ГЛАВА 4. ЭКОЛОГИЯ МИКРОБОВ - МИКРОЭКОЛОГИЯ 4.1. Распространение микробов Микроорганизмы распространены повсеместно. Они заселяют почву и воду, участвуя в
круговороте веществ в природе, уничтожая остатки погибших животных и растений, повышая
плодородие почвы и поддерживая устойчивое равновесие в биосфере. Многие из них формируют
нормальную микрофлору человека, животных и растений, выполняя полезные функции для своих
хозяев.
4.1.1. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в природе Вещества растительного и животного происхождения минерализуются микроорганизмами
до углерода, азота, серы, фосфора, железа и других элементов.
Круговорот углерода. В круговороте углерода, кроме растений, водорослей и
цианобактерий, активное участие принимают микроорганизмы, разлагающие ткани отмерших
растений и животных с выделением СО
2
. При аэробном разложении органических веществ
образуются СО
2
и вода, а при анаэробном брожении - кислоты, спирты и СО
2
. Так, при спиртовом
брожении дрожжи и другие микроорганизмы расщепляют углеводы до этилового спирта и
диоксида
углерода.
Молочнокислое
(вызываемое
молочнокислыми
бактериями),
пропионовокислое (вызываемое пропионобактериями), маслянокислое и ацетонобутиловое
(вызываемое клостридиями) брожение и других виды брожения сопровождаются образованием
кислот и диоксида углерода.
Круговорот азота. Клубеньковые бактерии и свободноживущие микроорганизмы почвы
связывают атмосферный азот. Органические соединения растительных, животных и микробных
остатков минерализуются микроорганизмами почвы, превращаясь в соединения аммония. Процесс
образования
аммиака
при
разрушении
белка
микроорганизмами
получил
название
аммонификации, или минерализации азота. Белок разрушают псевдомонады, протей,
бациллы и клостридии. При аэробном распаде белков образуются аммиак, сульфаты, диоксид
углерода и вода, при анаэробном - аммиак, амины, диоксид углерода, органические кислоты,
индол, скатол, сероводород. Уробактерии, выделяющиеся с мочой, расщепляют мочевину до
аммиака, диоксида углерода и воды. Аммонийные соли, образующиеся при ферментации
бактериями органических соединений, используются высшими зелеными растениями. Но
наиболее усвояемыми для растений являются нитраты - азотнокислые соли, которые образуются
при распаде органических веществ в процессе окисления аммиака до азотистой, а затем азотной
кислоты. Этот процесс называется
нитрификацией, а микроорганизмы, его вызывающие, -
нитрифицирующими. Нитрификация проходит в две фазы: первую фазу осуществляют бактерии
рода
Nitrosomonas и др., при этом аммиак окисляется до азотистой кислоты, образуются нитриты;
во второй фазе участвуют бактерии рода
Nitrobacter и др., при этом азотистая кислота окисляется
до азотной и превращается в нитраты. Нитрифицирующие бактерии выделил и описал русский
79
ученый С.Н. Виноградский. Нитраты повышают плодородие почвы, однако существует и
обратный процесс: нитраты могут восстанавливаться в результате процесса
денитрификации до
выделения свободного азота, что снижает его запас в виде солей в почве, приводя к снижению ее
плодородия.