Значення мікроорганізмів у природі і житті людського суспільства

В епоху протерозою мікроорганізми були єдиними жителями Землі. Сучасний рівень наших знань дозволяє констатувати, що саме мікроорганізмам належить провідна роль у процесах кругообігу біогенних елементів (вуглецю, азоту, фосфору, сірки) в природі, який забезпечує можливість життя на Землі. Мікроорганізми забезпечують мінералізацію вуглецю, який зелені рослини в процесі фотосинтезу перевели в органічні сполуки і цим самим забезпечують рівновагу між процесами фіксації вуглекислого газу і мінералізації органічних сполук. Атмосферне повітря містить 0,03% вуглекислого газу. Фотосинтетична активність зелених рослин настільки велика, що запас СО₂ в атмосфері міг би вичерпатися за 40 років.

Якщо враховувати і ресурси океану, то запасу вуглекислого газу повинно би вистачити приблизно на 2000 років.

Зеленим рослинам прийшлося би припинити фіксацію, якщо би нижчі тварини і мікроорганізми не забезпечували відновлення вуглекислого газу в процесі постійної мінералізації органічних речовин.

У процесі мінералізації мікроорганізми грунту і води не тільки переводять вуглець у СО2, але повертають в кругообіг речовин і інші біоелементи. Азот і фосфор ще в більшій мірі, ніж СО2, лімітують ріст рослин, а відповідно й утворення біомаси на суші і в океані.

Азот може засвоюватися вищими рослинами у вигляді водних розчинів нітратних та амонійних солей. Найбільша кількість азоту у непридатній для засвоєння вищими рослинами формі міститься у повітрі – над кожним гектаром землі є понад 80 тис. т. молекулярного азоту.

Значна кількість його є також у ґрунті у вигляді теж непридатних для засвоєння вищими рослинами органічних азотистих сполук. Численні мікроорганізми беруть участь у процесах розкладу і перетворенню органічного та мінерального азоту ґрунту. Одні розкладають білки до поліпептидів та амінокислот, інші розкладають амінокислоти до аміаку, або засвоюють аміак (процеси гниття білкових сполук, або амоніфікація). Утворені при мікробіологічному розкладі білків аміак та його солі можуть далі окислюватися до нітратів (процес нітрифікацї).

Важливе значення у забезпеченні вищих рослин придатними для засвоєння формами азоту належить ґрунтовим бактеріям, які здатні засвоювати азот з повітря (вільноживучі і симбіотичні азотфіксатори). Стало можливим штучне збільшення кількості азотфіксуючих мікроорганізмів у грунті шляхом внесення виготовленого з них добрива (Азотобактерин – азотобактер; нітрагін, ризоторгін, ризолігнін – бульбочкові бактерії; ризоаргін – для підвищення врожаю і якості зерна пшениці і рису – бактерії роду агробактеріум)

Фосфор, який міститься в органічних речовинах ґрунту, не засвоюється вищими рослинами. Мікроорганізми перетворюють складні органічні сполуки фосфору на придатні для засвоєння вищими рослинами солі фосфорної кислоти та сприяють розчиненню важкорозчинних мінеральних фосфорних сполук у ґрунті.

Важливе значення має діяльність сіркобактерій, які окислюють сірководень, утворюваний під час розкладу органічних речовин. При цьому сірководень перетворюється в легкорозчинні і придатні для засвоєння вищими рослинами солі сірчаної кислоти.

Поряд з корисними для вищих рослин мікроорганізмами існують і такі, які можуть перехопити для власного живлення мінеральні сполуки, що засвоюються вищими рослинами.

Діяльність таких мікроорганізмів приводить до збіднення ґрунту джерелами мінерального живлення вищих рослин. Прикладом можуть бути денітрифікуючі бактерії, які перетворюють азот нітратів у вільний, газоподібний.

Корисне значення мікроорганізмів ґрунту полягає також в їх участі у процесах утворення перегною, наявність якого зумовлює структуру та родючість ґрунту.

Людство з давніх-давен використовує мікроорганізми: в пивоварінні, виноробстві, хлібопеченні – дріжджі, за допомогою молочнокислих бактерій виготовляють різні молочнокислі продукти, квасять овочі і фрукти, силосують корми; столовий оцет отримують за допомогою оцтовокислих бактерій; в Японії і Індонезії для обробки соєвих бобів використовують плісняві гриби. Під час першої світової війни спиртове бродіння в присутності сульфіту натрію слугувало для отримування гліцерину. Молочну і лимонну кислоту отримують за допомогою молочнокислих бактерій і пліснявого гриба аспергілу (Aspergillus niger). Із дешевих, багатих на вуглеводи відходів можна в результаті бродіння, викликаного клостридіями і бацилами, отримувати ацетон, ізопропанол, бутадіол і інші хімічні речовини. В.М. Омелянський писав, що вивчення різних хімічних речовин, що утворюються в результаті життєдіяльності мікробів, може давати хімікам нові шляхи для створення численних корисних хімічних речовин у штучних умовах, у хімічних лабораторіях.

