Разнообразие трофических связей в микробном сообществе
Страница 2

Биология » Галофильные микроорганизмы озера Мраморное » Разнообразие трофических связей в микробном сообществе

В сообществе необходимо взаимодействие всех групп, причем гидрогенотрофные метаногены играют роль конечного стока для Н2, обеспечивающего возможность разложения ЛЖК синтрофами. В противном случае Н2 ингибирует разложение ЛЖК. Сходную роль выполняют и диссипотрофы по отношению к гидролитикам. Т.е в сообществе имеются термодинамически обусловленные обратные связи, и регуляторные связи. К регуляторным связям относиться также и приостановка процесса деструкции ОВ микроорганизмами вследствие накопления органических кислот и снижения рН за счет избыточного поступления легкодоступных углеводов.

Ацетат оказывается ключевым продуктом в системе и поступает из нескольких источников: 1) при гидролизе полимеров, таких как углеводы, белки, липиды; 2) как важный продукт брожений; 3) продукт синтрофов при ацетогенном сдвиге обмена; 4) продукт гомоацетатных организмов. Ацетат не оказывает такого сильного ингибирующего действия на продуцирующие его организмы, как водород. Для разложения ацетата известен ацетокластический метаногенез, осуществляемый только двумя родами метаногенов Metanosarcina и Меtanotrix по уравнению СНзСООН=СН4+СO2. Другая возможность использования ацетата представляет синтрофное разложение ацетата подобно ЛЖК с удалением Н2 водородными метаногенами. Разложение ацетата может осуществляться за счет внешних акцепторов, из которых наиболее вaжны сульфидогенез с Desulfobacter и восстановление Fе(Ш) как прямое, так и синтрофное (Пристл, 1987). Таким образом, разложение ацетата или С2 -путь в анаэробном сообществе представляется ключевым процессом.

В присутствии СO2 разложение ОВ идет по пути образования СН4. Если же Н2 не используется гидрогенотрофными метаногенами в силу каких-либо причин (низкая температура и др.), то начинает действовать гомоацетатный шунт, в котором гидрогенотрофные гомоацетатные бактерии образуют ацетат по реакции: ЗН2 + 2СO2 = СН3СООН + Н2O

В условиях поступления сульфата сообщество развивается по пути сульфидогенеза. Они осуществляют: 1) сток Н2, обеспечивая работу синтрофов и благоприятный термодинамический баланс сообщества; 2) используют лактат, образуемый из углеводов молочнокислыми бактериями в результате удерживают рН системы не давая закислиться среде; 3) группа ацетотрофных сульфидогенов использует ацетат, однако, с некоторым запозданием относительно гидрогенотрофных организмов (Заварзин, Колотилова, 2001).

Характерным во взаимодействии сульфидогенного и метаногенного сообществ служит существование "неконкурентного С1-пути". Например, при разложении пектина образуется метанол, не используемый сульфатредукторами, но окисляемый метилотрофными метаногенами.

Практически все продукты первичных анаэробов (Н2, ацетат, ЛЖК) и Н2S как продукт сульфидогенов в фотической анаэробной зоне могут быть окислены аноксигенными фототрофами. Образующийся сульфат, при окислении Н2S, в котором участвуют фототрофы из гамма-подкласса протеобактерий или зеленые бактерии, может быть снова восстановлен. СВБ и аноксигенные фототрофы могут образовывать весьма прочно связанные и морфологически оформленные консорциумы.

Среди организмов окислительного фильтра характерны хемолитотрофы и метанотрофы. Окисляемыми соединениями являются СН4 для метанотрофов, Н2 для водородных бактерий, СО - для карбоксидобактерий, NНз - для нитрификаторов, Н2S — для серобактерий, устойчивые к окислению соедигения серы, как тиосульфат - для тионовых бактерий.

Вместе с газообразными конечными продуктами обмена вторичных анаэробов в зону хемоклина поступают и органические соединения, преимущественно ацетат и ЛЖК, которые окисляются органотрофами.

Разложение ОВ микроорганизмами приводит к постепенному накоплению наиболее трудно используемых компонентов, которые служат предшественниками гумусовых соединений. Тем не менее, разложение их идет и обусловлено деятельностью автохтонной микрофлоры (Пристл, 1987).

Наиболее важным конечным продуктом в процессе разложения ОВ для системы трофических связей является СO2, используемый оксигенными фотоавтотрофами в аэробной зоне. Они определяют вход в систему биогеохимических циклов реакциями синтеза биомассы и образования О2 и конкурируют между собой за свет, воду, биогены. Растворимое ОВ разлагается под действием гидролаз до СО2 и Н2О и вновь включается в круговорот веществ. Взвешенное ОВ в водоемах в значительной степени оседает на дно и, вследствие медленной диффузии О2, поступает в анаэробную зону. Дальнейший процесс деструкции ОВ осуществляется функциональными группами микроорганизмов, обладающих специализированным набором ферментов.

Страницы: 1 2 3


Также смотрите:

Вывод
Просвечивающий световой микроскоп – самое доступное средство исследования клеток, поэтому получение представления о трехмерной форме клетки при помощи него имеет более широкие возможности в плане использования большим количеством исследователей. Недостатком этого мето ...

Культура каллусных тканей и их морфогенетические особенности
Культура изолированных тканей обычно бывает представлена каллусными или опухолевыми тканями. Каллусная культура – это неорганизованная пролиферирующая ткань, состоящая из недифференцированных клеток. В дальнейшем они специализируются как каллусные. Каллус может образо ...

Химическая природа витамина К.
В 1939 г. швейцарским химиком Карреромбыла установлена природа витамина К. Витамины группы К нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в петролейном эфире, ацетоне, бензоле и спирте. Витамин К1 - светлое маслянистое вещество,в ультрафиолетовом свете имеет пять ха ...