Бактерії

Середовищем проживання бактерій є товща води і донні відкладення морів і континентальних водойм. Залежно від переважного місця перебування вони поділяються на бактеріо-планктон (планктонні форми) та бактеріобентос (мешканці донних відкладень). Значна кількість бактерій розвивається на межі фаз вода — повітря (бактеріонейстон) та вода — тверді субстрати (бактеріоперифітон). Видовий склад бактеріального населення і спрямованість мікробіологічних процесів у водоймах залежать від екологічного стану водойм, їх фізичних і гідрохімічних характеристик та наявності інших груп гідробіонтів. Основними характеристиками водойм як середовища для життєдіяльності бактерій є кількісний та якісний склад органічних речовин, гідрологічний, темпера­турний, сольовий і газовий режими, наявність біогенних елементів тощо.


У водоймах мешкають представники всіх груп бактерій. Серед них є і бактерії, які зустрічаються у повітрі, ґрунті, на наземних рослинах і тваринах.


Згідно з найбільш поширеною класифікацією до бактерій належать також актиноміцети, які мають паличковидну, нитчасту або кокоподібну форму з бічними відгалуженнями без клітинних перегородок і за своєю формою нагадують мікро­скопічні гриби. До них належать бактерії роду Actinomyces, або власне актиноміцети (для них характерне спороутворення), мікобактерії (рід Mycobacterium), мікромоноспори (рід Micromonospora). Актиноміцети та споріднені з ними організ-. ми досить поширені в гідросфері, зокрема у мулі водойм.


До бактерій, якими обростають поверхні занурених твердих предметів, належать хламідобактерії. Вони мають нитчасту форму і складаються з ланцюгів клітин, вкритих поверхневим шаром, імпрегнованим оксидами заліза або марганцю. Це — зсемоорганотрофи. Типовими представниками хламідобактерій, які інтенсивно відкладають залізо і марганець у болотах, є організми родів врпавгоШив та Ьер1;о1;пгіх. До бактерій, які відкладають сірку у своїх клітинах, належать безбарвні сірко­бактерії (рід Beggiatoa). Це нитчасті організми, що не мають фотосинтетичних пігментів, міксотрофи. До фотосинтезуючих пурпурних сіркобактерій, що здатні відкладати елементарну сірку в своїх клітинах, належать організми, наприклад, родів ТпіозрігіПит і Тпіосарва. Представники першого з них мають спіралеподібну форму, другого — сферичну. Ці бактерії поширені у воді та донних відкладеннях морів і океанів, у поверхневих водоймах суші, в сірковмісних джерелах.


До мікроорганізмів, які зустрічаються у ґрунтах, але можуть заноситись вітром та дощовими потоками у водойми, належать міксобактерії. Вони розмножуються шляхом бінар­ного поперечного поділу клітин, утворюючи при цьому скуп­чення плодових тіл, що складаються із слизу та клітин, які перетворюються на міксоспори або мікроцисти (наприклад, представники роду Мухососсив). Міксобактерії здатні розкла­дати целюлозу, тому їм належить помітна роль у розкладанні відмерлих наземних і водяних рослин.


Залежно від шляхів надходження бактерій у водойми, їх поділяють н&алохтонні (що надходять ззовні) та автохтонні, з яких складається власне бактеріальне населення водойм. На відміну від алохтонних бактерій, що в значній кількості приречені на вимирання, автохтонні формують основну части­ну бактеріальної продукції водойм.


Бактерії поверхневих вод суші, морів, океанів та естуаріїв поділяють на три групи: автотрофні, міксотрофні і гетеро­трофні. Автотрофні будують своє тіло, використовуючи вуглець вуглекислоти, міксотрофні можуть переходити від автотрофного до гетеротрофного живлення, а гетеротрофні вико­ристовують як основне джерело вуглецю органічні сполуки [69]. Такі бактерії переважають у водоймах. Склад органічних речовин, наявність вуглецю та інших неорганічних речовин є ключовими критеріями, які визначають якісний та кількіс­ний розвиток бактеріального населення. Істотну роль для розвитку бактеріального населення водойм відіграє газовий режим, особливо кількість розчиненого у воді кисню. Залежно від потреб та чутливості до кисню серед мікроорганізмів виді­ляють аеробів (потребують високого його вмісту у воді), мікро-аеробів (розвиваються при пониженому парціальному тиску кисню), та факультативних анаеробів (можуть використо­вувати кисень, а можуть існувати і без нього). Специфічну групу становлять облігатні анаероби, кисень для них є токсичним елементом.


До існування в аеробних і факультативноанаеробних умо­вах, а також до використання для свого живлення розчинених органічних сполук, решток мертвих рослин і тварин присто­совані сапрофітні бактерії. Останніми прийнято називати мікроорганізми, що виростають при засіві води на збагаченому органічною речовиною стандартному живильному середовищі, наприклад, м'ясо-пептонному агарі (МПА). Загальна кількість сапрофітних бактерій у водоймах — дуже нестабільний показник. Він може змінюватись залежно від метеорологічних умов (дощ, вітер, зростання чи зниження температури води тощо), вмісту у воді органічних речовин автохтонного чи алохтонного походження. Тому об'єктивне уявлення про бактеріальне населення водойми можна отримати лише при багаторазових відборах проб води з різних ділянок водойм і протягом різних сезонів року. При цьому необхідно визначати не тільки загальну чисельність бактерій, а й чисельність їх окремих фізіологічних груп у товщі води і донних відкла­деннях. Бактеріальне населення води і донних відкладень відображає різний рівень трофності водойм.


У водних екосистемах бактерії відіграють надзвичайно важливу роль. За їх участю відбувається перетворення склад­них органічних речовин у більш прості сполуки (деструкція), придатні для засвоєння гідробіонтами інших трофічних рівнів. Завдяки цьому вони істотно впливають на процес самоочи­щення води. Внесок бактерій у загальну деструкцію органічних речовин озер і водосховищ досягає 40—80 %, а в річках — до 80—100 % (решта розкладається іншими гідробіонтами — водоростями, безхребетними).


Кількість речовин, які піддаються розкладу бактеріями, настільки велика, що це дало підставу висунути гіпотезу «катоболічної безвідмовності мікробів». Згідно з цією гіпо­тезою бактерії можуть розкладати будь-яку природну речовину, структура якої формується із сполук вуглецю.


До найпоширеніших у водних екосистемах мікроорганізмів належать Pseudomonas fluorescens, Micrococcus luteus, Micro­coccus agilis, Micrococcus roseus, Proteus vulgaris, Spirillum rubrum, Sarcina lutea, представники родів Cladothrix, Sphaerotilus, Corynebacterium, Arthrobacter, Mycobacterium globiformis, Mycobacterium luteum, Bacillus mycoides, Bacil­lus subtilis тощо.


В озерних екосистемах бактеріальне населення формується в залежності від екологічних умов середовища. Найбільша кількість бактерій виявляється в евтрофних (високопродук­тивних), найменша — в оліготрофних (малопродуктивних) озерах. При цьому в різних екологічних зонах евтрофних озер, які відрізняються за рівнем розчиненого у воді кисню (аероб­на, мікроаерофільна, анаеробна зони), чітко виявляється залежність розвитку окремих бактеріальних угруповань від екологічних умов.


У поверхневій плівці, де найбільший вміст поживних речо­вин і високий рівень насиченості киснем, у 1 см3 нараховується від 300 млн до 4 млрд клітин бактерій. Значна кількість бактеріопланктону зосереджена у другій екологічній зоні з оптимальним освітленням та розвитком фітопланктону, яка знаходиться на глибині 20—50 см від поверхні. Третя екологічна зона відповідає зоні термоклина (температурного стрибка), де внаслідок різкого падіння температури води її Щільність зростає. Зростання щільності води супроводжується затриманням і накопиченням у цій зоні часток детриту, відмерлого планктону, на яких оселюються бактерії. У річкових екосистемах розподіл бактеріального населення залежить не від вертикальної стратифікації, а від особливостей турбулентного потоку та гідрологічного річкового режиму. Так, при високій швид­кості течії води у гірських річках (2—6 м/сек), особливо в період повені і паводку, коли зростає каламутність води і пригнічується розвиток фітопланктону і зоопланктону, бактеріопланктон стає домінуючим, хоча його загальна чисельність значно менша, ніж, наприклад, в озерах.


У річках вміст бактеріопланктону та його розподіл вздовж русла тісно пов'язані з особливостями водного режиму та надходженням хімічних забруднюючих речовин. У періоди повені та дощових паводків, коли в річки заноситься велика кількість ґрунтових змивів, значно зростає чисельність алох-тонного бактеріопланктону. Наприклад, у Дунаї, Дністрі, Сіверському Дінці в такі періоди загальна кількість бактеріо­планктону зростає майже вдвічі і значно перевищує його чисельність у меженний період.


З екологічних чинників, які впливають на зростання у воді чисельності бактерій, найбільш значущими є каламутність води та надходження забруднених стічних вод з сільськогосподарських угідь, промислових та комунально-побутових підприємств.


Антропогенний вплив на річки може посилюватись і в період межені, коли спадає водність і знижується ступінь розбавлення забруднень. Зростання чисельності бактерій спостерігається у водоймах у весняно-літній період при під­вищенні температури води. У теплі осінні дні, у період масового відмирання фітопланктону і вищої водяної рослинності, також відбувається «спалах» чисельності бактерій, зокрема сапрофітів, що важливо для еколого-санітарної оцінки якості поверхневих вод.


На вміст бактерій у воді істотно впливають стічні води міст та селищ. Нижче від них за течією чисельність бактерій, у тому числі сапрофітних і патогенних, у річках значно зрос­тає. Такі бактерії можуть надходити з водозбірної площі або із стічними водами в континентальні та прибережні морські акваторії. Найнебезпечнішими з них є сальмонели. У морських водах їх чисельність значно менша, ніж у прісних, але в купаль­ний сезон кількість бактеріальних клітин у прибережних зонах моря (особливо поблизу пляжів) може зростати в 1 000 і більше разів.


Шсля весняного танення снігів або осінніх дощів, коли зростає змив забруднень з територій міст та інших населених пунктів, у водоймах можна спостерігати зростання чисельності не тіль­ки сальмонел, але й шигел (збудників бактеріальної дизентерії).


Однією з ознак надходження у природні водойми фекаль­ного забруднення може бути виявлення в них бактерій групи кишкової палички, зокрема типового представника (Escheri­chia coli). З метою визначення часу надходження фекальних забруднень користуються визначенням анаеробних бактерій Clostridium perfringens. Ці бактерії постійно знаходяться у кишковому тракті людей, а у водойми потрапляють з міськи­ми стічними водами лише у вегетативній формі. При тривалому перебуванні у воді вони утворюють спори, наявність яких у воді свідчить про досить давнє фекальне забруднення водойми.
На надходження стоків з м'ясокомбінатів вказує виявлення у воді бактерій групи аеробних протеолітичних бактерій, зокрема Proteus vulgaris.
У деяких водоймах інколи виявляються холерні вібріони, розвиток яких пов'язаний з зонами розкладу синьозелених водоростей — збудників «цвітіння» води.



13.12.2011 manyava 0

ТОП користувачів