Роль мікроорганізмів у водних екосистемах

Основні екологічні частини  океану:

літораль або  шельф (до 200 м) займає 7-8%, живе тут до 80% всіх морських організмів;

материковий схил (200-2000 м) займає 8,1%

абесаль - 82,2%;

глибоководні  жолоби - 2,1%о

Bce населення водних екосистем (близько 200 тис. видів), як і наземних, розподіляють на продуцентів, консументів і редуцентів.

Екосистеми океанів  відзначаються своєю великою  продуктивністю, відіграють важливу  роль гігантських регуляторів клімату  Землі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІ. Роль мікроорганізмів  у водних екосистемах

2.1 Мікрофлора  води

Вода є природним середовищем  для багатьох мікроорганізмів. Велика їхня кількість міститься в прибережній  зоні та на поверхні, менша – вдалині  від берегів і на глибині. Чисельність  мікроорганізмів у воді залежить від багатьох чинників: вмісту органічних речовин, швидкості течії води, температури, пори року, розміщення та забрудненості  водойм.

Найменше мікроорганізмів (10 клітин в 1мл) містять підземні води. Незначна кількість їх виявлена у  дощовій і сніговій воді. Вміст  мікроорганізмів у річковій воді значно вищій: на глибині від 10 до 100 см налічується від 60 тис. до 10 млн. клітин в 1 мл. води. Така ж кількість мікроорганізмів у водах озер.

Типовими представниками водної мікрофлори є зелені та пурпурові  бактерії, залізобактерії, а також  бактерії родів Pseudomonas, Bacillus, Flavobacterium, Caulobacter, Spirillum та інші.

У прісних водоймах інтенсивно розвиваються ціанобактерії родів Spirulina, Anabaena flosaquae, Synechacystis та інші. Масовий розвиток ціанобактерій у природних умовах спричиняє біологічне забруднення води, яке згубно впливає на екосистему водойм: змінюється колір, pH, в’язкість води, запах і прозорість, з’являються токсини й алергени. Так, токсичні властивості виявлені у Microcystis aeruginosa, Anabaena flosaquae, Oscillatoria aquardhii. За рахунок інтенсивності росту ціанобактерій, біомаса яких у місцях «цвітіння» сягає 40–50 кг/м³, у воді значно зменшується вміст кисню. Це призводить до загибелі риби й інших гідрбіонтів.

У мікробіоценозах прісноводних водойм, окрім бактерій, виявлені водорості, дріжджі, плісеневі гриби, найпростіші.

За вмістом мікроорганізмів  у водоймах виділяють три зони: полісапробну, мезосапробну й олігосапробну.

Полісапробна  зона містить до кількох мільйонів мікробів в 1мл води і велику кількість легкозасвоюваних органічних сполук. Мікробіологічні процеси у цій зоні відбуваються майже в анаеробних умовах і супроводжуються виділенням метану, меркаптанів, аміаку, сірководню.

У мезосапробній зоні менший вміст органічних речовин. У ній відбуваються процеси мінералізації, а також окиснення та нітрифікації. Загальна кількість мікроорганізмів у мілілітрі води цієї зони не перевищує мільйона клітин.

Олігосапробна зона характеризується відсутністю кишкової палички і зниженням загальної кількості мікроорганізмів до кількох десятків чи сотень клітин в 1 мл. води. У воді олігосапробної зони відбуваються процеси окиснення нітритів і заліза.

Мікроорганізми водойм беруть участь формуванні мулу. Серед мікробного населення мулу переважають гетеротрофні організми, які акумулюють Ферум  та Манган, мікоплази, стебельцеві й  інші бактерії. У цій зоні виявлені пурпурові та зелені фототрофні бактерії, які утворюють над поверхнею  мулу і гниючих рослинних решток рожеві або темно-червоні плівки. Ріст зелених і пурпурових фототрофних  бактерій тісно пов'язаний із розвитком  сульфатредукувальних бактерій, які  є основними продуцентами сірководню. Окиснення сірководню фототрофними бактеріями сприяє очищенню водойм від  цієї токсичної для багатьох гідробіонтів сполуки.

Більше як 70% поверхні нашої  планети покрито водами Світового океану, в яких поширені бактерії родів Pseudomonas, Bacterium, Vibrio, Micrococus, Sarcina, Mycobacterium, Actinomyces, Nocardia тощо та дріжджі родів Torulopsis, Rhodotorula, Sporobolomyces I Debaryomyces.

