Взаимодействие бактерий с другими представителями органического мира
1. Взаимодействие микрофлоры с растениями 2. Специфика отношений с животными
Красильников Николай Александрович (1896 -1973) член корр. АН СССР, почвенный микробиолог, специалист по биологии актиномицетов, бактерий и дрожжей, организатор кафедры биологии почв в МГУ. • • • Основные направления научной деятельности Н. А. Красильникова: развитие концепции о почве как среде обитания микроорганизмов, роль микроорганизмов в генезисе почвы и биологические факторы плодородия почв; взаимодействие почвенных микроорганизмов с корневыми системами растений, развитие представлений о ризосфере и ризоплане; бактериальные удобрения; физиологически активные вещества микробного происхождения и их экологическая роль в почве: антибиотики, стимуляторы, ингибиторы, фитогормоны, микробные токсины и токсикоз почв, биологические факторы защиты растений, внедрение антибиотиков в растениеводство; систематика микроорганизмов, основанная на эволюционно-филогенетических принципах, создание определителей бактерий, актиномицетов, дрожжей.
Формы безконтактных взаимоотношений растения с бактериями Филлоплана – микробы, населяющие поверхность надземных частей растений. Ризоплана – непосредственная поверхность корня, заселенная микробами Ризосфера – узкий слой почвы, густо населенный микробами
Филлоплана Микроорганизмы не паразитируют на растении, а растут за счет нормальных выделений его тканей и имеющихся на поверхности растения небольших количеств загрязнений органического происхождения. Состав: до 80% общего кол-ва эпифитов составляют клетки Erwina herbicola – грамотрицательная неспорообразующая бактерия. Очень немного бактерий – азотфиксаторов, бацилл и актиномицетов. Немного больше грибных спор (Penicillium, Fusarium, Mucor). Во влажную погоду численность филлопланы возрастает. В сухую – уменьшается.
Ризосфера и ризоплана • Состав микрофлоры ризосферы зависит от типа почвы, экологических условий, возраста растения, так в ризосфере молодых растений практически отсутствуют бациллы, актиномицеты и целлюлозоразрушители. • В ризоплане богаче представлен род Pseudomonas слабо размножается Azotobacter и бактерии – целлюлозоразрушители.
• Количественное соотношение микрофлоры ризосферы и не ризосферной зоны наиболее резко выражено в бедной почве: 1000: 1, а в хорошо окультуренных – 17: 1. • Основу ризосферы составляют р. р. Bacterium, Pseudomonas; преобладают бактерии аммонификаторы, денитрификаторы, микобактерии; менее разнообразны, но являются обязательным компонентом: актиномицеты, грибы, простейшие, водоросли.
Влияние микроорганизмов ризосферы. • Переводят некоторые трудноусвояемые растениями соединения в легкоусвояемые, синтезируют биологически активные вещества. • Вступают в симбиоз с растением (Клубеньковые бактерии Rhizobium, Микориза), выделяют токсины, участвуют в процессе денитрификации и др. ; некоторые представители микрофлоры паразитируют на растениях. • В зоне ризосферы микробами активно выделяются антибиотики, стимуляторы, ингибиторы, фитогормоны.
Влияние растений на микроорганизмы ризосферы. В зоне обильного скопления и развития корней: • улучшаются физические свойства почвы; • лучше сохраняется влага и поддерживается постоянная температура; • постоянно отмирающие корешки и отшелушивающиеся клетки корневых чехликов создают постоянную пищевую базу для бактерий;
Микроорганизмы могут вызывать «утомление» почвы – в почве накапливаются токсичные в-ва – фитоксины. В настоящее время выявлены бактерии, способные проникать в корни, а затем мигрировать в стебли и листья – эндофитные ризобактерии (Klebsiella planticola). Размножаясь в тканях растений способны синтезировать ростовые в-ва, и антибиотики, оказывающее положительное влияние на продуктивность растений.
Симбиоз микроорганизмов с растениями 1. Симбиоз бактерий – азотфиксаторов: Rhizobium в корнях бобовых растений Frankia в корнях растений других семейств 2. Микориза.
Микоризой называют симбиоз почвенных грибов и растений. В природе большинство растений (80‑ 90%) живет в таком симбиозе. Заселяя корни, гриб вместе с растением формирует большую систему тонких корней. Для растений этот процесс полезен тем, что он им позволяет лучше усвоить питательные вещества и воду.
Эндотрофная микориза – гриб распространяется не только между клетками, но и внедряется в них (многолетняя).
Эктотрофная микориза – однолетнее образование, возобновляется каждый год.
Взаимоотношения микроорганизмов с почвенными беспозвоночными животными • Трофические – среди почвенных б/п многие формы питаются сапротрофной и автотрофной микрофлорой • Ассоциативные: Ø Потребление животными легкоусвояемых экзометаболитов микробов в очагах гниения. Ø Формирование зоомикробиальных комплексов
Функции животных: 1. В измельчении растительного материала, благодаря чему заметно увеличивается его поверхность и он становится более доступным для дальнейшего использования МО. 2. Растительные остатки, проходя через кишечник животных, подвергаются там глубокой переработке, в которой участвуют как собственные ферменты животного, так и экзоферменты Мо -симбионтов. Попадая в ЖКТ животных, многие МО гибнут, другие же находят здесь благоприятные условия для размножения, в результате чего экскременты животных обильно заселены активной микрофлорой. 3. В кишечнике животных образующийся там аммиак соединяется с лигнином, что имеет большое значение для гумификации разлагающегося материала. 4. Частичная гумификация и частичная минерализация растительного материала. 5. Перемещение растительного опада в более глубокие горизонты почвы и перемешивание их с минеральными частицами.
Функции микроорганизмов: 1. Более глубокое расщепление растительных полимеров. 2. Обезвреживание токсинов Таким образом опад разлагается при таком тесном взаимодействии микрофлоры и микрофауны, что раздельно оценить значение каждой из них очень трудно. Сложные процессы взаимодействия разных групп почвенной биоты, образующих единый зоомикробиальный комплекс, приводят к ускорению обмену веществ в почве, способствуя тем самым увеличению первичной продукции в биогеоценозе.
• Органическое вещество почвы, образовавшееся в ней при разной степени разложения растительных и животных остатков, получило название гумус или перегной. • Таким образом, почва является совершенно особой средой обитания для микроорганизмов, в свою очередь микроорганизмы имеют огромное значение в осуществлении важных процессов в почве. • Микроорганизмы в почве исчисляются миллиардами на 1 га. Они принимают участие в биотическом круговороте веществ, разлагают сложные органические и минеральные вещества на более простые. Последние утилизируются как самими микроорганизмами, так и высшими растениями.
Скачать презентацию Взаимодействие бактерий с другими представителями органического мира
11. взаимоотношения с др.ppt