Микроорганизмдер және қоршаған орта. Микроорганизмдердің табиғатта таралуы. Ауа, топырақ және су микрофлорасы.

Мақсаты: Микроорганизмдердің табиғатта таралуы, олардың табиғаттағы ролі.

Микроорганизмдер жердің барлық геологиялық сфераларында – литосферада, гидросферада, атмосферада табылады. Бұлардың екеуі микроорганизмдер сақталатын және тіршілік ететін орталар, ал үшіншісі – уақытша мекендеу және таралу ортасы

Литосфера және оның беткі қабаты – топырақ Литосфера немесе жер қыртысы – жердің сыртқы қатты қабаты. Ал топырақ – атмосферамен жанасатын литосфераның үстіңгі борпылдақ қабаты. Тіршілік осы қабатта шоғырланады. Топырақ абиотикалық және биотикалық факторлардың әсерінен тас жыныстардан пайда болған. Желдену, шіру, ыдырау, шаймалдау процестердің нәтижесінде пайда болатын өнімдер беткі қабатынан топырақтың терең қабатына жылжып, оның тік (вертикаль) профилін тігінен кесілгендегі көрінісін құрастырды. Ол пайда болу уақыты, құрамы мен құрылысы бойынша ерекшеленетін бірнеше генетикалық горизонттардан тұрады.

Топырақ микрофлорасы Топырақ табиғатта микроорганизмдердің тіршілік етуінің шынайы ортасы және бастапқы резервуары болып табылады (азот, көміртек, күкірт, темір және т.б.). Олар топырақтың түзілу және өзіндік тазару процесіне белсенді қатысып, табиғаттағы зат алмасу ға қатысады. Топырақ таулы ортадан желдің, судың тірі организмдердің және олардың органикалық қосындылардың, яғни өсімдіктермен жануарлардың өңімінен пайда болуынан түзіледі. Әртүрлі топырақ микроорганизмдері сулы және коллоидты қабықтарда тіршілік етеді, және олар топырақ бөліктерін бұзады және саңырауқұлақтардың гифтерімен қозғалғыш бактерияларының жылжуы және көшіп жүріп жатады және олардың арасында микроскопиялық жіңішке сулы қабаттар көрінеді. Топырақ микрофлорасының сапалық құрамы өте әртүрлі: әртүрлі бактериялар, актиномицеттер, спирохет, архебактериялар, микоплазм, саңырауқұлақтар, вирустар. Әртүрлі топтағы микроорганизмдердің құрамы мен ара қатынасы топырақ түріне, оны өңдеу әдісіне, құрамындағы органикалық заттарға, ылғалдылыққа, климаттық шарттарға және тағы басқа себептерге байланысты болып келеді. Құмды топырақтарда аэробты микроорганизмдер тіршілік етеді, ал сазды, ылғалды (оттегінің кіруі қиын) ол жерде негізінен анаэроты микроорганизмдер тіршілік етеді. Топырақ микроорганизмдер С көбейе алады, ал термофильдіктер – одан жоғары тампературада. Микроорганизмдер күрделі биоценозда болады, олар өздерінің араларында өсімдіктермен бірге антагонисттикалық және сембиотикалық ара қатынаста сипатталынады. Өсімдіктердің тамыр аймағында бактерия өте көп: олар резосфера деп аталатын интинсивті көбею зонасын және жоғарғы активтілікті түзеді. Топырақтың ризосфералық зонасының микрофлорасы бай, әртүрлі және әртүрдегі өсімдік үшін өзіндік ерекшелігі болады. Микроорганизмдер өсімдіктердің тамырлық бөліну ара қатынасында дұрыс хемотаксисті болады және олар органикалық қосылыстардың минерализация процесіне қатысады, сонымен қатар өсімдіктерді тез қабылдайтын минералды заттармен, яғни дәрумендермен, ауксиндермен қамтамасыз етеді.

