Микроорганизмы морских лагун, солонцов, солончаков. - презентация

1 Микроорганизмы морских лагун, солонцов, солончаков.

2 Галофильные микроорганизмы Галофильные микроорганизмы обитают в солёных водоёмах и засоленных почвах. Высокие концентрации хлорида натрия необходимы им для поддержания структурной целостности цитоплазматической мембраны и функционирования связанных с ней ферментных систем. При удалении из солёной среды, их клеточная стенка растворяется, а цитоплазматическая мембрана распадается на мелкие фрагменты. Галофильные микроорганизмы способны расти в средах с высокой концентрацией хлорида натрия до 32 %. Экстремальные галофилы способны развиваться в средах, содержащих до 1532 % хлорида натрия (бактерии родов Halobacterium, Halococcus), умеренные галофилы растут на средах с 520 % хлорида натрия (бактерии родов Paracoccus, Halodenitricant, Pseudomonas, Vibrion и некоторые микроводоросли), слабогалофильные микроорганизмы лучше растут в средах с 25 % хлорида натрия (морские микроорганизмы).

3 Цитоплазматическая мембрана галофильных микроорганизмов имеет характерные черты строения она состоит из около 1/3 липидов и 2/3 различных белков, включая обычные наборы флавопротеинов и цитохромов. Основная масса липидов экстремальных галофилов отличается тем, что в их молекуле глицерин связан с фитанолом, а не с остатками жирных кислот. Также клеточные мембраны экстремальных галофилов содержат много каротиноидных пигментов, основной из которых бактериоруберин), обусловливающих окраску колоний от розового до красного цвета и красно-оранжевого цветов, что имеет для галофилов важное значение как средство защиты против избыточной радиации, так как для мест их обитания характерна высокая освещённость. Halobacterium Halococcus

4 Экстремально-галофильные микроорганизмы Одним из местообитаний экстремально- галофильных микроорганизмов являются морские лагуны, где за счет испарения значительно повышается уровень солености морской воды. Там происходит активное развитие зеленых водорослей рода Dunaliella, цианобактерий рода Microcoleus, фототрофных бактерий. Красный цвет водоёма обусловлен присутствием Dunaliella salina Dunaliella salina Microcoleus

5 В аэробных условиях в засоленных водоемах, солеварнях, солончаковых почвах развиваются галофильные аэробные органотрофные археи (раннее название этой группы галобактерии). Они представлены родами Halobacterium, Halococcus, Haloarcula, отличающихся наличием Красного пигмента.

6 В континентальных засоленных водоемах присутствие высоких концентраций NaCl часто сопровождается высоким содержанием карбонат-иона и соответственно высокими значениями рН среды. Микроорганизмы, развивающиеся в подобных биотопах, называются галоалкалифилами. Галоалкалифилы - растут при высоких концентрациях соды и сочетающие в себе свойства экстремальных галофилов и алкалифилов. Типичными их местообитаниями являются высокоминерализованные содовые озера.

7 Для удержания воды в цитоплазме в условиях высокой солености у галофильных микроорганизмов существуют разнообразные механизмы. Одни из них накапливают в цитоплазме осмопротекторы (осмолиты) низкомолекулярные органические вещества (аминокислоты, олигосахара, в частности, трегалозу, полиспирты, глицин- бетаин), концентрация которых в цитоплазме уравновешивает внешнее давление. Другие (в частности, галофильные археи и бактерии порядка Haloanaerobiales) накачивают в клетку ионы К+.

8 Необычные по строению осмолиты обнаружены у экстремальных галофилов. Эукариоты, например осмотрофные мицелиальные грибы и дрожжи, одноклеточная водоросль Dunaliella, накапливают глицерол и другие многоатомные спирты; характерным осмолитом многих морских водорослей является диметил-сульфат пропионат, при разложении которого образуется диметилсульфид (ДМС). Адаптация к солености у экстремально галофильных архей (порядок Halobacteriales) основана на аккумуляции ионов К+. Внутриклеточная концентрация ионов может быть выше в 1000 раз, чем в окружающей среде, т.е. ферменты галобактерий работают в солевом растворе. Подобная же стратегия обнаружена у некоторых эубактерий Salinibacter ruber и представителей порядка Haloanaerobiales.