Чем питаются почвенные бактерии - Клуб органического земледелия

Чем питаются почвенные бактерии

Сапрофиты: что это такое, чем питаются, где обитают?

В природе существуют организмы – бактерии, грибы, растения, животные – питающиеся готовыми органическими соединениями. Источником углерода для них служат частички отмерших или продукты жизнедеятельности живых созданий природы. Такие существа называются “сапрофиты”. Что это такое? Попробуем выяснить в данной статье.

Происхождение названия

Название этой группы организмов происходит от двух греческих слов: «гнилой» и «растение». Отсюда можно буквально понимать смысл понятия. Сапрофиты используют в пищу продукты жизнедеятельности иных организмов, ткани растительного и животного происхождения, часто – отмершие.

Роль сапрофитов

Велика роль этих созданий природы в глобальном круговороте веществ. Каждый живой организм когда-нибудь должен умереть. Так уж устроено природой. Многие сапрофиты предназначены для утилизации отмерших тканей. Без них биосфера попросту бы захлебнулась в собственных отходах, а вся Земля была бы устлана продуктами жизнедеятельности и отходами различных организмов – живых и мертвых.

Какие бактерии называют сапрофитами?

Общее количество живущих на планете Земля бактерий поистине несметно, не поддается точному исчислению. Микроорганизмы, с точки зрения классификации в биологии, – самое многочисленное Царство. Большинство из ныне существующих бактерий являются сапрофитами.

Основные функции

Бактерии-сапрофиты: что это такое? Их предназначение – разлагать органику в водных средах и почве, участвовать в минерализации, круговороте химических элементов. Азотобактерии, например, принимают активное участие в процессе фиксации азота. Некоторые – важнейшие звенья в преобразовании углерода, серы, фосфора. А другие микроорганизмы «помогают» человеку готовить пищевые продукты. Ведь процесс молочнокислого брожения напрямую зависит от сапрофитов. Сметана, творог, сыр, ряженка, соления, слабый алкоголь – те продукты, которые без бактерий просто не смогли бы существовать.

Сине-зеленые водоросли

Эти цианобактерии участвуют в производстве кислорода. Ученые считают, что именно эти древнейшие микроорганизмы начали формировать несколько миллиардов лет тому назад атмосферу Земли. Ведь тогда еще не было деревьев и прочих растений, выделяющих в процессе фотосинтеза кислород. А бактерии существовали. Даже сейчас – ввиду их многочисленности – их доля в производстве данного газа является существенной.

Грибы и растения-сапрофиты

В царстве грибов также есть представители данной категории: мелкие и средние, даже крупные. Они используют в пищу палую листву, перегной, стволы и ветки, навоз, древесный уголь, перья и пух птиц, шерсть животных. В общем – всякую органику, им доступную. Например, опенок белый, ложноопенок серно-желтый, навозник лохматый, подосиновики, подберезовики и многие другие являются сапрофитами. Многие лесные грибы вступают с высшими растениями (деревьями, кустарниками) в симбиоз, производя из всевозможных остатков растений и животных удобрения, необходимые для питания растений.

Огромное значение (часто – не совсем приятное) имеют всевозможные микроскопические сапрофиты-грибки. Они часто поселяются в продуктах питания, преобразовывая их своей жизнедеятельностью, творя как съедобные в дальнейшем, так и несъедобные продукты. Заплесневелый хлеб и прокисшее варенье, забродивший фруктовый сок, сгнившее яблоко – их «рук» дело. Из полезных – чайный гриб, индийский рисовый, грибковое брожение при производстве алкоголя.

В Царстве растений также имеются сапрофиты. Что это такое? У этих представителей флоры отсутствуют, как правило, элементы фотосинтеза (пигменты) и данный процесс осуществляется за счет приспособленности к употреблению питания из грибов, например. Невозможность осуществления фотосинтеза может быть частичной. Так, некоторые виды орхидей только в определенной мере зависят от грибов, но могут осуществлять и фотосинтез дополнительно.

Подобные растения называют микогетеротрофами. Они насчитывают более 400 всевозможных видов.

Животные-сапрофиты. Что это такое?

Среди представителей фауны также есть подобные организмы. Например, клещи-сапрофиты (семейство паукообразные). Эти членистоногие не имеют зависимости непосредственно от других организмов, но в готовых органических соединениях все же нуждаются. Они используют для своего питания разлагающиеся растительные или животные ткани. Сапрофитами являются более 150 видов клещей пылевых, некоторые из них считаются аллергенными. Их можно увидеть только под микроскопом, так как их размеры минимальны (средние – 0,2 мм). Продолжительность жизни животного – около четырех месяцев. За это время самка клеща успевает отложить до 300 яиц. А всего в одном грамме пыли может «квартироваться» до нескольких тысяч этих организмов. В пищу они употребляют чешуйки слоя кожи людей, которые присутствуют в изобилии там, где человек спит (по данным науки, человек может сбрасывать в год до 700 граммов отмерших частичек кожи, ими и питаются пылевые клещи-сапрофиты).