Топырақ микрофлорасының құрамында бактерияларды физиологиялық топтарға бөлуге белгіленген. 1. Бактериялар – аммонификаторлар, бұлар сазды микроорганизмдер, олар өсімдік қалдықтарының щіруіне әкеледі. Шіру процесіне мына бактериялар қатысады: B.subtilis, B.mesentericus, Serratia marcescens, бактерия тұқымы: Proteus; саңырауқұлақ тобы: Aspegillus, Mucor, Penicillium; анаэробты: C.bsporogenes, C.putrificum; уробактериялар: Urobacillus pasteuri, Sarcina ureae. 2.Нитрифицирлейтін бактериялар: Nitrosomonas және Nitrobacter. Nitrosomanas аммиакты азот қышқылына дейін қышқылдандырып нитрит түзеді. Ал Nitrobacter азотты қышқылды азотқа дейін қышқылдандырып нитрат түзеді. Нитрификцирлейтін бактериялар 1899 ж. топырақ микробиологияның негізін қалаушы С.Н. Виноградскиймен ашылды. Оның айтуы бойынша нитрификация процесі 2 этапта жүреді және нитрификцирлейтін бактериялар автотрофты қасиетті және спецификалық қозғалыс әсерін иемденген. Нитрификация процесіндегі микробтардың маңызы виноградскимен былай сипатталған: «Микробтар зат алмасудың дұрыс өзгеруіндегі негізгі агенттер болып тұрады; олар әртүрлі реактивтерді тасымалдайтын тірі тасымалдаушылар. Оларсыз әртүрлі керек процестер, яғни зат алмасу процесі болмас еді». 3.Еркін тіршілік ететін азот фикцирлейтін бактериялар ауадан атмосфералық азотты аудан алады және тіршілік ету процесінде молекулярлы азоттан ақуызды басқа да азотты қатынастарды түзеді. Оларды өсімдіктер қолданады. 4.Жасымықты ыдырататын бактериялар ашыту түрлерін тудырады. Олар микробтардың көмірсутекті органикалық қосылыстарды ыдыратқан кезде байқалады (сүт қышқылы, спирт, май қышқылы, прапион қышқылы, сірке қыщқылы). 5.Күкірт, темір, фосфор және тағы басқа элементтер айналымына қатысатын бактериялар – күкірт бактериялар, темір бактериялар және т.б. олар әртүрлі қышқылдардану және қалпына келу процестеріне қатысады.

B.Sabtilis Aspergillus Nitrobacter

Санитарлы көрсеткішті микроорганизмдер және олардың топырақты бүліндіру сипаттамасы. Бактериялардың жалпы мөлшері ЕПА-да 37С температурада 24сағ микроорганизмдер мөлшері калония түзеді.Топырақтың,микрофлоралардың бүлінуі фикольді шығарылғандармен болады.Термофильді микроорганизмдер олар ЕПА-да 60С температурада 24сағ ішінде калония түзеді.Топырақтың ішек таяқшасымен жоғары және төмен бүлінулері фекальді бүліну болып табылады.ІТТБ-грамм теріс,қысқа таяақшалы,спора түзбейді.Лактозаны және глюкозаны қышқыл және газға дейін 7С температурада сағат ішінде ыдыратады.Лактозаны қышылға дейін 37Стемпературада 24сағыдыратады.Перфрингенс титр әдісі.Бұл грамм оң облегатты анаэробты,спора түзуші таяақшаларды анықтауда және сульфиттердің қалпына келуін анықтауда қолданылады. Аммонийфикаторлар- азотты аммоний катионына дейін айналдыратын микроорганизмдер қалу мүмкін.

