Бактерии сапротрофы

Ксилотрофы. Разложение древесины — одно из основных звеньев биологического круговорота веществ в природе.

Ведущая роль в этом процессе принадлежит дереворазрушающим грибам из различных таксономических групп: базидиомицетам, аскомицетам, анаморфным грибам. Ксилотрофы иногда могут быть паразитическими грибами, поселяющимися на живых деревьях, а также сапротрофами. Первые признаки, демонстрирующие начальные этапы разложения древесины, связаны с изменением ее окраски. Так, развитие грибов рода фузариум, приводит к появлению розовой окраски. Окраска может быть синяя, зеленая, желтая, черная, серая. Клеточные стенки на этой стадии разложения древесины не разрушаются. У дереворазрушающих грибов имеются гидролитические ферменты (пектиназа, амилаза, ксилоназа и др.). Большое значение имеют разнообразные окислительные ферменты, различные полифенолоксидазы — лакказа, тирозиназа, пероксидаза и др.

В зависимости от вида разлагаемых соединений грибы делят на две группы.


1. Грибы используют только углеводный комплекс, в частности целлюлозу, а лигнин не расщепляется. Такой вид деструкции (разложения) называется бурой или деструктивной гнилью. Древесина теряет прочность и рассыпается на отдельные кубики. Представители: трутовик окаймленный (Fomitopsis pinicola), трутовик чешуйчатый (Polyporus squamosus), дубовая губка (Daedalea quercina) и др.

2. Грибы используют преимущественно лигнин. При этом древесина расщепляется на отдельные волокна белого цвета. Такая гниль называется белой или коррозионной. Представители: опенок осенний (Armillaria mellea), трутовик настоящий (Fomes fomentarius), трутовик плоский (Ganoderma applanatum), вешенка (Pleurotus).

Наибольшее количество древесины необходимо грибам в период образования спор. В среднем для образования одного плодового тела гриба нужно столько азота, сколько содержится его в 6 кг древесины. Для образования спор одним плодовым телом трутовика плоского в течение сезона необходимо 35 кг древесины. Потребности настоящего трутовика еще больше. Для образования спор одним плодовым телом в течение 20 дней необходимо 41 кг древесины. Попутно с разложением древесины происходит и другой важный процесс — почвообразовательный, так как в гифах грибов в результате разложения лигнина накапливаются темноокрашенные гуминоподные соединения.

Разложение древесины идет поэтапно, разрушение веществ — постепенно, и одни виды замещаются другими (сукцессии). Согласно схеме С. А. Ваксмана этот процесс может быть представлен следующими этапами.


1. Быстрорастущие группы зигомицетов совместно с бактериями используют водорастворимые соединения древесины.

2. Происходит утилизация полисахаридов, таких как крахмал, гемицеллюлоза, сумчатыми и анаморфными грибами.

3. Разложение лигнина дереворазрушающими грибами. Сначала поселяются афиллофороидные (в частности, трутовые) базидиомицеты, а затем агарикоидные базидиомицеты и гастеромицеты, завершающие разложение древесины.

Подстилочные сапротрофы. Само название говорит о местонахождении и функциональном значении грибов этой экологической группы. Разложение подстилки — очень важный процесс в жизни экосистем. Известно, что подстилка в лесах на 25…60% состоит из листьев и хвои, отличающихся от древесных остатков по химическому составу. В разложении подстилки участвуют почти все таксономические группы грибов, но доминируют аскомицеты, зигомицеты, анаморфные грибы. Большой интерес вызывают пигментированные анаморфные грибы. Порой их бывает 70…90 и даже 100% . Из макромицетов обычны грибы рода негниючник (Marasmius), мицена (Mycena), коллибия (Collybia), говорушка (Clitocybe), земляная звезда (Geastrum). Мицелий подстилочных сапротрофов выдерживает резкие колебания температуры и влажности.

Процессы, протекающие при разложении подстилки:

  • минерализация азотистых соединений. В этом процессе участвуют бактерии — аммонификаторы и грибы родов мукор, аспергилл, триходерма. Происходит разложение белков. Главный итог — превращение соединенного азота в свободный аммиак: N-NH3;
  • разложение углеродных соединений до СO2 и Н2O осуществляется также определенными группами бактерий и грибов.

Гумусовые сапротрофы. Гумусовые сапротрофы образуют группу видов, участвующих в разложении гумуса почвы. Мицелий их расположен в нижнем слое лесной подстилки и в верхнем горизонте почвы, но они могут расти на совершенно оголенных, лишенных подстилки участках. В основном это агарикоидные базидиомицеты и гастеромицеты. Встречаются эти грибы на открытых пространствах, например гриб-зонтик высокий (Macrolepiota procera), гриб-зонтик краснеющий (Chlorophyllum rhacodes), шампиньоны (Agaricus), земляные звезды (Geastrum), дождевики (Lycoperdon).

Карботрофы. Карботрофы поселяются на старых кострищах, пожарищах, занимают пирогенные местообитания. С одной стороны, их можно рассматривать как результат биохимической адаптации к пирогенным местообитаниям. С другой, это уход от конкурентов в недоступную для них экологическую нишу. Субстрат представляет собой смесь минеральных частиц почвы с обуглившимися остатками древесины. Такая питательная среда содержит чистый углерод с небольшой примесью (2…3%) полимерных углеводов.

Наблюдается четкая колонизация субстрата. Через две недели появляются термофильные виды аскомицетов, например сордария (Sordaria), пиронема (Pyronema), потом — виды с антагонистической активностью, например виды рода пезиза (Peziza).
последних этапах разрушения угольного субстрата растут чешуйчатка угольная (Pholiota carbonaria), миксомфалия гаревая (Myxomphalia), псатирелла перистая (Psathyrella pennata). К этому времени обычно восстанавливается микробиота почв. Таким образом, карботрофы — специфическая группа грибов, функционально направленная на подготовку субстрата для дальнейшего его заселения высшими растениями.

Копротрофы. Копротрофы утилизируют органические вещества, находящиеся в экскрементах животных (копрос — навоз). Субстрат богат органическими веществами. Для них этот источник питания является единственным и потому определяет их распространение в природе. Копротрофы чаще встречаются на навозе домашнего скота, чем на экскрементах диких животных. Это обусловило их приуроченность к населенным пунктам.

Грибы, поселяющиеся на навозе, имеют специфику. Прежде всего, споры грибов должны быть устойчивы к повышенным температурам и воздействию пищеварительной системы животных. В основном к копротрофам относятся грибы семейства мукоровые (мукор, пилоболюс), а также макроскопические грибы — навозник (Coprinus), панеолюс (Panaeolus). Обитание на специфичном субстрате привело к интересным особенностям, способствующим распространению спор:

  • споры с силой выбрасываются из плодовых тел (навозник) или от спорангиеносца (пилоболюс);
  • споровая масса выносится над субстратом (мукор);
  • споры или плодовые тела имеют придатки и разносятся животными и птицами (хэтомиум, лофотрихум).

Микотрофы. Разложение и минерализация грибных остатков в природе осуществляется грибами — микотрофами, как микромицетами, так и макромицетами. Микотрофы распространены повсеместно, в разных климатических зонах. Довольно редко в лесах, на плодовых телах сыроежковых грибов растут вторым этажом шляпочные грибы, например астерофора дождевиковидная (Asterophora lycoperdoides).

Вывод. Судя по характеристике экологических групп грибов, они приспособились к обитанию во всех сообществах, находятся в тесной связи с другими организмами и являются активными участниками почвообразовательного процесса, а также круговорота углерода, азота и фосфора в природе.

www.activestudy.info

Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы) , разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.
От детритофагов (животных и протистов) редуценты отличаются прежде всего тем, что не оставляют твердых непереваренных остатков (экскрементов) . Животных-детритофагов в экологии традиционно относят к консументам (см. , например, Бигон, Харпер, Таунсенд, 1989). В то же время все организмы выделяют углекислый газ и воду, а часто и другие неорганические (аммиак) или простые органические (мочевина) молекулы и таким образом принимают участие в разрушении (деструкции) органического вещества.
r />Экологическая роль редуцентов
Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот) .
Абиотические и биотические факторы регуляции экосистем
Исследованиями Н. И. Базилевич и др. (1993) установлено, что в наземных экосистемах различают две группы факторов, регулирующих деструкционные процессы, играющие весьма существенную роль в биологическом круговороте.
Это прежде всего абиотические факторы — выщелачивание растворимых соединений, фотохимическое окисление органического вещества и реакции его механического разрушения вследствие замерзания — оттаивания.
Эти факторы наиболее проявляются в надземных ярусах экосистем, а биотические факторы — в почвенном. Абиотические факторы деструкции характерны для аридных и семиаридных ландшафтов (пустыни, степи, саванны) , а также для континентальных высокогорий и полярных ландшафтов.
Биотические факторы деструкции — это в первую очередь сапротрофные организмы (беспозвоночные и позвоночные животные, микроорганизмы) , населяющие почву и подстилку, причём ведущим фактором в наземных ландшафтах служит главным образом почвенная микрофлора.


otvet.mail.ru

Как мы отмечали, наряду с растениями и животными, благодаря которым создается первичная и соответственно вторичная продукция, чрезвычайно важная роль в биогеоценозе и биологическом круговороте принадлежит разнообразным организмам, относящимся к числу сапротрофов. Они питаются детритом, т. е. продуктами разложения мертвых организмов, и обеспечивают минерализацию этих веществ. Помимо биологической деструкции сапротрофные организмы участвуют и в других процессах, жизненно важных для растений, животных и биогеоценоза в целом.

К числу сапротрофов прежде всего относятся разнообразные микроорганизмы, главным образом грибы (в том числе плесени), гетеротрофные спорообразующие и неспорообразующие бактерии, актиномицеты, водоросли, почвенные простейшие (амебы, инфузории, бесцветные жгутиковые). Во многих экосистемах особенно важны биоредукторы из числа животных-сапрофагов, причем не только упомянутых микроскопических, но и макроскопических (например, дождевые черви).

Следует также иметь в виду, что для разложения мертвых органических веществ немалое значение имеет жизнедеятельность ряда позвоночных животных, хотя они отнюдь не принадлежат к сапрофагам. Таким образом, в биологической редукции участвуют не только отдельные группы организмов, но вся их совокупность, или, как ее называют, «биота».


Наконец, нельзя забывать, что процесс разложения и минерализации, хотя и носит биогенный характер, однако зависит и от абиотических условий, поскольку последние создают среду для деятельности организмов-редуцентов.

Сапрофиты в основном концентрируются в почве. Количество обитающих в ней микроорганизмов чрезвычайно велико. В 1 г подзолистой почвы в Московской области насчитывается 1,2—1,5 млн экз. бактерий, а в зоне ризосферы, т. е. прикорневой зоне растений — до 1 млрд экз. Численность грибов и актиномицетов составляет сотни тысяч и миллионы особей. Биомасса грибов, актиномицетов и водорослей в поверхностном горизонте почвы может достигать 2—3 т/га, а биомасса бактерий — 5—7 т/га. Эти цифры говорят сами за себя.

Количество животных-сапрофагов, конечно, несравненно меньше, чем микроорганизмов, но тоже весьма внушительно, особенно в сопоставлении с общей зоомассой. Например, в лесостепной дубраве и луговой степи Курской области сапрофаги составляют по весу соответственно 94,6% и 93,0% общей биомассы животного населения упомянутых биогеоценозов (таблица 9). Среди них абсолютно преобладают почвенные беспозвоночные и в первую очередь дождевые черви, на чью долю приходится 80—90% суммарной зоомассы и около 94% биомассы обитателей почв.


Таблица 9. Соотношение биомассы основных трофических групп животных в лесостепной дубраве и луговой степи Курской обл. (по: Злотин и Ходашова, 1974)
Трофические группы Дубрава Степь
кг/га % кг/га %
Сапрофаги 978,0 94,6 931 93,0
Фитофаги 45,1 4,3 62,2 6,2
Хищники, паразиты 11,0 1,1 7,0 0,8
Итого: 1034,1 100 1000,2 100

По справедливому заключению специалистов животные-сапрофаги играют очень существенную роль в функционировании блока экосистемы «растение — почва».

Участвуя в минерализации растительного опада, сапрофаги способствуют вовлечению в биологический круговорот различных органических соединений и химических элементов, что обеспечивает очередной цикл продуцирования органического вещества.

Биоценотическая роль данной группы животных не ограничивается функцией биоредукторов. Они, особенно дождевые черви, имеют большое значение для образования и трансформации почв и, наконец, представляют важный кормовой ресурс для многих позвоночных животных — крота, землероек, кабана, барсука, вальдшнепа, дроздов и других зверей и птиц. Добывая дождевых червей и прочих почвенных беспозвоночных, они ворошат лесную подстилку, копаются в земле и тем способствуют механическому разрушению растительного опада и последующей его минерализации.


Для этого процесса немаловажное значение имеет большое количество экскрементов, извергаемых всеми животными. Здесь дело не ограничивается обогащением почвы органическими веществами. Весьма важно, что экскременты становятся субстратом для развития огромной массы микроорганизмов и мелких членистоногих биоредуцентов, которые, в свою очередь, тоже извергают множество экскрементов. Известны почвы, полностью состоящие из экскрементов многоножек Glomeris, отличающихся необычайной прожорливостью. Подсчитано, что одна из многоножек (каемчатая клубовидка) на лугах поедает всю гниющую растительную массу, которую здесь ежегодно образуют растения.

Количество бактерий особенно возрастает в ризосфере. Оно превышает количество микробов в окружающей почве в сотни и даже в тысячи раз. Численность бактерий и их видовой состав сильно изменяются в зависимости от видов растений и химизма их корневых выделений, не говоря о почвенно-климатических условиях.

Химической спецификой корневых выделений высших растений обусловлены связи, существующие между определенными видами растений и грибов-микоризообразователей, вроде подберезовика, образующего микоризу на корнях березы, или подосиновика, органически связанного с осиной. Микоризные грибы чрезвычайно полезны для высших растений, поскольку снабжают их азотом, минеральными и органическими веществами. Весьма важную положительную роль в жизни высших растений играют  свободноживущие и клубеньковые бактерии-азотфиксаторы, связывающие атмосферный азот и делающие его доступным для высших растений. Вместе с тем, в составе почвенной микофлоры имеется немало вредных видов, продуцирующих токсичные вещества, которые подавляют рост и развитие растений.

Ни один из видов сапротрофов не способен полностью осуществить разложение мертвого тела. Но в природе насчитывается большое число видов микроорганизмов-редуцентов. Роль их в процессе разложения различна и во многих наземных сообществах они функционально сменяют друг друга, пока не наступит полная минерализация мертвой органической субстанции. Так, в разложении растительных остатков последовательно участвуют: плесневые грибы и неспорообразующие бактерии → спорообразующие бактерии → целлюлозные миксобактерии → актиномицеты. Среди них одни микроорганизмы постоянно разлагают мертвые существа до уровня низкомолекулярных органических веществ, которые они, будучи сапрофитами, используют сами. Другие биоредуценты преобразуют мертвые ткани в минеральные вещества, чьи химические соединения доступны для усвоения зелеными растениями. Бактерии, по-видимому, играют главную роль в разложении мягких тканей животных, а грибы важнее для разрушения древесины. При этом различные части растений и животных разрушаются с неодинаковой скоростью.

В результате использования разными видами организмов разлагающихся тканей растений и животных возникает своеобразная трофическая система — «детритный тип» потока энергии, в котором происходит накопление и разложение мертвого вещества. Детритные цепи питания весьма широко распространены в биосфере. Обычно они функционируют бок о бок с цепями питания «пастбищного типа», начинающимися с зеленых растений и фитофагов. Тем не менее и в этих случаях в биоценозе преобладает тот или иной из упомянутых типов, в частности им может быть детритный. Так, по некоторым подсчетам, в биотическом сообществе морского мелководья лишь около 30% всей энергии проходит через детритные цепи, тогда как в экосистеме леса со значительной фитомассой и сравнительно небольшой зоомассой через этого рода цепи проходит до 90% потока энергии. В некоторых специфических экосистемах (например, в глубинах океана и под землей), где из-за отсутствия света существование хлорофиллоносных растений невозможно, вообще все цепи питания начинаются с потребителей детрита.

В большинстве детритных пищевых цепей наблюдается хорошо взаимно согласованное функционирование обеих групп сапротрофов; животные-сапрофаги своей деятельностью, направленной на расчленение мертвых растений и животных, создают условия для интенсивной «работы» сапрофитов — бактерий, грибов и тр.

В этом сложном, взаимосвязанном процессе надо специально подчеркнуть важную роль животных, тем более что она явно недооценивалась многими учеными, которые ограничивались соответствующими подсчетами, касающимися только дождевых червей и некоторых других беспозвоночных. Между тем результаты последних исследований продемонстрировали весьма существенное значение для образования и разложения детрита деятельности млекопитающих, в частности мышевидных грызунов. В колониях обыкновенных полевок (рис. 124) в Центрально-Черноземном заповеднике остатки огрызенных трав сохнут и минерализуются быстрее, чем растения, постепенно отмирающие на корню. Полевки удобряют почву своими трупами и выделениями и тем способствуют развитию микроорганизмов. Их экскременты почти целиком минерализуются в течение, первых двух лет. В колониях полевок возникает особый микроклимат, что сказывается на интенсивности биотических процессов и скорости абиогенной минерализации растительного опада, что особенно ощутимо в степных биогеоценозах, поскольку там деструкционные процессы контролируются главным образом климатическими факторами. В конечном счете, деятельность полевок приводит к резкому нарушению баланса накопления и минерализации опада, так что в течение лета и осени разрушение мертвых остатков преобладает над их накоплением.

Рис. 124. Обыкновенная полевка. Фото

Чрезвычайно важным проявлением воздействия сапротрофов-биоредуцентов на органические остатки надо признать те процессы, которые происходят в почве и влекут за собой ее обогащение питательными веществами.

www.medical-enc.ru

Сапротрофы (редуценты, сапрофиты) – организмы, получают необходимые для жизнедеятельности вещества за счет разрушения остатков мертвых растений и животных, приходит в упадок, абсорбируя растворимые органические соединения.
Поскольку сапротрофы не могут самостоятельно производить необходимые им соединения, они считаются типом гетеротрофов. Они включают много грибов (остальные – паразитические, мутуалистични или коменсалистични симбионты), бактерий и простейших. Животные, питающиеся падалью и экскрементами, например удобрительные жуки, стервятники, черви, мокрицы, раки, сомы и грифы, и некоторые необычные никак фотосинтезирующих растений также иногда называются сапротрофы, но их правильнее называть сапрофаги.
Сапрофит – старший синоним термина сапротрофы, который сейчас считается устаревшим. Суффикс-phyte означает «растение» и ссылается на ембриофитив («высшие растения»), однако, среди ембриофитив не существует по-настоящему сапрофитных организмов, а в грибы и бактерии больше не размещается в царстве Растения. Растения, которые считались сапрофитами, например нефотозинтезуючи орхидеи и монотропы, как сейчас известно, являются паразитами на других растениях. Они называются мико-гетеротрофами, потому что микоризовы грибы соединяют паразитическую растение с растением-хозяином.
Некоторые сапротрофных организмы – полезные уборщики мусора, растворяющие непригодные остатки на питательные вещества, которые легко усваиваются растениями.

Похожие статьи:


Бактерии сапротрофы

Гифохитриомикотови грибы

Классы Гифохитридиомицетови (Hyphochytriomycetes) Гифохитриомикотови грибы (лат. Hyphochytriomycota) – евкариотични осмотрофни страменопилы, в …


Бактерии сапротрофы

Автотрофы

Автотрофные организмы, автотрофы (от авто … сам и греч. Trophe – пища, питание) – организмы, синтезирующие из неорганических веществ (главным образом …


Бактерии сапротрофы

Гетеротрофы

Схема для определения, данный организм есть автотрофы, гетеротрофы или смешанным организмом Гетеротрофы (греч. heterone – «другой» и trophe – …


Бактерии сапротрофы

Хемотрофи

Схема определения типа метаболизма данного организма хемотрофи (греч. chemo – «химический» и troph – "потреблять") – организмы, получающие …


Бактерии сапротрофы

Ризосферы

Ризосферы – узкая зона грунта, непосредственно окружает корень, и на которую воздействует секреция корня и микроорганизмы, ассоциированные с этим …


Бактерии сапротрофы

Витамины

Витамины, лат vitae – жизнь) – органические соединения различной химической природы, необходимые в небольших количествах для нормального обмена …

mir-prekrasen.net


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*