Читайте также:  Бал хризантем в крыму в 2018 году

§ 16. Питание бактерий и грибов

Вспомните

  1. Какие вещества называют органическими?
  2. Что такое фотосинтез?
  3. Какую роль играет пища в живом организме?
  4. Что такое мицелий?

Питание бактерий. Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Но есть бактерии, способные самостоятельно синтезировать органические вещества, используя в том числе и энергию света. Так, циа-нобактерии способны образовывать органические вещества из неорганических, выделяя при этом кислород. В начальный период развития жизни они сыграли важную роль в накоплении кислорода в атмосфере Земли.

По способу питания бактерии, употребляющие готовые органические вещества, делят на две группы: сапротрофы (от греч. сапрос — гнилой и трофе — питание), получающие органические вещества из отмерших организмов или выделений живых организмов, и паразиты (от греч. паразитос — нахлебник), питающиеся органическими веществами живых организмов. К сапротрофам относятся почвенные, молочнокислые, маслянокислые и другие бактерии. Так, почвенные бактерии разлагают перегной до минеральных веществ, которые могут быть поглощены из почвы корнями растений. Молочнокислые бактерии, питаясь сахаром, содержащимся в молоке, образуют молочную кислоту. Под ее действием молоко превращается в простоквашу, а сливки — в сметану. Квашение овощей, силосование кормов тоже происходят с помощью молочнокислых бактерий. Образовавшаяся молочная кислота предохраняет овощи и корма от разложения. Паразитизм у бактерий распространен очень широко. Существуют бактерии, паразитирующие в теле бактерий других видов. Среди бактерий-паразитов много болезнетворных, вызывающих различные заболевания у растений, животных и человека.

Питание грибов. Для питания грибам необходимо готовое органическое вещество, что сближает их с животными. Но по способу поглощения пищи — путем всасывания, а не заглатывания — они сходны с растениями.

В зависимости от потребности в конкретных веществах тот или иной вид грибов поселяется на определенном субстрате. Грибы не способны усваивать крупные частички пищи и могут всасывать только жидкие вещества всей поверхностью тела. Поэтому им очень выгодна большая общая площадь поверхности мицелия.

Пищеварительные вещества, выделяемые грибами, воздействуют на материал субстрата и подвергают его частичному перевариванию вне грибной клетки. Такой полупереваренный материал легко всасывается всей поверхностью мицелия.

В зависимости от способа потребления органических веществ грибы, как и бактерии, могут быть сапротрофами или паразитами.

Грибы-сапротрофы питаются органическими веществами, которые не входят в состав живых клеток, поэтому они никому не причиняют вреда. Напротив, разлагая органические вещества погибших организмов, они, наряду с сапротрофными бактериями, играют важную роль в круговороте веществ в биосфере. Примерами таких грибов являются известные вам мукор, пеницилл, дрожжи и многие другие (см. рис. 19, 20).

Грибы-паразиты (рис. 45) поселяются на живых организмах и питаются за их счет, нанося им большой вред. Грибы-паразиты, поселяющиеся на культурных растениях, наносят большой вред сельскому хозяйству, снижая урожаи и делая продукты непригодными в пищу. На растениях паразитирует около 10 тыс. видов грибов, на животных и человеке — около 300 видов. Одни из них поселяются на поверхности, другие — в теле своего хозяина, часто вызывая тяжелые заболевания.

Рис. 45. Грибы-паразиты

Ответьте на вопросы

  1. Что общего в питании большинства бактерий и грибов?
  2. Чем бактерии и грибы-сапротрофы отличаются от бактерий и грибов-паразитов?
  3. В чем особенность питания грибов?

Подумайте!

Почему бактерии, грибы и животных относят к разным царствам, хотя все они питаются готовыми органическими веществами?

Моя лаборатория

Вы уже знаете, что некоторые азотфиксирующие бактерии могут поселяться в корнях бобовых растений. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков. Поэтому их часто называют клубеньковыми бактериями (см. рис. 16).

Эти бактерии образуют соединения азота, которые используют растения. От растений бактерии получают углеводы и минеральные соли. Таким образом, между бобовыми растениями и клубеньковыми бактериями существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление получило название симбиоз (от греч. симбиозис — совместная жизнь).

Читайте также:  Ирисы сибирские в ландшафтном дизайне фото

Благодаря симбиозу с клубеньковыми бактериями бобовые растения обогащают почву азотом, способствуя повышению плодородия почв.

В сельском хозяйстве в качестве удобрения используют препарат нитрогин. В 1 г такого удобрения содержится более 2 млрд клеток азотофиксирующих бактерий. За одно лето эти бактерии могут накопить около 100 кг азота на 1 га, улучшая плодородие почвы.

Симбиотические отношения широко распространены между грибами и растениями. Грибники знают, что подберезовики чаще всего можно встретить в березняке, белые грибы — вблизи берез, сосен, елей и дубов, рыжики — в сосновых и еловых лесах, подосиновики — в осинниках. Это объясняется тем, что между определенными видами растений и грибов устанавливается тесная связь, полезная как одному, так и другому организму, то есть симбиоз.

Нити грибницы плотно оплетают корень растения и даже проникают внутрь его, образуя грибокорень, или микоризу (рис. 46). Грибница поглощает из почвы воду и растворенные минеральные вещества, которые поступают из нее в корни растений. В свою очередь, грибница получает органические вещества, необходимые ей для питания и образования плодовых тел, из корней растений.

Рис. 46. Микориза

Лишайники — группа организмов, насчитывающая свыше 20 тыс. видов, яркий пример симбиотических отношений грибов с водорослями или цианобактериями (рис. 47).

Рис. 47. Лишайники

Тело лишайника — слоевище — состоит из гриба и водорослей или гриба и цианобактерий, живущих в симбиозе как один организм. Оно образовано переплетающимися нитями грибницы, между которыми расположены одноклеточные зеленые водоросли или клетки цианобактерий.

Грибные нити лишайника поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами, а в клетках зеленых водорослей и цианобактерий образуются органические вещества.

Как и чем питаются различные бактерии

Бактерии, как и все организмы, живущие на Земле, должны получать питательные вещества для своего роста, развития и размножения. Некоторые виды никакой органики не употребляют, а энергию получают путем сложных процессов окисления неорганических веществ. Их называют хемотрофы, а для гетеротрофных организмов (животные, грибы и большая часть простейших) поддержание жизнедеятельности возможно только за счет готовых органических соединений. В зависимости от того, как и чем питаются гетеротрофные бактерии, их можно поделить на четыре группы.

Классификация прокариотов по способу питания

Бактерии, которые питаются органическими веществами, то есть гетеротрофы, имеют несколько четко разделимых линий поведения и вкусовых предпочтений. Так, выделяются:

  • хищники;
  • сапрофиты (встречается также название сапротрофы);
  • симбионты;
  • и паразиты.

Хищников среди бактерий немного, но, как и положено представителям данного вида, они убивают свою жертву, а затем съедают ее. Именно такого поведения придерживается бделловибрион бактериовирус, обитающий в водной среде.

Симбионты питаются питательными веществами других организмов, только взамен обеспечивают им, например, соли и воду. Одними из самых известных симбиотических простейших являются клубеньковые бактерии.

Сапрофиты забирают нужные им вещества у отмерших организмов. К числу падальщиков относят гнилостные бактерии, плесневые грибы.

Паразиты – это низшие животные или растительные организмы, питающиеся за счет своего хозяина. По сути, они поедают своих, пока еще живых жертв. Болезнетворные бактерии, вирусы и грибы могут селиться как внутри, так и снаружи организмов. Паразиты живут и питаются не только на теле человека или животных, есть виды, которые пользуются готовыми питательными веществами растений, бактерий и других простейших микроорганизмов.

К вопросу о питании

Вопрос со способами добычи средств к существованию понятен, но как именно питаются бактерии? Главной особенностью бактериальной клетки при рассмотрении процесса потребления питательных веществ можно назвать то, что субстраты попадают внутрь через всю ее поверхность. Процессы метаболизма проходят с высокой скоростью, и так же быстро микроорганизм отреагирует на изменения в окружающей среде.

Бактерии-сапрофиты (а таковых в природе большинство) питаются мертвыми и уже начавшими разлагаться органическими материалами. Чтобы переварить пищу, они выделяют ферменты и потом поглощают результат такого внеклеточного способа переваривания. Похожим образом поступают дрожжи и грибы, которым разветвленная сеть мицелия обеспечивает возможность забирать питательные вещества с большой площади.

