Ксилотрофы . Разложение древесины - одно из основных звеньев биологического круговорота веществ в природе.

В зависимости от вида разлагаемых соединений грибы делят на две группы.

1. Грибы используют только углеводный комплекс, в частности целлюлозу, а лигнин не расщепляется. Такой вид деструкции (разложения) называется бурой или деструктивной гнилью. Древесина теряет прочность и рассыпается на отдельные кубики. Представители: трутовик окаймленный (Fomitopsis pinicola), трутовик чешуйчатый (Polyporus squamosus), дубовая губка (Daedalea quercina) и др.

2. Грибы используют преимущественно лигнин. При этом древесина расщепляется на отдельные волокна белого цвета. Такая гниль называется белой или коррозионной. Представители: опенок осенний (Armillaria mellea), трутовик настоящий (Fomes fomentarius), трутовик плоский (Ganoderma applanatum), вешенка (Pleurotus).

Наибольшее количество древесины необходимо грибам в период образования спор. В среднем для образования одного плодового тела гриба нужно столько азота, сколько содержится его в 6 кг древесины. Для образования спор одним плодовым телом трутовика плоского в течение сезона необходимо 35 кг древесины. Потребности настоящего трутовика еще больше. Для образования спор одним плодовым телом в течение 20 дней необходимо 41 кг древесины. Попутно с разложением древесины происходит и другой важный процесс - почвообразовательный, так как в гифах грибов в результате разложения лигнина накапливаются темноокрашенные гуминоподные соединения.

Разложение древесины идет поэтапно, разрушение веществ - постепенно, и одни виды замещаются другими (сукцессии). Согласно схеме С. А. Ваксмана этот процесс может быть представлен следующими этапами.

1. Быстрорастущие группы зигомицетов совместно с бактериями используют водорастворимые соединения древесины.

2. Происходит утилизация полисахаридов, таких как крахмал, гемицеллюлоза, сумчатыми и анаморфными грибами.

3. Разложение лигнина дереворазрушающими грибами. Сначала поселяются афиллофороидные (в частности, трутовые) базидиомицеты, а затем агарикоидные базидиомицеты и гастеромицеты, завершающие разложение древесины.

Подстилочные сапротрофы . Само название говорит о местонахождении и функциональном значении грибов этой экологической группы. Разложение подстилки - очень важный процесс в жизни экосистем. Известно, что подстилка в лесах на 25…60% состоит из листьев и хвои, отличающихся от древесных остатков по химическому составу. В разложении подстилки участвуют почти все таксономические группы грибов, но доминируют аскомицеты, зигомицеты, анаморфные грибы. Большой интерес вызывают пигментированные анаморфные грибы. Порой их бывает 70…90 и даже 100% . Из макромицетов обычны грибы рода негниючник (Marasmius), мицена (Mycena), коллибия (Collybia), говорушка (Clitocybe), земляная звезда (Geastrum). Мицелий подстилочных сапротрофов выдерживает резкие колебания температуры и влажности.

Процессы, протекающие при разложении подстилки:

• минерализация азотистых соединений. В этом процессе участвуют бактерии - аммонификаторы и грибы родов мукор, аспергилл, триходерма. Происходит разложение белков. Главный итог - превращение соединенного азота в свободный аммиак: N-NH 3 ;
• разложение углеродных соединений до СO 2 и Н 2 O осуществляется также определенными группами бактерий и грибов.

Гумусовые сапротрофы . Гумусовые сапротрофы образуют группу видов, участвующих в разложении гумуса почвы. Мицелий их расположен в нижнем слое лесной подстилки и в верхнем горизонте почвы, но они могут расти на совершенно оголенных, лишенных подстилки участках. В основном это агарикоидные базидиомицеты и гастеромицеты. Встречаются эти грибы на открытых пространствах, например гриб-зонтик высокий (Macrolepiota procera), гриб-зонтик краснеющий (Chlorophyllum rhacodes), шампиньоны (Agaricus), земляные звезды (Geastrum), дождевики (Lycoperdon).

Карботрофы . Карботрофы поселяются на старых кострищах, пожарищах, занимают пирогенные местообитания. С одной стороны, их можно рассматривать как результат биохимической адаптации к пирогенным местообитаниям. С другой, это уход от конкурентов в недоступную для них экологическую нишу. Субстрат представляет собой смесь минеральных частиц почвы с обуглившимися остатками древесины. Такая питательная среда содержит чистый углерод с небольшой примесью (2…3%) полимерных углеводов.