Мікроорганізми можуть бути використані не тільки як продуценти хімічних речовин, а й як точні хімічні реагенти, помічники хіміків і біологів у визначенні наявності тих чи інших речовин. Так, один із видів зеленої плісені _ пеніциліум бревікауле – має здатність відкривати наявність сполук миш’яку в речовині (вже на другий день росту на цьому субстраті чути часниковий запах) до однієї мільйонної міліграма, а спори іншого плісеневого гриба – аспергілюс нігер – дуже чутливі до наявності в середовищі сполук срібла.

Нова епоха в медицині і фармакології почалася з появою антибіотиків. Відкриття пініциліну і інших продуктів життєдіяльності грибів, актиноміцетів і бактерій озброїло медицину високоефективними засобами для боротьби з бактеріальними інфекціями.

Біфідобактерії використовуються для лікування лупи оскільки вони конфліктують з грибками, що викликають лупу.

Російські вчені використовують морську бактерію Vibrio diabolicus для лікування переломів кісток. Досліди проводили, на білих мишах і кролях. У кістках лабораторних мишей просвердлювали отвори і поміщали туди бактерії. Через 15 днів від експериментальних дірок не було і сліду.

Американські вчені методами біотехнологій створили бактерію, яка живиться їдкими речовинами і потом. Якщо ці бактерії помістити на одежу, то її не потрібно прати. Якщо речі людина не буде носити, то бактерії впадають у сплячку і пробуджуються лише тоді, коли в тканину будуть поступати поживні речовини. Досліди вчені проводили на солдатах спецназу, які виконували місію в Афганістані. Цілий місяць солдати не прали штани, але вони як нові.

Вчені встановили, що головна біль має інфекційну природу. Збудником виявилась бактерія Helicobacter pytori, яка також є збудником язви. Для боротьби з цим мікроорганізмом використовують лактобактерії, які містяться в молочнокислих продуктах.

В недалекому майбутньому замість бормашини будуть лікувати карієс Lactobacillus Zeae.

Дослідження проводяться у Флоридському університеті.

Із культур мікроорганізмів отримують ферменти: амілази для гідролізу крохмалю, протеїнази для обробки шкір, пектинази для освітлення фруктових соків і інших ферментів.

За допомогою мікроорганізмів виготовляють кормовий білок, амінокислоти, вітаміни, біологічні засоби захисту рослин, органічні кислоти і розчинники, стимулятори росту рослин.

Важливе значення мають анаеробні бактерії, які беруть участь у розкладі пектинових речовин. Руйнування цих речовин дуже потрібне, наприклад, при обробці волокнистих рослин (вимочування льону) – досліджував талановитий вчений Василь Леонідович Омелянський.

Вивчення життєдіяльності бактерій морів має значення у створенні розвитку рослинності.

Б.Л. Ісаченко вказував, що кругообіг речовин у морях тісно пов’язаний з діяльністю бактерій.

Він вперше в науці встановлює роль окремих видів бактерій у процесі утворення “чорного мулу”, лікувальних грязей. Він виявив сірководневі бактерії в кримських, кавказьких озерах, одеських лиманах.

Борис Лаврентійович Ісаченко досліджував гарячі джерела П’ятигорська і виявив участь мікроорганізмів в утворенні кальцитів в гарячих джерелах П’ятигорська, Вірменії, Севану, Тамбухану і інш.

Ісаченко Б.Л. вивчав геологічну діяльність мікроорганізмів і встановив їх роль в утворенні карбонатів двосірчистого заліза, нафти, торфу, кам’яного вугілля та інших горючих копалин, покладів міді, марганцю, сірки, фосфоритів.

Але поряд з корисною діяльністю мікроорганізмів вони виступають і як вороги людини.

Мікроорганізми спричиняють псування продуктів харчування, викликають процеси гниття, пошкоджують залізні конструкції, викликаючи їх корозію. Залізобактерії, надмірно розвиваючись у водопровідних і дренажних трубах, можуть утворюваним слизом закупорювати труби чи погіршувати прохід води.

Мікроорганізми є збудниками хвороб рослин, людини і тварин.

Збудниками хвороб рослин м ожуть бути різні мікроби: гриби, бактерії, простіші тваринні організми, мікоплазми, віруси. Найважливіші хвороби злакових: сажка, іржа, білоколосисть, мучниста роса, плямистість листя, гнилизна стебла, колосся, зерна, кореня; картоплі – картопляна гнилизна, мокра кільцева та суха гнилизна, скручування, кучерявість,плямистість, мозаїчність листя, різна короста, рак картопляних бульб; помідорів - бура плямистість, гнилизна плодів.

Серед рослин дуже поширені вірусні захворювання мозаїки і жовтяниці (Івановський Д.Й.)

Мікроорганізми є збудниками хвороб людини: бактерії – туберкульоз, холера (1883р.)

Р.Кох відкрив холерний вібріон), стафілококова інфекція – запалення легень, плеврит, менінгіт, енцефаліт, абсцез мозку, ентероколіти, сибірка, дифтерія; віруси – грип, поліоміієліт, натуральна віспа, рак, снід, вірусний гепатит.

Мікроорганізми є збудниками хвороб тварин: сибірка, сап, правець, туберкульоз, “куряча холера “, ящур, сказ,.

Отже, мікроорганізми є друзями і ворогами людини (В.Й. Білай “Мікроорганізми – друзі й вороги людини” Київ: Наукова думка; 1982, 149с.)

Поиск по сайту: