Роль и значение бактерий-сапротрофов в природе

Существует несколько вариантов деления микробов по категориям и один из них – характер трофических (питательных) связей между бактерией и органическим материалом. По этому признаку микробы делятся на сапротрофов (сапрофитов) и паразитов. Бактерии сапротрофы играют ключевую роль в переработке отмершей органики и завершении круговорота азота в природе, бактерии-паразиты питаются за счет живых организмов и играют важную роль в эволюционном движении последних.

Экологические ниши

Сапрофитные бактерии – одна из самых многочисленных групп микроорганизмов. Если говорить о месте сапротрофов в экологических системах, то они всегда вытесняют гетеротрофов. Гетеротрофы – это организмы, которые сами не могут производить органические соединения, а только заняты переработкой уже имеющегося материала.

В группе сапротрофов есть представители многих семейств и родов бактерий:

• Синегнойная палочка (Pseudomonas);
• Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
• Morganella;
• Klebsiella;
• Bacillus;
• Клостридии (Clostridium) и многие другие.

Сапротрофы населяют все среды, в которых присутствует органика: многоклеточные организмы (растения и животных), почвы, они находятся в пыли и во всех видах водоемов (кроме горячих источников).

Очевидным для человека результатом действия сапрофитных организмов является образование гнили – так выглядит процесс их питания. Именно гниение органического материала – свидетельство того, что за дело взялись сапротрофы.

В процессе гниения из органических соединений высвобождается и возвращается в почву азот. Реакции сопровождаются характерным сероводородным или аммиачным запахом. По этому запаху можно идентифицировать начало процесса гнилостного разложения отмершего организма либо его тканей.

Минерализация органического азота (аммонификация) и его преобразование в неорганические соединения – такая ключевая роль в природе отведена сапрофитным организмам.

Физиологические процессы

Сапротрофы, как одна из самых многочисленных групп, имеют в своих рядах представителей с самыми разными физиологическими потребностями:

1. Анаэробы. Для примера можно рассмотреть кишечную палочку, которая осуществляет свои жизненные процессы без участия кислорода, хотя может жить в кислородной среде.
2. Аэробы – бактерии, участвующие в разложении органики в присутствии кислорода. Так, в свежем мясе присутствуют гнилостные диплококки и трехчленистые бактерии. На начальном этапе содержание аммиака (продукта жизнедеятельности гнилостной микрофлоры) в мясе не превышает 0,14%, а в уже подгнившем – 2% и более.
3. Пример спорообразующих бактерий – Клостридии.
4. Неспорообразующие бактерии – кишечная и синегнойная палочки.

Несмотря на многообразие физиологических групп, объединенных по признакам сапрофитности, конечные продукты деятельности этих бактерий имеют практически одинаковый состав:

• трупные яды (биогенные амины с сильным неприятным трупным запахом, как таковая токсичность этих соединений невелика);
• ароматические соединения, такие как скатол и индол;
• сероводород, тиолы, диметилсульфоксид и т.д.

Из всех перечисленных продуктов гниения самыми опасными и токсичными для человека являются последние (сероводород, тиолы и диметилсульфоксид). Именно они вызывают сильнейшие отравления, вплоть до летального исхода.

Взаимодействие

Сапротрофные бактерии являются обязательной частью любого микробного сообщества, в которое входят и микроорганизмы паразиты, и молочнокислые бродильщики, и в некоторых случаях грибы.

Для примера можно рассмотреть микрофлору кишечника человека. Здоровая микрофлора, которая обеспечивает нормальную переработку пищи, состоит в основном из молочнокислых бактерий. Они создают в кишечнике такую среду, которая угнетает присутствующих представителей сапротрофов и паразитов.

Но как только в кишечнике перестает вырабатываться необходимое количество молочной кислоты, появляются благоприятные условия для питания, роста и размножения гнилостной микрофлоры, которая сразу начинает отравлять человека продуктами своей жизнедеятельности, что влечет сильнейшие поражения.

Гниение древесины

Переработка отмершей древесины и возврат в почву неорганических соединений, из которых она состояла, также производится при участии бактерий сапротрофов. Но если при разложении животной органики им отведена ключевая роль, то древесину в основном разлагают грибы.

Гнилостные процессы в дереве вызывают не плесневые грибы. Поражение древесины плесневым грибом незначительно влияет на целостность древесных волокон и общий вид дерева. Повреждения, причиненные дереву плесневым грибом, легко удаляются.

Настоящий враг древесины – домовой гриб-разрушитель. Этот микроорганизм (эукариот) превращает древесину в труху, непригодную для дальнейшего использования. Наличие в тканях дерева настоящего домового гриба снижает качество древесины в несколько раз. Такой материал уже не используют для производства надежной и красивой продукции из древесины.

Сапротрофы (как бактерии, так и грибы) питаются теми предметами, которые имеют определенную материальную ценность для человека. Фактически они портят здоровье человека, его дома, еду, одежду и урожай. Но природа не может обойтись без этого очень важной группы бактериального сообщества. Вот почему человеку нужно искать путь не как уничтожить сапротрофов, а как обезопасить себя от продуктов их жизнедеятельности.