Общее значение многообразия
Разнообразие микробной жизни превосходит любую другую, известную земной природе.
Несмотря на то что существующее многообразие представителей живой природы не является результатом какой-то целенаправленной биологической программы, а просто следствие развития органической материи в постоянно меняющихся условиях, значение такого многообразия является определяющим фактором для существования биосферы Земли в том виде, в котором ее привык наблюдать человек.
Не будь такого разнообразия, наша планета имела бы совершенно другой вид и строение атмосферы, гидросферы и верхних слоев литосферы.
Многообразие таких организмов, как бактерии, грибы, археи и любые другие простейшие, не сильно связано с их морфологическим строением. Строение одной клетки сложно сделать уж очень вариативным. Строение в виде разных вариаций капельки воды – это, пожалуй, и все многообразие в строении микроорганизмов.
Что же обуславливает такое многообразие прокариотов в природе, если не их морфологическое строение как основной признак разнообразия в мире многоклеточных животных и растений.
Почему феноменальные способности бактерий к приспособлению так важны для жизни вообще и для человека в частности?
Ответы на эти и многие другие важные вопросы биология еще только начинает получать.
Врачи подчеркивают важность бактерий-сапротрофов в экосистемах. Эти микроорганизмы играют ключевую роль в разложении органических веществ, что способствует возвращению питательных веществ в почву. Благодаря своей способности перерабатывать мертвые растения и животных, сапротрофы помогают поддерживать баланс в природе, предотвращая накопление отходов. Это, в свою очередь, способствует росту новых растений и поддержанию здоровья экосистемы. Врачи отмечают, что без этих бактерий жизнь на Земле была бы невозможна, так как они обеспечивают плодородие почвы и способствуют устойчивости экосистем. Таким образом, бактерии-сапротрофы не только поддерживают биологическое разнообразие, но и играют важную роль в круговороте веществ.
Суть
Бактерии – это самые древние обитатели планеты Земля. Согласно исследованиям ученых, они являются первыми живыми организмами. Еще три с половиной миллиарда лет назад Землю населяли исключительно бактерии. Затем уже появились привычные для человека растения и животные.
Первые микроорганизмы имели весьма упрощенную структуру. Хотя по сей день представители некоторых их групп не развились под влиянием эволюции. Такую тенденцию можно увидеть на примере бактерий, которые населяют ил рек и озер, а также серные источники.
Читайте также:
Если человек, не имеющий отношения к науке, увидит представителей многих видов групп бактерий, он обратит внимание на их яркий окрас
Бактерии в природе
Данные живые организмы одними из первых появились на нашей планете. Распространены они повсеместно. Бактерии обитают на дне водоёмов, в почве, могут выдерживать как низкие, так и высокие температуры.
Значение этих организмов в природе неоспоримо. Именно бактерии обеспечивают круговорот веществ в природе, который является основополагающим жизни на Земле. Органические соединения под их воздействием изменяются и распадаются на неорганические вещества.
Почвообразовательные процессы обеспечивают почвенные микроорганизмы. Остатки растений и животных распадаются и преобразуются на гумус и перегной только благодаря бактериям.
В водной среде представителей данного царства используют для очищения водоёмов, а также сточных вод. Благодаря своей жизнедеятельности бактерии из опасных органических веществ делают безопасные неорганические.
Рис. 1. Роль бактерий в природе.
Бактерии-сапротрофы играют ключевую роль в экосистемах, обеспечивая разложение органических веществ и возвращение питательных веществ в почву. Эти микроорганизмы преобразуют мертвую органику в доступные для растений формы, что способствует поддержанию плодородия почвы. Многие ученые подчеркивают, что без сапротрофов экосистемы не смогли бы функционировать должным образом, так как они предотвращают накопление органических остатков и способствуют циклу веществ. Важность этих бактерий также проявляется в их способности очищать окружающую среду, разлагая загрязнители и органические отходы. Таким образом, сапротрофы не только поддерживают баланс в природе, но и способствуют устойчивому развитию экосистем, что делает их незаменимыми для жизни на Земле.
