Эволюция микроорганизмов Основы экологической микробиологии Экология

Эволюция микроорганизмов Основы экологической микробиологии

Экология - наука о закономерностях формирования и функционирования биологических систем и их взаимоотношениях с окружающей средой.

Атмосфера в доэкологическую эпоху была водородной и проницаемой для солнечных лучей.

Химическая эволюция - это возникновение органических соединений. Этому способствовала высокая энергетическая напряженность (разряды энергии).

Возникновение полимеров – 3,5 млрд. лет назад. При сочетании трех полимеров и полинуклеатидов происходит возникновение прообразов живых организмов – коацерваты (сочетание органических веществ).

Признаки живого Наличие метаболизма Способность к самовоспроизведению Наследственность Изменчивость Приспособление к условиям внешней среды

Метаболизм Начинается при возникновении ферментов, для их возникновения необходима рибосомальная система – первый структурный компонент живого организма

Синтез ферментов запрограммирован Для этого необходимо возникновение генома Геном – второй структурный компонент

Мембрана - третий структурный компонент – аппарат приспособляемости

Эти 3 структурных компонента Знаменуют появление живых организмов – архебионтов (первичных микроорганизмов) 3 млрд. лет назад - период архея

Особенности архебионтов Первичный геном имел двуплетный код В состав полипептидов входило всего 16 аминокислот Имели шаровидную форму Единственный способ получения энергии - брожение

Уровень кислорода в атмосфере 3 млрд. лет назад был очень низким, отсутствовал озоновый слой Ультрафиолетовые лучи обеспечивали большую изменчивость первичного генома (условия для возникновения ферментных систем)

Появились ферменты, обеспечивающие более экономные способы получения энергии Анаэробное дыхание Аэробное дыхание фотосинтез

2 направления дальнейшего развития Автономное развитие В результате его образовались прокариоты (сформировавшиеся 2 – 2,5 млрд. лет назад) Архебактерии Основные черты: Основные питательные вещества простые соединения (например, метан – NH₃) Они являлись аутотрофами - синтезировали органические соединения из неорганических Анаэробное дыхание 2) Эубактерии

II. Симбиотическое развитие На определенном этапе эволюции – симбиоз прокариотических клеток Группа - крупные клетки, аэробное дыхание или фотосинтез Группа – мелкие, аэробное дыхание или фотосинтез 2 группа путем фагоцитоза оказалась внутри клеток 1 группы – появился новый микроорганизм. Особенности: Свой генетический аппарат Органоиды, способные к дыханию (митохондрий) Способные к фотосинтезу Возникли эукариоты (одноклеточные) на 1,5 млрд. лет позднее прокариот (1 млрд. лет назад)

Развитие эукариот 1) Ответвилась группа грибов 2) Разветвление в сторону растений и через простейших к животным

Вирусы Согласно существующей теории вирусы происходят из отдельных клеточных органоидов (более молодые микроорганизмы, чем прокариоты и эукариоты). Отдельные клеточные органоиды приспособились к существованию вне клеток

Аденовирус – это самостоятельная хромосома, заключенная в оболочку

Парвовирус Структура напоминает структуру митохондрий

Вирусы произошли из прокариот и эукариот путем автономного существования органоидов их клеток

Особенности вирусов Автономного метаболизма не имеют, не обладают ферментными системами Наследственный генетический аппарат есть, но особой структуры 3) Приспособление к условиям окружающей среды - распространяются только через отдельные факторы внешней среды Таким образом, вирусы следует отнести к категории живых организмов. Дефектные вирусы – сомнение в принадлежности к живому

Биосфера: атмосфера, гидросфера, литосфера Основную часть биосферы составляют микроорганизмы. Важнейшая функция биосферы – круговорот веществ: Представители биосферы преобразуют солнечную энергию в энергию биологических реакций С помощью биосферы происходит переход неорганических веществ в органические Круговорот завершается переходом органических соединений в неорганические (микробы) Таким образом без микроорганизмов жизнь на Земле невозможна.

На микроорганизмы действуют 2 вида факторов 1) физический 2) химический