Загальна чисельність  мікроорганізмів у них змінюється в широких межах, однак у її розподілі простежується чітка  географічна зональність. Найменша кількість бактерій виявлена в субарктичній зоні, найбільша – в екваторіально-тропічній зонах.

У морських і океанічних водоймах помірної зони бактерії є  основним джерелом живлення мікрозоопланктону. У забруднених водоймах можуть існувати мікроби-антагоністи, аги, які сприяють юіологічному очищенню води, а також патогенні бактерії – збудники лептоспірозу, сальмонельозу, бруцельозу, дизентерії, холери й інших захворювань.

Для оцінки санітарно-гігієнічного стану водойм застосовують низку  показників, зокрема, мікробне число, колі-титр і колі-індекс.

Мікробне число – кількість колоній мікроорганізмів, які виростають на чашці Петрі з м'ясо-пептонним агаром при температурі 27 ^оС протягом 24 годин з 1 мл. води.

Колі-титр – найменший об’єм води в мілілітрах, у якому виявляють кишкову паличку.

Колі-індекс – кількість клітин кишкової палички в літрі води.

Підвищена увага до цих  показників виникає тоді, коли досліджують  питну воду. Мікробне число водопровідної  води має бути не більше 100, колі-титр – не менше 300, колі-індекс – не більше 3. У зв’язку з цим у системах водопостачання передбачається оброблення води хлором, озонування й інші способи зниження мікробної забрудненості.

 

2.2 Значна роль мікроорганізмів у водних екосистемах

Водне середовище і організми, які населяють його тісно взаємозв’язані. Найрізноманітніша мікрофлора спостерігається  в неглибоких водах поблизуберегів різних водойм, що пояснюється скупченням великої кількості поживних речовин. Мікробів знаходять у морях і океанах на різних глибинах.У товщі води на глибині 3500 м у районі Північного полюса кількість сапрофітних бактерій на 1 літр води становила 350.

Мікроорганізми із-за легкості населення у воді і високій  метаболічній активності іграють головну  роль в хімічних процесах. Ведуча роль в процесах трансформації основних хімічних елементів (вуглець, оксиген, азот, водень, фосфор та інші) на планеті  припадає на мікроорганізми.

Мікроорганізми (сапрофітні) відіграють дуже важливу роль в самоочищенні різних водойм. Вони поступово окисляють  органічні речовини, які потрапляють  у водойми або утворилися там. Із зниженням вмісту цих речовин зменшується кількість сапрофітних бактерій. У водоймах поступово відновлюються нормальні екологічні умови, фауна і флора. Такий процес очищення водойм від органічних забруднень бактерій називається природним очищенням.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновоки

1. Бактерії відіграють надзвичайно важливу роль у функціонуванні водних екосистем, функціонуючи на останніх ланках трофічних ланцюгів. Вони розкладають органічну речовину і замикають біогеохімічні колообіги елементів всередині екосистеми.
2. Значну роль відіграють в утворенні мулу та очищенні водного середовища від забруднюючих речовин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список використаних джерел:

1. С.П. Гудзь, С.О. Гнатуш І.С. Мікробіологія : Навчальний посібник. - Львів. – «ЛНУ іменні Івана Франка», 2009.-360с.
2. Гусев М. В., Минеева Л. А. Мікробіологія. - К,: 2003.-Либідь – 347с.
3. Пирог Т.П. Загальна мікробіологія: Підручник- К.: НУХТ, 2004. 471.
4. Сергійчук М.Г. Будова бактеріальної клітини та методи її дослідження. –К.: Фітосоціоцентр, 2001-232с.
5. Інтернет ресурси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       

              

               Рис 2. Синезеленые водоросли: 1 - осциллятория (Oscillatoria sp.); 2 - микроцистис (Microcystis sp.); 3 - анабена (Anabena sp.) Диатомовые водоросли;

4 - пиннулярия (Pinnularia sp.);

5 - мелозира, покоящиеся  споры (Melosira sp.)

Рис. 1. Протококковые водоросли: 1 - Chlorclla vulgaris (хлорелла);   

1а - она  же в момент образования апланоспор;

2 - Scenedesmus acuminatus (сценедесмус)