Экология микроорганизмов

Экология – это наука, которая занимается изучением взаимоотношений организмов между собой и с окружающей средой. Экология же микроорганизмов призвана изучать только некоторые области экосистем. Для начала стоит рассмотреть подробнее само понятие «экосистема».

Экосистема представляет собой основной компонент экологии, и включает в себя биотические и абиотические компоненты. Биотические компоненты являются сообществом разнообразных организмов, биоценозом, или популяцией микроорганизмов. Популяция может включать в себя как представителей одного вида, так и нескольких. Абиотические компоненты – это не что иное, как физические и химические условия определенной экосистемы, причем размеры микробных экосистем могут разительно отличаться – от озера до участка кишечника.

По большому счету, всю биосферу нашей планеты можно считать огромной экосистемой. Нередко определенную экосистему связывают с понятием «окружающая среда», то есть среда, функция которой – укреплять и развивать взаимоотношения конкретного организма или популяции с окружающими биотическими или же абиотическими составляющими экосистемы.

Местообитание, то есть жизненное пространство того или иного вида определяется в пределах окружающей его экосистемы. Любой организм можно привязать, по меньшей мере, к одному местообитанию, где его можно встретить и где проходит его нормальная жизнедеятельность. Это может быть как плодородная почва, так и человеческий кишечник. Внутри одной определенной экосистемы микроорганизм может владеть одним или несколькими местообитаниями.

Не стоит путать понятие «экологическая ниша» с понятием местообитания, так как первое относится не к месту организма в пространстве, а к функциям в группе организмов. Каждому виду предназначена своя функция, связанная с подвижностью вида, его потребностями в питании, способом размножения, возможностями и особенностями. То же самое касается популяций в целом.

Способность какого-либо вида или популяции к выполнению той или иной функции обусловлена сочетаниями разнообразных свойств вида. Но даже при определении функции, выполняемой видом, следует учитывать немаловажную роль вторичных обстоятельств – именно они определяют перспективы выполнения потенциальных функций вида.

В 1925 году Виноградский представил концепт, который разделил существующие микроорганизмы экосистемы на автохтонные и аллохтонные. Автохтонные микроорганизмы – неизменные элементы определенной экосистемы, они присутствуют в ней всегда, независимо от наличия дополнительных условий. Это объясняется тем, что стандартные для данной экосистемы питательные вещества всегда есть в наличии, пускай иногда и с переменным уровнем содержания. Как правило, это высокоразвитые микроорганизмы, наподобие нитрифицирующих бактерий.

Аллохтонные микроорганизмы, в свою очередь, зависят непосредственно от добавления новых или повышения уровня уже содержащихся веществ. Их наличие, по сути, не является постоянным – они могут находиться в экосистеме временно либо не выходить из пассивного состояния. К ним относят многие из водных и почвенных бактерий.

Довольно немалое количество видов микроорганизмов развивается в почве или воде, при наличии нормальных условий. Под этим подразумевается, в первую очередь, достаточный уровень питательных веществ и воды, нейтральный уровень рН. Становится понятно, что при отклонении условий в экосистеме от нормальных будет происходить снижение разнообразия видов, хотя количество организмов одного вида будет расти.

Подобные соотношения численности видов и особей можно наблюдать в разных экосистемах, таких как: сухая почва, кишечник, горячие источники и пр. То есть в специфических условиях развивается тот вид микроорганизмов, который приспособился под них, причем настолько, что развитие останавливается при снижении уровня этого специфического фактора. В список подобных организмов входят: галофильные, психрофильные, алкалифильные и т.д.