Вода воздух почва как среда обитания микроорганизмов
Глава 6. Распространение микроорганизмов в природе — Л. Б. Богоявленская
Микроорганизмы распространены в окружающей среде повсеместно. Они находятся в почве, воде, воздухе, организме человека и животных. Микроорганизмы участвуют в процессах превращения веществ, усвоении их растениями и животными.
Микроорганизмы обладают способностью приспосабливаться (адаптироваться) к самым различным условиям окружающей среды. Они встречаются в разнообразных сочетаниях (ассоциациях) и количествах. Каждый объект имеет свою, характерную для него микрофлору. Наши знания об особенностях распространения микроорганизмов помогают предупреждать инфекционные болезни и даже ликвидировать некоторые из них.
Микрофлора почвы
В почве микроорганизмы находят наиболее благоприятные условия для своего развития. Органические вещества, минеральные соединения, достаточная влажность почвы создают условия для накопления в ней огромного количества микроорганизмов.
Наиболее богата микроорганизмами культурная, возделываемая почва (до 5 млрд. в 1 г почвы), наименее — почва пустынь, бедная влагой и органическими веществами (200 млн. в 1 г).
Неодинаково также число микроорганизмов в почве в различных климатических условиях: в южных областях оно значительно выше. Неравномерно распределение их и в разных слоях почвы. Так, в поверхностном слое почвы, вследствие губительного действия солнечных лучей и высыхания, микроорганизмов сравнительно мало, на глубине 10-20 см число их достигает максимума и затем, по мере углубления, количество их стремительно падает.
Микрофлора почвы очень разнообразна; она состоит из нитрифицирующих, азотфиксирующих, денитрифицирующих, целлюлозоразлагающих бактерий; серо- и железобактерий, грибов, водорослей, простейших. Большинство микроорганизмов, обитающих в почве, принимает участие в круговороте веществ в природе: разложении органических веществ до неорганических, усвоении минеральных элементов и фиксации атмосферного азота растениями. С помощью микроорганизмов изменяется структура и химический состав почвы.
Почва может служить путем передачи возбудителей инфекций. С выделениями человека и животных, трупами и отбросами в почву попадают патогенные бактерии. Большинство из них из-за недостатка питательных веществ, влияния солнечного света и действия микробов-антагонистов быстро погибает. Однако некоторые микроорганизмы сохраняются в течение времени, достаточного для распространения инфекции (от нескольких часов до нескольких месяцев). Имеются и микроорганизмы, длительно (многие годы) сохраняющиеся в почве, через которую и происходит заражение животных и человека. К таким относятся спорообразующие бактерии: возбудители сибирской язвы, столбняка, газовой гангрены. И, наконец, для некоторых микроорганизмов почва — постоянное место обитания: возбудители ботулизма, актиномицеты и др.
Микрофлора воды
Вода открытых водоемов является естественной средой обитания многих микроорганизмов. В воду они попадают из почвы, с выделениями человека и животных, отбросами, сточными водами.
Обычная микрофлора почвы — сапрофиты. В воде обитают псевдомонады, микрококки, вибрионы. Помимо этого, в воду могут попасть, сохраниться и даже размножиться возбудители инфекционных болезней. Так, например, кишечная палочка и возбудители брюшного тифа переживают в воде длительное время, а возбудители холеры размножаются.
Интенсивность обсеменения воды микроорганизмами и состав микрофлоры зависят от степени загрязнения водоема, особенно органическими соединениями. Вблизи от населенных мест, в которых водоемы загрязняют сточными, хозяйственными и промышленными водами, количество микроорганизмов в воде особенно велико, а микрофлора более разнообразна.
В воде постоянно происходят процессы самоочищения — микроорганизмы погибают от действия солнечных лучей и химических веществ, осаждения, воздействия антибиотических веществ, вырабатываемых другими микроорганизмами, водорослями, грибами.
Вода морей и океанов также богата микроорганизмами, но там их значительно меньше, чем в пресноводных открытых водоемах. Особенно много микроорганизмов в слое придонного ила, на котором они образуют тонкую пленку. Наиболее чистыми являются почвенные воды, попадающие на поверхность через артезианские скважины и родники.