Наблюдается четкая колонизация субстрата. Через две недели появляются термофильные виды аскомицетов, например сордария (Sordaria), пиронема (Pyronema), потом - виды с антагонистической активностью, например виды рода пезиза (Peziza).
последних этапах разрушения угольного субстрата растут чешуйчатка угольная (Pholiota carbonaria), миксомфалия гаревая (Myxomphalia), псатирелла перистая (Psathyrella pennata). К этому времени обычно восстанавливается микробиота почв. Таким образом, карботрофы - специфическая группа грибов, функционально направленная на подготовку субстрата для дальнейшего его заселения высшими растениями.

Копротрофы . Копротрофы утилизируют органические вещества, находящиеся в экскрементах животных (копрос - навоз). Субстрат богат органическими веществами. Для них этот источник питания является единственным и потому определяет их распространение в природе. Копротрофы чаще встречаются на навозе домашнего скота, чем на экскрементах диких животных. Это обусловило их приуроченность к населенным пунктам.

Грибы, поселяющиеся на навозе, имеют специфику. Прежде всего, споры грибов должны быть устойчивы к повышенным температурам и воздействию пищеварительной системы животных. В основном к копротрофам относятся грибы семейства мукоровые (мукор, пилоболюс), а также макроскопические грибы - навозник (Coprinus), панеолюс (Panaeolus). Обитание на специфичном субстрате привело к интересным особенностям, способствующим распространению спор:

• споры с силой выбрасываются из плодовых тел (навозник) или от спорангиеносца (пилоболюс);
• споровая масса выносится над субстратом (мукор);
• споры или плодовые тела имеют придатки и разносятся животными и птицами (хэтомиум, лофотрихум).

Микотрофы . Разложение и минерализация грибных остатков в природе осуществляется грибами - микотрофами, как микромицетами, так и макромицетами. Микотрофы распространены повсеместно, в разных климатических зонах. Довольно редко в лесах, на плодовых телах сыроежковых грибов растут вторым этажом шляпочные грибы, например астерофора дождевиковидная (Asterophora lycoperdoides).

Вывод. Судя по характеристике экологических групп грибов, они приспособились к обитанию во всех сообществах, находятся в тесной связи с другими организмами и являются активными участниками почвообразовательного процесса, а также круговорота углерода, азота и фосфора в природе.

www.activestudy.info

Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) - микроорганизмы (бактерии и грибы) , разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.
От детритофагов (животных и протистов) редуценты отличаются прежде всего тем, что не оставляют твердых непереваренных остатков (экскрементов) . Животных-детритофагов в экологии традиционно относят к консументам (см. , например, Бигон, Харпер, Таунсенд, 1989). В то же время все организмы выделяют углекислый газ и воду, а часто и другие неорганические (аммиак) или простые органические (мочевина) молекулы и таким образом принимают участие в разрушении (деструкции) органического вещества.
r />Экологическая роль редуцентов
Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот) .
Абиотические и биотические факторы регуляции экосистем
Исследованиями Н. И. Базилевич и др. (1993) установлено, что в наземных экосистемах различают две группы факторов, регулирующих деструкционные процессы, играющие весьма существенную роль в биологическом круговороте.
Это прежде всего абиотические факторы - выщелачивание растворимых соединений, фотохимическое окисление органического вещества и реакции его механического разрушения вследствие замерзания - оттаивания.
Эти факторы наиболее проявляются в надземных ярусах экосистем, а биотические факторы - в почвенном. Абиотические факторы деструкции характерны для аридных и семиаридных ландшафтов (пустыни, степи, саванны) , а также для континентальных высокогорий и полярных ландшафтов.
Биотические факторы деструкции - это в первую очередь сапротрофные организмы (беспозвоночные и позвоночные животные, микроорганизмы) , населяющие почву и подстилку, причём ведущим фактором в наземных ландшафтах служит главным образом почвенная микрофлора.

otvet.mail.ru

Как мы отмечали, наряду с растениями и животными, благодаря которым создается первичная и соответственно вторичная продукция, чрезвычайно важная роль в биогеоценозе и биологическом круговороте принадлежит разнообразным организмам, относящимся к числу сапротрофов. Они питаются детритом, т. е. продуктами разложения мертвых организмов, и обеспечивают минерализацию этих веществ. Помимо биологической деструкции сапротрофные организмы участвуют и в других процессах, жизненно важных для растений, животных и биогеоценоза в целом.

К числу сапротрофов прежде всего относятся разнообразные микроорганизмы, главным образом грибы (в том числе плесени), гетеротрофные спорообразующие и неспорообразующие бактерии, актиномицеты, водоросли, почвенные простейшие (амебы, инфузории, бесцветные жгутиковые). Во многих экосистемах особенно важны биоредукторы из числа животных-сапрофагов, причем не только упомянутых микроскопических, но и макроскопических (например, дождевые черви).

