А.И. Нетрусов, И.Б. Котова - Микробиология (1125593), страница 59
Текст из файла (страница 59)
В 80-е годы ХХ в. считалось, что органические соединения, содержащие ароматические и конденсированные циклические структуры, в анаэробных условиях микроорганизмами не используются. Недавние исследования выдвинули на первый план способность анаэробных микроорганизмов к разрушению таких веществ и убедительно показали возможность осуществлять полную минерализацию ксенобиотиков в анаэробных условиях. Когда такой процесс проводит не индивидуальный микроорганизм, а структурированная микробная ассоциация, это позволяет увеличить эффективность и глубину деградации в анаэробных условиях, а также получить полезные конечные продукты (например, биогаз в метаногенном сообществе).
При этом не происходит значительного накопления биомассы микроорганизмов. На одинаковых принципах основаны выи(елачивание металлов из бедных руд и извлечение их из различных отходов. Еще один аспект — создание замкнутых систем жизнеобеспечения, когда продукты жизнедеятельности перерабатываются, являясь питательным субстратом для микроорганизмов, производящих пищевой и кормовой белок и кислород для дыхания. Естественно, такие системы содержат различные физиологические группы микроорганизмов (фототрофы, гидролитики, бродильщики, метилотрофы, метаногены и т.д.). Это полезная сторона биодеградации. 314 Биокоррозив промышленных и бытовых объектов и материалов Так называемые биоповреждеиия различных объектов и материалов основаны как на непосредственной активности микроорганизмов, так и на агрессивных продуктах их жизнедеятельности. Большая проблема в нефтедобыче и производстве нефтепродуктов — биокоррозия трубопроводов и порча самого топлива.
При транспортировании нефти по трубам на их внутренней поверхности образуется прочная пленка микроорганизмов, с одной стороны, часто механически мешающая протоку, а с другой — повреждаюшая трубы из-за выделения серной кислоты микробами, окисляющими серу, содержащуюся в сырой нефти, и из-за выделения сульфатредуцирующими бактериями сероводорода, вступающего в реакцию с железом.
В то же время и сама нефть, и нефтепродукты могут использоваться многими микроорганизмами. что изменяет химическую структуру этих веществ. Это представители грибов, в частности, дрожжей, псевдомонады, мико- бактерии и многие другие. Часто рост возможен на поверхности раздела фаз «вода — углеводород», что бывает в хранилищах нефтепродуктов. Так растет, например, С!апог)юг(ит гез(пае, называемый керосиновым грибом. Для борьбы с биокоррозией используют прежде всего сильнодействующие химические вещества-биоциды, различные присадки, замену металлических труб на более инертные пластиковые, облучение и механическую очистку труб и хранилищ.
Необходимо только помнить, что все биоциды — это очень ядовитые вещества, экологически опасные. Еше один пример биокоррозии — порча произведений искусства и памятников. Микробы химически изменяют краски, особенно содержащие натуральные компоненты, а также каменные сооружения за счет выделения агрессивных продуктов (кислот, щелочей) и образования микротрещин при механическом внедрении микробных тел, в основном, гиф грибов. Для борьбы используют различные ингибиторы, полимерные покрытия и соблюдение режима хранения (постоянная температура, минимальная влажность, бескислородные условия и т.д.).
Одна из современных проблем — микробное загрязнение в электронной индустрии. Во время производства микроорганизмы могут попадать на компьютерные чипы, уменьшая адгезию покрытий, что снижает время жизни транзисторов. Конечно, в производстве применяют бидистиллированную, свободную от растворенных органических веществ и микроорганизмов воду, однако даже такая вода способна поддерживать микробный рост, так как олиготрофные микроорганизмы могуг расти при очень низких уровнях питательных веществ, вымытых из пластика трубок или 3!5 адсорбированных из воздуха. Даже при использовании мембранных фильтров может сохраниться микробное загрязнение из-за присутствия мини-клеток, способных проходить через фильтр с размерами отверстий 0,22 мкм. Микроорганизмы — инструменты научных исследований Микроорганизмы могут использоваться в качестве биоеенсоров и других научных инструментов.
Биосенсор — это гибридный прибор, где живые организмы (органеллы, ферменты) связаны с электродами, и биологическая реакция конвертируется в электрический ток. Биосенсоры применяют при определении различных индивидуальных веществ, поллютантов, контроля газов и жидкостей в медицине, сельском хозяйстве, экологических исследованиях и различных производствах.
Примером может служить биосенсор для определения загрязнения (токсичности) на основе люци4еразной системы светящихся бактерий. Использование микроорганизмов как научного инструмента при моделировании фундаментальных жизненных процессов обусловлено, с одной стороны, их малыми размерами, быстрым размножением, одноклеточностью и относительной простотой устройства, а с другой — тем, что это полноценные организмы с широчайшим набором возможностей метаболизма и условий существования, а также способностью к «конструированию». Контрольные вопросы 1. Перечислите полезные лля человека микробиологические процессы. Какие из них были известны задолго до открытия их микробиологической природы? 2.
