Том 1 (1109823), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Окисление аммония в нятрнты н ннтраты называют нитрификацией. Этот процесс Б 2 мкм 15 мхм Рис. П-19. Ольха вступает в симбиоз с еаотфиксирующшми актиномицетами рода Ргапйш. Эти взашюотношения хорошо шучены иа примере красной ольхи в 1 арвардасом лесничестве в дГассачусетсе Лжоном Торри и ею коллегами. гз. Свю цы ольхи выращивалшь на различных почвениьа смеснх после ииокуляции Рпп1аа. Сеяицы, показпнные слева, нс получили инокулят Напйга. Сеющы справа выросли с Ргапlаа, образовав множество клубеиькот Б. Клубенек на корне аль~и. В.
Микрофотография участка корил сеянца ольхи, прокрашенного пюллуидииовым синим, где видны клетки коры, содержащие Ргап1аа. Сифы лежат в центре инфицированных клетоц а иа периферии видны расширенные концы гиф, называемые везикулами. Полагают, что в везикулах локализован фермент нитрогеназа, фи сщу жйгч', 2$ + 2НгО + ЗОг 4Н+ + 23О4~ . сео» Сульфаты накапливаются растениями, и содержащаяся в них сера включается в белки. При распаде белков (обсуждение этого вопроса см.
в гл. 26) высвобождаются аминокислоты, в том числе и серосодержащие (рис. 11-20). Некоторые бактерии способны разлагать серосодержащие аминокислоты с выделением сероводорода (Нгц). Сульфаты могут восстанавливаться до Н Б некоторыми почвенными микроорганизмами, например Вези!уеи!Ьгго. лосс»»ноя»гон С Гхл»Ф»гы Сора»о»орал ого», »хо»гол»я я Гилля Рис.
11-20. Круговорот серы. Благодаря деюпельности бактерий и грибов многие элементы„напри.нер углерод, аэогп, сера и другие, не остюотся е соспюее молекул, е которые они еключились е коде реакций Почеенныс гетеротрофы раэлагаюгп органические оеигестеа; продуюпы распада »атем могут еклочиться е другие биологические циклы. Без круговорота органических соединении есе органиэмы вскоре переполнились бы продуктами своего обмена еегцесте. Выделение а атмосферу громадньы количестл серы при сжигании ископаемого толпила нарушает крз гоеорот серы л природе идет с вьщелением энергии, которая используется хемоавтогрофами для восстановления двуокиси углерода до углеводов. Некоторые бактерии способны превращать нитраты в нитриты и в конечном счете в аммоний.
Денигрификация — превращение нитратов в газообразный азот или оксид азота — приводит к уменьшению количества азота в почвс. Процесс, обратный денитрификации, называют фиксацией азопюе он чрезвычайно важен с биологической точки зрения. Из всех живых организмов только бактерии нескольких родов способны к фиксации атмосферного азота. Наиболее известная из них — это симбиотическая бактерия Юйход!игп (гл. 26), которая образует клубеньки на корнях бобовых и некоторых других растений. Актиномицеты участвуют в образовании клубеньков у многих древесных пород, например ольхи (А!пил), восковницы (д!уг!са) и цеанотуса (Сеючогйиэ). Актиномицеты, фиксирующие азот, способствуют его накоплению в почве (рис. 11-19).
Кроме того, определенные азотфиксируивцие бактерии связаны с листьями, где они используют богатый углеводами экссудат растений, снабжая их в свою очередь азотом в доступной форме. И свободноживущие формы, включая некоторые цианобактерии, играют вавсную роль в фиксации азота. Хемоавтотрофные бактерии, такие, как 77гюдас!!!из, окисляют серу до сульфатов и тем самым делают ее доступной для растений, которые сами не могут усваивать элементарную серу: )уаразигпические и силгбиотические бактерии Некоторые гетеротрофные бактерии разлагают органику только при внедрении в вгивые организмы.
К этой группе принадлежат болезнетворные формы, а также непатогснвые микроорганизмы. Последние могут оказывать незначительное влияние на жизнедеятельность организма-хозяина или способствовать его процветанию. В частности„если усгранить 'все бактерии, обитающие в желудочно-кишечном тракте человека, как это бывает, например, при длительном лечении антибиотиками, то организм становится более восприимчивым к патогенным бактериям и грибкам.
У крупного рогатого скота и других жвачных бактерии гидролизуют целлюлозу до сахаровы, необходимой организму-хозяину; в противном случае зги жнвотныс ие могли бы использовать в пищу траву и листву, богатые целлюлозой. Другой принципиально важный пример — это взаимовыгодный симбиоз бактерий рода 7!Ь!гоЬ!ит и бобовых (см. гл. 26). В целом микробы и другие паразиты, вмешиваясь в нормальное течение физиологических процессов заражасмых организмов, вызывают серьезные заболевания. Если смир гь наступает слишком быстро, то для данного паразита зта ситуация неблагоприятна; поскольку он нс успевает найти другой объект, перезаражсния не происходит и паразит погибает сам.
