19. Таксономическое и трофическое разнообразие микроорганизмов (фото- и хемотрофы, лито- и органотрофы, авто- и гетеротрофы).

Экологи́ческая гру́ппа — совокупность видов, характеризующаяся сходными потребностями в величине какого-либо экологического фактора и возникшими в результате его воздействия в процессе эволюции сходными анатомо-морфологическими и иными признаками, закрепившимися в генотипе. Экологические группы выделяются по отношению организмов к одному фактору среды (влага, температура, свет, химические свойства среды обитания и т. п.), однако границы между ними условны, и имеет место плавный переход от одной экогруппы к другой, что обусловлено экологической индивидуальностью каждого вида. Автотрофы (др.-греч. αὐτός — сам + τροφή — пища) — организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Гетеротрофы— организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических путём фотосинтеза или хемосинтеза. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются экзогенные органические вещества, т. е. произведённые другими организмами. Фототрофы - Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры — источники электронов),. Такой тип питания носит название фотосинтеза. К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли. Хемотрофы - организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров — источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, т. е. являются миксотрофами. Литотрофы — организмы, для которых донорами электронов, необходимых для многих клеточных процессов, являются неорганические вещества. Органотрофы — организмы, для которых источниками электронов являются органические вещества.

Значение температуры заключается в том, что она изменяет рост протекания физико-химических клеточных процессов и это отражается на жизнедеятельности организма в целом. Температура влияет на анатомо-морфологические особенности организмов, ход физиологических процессов, их рост, развитие, поведение и во многих случаях разделяет географическое распространение растений и животных. По отношению к температуре как к экологическому фактору все организмы подразделяются на две группы: холодолюбивые и теплолюбивые (термофилы). Холодолюбивые организмы, или криофилы, способны жить в условиях сравнительно низких температур и не выносят высоких. Криофилы могут сохранять активность при температуре клеток дс -8, -10°С, когда жидкости их тела находятся в переохлажденном состоянии. В зависимости от ширины интервала температуры, в которой данный вид может существовать, организмы делятся на эвритермные и стенотермные. Эвритермные организмы выдерживают широкие колебания температуры, стенотермные живут лишь в узких пределах. Влажность. Наземные организмы из-за постоянной потери воды нуждаются в регулярном ее пополнении. Поэтому у них в процессе выработались приспособления, которые регулируют водный обмен и обеспечивают экономное расходование влаги. По отношению к влажности различают эвригигробионтные и стеногигробионтные организмы. Эвригигробионтные организмы приспособились жить при различных колебаниях влажности. Для стеногигробионтных организмов важность должна быть строго определенной: высокой, средней или низкой. По отношению к водному режиму наземные организмы подразделяются на три основные экологические группы: гигрофильные (влаголюбивые), ксерофильные (сухолюбивые) и мезофильные (предпочитающие умеренную влажность). Настоящими ксерофитами являются жуки-чернотелки, верблюды, вараны. Влияние растворенных веществ на рост микроорганизмов. Группы микроорганизмов: - Осмофиллы- высокое осмотическое давление среды - оптимально. - Галлофилы - осмофильные организмы для которых требуется высокое содержание соли. Влияние рН: нейтрофилы - опт. рН=6-8. - кислотно-устойчивые - выходят за пределы обыкновенных нейтрофилов. - щелочеустойчивые -рН = 9.

20.Роль микроорганизмов в биосферных процессах: влияние на газовый состав атмосферы, участие в почвообразовательном процессе, место в круговороте биогенных элементов, взаимодействие с растениями, животными и другими микроорганизмами

Живые организмы сильно влияют на среду своего обитания уже тем, что живут. Они дышат, питаются, выделяют продукты обмена, растут и размножаются, перемещаются в пространстве, проявляют разные формы активности. В результате этого изменяются и газовый состав воздуха, и микроклимат, и почва, и чистота вод, и другие особенности местообитаний. И хотя воздействие отдельного организма на окружающую среду может быть мало, масштабы суммарной активности живых существ огромны.

Кислород. Главный окислитель, продукт оксигенных фототрофов. Аэробные (облигатные, факультативные), Анаэробы (облигатные)-серобактерии, гелиобактерии.

Почва: Совместная деятельность множества организмов создает почву. Сбрасывая ежегодно листву, растительность образует на поверхности земли слой мертвого органического вещества, который служит источником почвенного плодородия. Этот слой растительного опада служит средой обитания огромному количеству мелких организмов - бактерий, грибов, животных, которые питаются мертвыми органическим веществом, разрушая и перерабатывая его. В результате часть растительного опада минерализуется. Освободившиеся минеральные вещества немедленно вновь идут на питание растений. Другая же часть органических веществ превращается в почвенный гумус. Таким образом, процесс образования почвы в первую очередь зависит от пищевой активности миллиардов живых существ, использующих энергию мертвого органического вещества. Каждый комочек почвы содержит миллионы клеток различных микроорганизмов. Микроорганизмы участвуют в разложение органического вещества, в формирование почвенных агрегатов, участвуют в организации циклов элементов (C,N,P), минерализации органического вещества, образование гумуса, разложение гумуса, новообразование минералов.

Биогеохимический круговорот - обмен химическими элементами, между живыми организмами и неорганической средой, которые происходят в экосистеме. Биологический круговорот - циркуляция веществ между почвой, растениями, животными и микроорганизмами. Поток энергии: Законы: - энергия может превращаться из одной (свет) в другую (энергия пищи), ноне может быть создана или уничтожена. - нет ни одного процесса, связанного с превращением энергии без потерь ее части. Место в круговороте биогенных эл. При кислородном фотосин­тезе СО₂ переводят в восстановленное состояние, например в глюкозу, а Н20 окисляют до 0₂. В рез-тн фиксации С02 образуются сахара и другие соединения. Основная масса фиксированного углерода раст откладывается в виде крахмала, целлюлозы. В присутствииО2 полное окисление орг веществ до CO2, осуществляют многие аэробные и факультативно анаэробные (организм способен переключаться с анаэробного ды­хания на аэробное и наоборот) бактерии, грибы, а также животные. Азотофиксация– процесс связывания молекулярного азота воздуха и перевод его в органические азотные соед-я. Осущ азотофиксирующими микроорг-ми. Денитрификация- восстановление нитратов до нитритов и далее до газообразых оксидов и молекулярного азота. В результате их азот возвращается в атмосферу и становится недоступным бол-ву организмов. Осуществляется прокариотами (доядерные- одноклеточные живые оргмы, не облад. оформленным клеточным ядром) в анаэробных условиях и связана с получением ими энергии.

Взаимодествие с раст, жив. Симбиоз-сожительство особей двух видов, при котором оба партнёра вступают в непосредственное взаимодействие с внешней средой; Мицелий грибов развивается на корнях растений и даже в клетках высших зеленых растений. Подобный симбиоз высших растений с грибами наз микоризой. В этом симбиозе мицелий гриба выполняет ф-ции всасывающего аппарата корневой системы, обеспечивая растения водой и пищей. непосредственно из орг. соединений; обеспечивает развитие растений на почвах, богатых слаборазложившимися растительными остатками. регуляция отношений с последней осуществляется совместно усилиями, сочетанной деятельностью обоих организмов. Симбиоз жив (и человека) с микроорг-ми, например образующими нормальную киш флору. У нек насекомых переваривание клетчатки осущ-тся ферментами, выделяемыми дрожжевыми клетками, живущими в их пищ тракте, в особых углублениях кишечника. Для бобовых раст важное значение имеет симбиоз с клубеньковыми бактериями.