Ет пептонды сорпа

Нитрифкаторлар - Нитраттағы нитриттегі азотты және аммони тұздарын қышқылданлыратын микроорганизмдер. Бұл топқа Nitrosococcus, Nitrosolobus, Nitrosobacter туыстығының өкілдері жатады.Олардың болуы органикалық ластанудың және өзіндік активті тазару процесі бар екенін көрсетеді. Аэробты целлюлозажұктырушы микроорганизмдер - целлюлозаны көмірсудың көзі ретінде қолданатын топырақ микробиототы. Бұл топта спорасыз бактериялардың, базидиалинді, ашытқы саңырауқұлақтардың рөлі зор. Сапрофиттердің жалпы саны - микроорганизмдердің мөлшері 72 сағатта С–да ЕПА –да колония түзетін. Микробиотттың жоғарғы санағы топырақтың органикалық ластануын көрсетеді. Патогенді микроорганизмдер – сальмонелалар, поттогенді клостридиялар (C.tetani, C.botulinum), сібір түймесін қоздырушылар, вирустар.

Топырақтың биологиялық контаминациясы және өзіндік тазарудағымикробтардың рөлі Адам және жануарлардың әртүрлі шаруашылық және өнеркәсіптік қалдықтарының шығуы мен топыраққа үлкен көлемде әртүрлі органиканың түуі. Адамның фикцациясында 60 түрлі микроорганизмдер анықталған, олар әртүрлі 8-10 туыстыққа жатады. Ең көп түрде анаэробтылар 96%, бифидобактериялар, лактобактериялар, пептококтар,аз көлемде эшерихи, энтерококтар, пртей, клостридилер, кандида және т.б. микроорганизмдер кездеседі. Топырақтың биологиялық ластануы әсіресе каналданбаған жерлерде және де өнеркәсіп территориясында, яғни органикалық қалдықтаржиналатын жерлерде, шаруашылық аулаларында, мал шаруашылық комплекстерінде, жағажайда болады. Тұрып қалған суларда микроорганизмдер лайлы тұнбалар түзеді, содан тазартылмаған тұнбаларды қолданбаған кезде топырақтың инфекцирленуі жүреді. Сонымен қатар мұндай жағдай жеміс өсіретін егістерде болады. Тұрып қалған сулардығы бөлшектерде бактериялар адсорбцияланып бірнеше уақыт өздерінің тіршілігіне және вируленттілігін сақтап

Топырақ микрофлорасы

Гидросфера. Жердің тұзды, тұщы және қатты судан тұратын қабаты. Жер бетінде тұзды сулар басым, олар мұхит, теңіз және тұзды көлдердің сулары. Тұщы суларға тұщы көлдердің, өзендердің сулары мен артезиан сулары, топырақ пен атмосфераның ылғалы жатады. Қатты су – ол қар мен мұздықтар.

Су микрофлорасы Су әр түрлі микроорганизмдердің табиғи өмір сүру ортасы болып есептеледі. Өзен, теңіз, мұхит, ашық су қоймаларында барлық таксономиялық топтардың өкілдерін кездестіруге болады. Су қоймалары жануар және өсімдіктердің органикалық субстраттарынан және патогенді микроорганизмдерден өздігімен тазарта алады. Бұл процесті су қоймаларының өзін тазарту деп атайды. Судың сапрофитты флорасы тіршілік активтендіреді, нәтижесінде органикалық заттардың ыдырау күшееді, әр түрлі бактериялардың саны азая бастайды, әсіресе нәжіспен шыққандар (фекального происхождения). Сапробтылық термині (грек тілінен sapros - шіру) - бұл судағы арнайы концентрациядағы микроорганизмдердің органикалық заттары және судың минералдану дәрежесі арасындағы байланысы ерекшелігінің комплексі.

Қасиеті бойынша су бөлінедi: 1.ішуге арналған су. Сумен орталықты және жергілікті қамту, ашық сутоғандардан (өзен, су қоймасы) немесе жер асты суларынан (ұңғымақ, балды бұлақтар, құдықтар) жиналады; 2. жүзуге арналған хауызды сулар;Қалдық суларды бөлек ерекшелейдi: шаруашылық– фекальді, өнеркәсiптiк, нөсер жаңбырдан, бірақ осы сулардың микрофлорасы табиғи суларды ластайды.

Сутоғандарының барлық микрофлорасын экологиялық тұрғыда екi топқа бөлуге болады: 1. аутохтонды (немесе сулы)аллохтонды, әр түрлі көздерден ластану кезінде Аутохтонды флора - суда өмiр сүретін және көбейетiн микроорганизмдер. Судың микробтарын топырақтың микрофлорасының құрамын бейнелеп көрсеткендіктен,, топырақта өте көп таралған микробтар табылады. Суда өмір сүруге бейімделген микроорганизмдер кұрамында тұрақты болатын микроорганизмдерді судың арнайы флорасы деп атайды.. Оларға аэробты кокктар жатады: Micrococcus candicans, Micrococcus roseus, Sarcina lutea Pseudomonas fluorescens, Proteus, Leptospira өкiлдерi. Таза ластанбаған сутоғандарында оттегiні қажетсінбейтін бактерия аз. Көбінесе Serratia marcescens, Bacillus cereus, Bacillus mycoides, Chromobacterium violaceum, Clostridium және басқалары болады.

Сапробтылық шкаласы бойынша 3 аймақ анықталған:. Полисапробты аймақта (өте ластанған аймақ) органикалық заттар саны өте көп, тез ыдырайды да микроорганизмдер оларды тез қабылдайды. Полисапробтық аймақта оттегі жоқ. Микробтар өте көп (анаэробтық бактериялар, саңырауқұлақтар, актиномицеттер), олар тез шірітіп ашытады. Осы бактериялар әсерінен күрделі органикалық заттар қарапайым заттарға ауысқанда аммиак, күкірт сутегі, индол, скатол, метан, көмірқышылы т.б. бөледі. 1 мл суда бактериялардың саны миллионнан асады. Мезосапробтық аймақта (сәл ластанған аймақ) қышқылдану және нитрификация процесі басым. Құрамында азоты бар қоспалар аммиакқа дейін ыдырайды, олар қышқылданғанда нитритке, нитратқа ауысады. Микробтардың саны көп - 1 мл суда мыңдап өлшенеді. Ең алдымен нитрифицирленген бактериялар - грам(-) таяқшалар, кокктар. Олар облигатты аэробтар. Сонымен қатар, судағы Clostrіdіum туыстастығына кіретін анаэробтар, Pseudomonas, Mycobacterіum, Flavobacterіum туыстастықтарына кіретін бактериялар, Streptomyces және Candіda т.б. көмірсутегілері бар қоспалардың минерализациясына қатысады - целлюлоза, клетчатка, лигнин т.б. Олигосапробтық аймақ (таза су аймағы) өздігімен тазарту процесі аяқталуымен сипатталады. 1 мл суда бактериялар саны 10-нан 1000 дейін. Бұл судың қалыпты флорасы. Әр түрлі микроорганизмдер, сонын ішінде патогенді микробтарда полисапробтық аймақта көп болады, бірақ жаймендеп қырыла бастайды, мезосапробтық аймақта олар азаяды, ал олигосапробтық аймақта кездеспейді. Өзеннің суында 24 сағатта микробтардың 50%, 48 сағаттан соң %, 72 сағаттан соң %. Су қоймаларының өздігімен тазартуына (биологиялық тазарту) көптеген факторлар әсер етеді.

Су ерекше қасиеттерімен сипатталады: 1. жылу сыйымдылығы жоғары; 2. жылу өткізгіші төмен; 3. термотұрақты; 4. температураға тәуелділігі аномальді, максималды тығыздығы 3,940С болады; 5. полярлы қосылыстар (СО2, минералды тұздар) суда жақсы ериді;

Дүниежүзілік мұхиттың түбі бірнеше зоналардан (аймақтардан) тұрады: 1. шельф немесе материктік плато, ол құрлықтың су асты жалғасы, оның тереңдігі м; 2. материктік құлама (батиаль), төмен м тереңдікке дейінгі құлама; м тереңдіктегі мұхит арналары, кейбір аймақтарда арналардың тереңдігі 11000м жететін ойыстар мен науалар бар.

Су микрофлорасы

Атмосфера. Қалыңдығы 700 км болатын Жердің газ тәрізді қабаты. Физикалық қасиеттері бойынша бірнеше қабаттарға немесе сфераларға жіктейді: тропосфера, оның қалыңдығы географиялық ендікке байланысты 7-13 км, стратосфера (80 км және жоғары). Тропосфера мен стратосфера аралығында аралық қабат – тропопауза бар. Жер атмосферасының негізгі бөлігіне тропосфера жатады, онда атмосфераның барлық массасынның 79 %-ы шоғырланған. Атмосфера газ құрамы бойынша көп компонентті. Олар химиялық, ядролық, физикалық реакциялар нәтижесінде пайда болады. Газдардың шығу тегіне биогенді үрдістердің де қосар үлесі зор.

Ауа микрофлорасы Топырақта микроорганизмдер тіршілік етумен қатар өніп-өсіп, көбейеді. Ауада олар едәуір мөлшерде кездеседі, бірақ өніп-өсуіне мүмкіндік жоқ. Сондықтан ауа микроорганизмдердің уақытша мекені болып есептеледі. Ауаға микроорганизмдер шаң-тозаңмен көтеріледі де, қайтадан солармен бірге шөгеді. Егер жер бетіне шөгіп үлгермесе, ауада тез арада қырылып кетеді. Сондықтан ауада микроорганизмдердің саны мен сапасы топырақтағы микроорганизмдердің құрамына байланысты болады. Әсіресе қозғалысы күшті өнеркәсіп орындары көп қалалардың үстіндегі ауада микроорганизмдер өте көп болады. Ал керісінше ауыл- село, орман, тау, теңіз және Арктика мұздарының бетіндегі ауада микроорганизмдер мүлде аз болады. Құрамында органикалық заттары көп өңделген топырақтың бетіндегі ауада микроорганизмдер әжептәуір болады. Сол сияқты құмды аңызақ жел тұратын жерлердегі ауада микробтар өте аз кездеседі. Тіпті бір жердің ауасының өзінде жауын жауғанға дейін микробтар көп болса, жауын өткеннен соң едәуір азайып қалады. Ауаға көтерілген сайын микробтар да азая түседі. Мұндай жағдайда тіпті үлкен қалалардың үстінен де байқауға болады.

Е.Н.Мишустиннің зерттеуіне қарағанда Москваның үстінде 500м биіктікте ауаның бактерия кездескен. Осындай биіктікте, бірақ Москвадан 5-7 км дей қашықтықтағы ауа мүлде таза болған.Ауада микроорганизмдерге күннің ультракүлгін сәулесі күшті әсер етті. Түссіз бактерияларға қарағанда төзімділеу. Әдетте спора түзбейтін микроорганизмдер төзімсіз болғандықтан спора түзетіндеріне қарағанда олардың саны да аз болады. Әр түрлі қоғамдық орындардың да ауасына микробтар саны бірдей болмайды. Бұдан адам көп жүретін жерлерде және көп қатысатын мекемелер маңындағы ауада микроорганизмдер көп болатыны көрініп тұр. Жыл мерзіміне байланысты ауа микроорганизмдерінің саны мен сапасы да өзгерістерге ұшырап отырады. Олардың ең аз болатын мерзімі қыс, ал көп болатын кезі жаз. Көктем мен күзде олардың саны аса көп болмайды. Бұл әрине түсінікті. Қыс кезінде қар жер бетін жауып қалады да шаңның көтерілуіне мүмкіндік бермейді. Ал жаз кезінде жел шаң-тозаңдармен бірге ауаға микроорганизмдерді ұшырап шығарады. Күз бен көктем кезінде жауын – шашын жиі болып, көтерілетін шаң-тозаңда аз болады. Сондықтан бұл мезгілде ауадағы микробтар саны көп болмайды.Ашық жерлерге қарағанда бөлме немесе үй ауасында микроорганизмдер көп болады. Мәселен, бөлме ауасының бір текше метріндегі олардың саны 100 мыңға жуық жетеді. Бөлмеде адам көп болған сайын көтерілетін шаңда көбейеді, микробтар саны артады. Кейбір ауру туғызатын микроорганизмдер бөлме ауасына таралып, дем алған адамға жұғады.Бөлме ауасындағы микробтар құрту мақсатында арнаулы санитарлық-гегиеналық ережелерді сақтау ұсынылады.Сапасы жағынан алғанда ауа микроорганизмдері түрліше болып келеді. Көбінесе шар тәрізді, олардың ішінде түрлі пигмент түзетіндері де кездеседі. Сонымен қатар онда спора түзетін аэробты микроорганизмдер де көп. Ауру тудыратын топтары тек ауасы ластанған жерде кездеседі, ал далалы және орманды жердің ауасында олар мүлде болмайды.

Ауа микрофлорасы

Микроорганизмдерге сыртқы ортаның факторларының әсері. Табиғатта микроорганизмдерге абиотикалық факторлармен қатар олармен бірге тіршілік ететін организмдер, биотикалық факторлар да әсер етеді.

Абиотикалық факторлар Абиотикалық факторлар – бұл организмдерді қоршаған тіршіліксіз орта, яғни оларға организмдер тіршілік ететін табиғи ортаның жағдайларын жатқызады. Микроорганизмдерге климаттық факторлар (температура, жарық, ылғал) мен ортаның физикалық-химиялық жағдайлары (рН, оттек, осмостық қысым, еріген қор заттарының концентрациясы, сұйық-сұйық және сұйық- қатты фаза шекарасы) әсер етеді. Биосфераның абиотикалық компоненттері организмдер тіршілігін тежеп немесе реттеп отырады. Ортаның нақты компоненттерінің жетіспейтін немесе артық мөлшері организмнің өсуін тежейді немесе лимиттейді. Сондықтан организмдердің орта факторларына қатынасын олардың минималды және максималды көрсеткіштері бойынша сипаттайды. Бұл көрсеткіштерден тірі организмдердің қолайлы өсуі үшін қажетті оптимум зонасын бөліп алуға болады. Ауытқу оптимум зонасынан неғұрлым алшақ байқалса, соғұрлым олардың организмге тежегіш әсерлері айқын байқалады. Минимум және максимум арасындағы диапозон организмдердің тіршілік ету немесе толеранттылық (төзімділік) шегін анықтайды.

Биотикалық факторлар. Микробтарға физикалық және химиялық факторлармен қатар биологиялық факторларда әсер етеді. Табиғатта олар өзара байланысты және бір-біріне тәуелді. Тұрақты экологиялық жүйеге біріккен тірі организмдерді биоценоз деп атайды. Олардың әрбіреуіне популяцияның түрлік және сандық қарым-қатынасы тән. Әр түрлі ценоздардың ішінде (фитоценоз, зооценоз) табиғатта үлкен орын алатыны - микробиоценоз- микроорганизмдер бірлестігі. Эволюция процесі нәтижесінде микроорганизмдер және олармен жоғары сатылы организмдер арасында белгілі бір түр ішінде топ аралық қарым-қатынастар қалыптасқан

Организмдердің бір–бірімен әрекеттесуінің 4 негізгі түрлерін ажыратады: 1. Нейтрализм – бір-біріне ешбір әсер тигізбейді; 2. Кооперативті – екі не одан да көп организмдер бірлесіп тіршілік етеді және белгілі бір функцияларын атқарады; 3. Симбиоз – ұзақ уақыт тығыз байланысып, бір-біріне пайда келтіріп тіршілік етеді. Симбиоз облигатты не факультативті болуы мүмкін; 4. Агрессивті – бір организм екінші организмге зиян келтіріп пайда табады.

Назарларыңызға рахмееет!!!