Взаимодействие бактерий с другими представителями органического мира

Взаимодействие
бактерий с другими
представителями
органического мира
1. Взаимодействие микрофлоры с
растениями
2. Специфика отношений с
животными
КРАСИЛЬНИКОВ Н. А. (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:

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.
РИЗОПЛАНА
Термин «ризоплана» впервые был применен в
1949 г. Кларком для характеристики наружной
поверхности корней растений вместе с
прилегающими к ней частицами почвы.
В ризоплане наиболее представлен род Pseudomonas, слабее
размножаются Azotobacter и бактерии – целлюлозоразрушители.
РИЗОСФЕРА
Термин «ризосфера» был введен
в научную литературу в 1904 г.
Л. Хильтнером.
Состав микрофлоры
ризосферы зависит от:
типа почвы
экологических условий
возраста растения.
Так в ризосфере
молодых растений
практически
отсутствуют бациллы,
актиномицеты и
целлюлозоразрушители.
РИЗОСФЕРА
РИЗОСФЕРА

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 вещества – 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
Симбиоз бактерий – азотфиксаторов:
Rhizobium в корнях бобовых
растений
Frankia в корнях растений
других семейств
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:
Потребление животными легкоусвояемых
экзометаболитов микробов в очагах гниения.
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.
2.
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.