Болезни человека Некоторые болезни человека передаются воздушно-капельным путем. Среди наиболее известных заболеваний такого рода — бактериальная пневмония (возбудитель !1!р!ососсиз рпеитотае); коклюш (возбудитель Воп!егейа регагзг!з) и дифтерит (возбудитель СогупеЬасеег!ит с!!рйгйег!ае). Последний микроорганизм выделяет сильно действующий токсин, который быстро разносится по всему организму, повреждая сердечную мышцу, нервные ткани и почки. В настоящее время дифтерит встречается довольно редко, поскольку большинство детей вакцинируют против него.
Целый ряд других заболеваний, передающихся воздушным путем, вызываегся бактериями рода Бегергососсиз, нвнример скарлатина, ревматизм и др. Возбудитель туберкулеза Мусодасеег!игп вгдегси!оз!з еще остается причиной смерти многих людей, несмотря на усовершенствование методов диагностики и лечения. Однако число зарегистрированных смертельных случаев в США в середине 80-х гг.
уменьшилось по сравнению с 70-ми с 30 до 20 тью. в год. Целый ряд других болезней бактериального происхождения передается через пищу и воду. Примерами могут служить брюшной тиф, паратиф (возбудители из рода Яадпопе!!а) и 1ЬЗ Резв. 19. 1'ееиообрзтс Болезни растений 50 мкм Рис. 11-21. Колония бактерии Сйвгпч гйит Ьоги)тит. Вызываемое ею пик)евое отравление — ботулизм — наступает ири использовании в пищу недоброкаче- стеенныг консервов. Споры С1тий)1ит Ьогийпит обладают высозсой устойчи- восизью к нтреванизо и сохраняют жиз- неспособность в иииге, которая не была зпщазиельно обработана.
С1оапб ит Ъошбпит, растуигий только в отсут- ствие кислорода, выделяет сильный яд, который накаиливаеикм в консервзгг. Яд разрушается при кипячении в тече- ниее 15 мин. Это самый сильный лд ю всех известных токсических веществ: 1 г достаточно, чтобы отравить 14 млн. человек. Пищевой ботулизм редко встречаезися в СЫАЗ в 1980 — 1983 гг.
зарегистрировано 114 случаев дизентерия, вызываемая Я где!)а с)узел!ение. Бруцеллез, называемый бактерией из рода Вгисейа, опасен как для животных, так и для человека, который заражается через молоко от инфицированной коровы. Пастеризация молока разрушает Визге!)а, и болезнь стала редкой в тех районах земного шара, где регулярно обрабатывают молоко. Широко распространенная «диарея путешественников» вызывается определенным пзтаммом Езсйепсййг со1г, обитающим в толстой кишке.
В 1976 г. была впервые обнаружена «болезнь легионеров», которая передается через питьевую воду. От этой таинственной болезни легких погибли 34 члена Американского легиона на конференции в Филадельфии. Сейчас известно, что данная болезнь вызывается небольшой жгутиковой палочковндной бактерией, которая относится к роду Ееб!с» пейа. Зтн бактерии из теплой воды попадают в организм человека и быстро размножаются в моноцитах, белых клетках крови, игракяцих немаловажнузо роль в иммунитете. Сейчас установлено, что «болезнь легионеров» охватила в США около % тьк. человек, причем 15 — 20зУ» — с летальным исходом.
Виды ЕедюпеИа относятся к грамотрицательным бактериям, болезнь поддается лечению зритромипгзном. Бактерии вызывают гниение продуктов литания и других органических материалов, н некоторые из них чрезвычайно опасны для человека. Употребление пищи, зараженной С!озгсийит Ьогийиит, может привести к смертельному исходу. Эндоспоры этого микроорганизма выживают при кратковременном кипячении и могут прорасти даже в герметичных консервных банках (рис. 11-21). Егарйу(ососсиз, отравляющий пищу, довольно распространен, но, к счастью, он менее патогенен.
Однако в последние годы появился целый рзщ вирулентных штаммов Егарйу!ососсгп„которые вызывают опасные инфекции. Многие из этим штаммов устойчивы к пенициллину, некоторые образуют фермент пеницнллнназу, разрушающую антибиотик. Егарйу1ососсиз часто контактируют с продупирующимн пенициллин грибками или растут вместе с ними, т. е. успзйчивость к пенициллину обеспечивает им естественное преимущество (см. рис. 11-18). Многие болезни растений, приносящие большой зкономический урон и по существу приводящие к потерям '1 части урожая всех культурных растений земного шара, вызываются бактериями. Почти все растения подвержены бактериальному заражению (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