Питание бактерий
Большинство бактерий питаются готовыми органическими веществами. Разлагая их, они строят свои клетки. Такие бактерии называют гетеротрофами. Некоторые гетеротрофные бактерии питаются органическими веществами, содержащимися в мертвых телах, выделениях растений и животных. Такие бактерии обитают в воде, почве, на коже, в кишечнике животных. Разлагая органические вещества, они возвращают в почву минеральные соли, а в атмосферу углекислый газ, необходимый для фотосинтеза.
Бактерии-паразиты поселяются в тканях человека, животных, растений и вызывают различные бактериальные болезни. К ним относятся туберкулезная палочка, дизентерийная палочка, возбудители ангины, пневмонии.
На корнях фасоли, бобов, люпина .можно увидеть маленькие клубеньки, размером чуть больше булавочной головки. В них находятся очень полезные для растений клубеньковые бактерии. Они поглощают азот из воздуха и преобразуют его в доступные для растений азотные соединения. Клубеньковые бактерии снабжают растение-хозяина азотом, а сами извлекают из корней растения необходимые для жизнедеятельности вещества удобрением. Когда растение отмирает, соединения азота остаются в почве и повышают ее плодородие. Подобные взаимовыгодные отношения между различными организмами называют симбиозом (от греч. «symbosis» — совместная жизнь).
Человек и его микробы
Человек не может обойтись без микроорганизмов-симбионтов. Окружающая среда буквально населена бактериями, вирусами и другими возможными возбудителями различных заболеваний человека.
Да, большинство микроорганизмов безопасны для людей. Однако предусмотрительная природа не могла не позаботиться о создании защитного механизма для каждого из своих творений (в данном случае речь идет о человеке как о биологическом виде, а не о какой-то конкретной личности).
Бактерии – защитный механизм для человека. Прокариоты защищают человека от других микробов, от себе же подобных. Они создают на коже человека такую среду (антагонистическую), которая препятствует размножению на ней патогенов (возбудителей заболеваний). Ту же роль бактерии играют в кишечнике человека и в других органах, которые могут подвергнуться инфекционным атакам.
Роль грибов в природе и их хозяйственное значение
Грибы наряду с бактериями играют значительную роль в круговороте веществ. Они разлагают растительные остатки, особенно богатые целлюлозой и дубильными веществами. Почвенные грибы играют важную роль в процессах почвообразования (превращение органических веществ, создание соответствующей реакции, угнетение развития вредных организмов).
-
Читайте также:
Грибы широко используются в народном хозяйстве. Дрожжи применяют в хлебопекарной, молочной, пивоваренной, винодельной и спиртовой промышленности, некоторые виды мукора и аспергиллов — в спиртовой промышленности. Из аспергилла черного получают лимонную кислоту, из грибов родов сахаромицес, торула (дрожжи) — витамины В1и В2. Витамины есть также в плодовых телах съедобных грибов. Белковые и жировые дрожжи, рисовый аспергилл, некоторые виды фузариума накапливают в своем теле белки и жиры. Их используют для откорма животных и в пищу. Многие грибы обладают богатым ферментным аппаратом. Ферменты грибов применяются для различных целей: пектиназы — для осветления фруктовых соков; целлюлазы — для переработки сырья, грубых кормов, разрушения остатков бумажных отходов; протеазы — для гидролиза белков; амилазы — для гидролиза крахмала. Во Вьетнаме приготовляют соусы с помощью ферментов некоторых плесневых грибов. Шляпочные грибы широко используются как продукты питания, а некоторые из них специально разводят. Во многих странах выращивают шампиньоны, в некоторых странах Западной Европы — летний опенок, в странах Юго-Восточной Азии — вольвариеллу (травяной шампиньон).
