Ю. Одум - Основы экологии (1975) (1135319), страница 173
Текст из файла (страница 173)
Иными словами, обычно используемая в микробиологических работах среда слишком «обогащена» (так сказать, «загрязнена») для многих природных популяций, которые адаптированы к среде с малым количеством питательных веществ. ЧАСТЬ 3 ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ 614 ставляет собой основной метод Оценки питьевой воды. В этом методе используется статистический анализ роста в ряду повторных разбавлений, что дает возможность приближенно определить количество коли- форм в пробе воды. Подсчет коли-форм — довольно грубая оценка, но все-таки очень высокий счет определенно указывает на сильное загрязнение конечными продуктами обмена человека или животных и является достаточным основанием для признания системы водоснабжения непригодной.
Подсчет числа живых колоний дает представление об относительной численности определенных групп микроорганизмов, но не дает «общего' или абсолютного числа микроорганизмов». С учетом этого подсчет колоний может быть полезным средством микробиологического анализа экосистемы. Чашечные методы позволяют также выделять отдельные штаммы микроорганизмов для изучения в чистых культурах. Микроскопированне Другой общий метод определения числа микроорганизмов в пробе— прямое исследование в микроскопе. И здесь используется множество методик; например, клетки делают флуоресцирующими при помощи акридина оранжевого (Вуд, 1967) или других флуоресцентных красящих веществ.
Применяют самые различные красители, а кроме того, пытаются подсчитывать в световом микроскопе немодифицированные клетки. Эти методики пригодны для многих простейших и водорослей, хотя установить систематическую принадлежность клеток часто бывает довольно трудно.
При прямом подсчете бактерий возникают три основные трудности: 1) во многих случаях распознать отдельные бактериальные клетки трудно, так как «характерная» морфология культивируемых в лаборатории клеток нередко изменяется в условиях 1п з!!и; 2) микроорганизмы часто образуют скопления или прикрепляются к частицам, так что отдельные клетки не удается ясно различить; 3) чтобы увидеть одну клетку в поле зрения при увеличении в !000 раз, в ! мл должно находиться около 10' бактерий. Во многих природных местообитаниях численность бактерий гораздо ниже, чем эта необходимая концентрация. В большинстве случаев достигаются только ограниченные концентрации. Точный подсчет трудно также произвести в том случае, если многие клетки сгруппированы или прикреплены к детриту; при этом отдельные клетки маскируются и распределение в популяции будет неслучайным.
Распознавание бактерий в природной пробе следует рассматривать как субъективный процесс, и студентов нужно предупредить, что точные критерии оценки обязательно должны опираться на предварительные исследования. Как явствует из нашего описания, под микроскопом, повидимому, невозможно отличить живые клетки от мертвых. Проблемы, связанные с прямым подсчетом колоний, хорошо иллюстрирует работа Гордена и др. (1969). В этой работе изучали бактериальную сукцессию в микроэкосистеме (гл. 2, равд.
! и фиг. 8, В). Данные подсчета колоний в табл. 65 показывают, что численность Вас!1- !из зр. сначала быстро возрастает, а потом уменьшается до низкого, но постоянного уровня. Однако прямой подсчет в микроскопе показывает, что через 3 дня Вас!!(из зр. образуют споры и становятся в этой системе неактивными. В данном случае подсчет живых колоний не дает ясного представления о всей последовательности событий и приводит к завам шению числа активных клеток в системе, поскольку споры Вас!!!из зр. прорастали и давали начало колониям в среде для их подсчета.
Фиг. 24!. «Деструктор» в действии. Микрофотография грибного мипелия на квое сосны разлагающейся в лесной волстнлке, пол ченная в сканирующе» электронном микроскопе А часть сосновой иглы (х(бби Б. участок ве вящегося гриб» при большем увеличении (Х500) ЧАСТЬ 2. ПРИКЛАДНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭКОЛОГИИ 616 ТАБЛИЦА 05 Сукцессия микроорганизмов в искусственном вамкнугом микрокосме (см. фиг.
8,В и У, А) (Гордан и др., 196У) Подсчет жнзык бактернй в смеженной системе на ! мл Гоз ( гоз ( гоа ( гот ( гоз ( гоз ( ! гоз ) гот ( гоз Органнзм! днн 0 ~ ! ~ б ) !О ~ 20 ) 20 ~ ЕО ) 20 ~ ЕО ~ 70 А А А С С С А С А К К А А А А А А А А С С С С С С С С С А А А С С С ' Буквамв тдг, т, ь н т.