Вода играет большую роль в передаче инфекционных болезней. Возбудители кишечных инфекций, полиомиелита, туляремии, лептоспироза нередко вызывают «водные» эпидемии, а для холеры вода служит основным путем передачи инфекции.
Определение чистоты воды и предупреждение ее загрязнения- одно из обязательных мероприятий в борьбе с инфекционными болезнями.
Микрофлора воздуха
Воздух не содержит питательных субстратов, нужных для развития микроорганизмов. Кроме того, солнечная радиация, смена температуры и другие факторы оказывают неблагоприятное воздействие на микроорганизмы. Несмотря на это, в воздухе постоянно находится значительное количество микроорганизмов, которые попадают в воздух с пылью с поверхности почвы. Наиболее часто в воздухе встречаются споры грибов и бактерий, пигментные сапрофитные бактерии, плесневые и дрожжевые грибы, различные кокки.
Количество микроорганизмов в воздухе колеблется в широких пределах.
Наиболее загрязнен воздух крупных промышленных городов. В сельской местности воздух значительно чище, а меньше всего микроорганизмов содержится в воздухе над лесом, горами, морями.
В верхних слоях атмосферы микроорганизмов меньше, чем в нижних; зимою меньше, чем летом; в помещениях больше, чем под открытым небом. Особенно много бактерий в плохо проветриваемых помещениях при отсутствии влажной уборки.
Патогенные микроорганизмы попадают в воздух вместе с капельками слюны и мокроты, при кашле, чиханье, разговоре больных людей, а также с пылью с загрязненных предметов и инфицированной почвы.
Микроорганизмы находятся в воздухе в виде аэрозоля (капельках жидкости или в мельчайших твердых частицах, взвешенных в воздухе).
Вдыхая воздух, загрязненный патогенными микроорганизмами, человек может заболеть. Такой путь передачи инфекции называется воздушно-капельным (воздушно-пылевым).
Малоустойчивые патогенные микроорганизмы передаются обычно лишь на расстоянии, близком от больного (возбудителя кори, гриппа, коклюша); с частицами пыли переносятся кокки, споры и более устойчивые микроорганизмы. К последним относятся возбудители сибирской язвы, туберкулеза и др. Эпидемии заболеваний, распространяющихся через воздух, обычно возникают зимой при скоплении людей в закрытых помещениях, недостаточно проветриваемых и при отсутствии ежедневной влажной уборки.
Для предотвращения этих заболеваний применяют марлевые маски, которыми пользуется медицинский персонал, больные, сотрудники детских учреждений.
Микрофлора организма человека
Нормальная миклофлора человека сложилась в результате взаимодействия микро- и макроорганизма в процессе эволюции. Совокупность микробных видов, характерных для отдельных органов и полостей организма — биоценоз — необходимое условие нормальной жизнедеятельности организма. Нарушение биоценоза, появление необычных для него микроорганизмов, особенно болезнетворных, вызывает развитие заболевания.
Плод человека во время беременности стерилен. Уже при родах в организм ребенка из родового канала матери попадают микроорганизмы. Они также поступают с кожи матери, рук персонала, окружающих предметов и воздуха.
В течение жизни человека характер микрофлоры меняется, но в целом он постоянен и характерен для отдельных органов. Внутренние органы человека обычно стерильны (кровь, мозг, печень и др.). Органы и ткани, сообщающиеся с окружающей средой, содержат микроорганизмы.
Микрофлора кожи довольно постоянна. Она представлена стафилококками, стрептококками, дифтероидами, спорообразующими бактериями, дрожжеподобными грибами. Питательным субстратом для них являются выделения сальных и потовых желез, отмершие клетки и продукты распада. Микроорганизмы, попавшие на чистую здоровую кожу, обычно погибают от воздействия выделений разных желез и бактерий, постоянно обитающих на коже.
Загрязнение кожи способствует развитию патогенных микроорганизмов, поэтому очень важно постоянно поддерживать чистоту кожи.
Микрофлора полости рта обильна и разнообразна. Постоянная температура, влажность, наличие питательных веществ, щелочная реакция слюны создают благоприятные условия для развития микроорганизмов. Преобладают различные виды кокков, молочно-кислые бактерии, дифтероиды, спирохеты; встречаются веретенообразные палочки, актиномицеты и дрожжеподобные грибы.
Микроорганизмы полости рта играют большую роль в развитии кариеса зубов, стоматита, воспаления мягких тканей. В первой стадии воспалительного процесса преобладают стрептококки, бактероиды, актиномицеты. По мере развития кариеса к ним присоединяются гнилостные бактерии: протей, клостридии и др. В предупреждении этих заболеваний большое значение имеет гигиена рта.
Микрофлора желудочно-кишечного тракта. Обычно микрофлора желудка крайне скудна из-за губительного действия кислого желудочного сока. В тонком кишечнике, несмотря на щелочную реакцию, микроорганизмов также немного в связи с неблагоприятным действием ферментов. В толстом кишечнике условия для размножения микроорганизмов более благоприятны. На протяжении жизни человека микрофлора толстого кишечника меняется: у грудных детей преобладают молочно-кислые бактерии, у взрослых обычно обнаруживают бактероиды, бифидобактерии, кишечную палочку, фекальный стрептококк и др. Около трети каловых масс составляют различные микроорганизмы.
Микрофлора дыхательных путей. Человек вместе с воздухом вдыхает огромное количество микроорганизмов. Однако большинство из них задерживается в полости носа или выводится наружу с помощью мерцательного эпителия верхних дыхательных путей. В носоглотке и зеве обычно встречаются стафилококки, стрептококки, дифтероиды и др. При ослаблении организма (охлаждении, истощении, травмах) микроорганизмы — постоянные обитатели верхних дыхательных путей — могут вызывать различные заболевания, поражая при этом и нижние отделы дыхательного тракта (бронхиты, воспаление легких).
Микрофлора слизистой оболочки глаз очень скудна из-за действия на нее лизоцима, содержащегося в слезах. Все же на конъюнктиве встречаются стафилококки и дифтероиды.
Микрофлора влагалища изменяется в течение жизни женщины. У девочек преобладает кокковая флора, у взрослых женщин — палочка Дедерлейна.
Нормальная микрофлора человека — необходимое условие сохранения его здоровья. Нарушение микробных биоценозов в разных органах и системах организма ведет к развитию патологических процессов, снижению защитных сил организма, развитию дисбактериоза.
Контрольные вопросы
1. Чем характеризуется микрофлора почвы, воды, воздуха?
2. Какова роль нормальной микрофлоры тела человека?
Источник
IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017
СРЕДА ОБИТАНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ
К микроорганизмам относятся простейшие (одноклеточные животные), бактерии, спирохеты, риккетсии (внутриклеточные паразиты, возбудители особой группы заразных болезней, так называемых риккетсиозов), вирусы и грибки.
Среды обитания микроорганизмов разнообразны — воздух, вода, почва, растения, живые организмы. Они могут обитать в условиях, выходящих за обыденное восприятие, при температурах выше 40 С, и в то же время некоторые микроорганизмы существуют при температурах выше 100 С. Условно среды обитания микроорганизмов можно разделить на две большие группы:
— биогенная среда обитания;
— абиогенная среда обитания.
Биогенной средой обитания микроорганизмов являются организмы растений, животных и человека. Прежде всего, микробы заселяют внешние покровы, составляя нормальную микрофлору поверхности. Совершенно иным субстратом оказывается больной организм. Некоторые или многие защитные механизмы и барьеры нарушены, и ослабленный организм становится подобием питательной среды, где развиваются патогенные микробы. Они поражают ткани и органы растений, человека и животных.
Атака микробов — возбудителей болезней на многоклеточный организм не всегда успешна и требует завоевания микроорганизмами их среды обитания (многие облигатные паразиты не могут существовать в иных условиях). Организмы и их органы активно защищаются от инфекции. Барьерами, препятствующими колонизации тканей высших организмов, оказываются разные вещества и структуры:
— кожа защищается от поселения микробов жирными кислотами;
— слизистая оболочка носа и глаз — лизоцимом;
— кровь — фагоцитами и антителами;
— ткани рыб — протаминами;
— корни растений -корковым слоем;
— фрукты — кутикулой и кислотами;
— деревья — смолами, танином;
— ткани растений — фенольными соединениями, гликозидами.