Следует также иметь в виду, что для разложения мертвых органических веществ немалое значение имеет жизнедеятельность ряда позвоночных животных, хотя они отнюдь не принадлежат к сапрофагам. Таким образом, в биологической редукции участвуют не только отдельные группы организмов, но вся их совокупность, или, как ее называют, «биота».

Наконец, нельзя забывать, что процесс разложения и минерализации, хотя и носит биогенный характер, однако зависит и от абиотических условий, поскольку последние создают среду для деятельности организмов-редуцентов.

Сапрофиты в основном концентрируются в почве. Количество обитающих в ней микроорганизмов чрезвычайно велико. В 1 г подзолистой почвы в Московской области насчитывается 1,2-1,5 млн экз. бактерий, а в зоне ризосферы, т. е. прикорневой зоне растений - до 1 млрд экз. Численность грибов и актиномицетов составляет сотни тысяч и миллионы особей. Биомасса грибов, актиномицетов и водорослей в поверхностном горизонте почвы может достигать 2-3 т/га, а биомасса бактерий - 5-7 т/га. Эти цифры говорят сами за себя.

Количество животных-сапрофагов, конечно, несравненно меньше, чем микроорганизмов, но тоже весьма внушительно, особенно в сопоставлении с общей зоомассой. Например, в лесостепной дубраве и луговой степи Курской области сапрофаги составляют по весу соответственно 94,6% и 93,0% общей биомассы животного населения упомянутых биогеоценозов (таблица 9). Среди них абсолютно преобладают почвенные беспозвоночные и в первую очередь дождевые черви, на чью долю приходится 80-90% суммарной зоомассы и около 94% биомассы обитателей почв.

По справедливому заключению специалистов животные-сапрофаги играют очень существенную роль в функционировании блока экосистемы «растение - почва».

Участвуя в минерализации растительного опада, сапрофаги способствуют вовлечению в биологический круговорот различных органических соединений и химических элементов, что обеспечивает очередной цикл продуцирования органического вещества.

Биоценотическая роль данной группы животных не ограничивается функцией биоредукторов. Они, особенно дождевые черви, имеют большое значение для образования и трансформации почв и, наконец, представляют важный кормовой ресурс для многих позвоночных животных - крота, землероек, кабана, барсука, вальдшнепа, дроздов и других зверей и птиц. Добывая дождевых червей и прочих почвенных беспозвоночных, они ворошат лесную подстилку, копаются в земле и тем способствуют механическому разрушению растительного опада и последующей его минерализации.

Для этого процесса немаловажное значение имеет большое количество экскрементов, извергаемых всеми животными. Здесь дело не ограничивается обогащением почвы органическими веществами. Весьма важно, что экскременты становятся субстратом для развития огромной массы микроорганизмов и мелких членистоногих биоредуцентов, которые, в свою очередь, тоже извергают множество экскрементов. Известны почвы, полностью состоящие из экскрементов многоножек Glomeris, отличающихся необычайной прожорливостью. Подсчитано, что одна из многоножек (каемчатая клубовидка) на лугах поедает всю гниющую растительную массу, которую здесь ежегодно образуют растения.

Количество бактерий особенно возрастает в ризосфере. Оно превышает количество микробов в окружающей почве в сотни и даже в тысячи раз. Численность бактерий и их видовой состав сильно изменяются в зависимости от видов растений и химизма их корневых выделений, не говоря о почвенно-климатических условиях.

Химической спецификой корневых выделений высших растений обусловлены связи, существующие между определенными видами растений и грибов-микоризообразователей, вроде подберезовика, образующего микоризу на корнях березы, или подосиновика, органически связанного с осиной. Микоризные грибы чрезвычайно полезны для высших растений, поскольку снабжают их азотом, минеральными и органическими веществами. Весьма важную положительную роль в жизни высших растений играют свободноживущие и клубеньковые бактерии-азотфиксаторы, связывающие атмосферный азот и делающие его доступным для высших растений. Вместе с тем, в составе почвенной микофлоры имеется немало вредных видов, продуцирующих токсичные вещества, которые подавляют рост и развитие растений.