Грибы могут продуцировать антибиотики (из грибов-пенициллов получают пенициллин), ростовые; вещества (гиббереллин из гиббереллы). В качестве лекарственного препарата применяют экстракт из спорыньи.
Грибы используют для биологического метода борьбы с вредителями сельского хозяйства (свекловичным долгоносиком, щитовками). Из грибов созданы препараты, применяемые для уничтожения вредных насекомых (боверин, триходермин).
Вред от отдельных видов грибов достаточно значителен. Грибы наносят вред лесному хозяйству, поражая как растущие деревья, так и деловую древесину, они разрушают деревянные постройки (домовой гриб), шпалы, фанеру. Грибы портят смазочные масла, лакокрасочные покрытия, вызывают коррозию металлов, портят книги, ткани, бумагу.
Хорошо известны грибы-паразиты растений (табл. 8), потеря урожая и порча сельскохозяйственной продукции от которых настолько
велики, что борьбой с ними занимаются специальные учреждения и даже международные организации. Многие грибы вредят здоровью людей и животных. Известны грибы — возбудители кожных заболеваний грибы могут поражать легкие, вызывать хронический гайморит заболевание глаз человека, болезни животных. Например, сапролегния поражает мальков рыб и уничтожает их. икринки, отдельные виды аспергилла вызывают болезни личинок пчел, некоторые его виды могут угнетать выход цыплят из яиц, вызывать тяжелые болезни кожи слизистых оболочек глаз и органов дыхания птиц. Тяжелые болезни человека и животных вызываются дрожжами (бластомикозы) эндомицесом белым (молочница), видами ахорион, микроспорой, трихофитон (парша, стригущий лишай).
Развиваясь на соломе, сене, зерне, грибы выделяют ядовитые вещества и делают корм непригодным для употребления. Грибы являются причиной гниения продуктов, сырья, овощей, фруктов.
Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова . – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.
Водная стихия
В рамках биологии давно доказано, что особенности метаболизма того или иного организма зависят от той среды, в которой он обитает. В природе Земли нет более обширных по территории и более разнообразных по своему химическому составу сред, чем водные объекты (моря, океаны, реки, озера и т.д.).
Водные микроорганизмы могут быть условно разделены на три основные группы:
- прокариоты, которые обитают в богатых органическими остатками прибрежных водах (литораль и сублитораль);
- микроорганизмы пелагиали (воды глубиной до 3 км);
- одноклеточные экстремалы – жители абиссали (глубоководных участков, свыше 3 км).
Любая органическая жизнь в таких разных условиях имела бы разные формы. Значение имеет все: температура воды, давление, химический состав и т.д. Взять хотя бы рыб и растения, насколько глубоководные растения и животные отличаются от тех, которые растут в богатых кислородом прибрежных зонах.
Когда же речь идет об одноклеточных прокариотах, то им приходится полностью подчинять свое строение тем условиям природы, в которых приходится жить:
- на большой глубине, где нет кислорода, могут выживать только микроорганизмы хемотрофы, которые питаются неорганическими соединениями и, перерабатывая их, получают необходимую для жизни энергию;
- также глубоководные микроорганизмы обходятся без кислорода, а дышат за счет реакций окисления других химических веществ;
- на мелководье бактерии более подвижны, поскольку живут в благоприятных для закрепления подвижности на генетическом уровне условиях.
Кроме основных групп, являющихся неотъемлемой частью экологии каждого водоема, их многочисленными соседями являются разные случайные микробы, которые волей каких-то природных сил попали в водные толщи и там прижились на некоторое время. Среди такой аллохтонной среды много патогенов для человека.
Значение грибов
Значение грибов в природе
Основное значение для природы – это разложение органических веществ до неорганических соединений. Помимо этого можно выделить такие функции представителей данного царства:
- плесневые виды, живущие в почве, принимают участие в почвообразовании;
- микориза положительно влияет на развитие самого растения.
Микориза – это соединение грибного мицелия и корня дерева. Некоторые нити грибницы так плотно переплетаются с корнем растения, что могут проникать внутрь него. При таком соединении дерево делится питательными веществами, а грибной организм отдаёт воду и минеральные соли.
шляпочные грибы, а именно их плодовое тело, употребляют в пищу многие птицы, звери, насекомые и моллюски.
Рис. 1. Значение в природе.
Значение для человека
Основное значение грибов в жизни человека – это употребление их в пищу. В мире существует более 100 видов съедобных видов, из них около 40 употребляется в пищу. Этот продукт очень богат на питательные вещества, однако за счёт хитиновой оболочки полностью не усваивается человеческим организмом.
Вешенки и шампиньоны человек научился выращивать искусственно в специально оборудованных помещениях.
Некоторые плесневые виды используют для получения антибиотиков. Существуют и другие лекарственные грибы, которые могут бороться и с образованиями злокачественных опухолей.
Для приготовления хлебобулочных изделий используют дрожжи. Помимо этого дрожжи используют в виноделии, для приготовления пива, спиртных напитков. Плесневые виды используют для приготовления сыров, кефиров.
Рис. 2. Значение грибов для человека.
Ядовитые грибы
Некоторые виды могут приносить вред не только окружающей среде, но и человеку. Шляпочные грибы опасные для человека – это мухомор, бледная поганка, ложные опята, некоторые виды сыроежек и прочие.
Ядовитые представители опасны потому, что признаки отравления могут проявиться не сразу, а спустя несколько дней, когда оказать помощь будет уже поздно.
Также опасны продукты, покрытые плесенью. Такое покрытие может вызывать образование злокачественных опухолей.
Фитофтора, мучнеросные грибы и трутовики портят урожай сельскохозяйственных культур. Потребление в пищу таких продуктов может вызывать тяжёлые заболевания.
Рис. 3. Опасные и ядовитые грибы.
Всё вышесказанное можно подытожить в таблице:
Название
Значение
Может вызывать болезни у человека и животного. Некоторые виды используют для приготовления антибиотиков, заквасок.
Используют в хлебобулочных продуктах, приготовлении спиртных напитков, для очистки нефтяных загрязнений.
Употребляют в пищу.
Ядовитый вид, раньше употреблялся для санитарии помещений, как средство от мух.
Что мы узнали?
Грибы имеют большое значение и в природе, и для человека. С их помощью происходит круговорот веществ в окружающей среде, некоторые виды употребляются в пищу. Из некоторых грибов изготавливают лекарственные препараты, пекут хлеб, готовят спиртные напитки, закваски. Однако следует помнить, что среди них есть ядовитые виды, которые опасны для жизни и здоровья человека.
Зарождение многообразия
Если вспомнить из биологии историю происхождения прокариотов, их первые представители появились в водах ядовитого для нынешней жизни земного океана:
- Первым бактериям для жизни были нужны богатые железом кислые воды и углекислый газ.
- Со временем условия на планете менялись, и в какой-то момент (около 3 млрд лет назад) появилась хорошая возможность для масштабного развития цианобактерий. В биологии с их появлением связывают насыщение атмосферы кислородом органического происхождения (кислородная катастрофа на Земле произошла около 2 млрд лет назад). Бактерии, способные получать энергию через фотосинтез, не только стали прообразом современных растений, но и продолжили развитие самой этой группы. Сегодня их представители населяют все земные водоемы и являются распространенными симбионтами растений.
- Появление многоклеточных организмов также не прошло незамеченным для прокариотов, ведь кишечник и внешние покровы животных являются хорошим источником доступной органической пищи для бактерий. Прокариоты вступили в симбиоз с животными, и развилась отдельная группа бактерий, которая со временем стала иметь большое значение в их (животных) жизни (защитная роль, помощь при переваривании и т.д.).
- Параллельно с развитием царства животных и растений формировались почвы, которые также населились бактериями, и в этом плане их значение сложно переоценить, поскольку весь плодородный слой является переработанными прокариотами остатками растений, животных и другой органики, вперемешку с размельченными горными породами разного происхождения.