Несмотря на то что процесс усваивания пищи у сапротрофов проходит по одинаковому сценарию, требования к субстрату у них различаются. Одни выбирают среди отмерших организмов:

  • среду с достаточно сложным содержанием элементов (остатки растений, трупы животных, молоко);
  • субстраты с резко ограниченными готовыми соединениями (то есть только с теми, которые они сами не смогут воспроизвести);
  • материю с единственным источником углерода (сахар, кислота, спирт или другое соединение).
Читайте также:  Ясень структура древесины фото

Пеницилл, аспергилл и мукор – ярчайшие представители сапрофитов

Грибы на Земле появились одними из первых организмов. Такой представитель, как мукор, встречается в верхних почвенных слоях, но на продуктах тоже питается органическими соединениями. У животных и человека небольшое его количество может вызвать заболевания, но высокая ферментативная активность у некоторых мукоровых грибов делает их нужными для производства антибиотиков или закваски. Последняя более известна как китайские дрожжи.

Аспергиллы – плесневые грибы, образующие пушистые колонии, изначально имеющие белый цвет. Оттенок позднее может меняться. Питаются они на различных субстратах, ареал их обитания простирается в нескольких климатических поясах. Эти грибы опасны для крахмалосодержащих продуктов питания. Иногда они произрастают внутри деревьев и растений.

Пеницилл, как и вышеописанные грибы, появляется на еде и делает ее непригодной для употребления. Но он известен гораздо больше своих собратьев благодаря тому, что его полезные свойства перекрывают все возможные негативные последствия. Первый антибиотик так и называется – «Пенициллин».

Но все-таки грибы – это, прежде всего, санитары леса. Опавшая листва, ветки, поваленные стволы, пух и перья птиц так и скапливались бы слоями, приводя к загрязнению экосистемы.

Бактерии-«падальщики» и их значение для природы

Разнообразные способы, которыми питаются бактерии, являются одной из причин того, что они получили столь широкое распространение на нашей планете. Сапрофиты, удовлетворяя собственные потребности, принимают активное участие в круговороте веществ. Некоторые соединения, образовавшиеся в процессе их питания, ими не усваиваются, а поступают в окружающую среду, остаются в земле, где активно потребляются растениями.

Так как любой организм рано или поздно погибнет, сапрофиты никогда не останутся без поля для деятельности. Они одновременно и дворники, и повара: когда питаются, то разлагают органические ткани на составные элементы, которые потребляют другие организмы. Еще в их обязанности входит участие в минерализации и круговороте химических элементов в земле, да и процессы брожения (в том числе и молочнокислого) проходят с обязательным участием сапрофитов.

Грибы-сапрофиты питаются на различных субстратах, но поселившись на продуктах, которые употребляет человек, не всегда дают положительный результат. Чайный или индийский морской гриб используют для приготовления вкусных и полезных настоев, а грибковое брожение требуется при производстве алкоголя. Но забродившие соки и варенья, плесень на хлебобулочных изделиях, гниль на яблоках – это результат присутствия все тех же сапрофитов.

Гнилостные бактерии могут вызывать порчу продуктов, даже прошедших заморозку или засолку продуктов питания. Но в некоторых процессах человек применяет препараты с содержанием ферментов, полученных из культур таких бактерий (химчистка одежды, выделка шкур, кожевенное производство).

Убивать, чтобы жить

Бактерии-паразиты – это в подавляющем большинстве болезнетворные микроорганизмы. Тела или клетки живых существ являются естественной средой их обитания, где они питаются, растут и размножаются. А в результате пораженные ими ткани или органы получают серьезные повреждения.

Болезнетворные бактерии не просто питаются в теле хозяина, их токсичные выделения разносятся кровью по всему организму, вызывая серьезнейшие осложнения. Паразиты-прокариоты становятся возбудителями опасных заболеваний.

  • холера;
  • чума;
  • ботулизм;
  • дизентерия;
  • сальмонеллез;
  • пневмонии в различных формах;
  • туберкулез, и этот список можно продолжать еще очень долго.

Болезнетворные простейшие очень хорошо приспосабливаются к жизни в организме, да и способы проникнуть внутрь у них достаточно разнообразны. Продукты питания, вода, личные контакты с зараженным человеком, предметы быта и воздушно-капельный путь передачи используются возбудителями болезней в полной мере.

Способы борьбы с бактериями тоже имеют разностороннюю направленность, но сражаясь за собственную жизнь, простейшие становятся с каждым разом все изобретательнее, вырабатывая иммунитет к лекарствам. Пока в битве «болезнетворные микробы VS человек» наблюдается ничья.

Несмотря на то что с некоторыми сапрофитами человеку лучше было бы не встречаться, знание о том, чем они питаются, помогает изобретать новое оружие против них. Либо в силах ученых создавать идеальные условия для культивирования тех видов, которые нам необходимы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector