Микроорганизмдер табиғаттағы заттар айналымының маңызды буыны болып табылады. Олар пайдалы қазбалардың, тау жыныстарының және минералдардың түзілуі мен жойылу процестеріне қатысады. Микроорганизмдердің биогеохимиялық қызметін зерттеудің негіздері орыс микробиологтары С. Н. Виноградский, Г. А. Надсон, В. Л. Омелянскийдің еңбектерінде баяндалған. В. И. Вернадский биосферадағы химиялық элементтердің концентрациясы мен шашырауындағы микроорганизмдердің маңызды рөлін көрсетті.

Барлық жерде таралуына және белсенді ферменттік аппаратқа ие болуына байланысты биосферадағы микроорганизмдер заттардың ыдырауы мен синтезі процестеріне қатысады.

Микроорганизмдердің минералдану белсенділігі жер бетін жануарлар мен өсімдіктердің қалдықтарынан тазартады. Микробтар, редуценттер функциясын орындай отырып, күрделі органикалық заттарды қарапайым минералдарға ыдыратады, олар өсімдіктердің қоректену көздеріне айналады, заттардың шағын, биологиялық айналымына қатысады.

Химиялық элементтердің үлкен геологиялық айналымы физика-химиялық факторлардың әсерінен жүзеге асырылады. Мұндай факторлар тау жыныстарының ауа-райының процестері, минералды ауа-райының еруі және оларды теңіздер мен мұхиттарға ағызу болып табылады. Шығарылған минералдардың бір бөлігін су организмдері пайдаланады және олар өлгеннен кейін биологиялық циклден басқа шөгінді жыныстардың құрамына енеді. Биологиялық маңызды элементтердің тағы бір бөлігі жасыл өсімдіктер мен автотрофты микроорганизмдердің белсенділігі нәтижесінде топырақта үздіксіз қалады. Тірі организмдердің органикалық заттары олар өлгеннен кейін микроорганизмдердің белсенділігінің арқасында минералданады және биологиялық және геологиялық циклге қатысады.

Микроорганизмдер сыртқы ортамен үздіксіз әрекеттеседі және оның әртүрлі әсерлеріне ұшырайды. Қоршаған орта жағдайлары микробтардың жақсы дамуына ықпал етеді және олардың өмірлік белсенділігін тежейді. Микроорганизмдердің ұрпақтарының өзгергіштігі мен тез өзгеруі олардың әртүрлі өмір сүру жағдайларына бейімделуіне, алынған белгілерді бекітуге және тұқым қуалауға ықпал етеді. Қоршаған орта факторларының әсерінен өзгеретін микробтар қоршаған ортаны олардың ерекшеліктеріне байланысты өзгертеді. Тыныс алу және тамақтану процесінде микроорганизмдер әртүрлі заттарды сіңіреді, метаболизм өнімдерін шығарады, қоршаған ортаға оның химиялық құрамын, реакциясын және ондағы әртүрлі заттардың қатынасын өзгертеді. Олардың дамуына ықпал ететін немесе тежейтін факторларды қолдана отырып, пайдалы және зиянды түрлердің дамуын ынталандыру үшін микроорганизмдердің қызметі реттеледі.

Микроорганизмдерге әсер ететін қоршаған орта факторлары келесі топтарға бөлінеді:

1) физикалық – сәулелік энергияның әртүрлі формалары, ультрадыбыстық, жоғары жиілікті токтар, механикалық әсер, температура, ылғалдылық, осмостық қысым жатады;

2) химиялық заттар – қоректік ортаның құрамы мен реакциясы, антисептикалық заттардың әсері, тотығу-тотықсыздану потенциалы;

3) биологиялық факторларға микроорганизмдердің басқа организмдермен қарым-қатынас түрлері жатады.

Табиғатта микроорганизмдер таза дақылдар түрінде болмайды. Зертханалық штамдар бұл зертханалық жағдайда жасанды түрде өсірілген бактериялардың түрлері. Табиғаттағы микроорганизмдер аралас дақылдар түрінде болады, табиғи қауымдастықтың маңызды бөлігі – экожүйе. Кез-келген экожүйе микроорганизмдерсіз жұмыс істемейді.

Экожүйелерде олар екі маңызды функцияны орындайды:

- СО₂ және басқа бейорганикалық қосылыстардан органикалық заттардың синтезі, бастапқы өнімді жасайды;

- жинақталған органикалық материалдың бұзылуы, химиялық элементтердің айналымына оралуы.

Микроорганизмдер биосферадағы басым тірі зат. Олардың экологиялық рөлі экожүйенің барлық деңгейлерінде жұмыс істейді: көміртекті жарық пен химиялық байланыс энергиясын қолдана отырып бекітеді бастапқы продуценттер; органикалық заттардың ыдыратушылары; бастапқы продуценттер болуы мүмкін кейбір қарапайымдылар бактерияларды тамақ ретінде пайдаланған кезде. Тұщы және теңіз су қоймаларындағы цианобактериялар мен микроскопиялық балдырлар органикалық заттарды өндірушілердің рөлін атқарады. Жарық жоқ жерлерде, мысалы, мұхит тереңдігінде бастапқы өндіріс химолитотрофияға негізделген. Мұндай тіршілік ету ортасындағы алғашқы өндірушілер Thiobacillus, Thiomicrospira, Thiothrix, Beggiatoa тұқымдарының өкілдері.

Табиғаттағы микроорганизмдер орындайтын функциялары:

- органикалық субстраттарды СО₂, NH₃, H₂, CH₄, H₂O дейін бұзады, яғни минералдану функциясы орындалады;

- топырақ жәндіктері, қарапайымдылар, нематодтар үшін қоректену көзі ретінде қатысу;

- гемогетеротрофты микроорганизмдерді метаболиттер түрінде қоректік заттармен қамтамасыз ету;

- күрделі қосылыстардың басқа организмдер үшін қол жетімді түрге айналуы;

- зат алмасу процесінде, сондай-ақ қоршаған ортаның химиялық және физикалық факторларына әсер ету және өзгерту арқылы микроорганизмдер қосылыстарды еритін немесе газ тәрізді түрге айналдырады;

- микроорганизмдер шығаратын қосылыстар өсімдіктер мен жануарлардың кейбір түрлерінің тіршілігін тежейді немесе шектейді. Мұндай микробтық заттарға бактериоциндер, токсиндер, антибиотиктер жатады.

 

Өзіндік жұмыс істеуге арналған тапсырмалар

 

1. Микроорганизмдер қоршаған ортаға қалай әсер етеді?
2. Табиғатта микроорганизмдер қандай функцияларды орындайды?
3. Микроорганизмдер өсімдіктерге қалай әсер етеді?
4. Микробтық экожүйелердің өлшемдері
5. Автохтонды микроорганизмдер

Сыртқы орта объектілерінің микрофлорасын санитарлық-микробиологиялық бағалау

6. Тіршілік ету ортасы қалай әсер етеді
7. Гаузе Ережесі
8. Аллохтонды микроорганизмдер
9. Қараңғы жерлердің микроорганизмдері