при условии хорошего прогревания почвы и отсутствия доступа прямого солнечного света. Колиформных бактерий относят к наиболее опасным, так как они попадают в почву из кишечника животного.
Также опасными для людей и других живых организмов считаются бактерии, что вырабатывают ферменты высокотоксичной природы. По форме клеточных стенок Классификация почвенных бактерий по форме клеточных стенок была основана на методах геномных исследований. По данному принципу ученые выделяют 3 типа одноклеточных: бациллы, у которых клетка имеет стержневидную форму; кокки имеют клетку в форме сферы; спириллы — это спиралевидные организмы. Также были выявлены почвенные микроорганизмы сложного типа. К таковым относят разветвленных актиномицет. По отношению к кислороду Согласно использованию кислорода в процессе своей жизнедеятельности, почвенные одноклеточные бывают следующих видов: аэробные, для их существования необходим кислород; анаэробные бактерии погибают при наличии кислорода в определенном слое грунта.
Их высокие концентрации в почве могут быть опасны и для человека, и для природы в целом. Эти металлы могут попадать в землю в результате горнодобывающей, сельскохозяйственной деятельности, а также с электронными и медицинскими отходами. Основные вещества, загрязняющие почвы.
Инфографика "РГ" Полициклические ароматические углеводороды К ним относятся нафталин, антрацен и фенален. Загрязнение почвы этими веществами может быть связано с переработкой кокса и угля, выбросами транспортных средств. Эти органические соединения вызывают сердечно-сосудистые заболевания и некоторые формы рака. Удобрения Чрезмерное использование минеральных удобрений создает угрозу попадания этих веществ в грунтовые воды и через сток в поверхностные воды. Это приводит к эвтрофикации - насыщению рек и озер биогенными элементами, что сопровождается ростом биологической продуктивности. Также это прямо влияет на качество питьевой воды. Излишнее использование фосфорных удобрений может привести к их потере с пахотных земель из-за эрозии или стока. Избыток органических удобрений чреват увеличением концентрации нитратов и ряда токсичных веществ в почве. Сельскохозяйственные пластиковые отходы Они образуются в результате мульчирования, использования тепличных конструкций, ирригационных труб и капельниц для полива, защитных сетей.
Также пластик попадает в грунт из сточных вод. Кроме того, земля может загрязняться неупаковочным пластиком, использующимся для прессования, - это шпагат, пленка, сети. Источники микропластика в сельскохозяйственных почвах. Фото: Инфографика "РГ" Пестициды Пестициды, использующиеся в сельском хозяйстве для уничтожения вредителей или подавления роста нежелательных растений. Это гербициды, фунгициды и инсектициды. Их опасность в том, что они неконтролируемо распространяются в окружающую среду - это называется "дрейф пестицидов". Вещества попадают в почву, а далее в грунтовые воды с листьев растений, когда идет дождь или происходит полив, или с поверхности обработанных семян. Также почвы могут загрязняться пестицидами из протекающих труб, свалок отходов или поврежденных контейнеров. Для человек пестициды опасны рисками возникновения рака, заболеваний центральной нервной системы и иммунной системы.
Последствия загрязнения почвы Токсичные загрязнители в долгосрочной перспективе приводят к разрушению почвы, а значит, они могут снизить урожайность сельскохозяйственных культур и сделать продукты непригодными для употребления.
Эти исследования охватывали 284 видов пестицидов или их комбинаций, используемых в полевых и лабораторных условиях, а также 275 уникальных видов почвенных беспозвоночных. Пестициды могут проникать в почву несколькими способами: просачиваясь в нее, когда они применяются в виде гранул, покрытых семян, или через ирригационные системы процесс, называемый фертигацией , или когда растительные остатки растений, обработанных пестицидами, разлагаются на полях. Одна горстка почвы содержит огромное разнообразие организмов — от 10 до 100 миллионов, и все они играют важную роль в обеспечении здоровья почвы. Для целей этого исследования почвенные беспозвоночные были идентифицированы как любой организм, «который имеет яйцо, личинку или незрелое развитие в почве», включая бактерии, грибы и беспозвоночные, такие как черви, клещи, жуки, муравьи, многоножки, термиты, слизни, улитки и многие другие.
Что обнаружило исследование? В конечном итоге было обнаружено, что из 284 существующих исследований все классы пестицидов представляли угрозу для этих почвенных беспозвоночных, убивая их, сокращая размножение и видовое разнообразие, влияя на рост, клеточную функцию, а также имели другие негативные воздействия. Чтобы прийти к такому выводу, исследователи изучили более 2800 «проверенных параметров», которые они определили как уникальные комбинации воздействия каждого пестицида на каждого почвенного беспозвоночного и эффекта от пестицида в результате применения.
Одним из самых опасных веществ, выделяющихся в процессе бактериального гниения, являются аммиак и сероводород. Аммиак, выделяемый в процессе гниения, может приводить к изменению кислотности грунта, что в свою очередь негативно сказывается на различных растениях и микроорганизмах, которые зависят от определенного уровня кислотности почвы. Сероводород, в свою очередь, является веществом с высокой токсичностью как для животных, так и для человека. Он может вызвать заболевания дыхательной системы, провоцировать головные боли и тошноту, а также отрицательно влиять на плодородие почвы и водные экосистемы, в которые попадает. Помимо аммиака и сероводорода, в процессе гниения выделяются и другие опасные вещества, такие как метан и углекислый газ. Эти газы являются главными причинами парникового эффекта и способствуют ухудшению климатической ситуации на планете.
В целом, разрушение почвенного слоя бактериями гниения может привести к утрате плодородности почвы, загрязнению водных и воздушных ресурсов, а также ухудшению качества жизни человека и других видов, зависящих от этих экосистем. Экологическое значение бактерий гниения и методы сохранения почвенного биоразнообразия Бактерии гниения играют ключевую роль в поддержании экологического баланса и функционировании почвенной системы. Они осуществляют разложение органических веществ в почве, что способствует образованию плодородного гумуса и обогащению ее минеральными элементами. Экологическое значение бактерий гниения проявляется в нескольких аспектах. Во-первых, они участвуют в круговороте органического вещества, переводя его из остатков растений и животных в доступную для других организмов форму. Таким образом, бактерии гниения являются основными декомпозерами в природных экосистемах. Во-вторых, бактерии гниения способны дезинтегрировать токсические вещества, такие как пестициды или нефтепродукты, что помогает очищать почву и окружающую среду от загрязнений. Однако, почвенное биоразнообразие стало нарушаться из-за антропогенного воздействия на окружающую среду. Изменение химического состава почвы, в результате использования удобрений и пестицидов, может иметь негативные последствия для бактерий гниения.
Микроорганизмы в почве
Сельское хозяйство может разрушить ризиобиом почвы (микробную экосистему), используя почвенные поправки, такие как удобрения и пестициды, без компенсации их воздействия. Значение в природе: Бактерии гниения являются ключевыми участниками природного разложения органического материала. Новости сельского хозяйства. Несмотря на то, что большинство живущих в почве бактерий питаются углеводами, например, образующимися в процессе гниения фруктов, в лабораторных условиях эти микроорганизмы не только не погибали в средах на основе различных антибактериальных препаратов. Бактерии-вредители являются серьезной угрозой для сельского хозяйства. Бактерии гниения являются важными компонентами почвенной экосистемы, играющими ключевую роль в разложении органических веществ.
Загрязнение почв остаточными пестицидами и микробными патогенами
Насколько масштабным сегодня является сельскохозяйственное загрязнение почвы и воды? Важнейшими микроорганизмами второй группы являются бактерии рода ризобиум, развивающиеся в клубеньках на корнях преимущественно бобовых растений. Значение бактерий: обогащают воду кислородом, а почву — органикой и азотом; очищают воду, минерализуя продукты гниения; являются кормом для зоопланктона и рыб; используются для получения ряда ценных веществ (аминокислот, пигментов. Органическое сельское хозяйство основано на принципах и логике живого организма, согласно которым все элементы (почва, растения, сельскохозяйственные животные, насекомые, фермер и местные условия) тесно связаны между собой. Многие бактерии в почве участвуют в защите растений от других патогенных микроорганизмов. Б. Почвенные бактерии гниения являются вредителями сельского хозяйства.