д. обозначены фуккцнонально разлнчнмые нзолятм бактернй, которые могут быть, а могут н не быть «вндамн» в обычвом таксономнческом сммсле, «о» обозначает момент, когда свежая культуральная среда была засеяна кз старой клкмаксной культуры; через ?О дней макрокосм вновь достигает устойчнвого состояннв. а — редки, С вЂ” обычны, А — обильны. Крнвую метаболкзма такой сукцесснн в макрокосме см. на фаг, !22. Еще один потенциально мощный способ выявления микроорганизмов в природной среде — использование электронного стереосканирующего микроскопа (Грей, 1967). С его помощью микроорганизмы можно наблюдать в физической среде их обитания, выявляя их пространственные взаимоотношения и характер ростж На фиг.
241 показаны грибы, растущие на сосновой хвоинке в лесной подстилке и разлагающие ее. Этот метод особенно хорош для высших простейших, но может с успехом использоваться и для бактерий, Хотя в настоящее время зто и не строго' количественный метод, он дает возможность наблюдать микроорганизмы непосредственно в их местообитаниях. Измерения общей биомассы Неадекватность методов прямого н непрямого подсчета привела к поискам более точных методов оценки биомассы микроорганизмов.
Такие данные важны, в частности, для количественного анализа трофических взаимоотношений. В чистых культурах высокие плотности популяции, как правило, измеряются по мутности, сухому весу, содержанию белка и другим параметрам. Все эти тесты слишком неспецифичны для условий, которые обычно встречаются в природе, — для них характерна присутствие большого количества неживого органического вещества. Широко распространенным и существенным для роста н сохранения клеток веществом является аденозиитрнфосфат (АТФ); поэтому определение АТФ представляет собой потенциально чувствительный способ измерения живой биомассы. Поскольку в норме АТФ обнаруживается только в живых клетках (гл.
2, равд. !) и представляет собой основной компонент процессов преобразования энергии и бносинтеза, количество АТФ может служить надежным показателем общей биомассы. Васн1ив (негетвтпвпые клетки) Васщие (споры) % У В О С Т В О Р Сыоге11а Юсь!госйг)х Юселедезогиз Сургыореы А А С А С С А А С С С С А А С А А К К К К А К С А А С С С С С С А А А А А А С А А С К К К К К К А А А С А А ГЛ. ЕК ПЕРСПЕКТИВЫ ЭКОЛОГИИ МИКРООРГАНИЗМОВ б!7 Принципиальная трудность использования этого метода состоит в том, что клетке присущи колебания в содержании АТФ на единицу веса клетки.
К тому же время обновлении н содержание АТФ в клетке (Харрисон и Мантра, 1968) зависят от физиологического состояния клетки и типа микроорганизма. Опубликованные данные о колебаниях АТФ нз единицу веса для самых разнообразных организмов демонстрируют 50-кратный диапазон колебаний. Этот диапазон, вероятно, может быть сужен для какого-то определенного местообитания, так как разнообразие организмов в данном типе экосистемы должно быть меньше, чем в смеси организмов, собранных со всего света. Проблема определения диапазона уровней АТФ в биомассе основных экосистем ждет своего решения.
В настоящее время для большинства природных систем невозможно достаточно точно определить число клеток или их биомассу. Однако для сравнения бывают полезны данные об относительных численностях или относительных биомассах. Но все-таки для определения микробной биомассы, которая доступна в качестве пищи для потребителей, требуются точные данные о запасах микроорганизмов в данном объеме почвы или воды. 3. ВОПРОС РАСПОЗНАВАНИЯ Нас интересуют типы организмов, присутствующие в пробе, по двум главным причинам.
Во-первых, необходимо идентифицировать активные микроорганизмы — это главный ключевой момент в изучении имеющегося разнообразия функциональных типов и для сравнения проб и окружающей среды. Во-вторых, нужно знать имеющиеся типы для того, чтобы следить за происходящими в системе флуктуациями. Если показатель разнообразия (гл. 6, разд. 4) применяется в качестве критерия или предпринимается изучение сукцессии, то также требуется идентификация организмов. Определение и классификация большинства многоклеточных животных и растений основаны почти исключительно на морфологических признаках.
Высшие простейшие также различаются морфологически. Часто утверждают, что морфология бактерий мало помогает в таксономических определениях, так как их клетки малы и довольно однообразны по форме. Это утверждение может быть хорошо обосновано для двух главных (т. е, чаще всего исследуемых, но не обязательно самых важных) порядков бактерий, а именно Рзепдошопада1ез и ЕПЬас1ег(а!ез, но в ограниченной степени применимо к другим порядкам. Следует, однако, отметить, что в настоящее время все порядки бактерий разделяются исключительно по морфологическим признакам. Многие семейства, роды и виды также определяются морфологически, например виды родов Веду(п(оа и $огаарит (Брид н др., 1957).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
