Введение в экологическую микробиологию

1. Введение в экологическую микробиологию

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение
Высшего образования «Оренбургский государственный университет»
Химико-биологический факультет
Кафедра биохимии и микробиологии
Введение в экологическую
микробиологию
Лекция 1
Лектор: Давыдова Ольга Константиновна, к.б.н., доцент

2. Рекомендуемая литература

3. Рекомендуемая литература

Основная литература
1. Нетрусов, А. И. Микробиология: учебник для вузов / А. И.
Нетрусов, И. Б. Котова .- 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2007. - 352 с.
2. Громов Б.В., Павленко Г.В. Экология бактерий : учеб. пособие. - Л.
: изд-во ленинградского ун-та, 1989 – 248 с.
3. Современная микробиология. Под редакцией Й. Ленгелера, Г.
Древса, Г. Шлегеля в 2-х томах. М.: Издательство «Мир», 2005.
Дополнительная литература
1. Заварзин Г.А., Колотилова Н.Н. Введение в природоведческую
микробиологию. – М.: Книжный дом «Университет». – 2001. – 256с.
2. Горленко В.М., Дубинина Г.А., Кузнецов С.И. Экология водных
микроорганизмов. – М.: Наука, 1977 – 288с.

4. План лекции:

Определение микробной экологии
Исторический аспект
Разделы экологии микроорганизмов
Аутэкология
Демэкология
Синэкология
Понятие об экосистемах (биогеоценозах).
Методы микробной экологии
Молекулярная экология микроорганизмов

5. Определение микробной экологии

Термин «экология» образован двумя греческими
словами: oikos – дом и logos – наука.
По Э. Геккелю, предложившему в 1866 г. этот
термин, экология – это наука об отношениях
организмов и окружающей среды.
Экология микроорганизмов – наука о
взаимоотношениях микроорганизмов друг с другом и
с окружающей средой.

6. История развития

• Для выделения в лабораторных условиях группы бактерий
с определенными свойствами С. Н. Виноградский предложил
создавать специфические (элективные) условия, дающие
возможность преимущественного развития данной группы
организмов.
•В 1893 г. им был выделен из почвы анаэробный
азотфиксатор Clostridium pasteurianum.
• Микроэкологический принцип был успешно развит М.
С. Н. Виноградский
(1856—1953)
©http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/
159060/Виноградский
Бейеринком и применен при выделении различных групп
микроорганизмов.
•В частности, обнаружил в почве еще один вид бактерий,
способных к росту и азотфиксации в аэробных условиях, —
Azotobacter chroococcum, исследовал физиологию
клубеньковых бактерий, изучал процессы денитрификации и
сульфатредукции, ферменты разных групп
М. Бейеринк
микроорганизмов.
(1851—1931)
©https://ru.wikipedia.org/wiki/Азотобактер

7. История развития

С. Н. Виноградский и М. Бейеринк являются
основоположниками экологического направления
микробиологии, связанного с изучением роли
микроорганизмов в природных условиях и участием их в
круговороте веществ в природе.
Принципы, разработанные Виноградским С.Н. и
Бейеринком М. используются в настоящее время для
выделения микробов с особыми потребностями в
источниках питания или в экстремальных условиях.

8. История развития

•В 1877 г. французские химики Т. Шлезинг и А. Мюнц доказали
микробиологическую природу процесса нитрификации.
•В 1882 г. П. Дегерен обнаружил аналогичную природу процесса
денитрификации, а двумя годами позднее он же установил
микробиологическую природу анаэробного разложения растительных
остатков.
•М. С. Воронин в 1867 г. описал клубеньковые бактерии, а спустя почти
двадцать лет Г. Гельригель и Г. Вильфарт показали их способность к
азотфиксации.
•П. А. Костычев создал теорию микробиологической природы процессов
почвообразования.
•Исследование популяций и взаимоотношений популяций в их экологических
нишах, например микробиология рубца жвачных животных (Р.Хангейт).
•Исследование микробных сообществ в составе биоплёнок (К. Зобэлл, М.
Андерсон).

9.

Место микробной экологии
среди других отраслей экологии
© http://www.sprav-ekob.ru/dokladi/ecology/istoriya%20ekologii/структура%20экологии2.jpg

10. Основные разделы

Аутэкология – изучает особенности взаимодействия
микроорганизмов с разнообразными абиотическими
факторами среды обитания, определяет пределы
устойчивости и предпочтения вида по отношению к
различным экологическим факторам
Физические:
- земное тяготение
- магнитные поля
- видимый свет
- ультрафиолет
- ионизирующие излучения
- гидростатическое давление
- температура
Химические
- рН (кислотность среды)
- водная активность
- молекулярный кислород
- ионы металлов
- органические вещества

11.

Основные разделы
Демэкология (экология малых групп) и синэкология
(экология сообществ) – исследуют взаимоотношения
популяций и сообществ микроорганизмов с другими формами
живого
Микроорганизмы – микроорганизмы,
Микроорганизмы – простейшие,
Микроорганизмы – беспозвоночные,
Микроорганизмы – позвоночные,
Микроорганизмы – растения.
Биогеоценология (учение об экосистемах различного
иерархического уровня организации).

12. Молекулярная экология микроорганизмов

Молекулярная экология микроорганизмов —
Новая стратегия изучения микроорганизмов в природных
сообществах без выделения отдельных микроорганизмов в
чистую культуру, на основании анализа отдельных элементов их
генетического материала.
Методы и подходы:
- Секвенирование ДНК,
- Гибридизация,
- ПЦР,
- Рибосомная филогенетика и др.

13. Заключение

Огромному разнообразию условий, представляемых
биосферой микроорганизмам соответствует разнообразие их
свойств и адаптаций, существование некоторых до недавнего
времени трудно было предположить. Это, например, относится
к системе SOS-ответа, системе белков теплового шока,
плазмидным системам патогенности и устойчивости и т.п.
Взаимодействие микроорганизмов с окружающей средой
осуществляется не только на уровне отдельных клеток, но и на
популяционном уровне.
Экология микроорганизмов – бурно развивающаяся наука, ее
прогресс определяется не только интенсивностью проведения
специальных экологических исследований, но и успехами во
всех других областях микробиологии, а также в
соответствующих разделах генетики и молекулярной биологии.