К такой ситуации оказывается приспособленным и микробный мир. Микробы поселяются в организмах промежуточных хозяев. Часто хозяевами являются многие насекомые, нематоды (черви), животные (особенно опасны грызуны), птицы и даже человек (бацилло- и вирусоносители, оставаясь здоровыми, опасны для окружающих). Промежуточные хозяева составляют резервуар (очаг) заболеваний, из которого часто развиваются эпидемии [2,4].
Например, грызуны представляют собой резервуар возбудителей лептоспироза, листериоза для домашних животных; сельскохозяйственные животные — резервуар возбудителя бруцеллёза для людей; дикие плотоядные семейства собачьих –резервуар вируса бешенства для домашних животных [3].
В то же время выделяют и условно патогенных микроорганизмов, носительство которых является нормальным явлением. Но при снижении иммунитета и резистентности организма, при нарушении ветеринарно-санитарных правил и условий кормления, содержания и ухода животных, некоторые из них способны вызывать заболевания. Довольно часто такое явление встречается у молодняка. Большинство инфекционных болезней молодняка вызываются факультативно патогенными микроорганизмами, которые широко распространены в природе.
Противоположным описанным выше случаям взаимоотношений микробов с другими организмами представляют собой многочисленные примеры симбиоза микроорганизмов и других организмов, стоящих на разных уровнях организации. Например, питание жвачных животных теснейшим образом связано с активной деятельностью сообщества строгих анаэробов — бактерий в рубце, где они участвуют в переработке растительных кормов. Многие моллюски, глубоководные рыбы и другие животные имеют светящиеся органы, в которых находятся фотобактерии. Микроорганизмы в составе такого симбиоза получают защиту и благоприятные условия для питания, а для животных свечение может играть важную роль в привлечении объектов охоты, а также полового партнера.
Абиогенной средой обитания микроорганизмов являются почва, вода, воздух. При анализе качественного состава микрофлоры обнаружены представители всех основных физиологических групп микроорганизмов, обеспечивающих круговорот азота, углерода, фосфора и других элементов.
В то же время почва, вода, воздух в ряде случаев являются резервуаром сохранения, размножения и распространения патогенных микробов [2,4].
Некоторые виды микроорганизмов обитают как в биогенной среде, так и в абиогенной. Например, Clostridium perfringens в вегетативной форме, образуя капсулу, развивается и размножается в организме животных, вызывая анаэробную дизентерию и инфекционную энтеротоксемию. При этом, попадая во внешнюю среду, образует спору. Споровая форма возбудителя сохраняется в почве до 4 лет, в воде — около 20 мес, на поверхности шерсти и в шкуре — более 2 лет, в навозе — 3-5 сут. Кипячение инактивирует возбудителя за 15-20 мин, температура 90 °С — за 30 мин. Вегетативная форма возбудителя погибает, и токсины инактивируются под действием кислорода, солнечного света и высокой температуры [1].
Микроорганизмы полностью заселили нашу планету. Они есть везде – в воде, на суше, в воздухе, им не страшны высокие и низкие температуры, не критично наличие или отсутствие кислорода или света, высокие концентрации солей или кислот.
Микроорганизмы играют большую роль во многих процессах, происходящих в природе. Без их деятельности невозможно существование жизни на Земле. Вокруг нас постоянно обитает огромное количество микробов. Каждый отдельный микроорганизм ничтожен по величине, но во всей массе микробы обладают огромной созидательной и разрушительной силой.
Куриленко, А. Н. Инфекционные болезни молодняка сельскохозяйственных животных [Текст]: учеб. пособие / А. Н. Куриленко, В. Л. Крупальник. – М.: Колос, 2000.
Общая и ветеринарная экология [Текст]: учебник для студ. вузов, обуч. по спец. 111201 «Ветеринария» / В. Н. Кисленко, Н. А. Калиненко; Меж-дународная ассоциация «Агрообразование». — М.: КолосС, 2006. — 344 с.
Общая эпизоотология / А.А.Сидорчук, Е.С.Воронин, А.А.Глушков и др. – М.: Колос, 2004 – 176 с.
Экология [Текст]: учебник для студ. вузов : рек. М-вом образования РФ / В. И. Коробкин, Л. В. Передельский. — 13-е изд. — Ростов н/Д: Феникс, 2008. — 602 с.
Источник