Назовите пищевые продукты, получаемые микробиологическим пугем. Какие группы микроорганизмов применяют при их изготовлении? 3. Почему микробная биомасса может служить источником пиши лля человека и животных? 4. Проанализируйте факторы, влияющие на процесс порчи продуктов в обычном бытовом холодильнике, и опишите возможные пути порчи мяса, рыбы, сыра, салата и свежих овощей.
5. Предложите методы защиты от порчи для фруктового сока, молока, пирожных с кремом, ветчины. б. О чем свидетельствует наличие в пробе продукта санитарно-показательных микроорганизмов? 7. Перечислите факторы патогенности болезнетворных микроорганизмов. Какой тип симбиоза возникает при развитии болезни? 316 8. Чем отличается стратегия зашиты ат патогенных микроорганизмов животных и сельскохозяйственных растений? 9. Назовите возможные пути совершенствования микробиологических производств.
10. Какие факторы влияют на успех биоремедиации? 11. Проанализируйте достоинства и недостатки аэробных и анаэробных микробных технологий для очистки сточных вод от органических соединений. Для каких соединений анаэробная деградация является предпочтительной? И. Назовите микробные активности и продукты жизнедеятельности микроорганизмов, имеюшие значение при повреждении различных материалов и объектов. Попробуйте описать процесс биокоррозии деревянного дачного дома на железобетонном фундаменте. Какую роль могут играть в атом процессе разные группы микроорганизмов? Глава 13 КРАТКИЙ СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МИКРООРГАНИЗМОВ-ПРОКАРИОТ Общие понятия В настоящее время в активном развитии находится филагенетическая система классификации микроорганизмов, которая, с олной стороны, будет учитывать все родственные связи и опираться на эволюционные представления, а с другой — будет удобна для практической микробиологии и позволит быстро найти место конкретного микроорганизма в мире микробов.
Пока же пользуются во многом искусственной марфафизиалагической классификаиией с некоторыми элементами молекулярно-генетического подхода. Основы такой классификации заложил профессор бактериологии Д.Берджи (Р.Вегйеу) в 1923 г., и сейчас выходит в свет второе издание книги «Вег8еу'з Манна! ог" Бузгетабс Васгепо!ойу» (выпущены первые два тома). Для практической идентификации микроорганизмов-прокариот применяют девятое издание определителя, выпущенное Комитетом Берджи. Все прокариотические микроорганизмы в книге «Вегйеу'з Манна! о(Яуяетабс Васгепо1ойу» разбиты на основании их происхождения и родства на группы, иногда не имеющие четкого таксономического статуса, называемые филумами (Рйу!шп), или филогенетическими группами (линиями).
Типичная иерархия таксонов приведена в табл. 36. Таблица 36 Иерархия такеомоа (кроме СуааоЬае$епа и АейвоЬае$епа) 318 Выше было отмечено, что по современным представлениям все живое разделено на три домена (империи): Агсйаеа (прежде— АгсйаеЬассепа), Вас!епа (ЕцЬассепа) и Ецкагуа (Ецкагуо!ез). Ниже перечислены группы, относящиеся к прокарнотическим организмам, и приведены некоторые представители этих групп.
Домен Агс)заеа Филум А1. Сгеаагейаео(а. Морфологически разнородная группа, включающая палочки, кокки, нитчатые формы, дисковндные клетки. По Граму красятся негативно. Некоторые подвижны. Облигатные термофилы, температурный интервал роста 70 — 113 'С. Ацидофилы. Аэробные, факультативные или строго анаэробные хемолитоавтотрофы или хемогетеротрофы. Большинство использует в метаболизме 5'. Хемогетеротрофы могут расти за счет серного дыхания.
Филум включает один класс ТЬеппорго[е! из трех порядков— 1. ТЬегторго!еа!ез (роды ТЬегторгогеиз, РугоЬаси1ит, ТЬегтоЯит); П. 1)еав!Гцгососса1ез (рода Оезиуипкоссиз, ТЬеппосйзсиз, Ругогйслит); ПЕ Бц!Го!оЬа)ез (рода Би~о!оЬиз, АсЫюпиз, 5и)/игососсиз). Фнлум А2. Евгуагсваео!а. Морфологически разнообразные микроорганизмы: палочки, кокки, неправильные кокки, ланцетовидные, спиральные, дисковидные, треугольные и квадратные клетки. Клеточные стенки с псевдомуреином, белковые или полностью отсутствуют. Филум разделен на семь классов. Классы МейапоЬас!епа, Мейапососс(, Мейапоруп' (метаногенные архен) включают строгие анаэробы, образующие метан из Н,/СО,, формиата, ацетата, метанола, метиламинов и Н,/метанола.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
