40556

Бактерії у водних екосистемах

Доклад

Экология и защита окружающей среды

Навіть бактерії які населяють сухі грунти живуть у воді що міститься у капілярах грунту. Це гетеротрофні бактерії особливістю життєдіяльності яких є вивільнення C N P S та інших елементів з органічних речовин і переведення їх у неорганічну форму з виділенням СО2. Найважливішим у цьому процесі є те що бактерії переводять органогенні елементи у єдину доступну для рослинпродуцентів форму – неорганічну NH4 PO43 SO42 CO2 таким чином замикаючи колообіг речовин всередині екосистеми.

Украинкский

2013-10-17

16.03 KB

2 чел.

Бактерії у водних екосистемах

Відомо, що всі бактерії є водними організмами в широкому розумінні, тобто вони живляться і розмножуються у воді. Навіть бактерії, які населяють сухі грунти, живуть у воді, що міститься у капілярах грунту. Тобто, водойми є сприятливим місцем для життєдіяльності бактерій. Хоча більшість з них веде не вільноплаваючий спосіб життя, а є прикріпленими до поверхні мулу, підводного каміння, скель, водних рослин тощо. Найчастіше, вони разом із мікроводоростями і найпростішими формують складні організмові комплекси - біоплівки.

Отже, охарактеризуємо групи бактерій, які входять до складу мікрофлори водойм.

 Сапрофіти. Це гетеротрофні бактерії, особливістю життєдіяльності яких є вивільнення C, N, P, S та інших елементів з органічних речовин і переведення їх у неорганічну форму з виділенням СО2. Найважливішим у цьому процесі є те, що бактерії переводять органогенні елементи у єдину доступну для рослин-продуцентів форму – неорганічну (NH4+, PO43-, SO42-, CO2), таким чином замикаючи колообіг речовин всередині екосистеми.

Органічна матерія надходить до сапрофітних бактерій у 2 формах – часточкового органічного вуглецю і розчиненого органічного вуглецю. Часточковий включає фекалії і рештки тварин, рештки рослин тощо, а розчинений – протеїни, амінокислоти, органічні фосфати, прості цукри, гумінові кислоти. При цьому основним джерелом органіки для бактерій є розчинений органічний вуглець, вміст якого у природніх водах коливається в межах 1-30 мг/л. Більшість його розкладається бактеріями в лічені часи, але деякі речовини, такі як гумінові кислоти, розкладаються протягом місяців. Аеробна декомпозиція проходить набагато швидше, ніж анаеробна. З усіх отриманих речовин на власні потреби гетеротрофні бактерії витрачають 20-60%. Стосовно часточкового вуглецю – більшість його не розкладається, а накопичується у донних відкладах.

 Нітрифікатори. Це група бактерій, які забезпечують нітрифікацію, тобто двоступеневий процес перетворення токсичного NH4+ на нетоксичний NO3-. Проміжним продуктом є високотоксичний NO2-. Перетворення амонію на нітрит у водоймах здійснюють бактерії роду Nitrosomonas, Nitrosospira, а перетворення нітриту на нітрат – Nitrobacter, Nitrospira.

Всі перелічені бактерії є хемоавтотрофами. Щодо споживання кисню, нітрифікація є дуже киснезатратним процесом, тому при концентрації NH4+ вже 2 мг/л нітрифікатори можуть спожити весь кисень водойми.

 Денітрифікатори. Ці мікроорганізми спричиняють перетворення нітратів на газ азот за схемою NO3-NO2-NON20 – N2. Приклади денітрифікуючих бактерій: Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes. Денітрифікатори є завжди асоційованими із нітрифікаторами, споживаючи утворені ними нітрати, і знаходячись у анаеробному шарі, утвореному їх життєдіяльністю. Втрати водоймою азоту через процес денітрифікації складають близько половини всього азоту, що надійшов.

 Нітратредуктори. Виділяють асиміляторну і дисиміляторну нітратредукцію, з них важливе місце в колообігу азота посідає остання. Дисиміляторна нітратредукція – процес перетворення нітрату на амоній за схемою NO3- - NO2- - N20 - NH4+. Процес є зворотним нітрифікації. Прикладом нітратредукторів є Citrobacter.

 Металоредуктори. Важливе місце у замкненні колообігів заліза і марганцю і забезпеченні продуцентів цими елементами відіграють анаеробні бактерії, які окиснюють MnO2 до Mn2+, а за його відсутності – Fe(OH)3 до Fe2+.

 Сіркобактерії. Серед них вирізняють облігатних анаеробів, які відновлюють SO42- до високотоксичного H2S (Desulfovibrio, Desulfotomaculum), та аеробів, які окислюють сірководень, проводячи зворотню реакцію (Thiobacillus, Thiothrix, Beggiatoa).

 Метанобактерії. Бактерії родів Methanobacterium, Methanobacillus, Methanococcus, Methanosarcina в анаеробних умовах, де вже відсутні неорганічні акцептори електронів, використовують органічні речовини в якості акцепторів (одночасно одна молекула органічної речовини окислюється, а друга відновлюється). Процес цей проходить з виділенням метану. Methanomonas methanica, Pseudomonas methanica та види Thioploca окиснюють метан до вуглекислого газу, переводячи його у доступну для рослин форму.

Таким чином, бактерії відіграють надзвичайно важливу роль у функціонуванні водних екосистем, функціонуючи на останніх ланках трофічних ланцюгів. Вони розкладають органічну речовину і замикають біогеохімічні колообіги елементів всередині екосистеми.