Это относительно схематическое деление бактерий на основные группы, которые обеспечивают в рамках своей ниши выполнение невероятного количества разнообразных функций и задач. Именно поэтому роль бактерий и их значение для каждой экологической системы являются решающими.
Почва
Второй по величине резервуар для обитания бактерий – плодородный слой почвы. Здесь микроорганизмы перерабатывают всю отмершую органику в гумус, который, в свою очередь, обеспечивает возможность существования растений, животных и человека.
Группы почвенных бактерий:
- разлагают органику на неорганические или простейшие органические молекулы, которые являются основным питательным субстратом для растений;
- синтезируют необходимые для растений и животных элементы из более простых соединений, которые присутствуют в почвах;
- помогают растениям бороться с паразитами микробного или грибкового происхождения.
Роль микроорганизмов в круговороте водорода. Водородные бактерии, особенности их метаболизма, роль в природе и практическое значение
Влияние органических удобрений на микробиоту почвы
Химическая деятельность микроорганизмов проявляется в непрерывном круговороте азота, фосфора, серы, углерода и других веществ. При самом активном, широком участии микроорганизмов в природе, главным образом в почве и гидросфере…
Влияние органических удобрений на микробиоту почвы
2.2 Роль микроорганизмов в круговороте углерода
Важнейшим элементом, входящим в состав микроорганизмов, растений, животных, является углерод. В клеточном веществе этот элемент составляет около 50 % сухого вещества. Автотрофные микроорганизмы для превращения углекислоты…
6. Роль в природе
Водоросли — главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений…
Микроорганизмы в круговороте веществ в природе
Вопрос-ответ
Почему бактерии-сапротрофы играют важную роль в природе?
САПРОФИТЫ В ПОЧВЕ Они вносят колоссальную лепту в разложение органического вещества. Сапрофитные микроорганизмы и грибы составляют группу редуцентов. Они необходимы для разложения веществ и круговорота элементов в природе.
В чем заключается роль бактерий в природе?
Жизнь на Земле невозможна без жизнедеятельности бактерий, так как они участвуют в круговороте веществ в природе, являясь редуцентами, осуществляя химические превращения, не доступные ни животным, ни растениям. Одной из сред жизни бактерий являются другие живые организмы, в том числе человек.
Какие бактерии называют сапротрофами?
Бактерии-сапрофиты (или сапротрофы) (от греч. Сапрос — «гнилой», трофе — «пища») питаются мёртвыми остатками живых организмов. Это наиболее распространённая группа гетеротрофных бактерий. Сначала они выделяют ферменты, которые расщепляют и растворяют пищевые частицы, а затем всасывают полученные вещества.
Какую роль играют клубеньковые бактерии в природе?
Клубеньковые бактерии – поселяются на корнях бобовых и некоторых других растений (облепихи, шелковицы). Клубеньковые бактерии способны усваивать азот из воздуха и продуцировать органические азотсодержащие вещества, обогащая ими почву. Усваивая органические вещества, бактерии обеспечивают очищение водоемов.
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте экосистемы: Понимание роли бактерий-сапротрофов в экосистемах поможет вам осознать, как они способствуют разложению органических веществ и поддержанию баланса в природе. Посетите природные заповедники или участвуйте в экскурсиях, чтобы увидеть эти процессы в действии.
СОВЕТ №2
Соблюдайте экологические практики: Участие в экологических инициативах, таких как компостирование, поможет вам поддерживать жизнедеятельность сапротрофов в вашем саду или на даче. Это не только улучшит качество почвы, но и поможет сократить количество отходов.
СОВЕТ №3
Обучайте других: Делитесь своими знаниями о бактериях-сапротрофах с друзьями и семьей. Обсуждение их роли в природе может повысить осведомленность о важности сохранения экосистем и поддержания биоразнообразия.