Ни один из видов сапротрофов не способен полностью осуществить разложение мертвого тела. Но в природе насчитывается большое число видов микроорганизмов-редуцентов. Роль их в процессе разложения различна и во многих наземных сообществах они функционально сменяют друг друга, пока не наступит полная минерализация мертвой органической субстанции. Так, в разложении растительных остатков последовательно участвуют: плесневые грибы и неспорообразующие бактерии → спорообразующие бактерии → целлюлозные миксобактерии → актиномицеты. Среди них одни микроорганизмы постоянно разлагают мертвые существа до уровня низкомолекулярных органических веществ, которые они, будучи сапрофитами, используют сами. Другие биоредуценты преобразуют мертвые ткани в минеральные вещества, чьи химические соединения доступны для усвоения зелеными растениями. Бактерии, по-видимому, играют главную роль в разложении мягких тканей животных, а грибы важнее для разрушения древесины. При этом различные части растений и животных разрушаются с неодинаковой скоростью.

В результате использования разными видами организмов разлагающихся тканей растений и животных возникает своеобразная трофическая система - «детритный тип» потока энергии, в котором происходит накопление и разложение мертвого вещества. Детритные цепи питания весьма широко распространены в биосфере. Обычно они функционируют бок о бок с цепями питания «пастбищного типа», начинающимися с зеленых растений и фитофагов. Тем не менее и в этих случаях в биоценозе преобладает тот или иной из упомянутых типов, в частности им может быть детритный. Так, по некоторым подсчетам, в биотическом сообществе морского мелководья лишь около 30% всей энергии проходит через детритные цепи, тогда как в экосистеме леса со значительной фитомассой и сравнительно небольшой зоомассой через этого рода цепи проходит до 90% потока энергии. В некоторых специфических экосистемах (например, в глубинах океана и под землей), где из-за отсутствия света существование хлорофиллоносных растений невозможно, вообще все цепи питания начинаются с потребителей детрита.

В большинстве детритных пищевых цепей наблюдается хорошо взаимно согласованное функционирование обеих групп сапротрофов; животные-сапрофаги своей деятельностью, направленной на расчленение мертвых растений и животных, создают условия для интенсивной «работы» сапрофитов - бактерий, грибов и тр.

В этом сложном, взаимосвязанном процессе надо специально подчеркнуть важную роль животных, тем более что она явно недооценивалась многими учеными, которые ограничивались соответствующими подсчетами, касающимися только дождевых червей и некоторых других беспозвоночных. Между тем результаты последних исследований продемонстрировали весьма существенное значение для образования и разложения детрита деятельности млекопитающих, в частности мышевидных грызунов. В колониях обыкновенных полевок (рис. 124) в Центрально-Черноземном заповеднике остатки огрызенных трав сохнут и минерализуются быстрее, чем растения, постепенно отмирающие на корню. Полевки удобряют почву своими трупами и выделениями и тем способствуют развитию микроорганизмов. Их экскременты почти целиком минерализуются в течение, первых двух лет. В колониях полевок возникает особый микроклимат, что сказывается на интенсивности биотических процессов и скорости абиогенной минерализации растительного опада, что особенно ощутимо в степных биогеоценозах, поскольку там деструкционные процессы контролируются главным образом климатическими факторами. В конечном счете, деятельность полевок приводит к резкому нарушению баланса накопления и минерализации опада, так что в течение лета и осени разрушение мертвых остатков преобладает над их накоплением.

Рис. 124. Обыкновенная полевка. Фото

Чрезвычайно важным проявлением воздействия сапротрофов-биоредуцентов на органические остатки надо признать те процессы, которые происходят в почве и влекут за собой ее обогащение питательными веществами.

www.medical-enc.ru

Сапротрофы (редуценты, сапрофиты) – организмы, получают необходимые для жизнедеятельности вещества за счет разрушения остатков мертвых растений и животных, приходит в упадок, абсорбируя растворимые органические соединения.
Поскольку сапротрофы не могут самостоятельно производить необходимые им соединения, они считаются типом гетеротрофов. Они включают много грибов (остальные – паразитические, мутуалистични или коменсалистични симбионты), бактерий и простейших. Животные, питающиеся падалью и экскрементами, например удобрительные жуки, стервятники, черви, мокрицы, раки, сомы и грифы, и некоторые необычные никак фотосинтезирующих растений также иногда называются сапротрофы, но их правильнее называть сапрофаги.
Сапрофит – старший синоним термина сапротрофы, который сейчас считается устаревшим. Суффикс-phyte означает «растение» и ссылается на ембриофитив («высшие растения»), однако, среди ембриофитив не существует по-настоящему сапрофитных организмов, а в грибы и бактерии больше не размещается в царстве Растения. Растения, которые считались сапрофитами, например нефотозинтезуючи орхидеи и монотропы, как сейчас известно, являются паразитами на других растениях. Они называются мико-гетеротрофами, потому что микоризовы грибы соединяют паразитическую растение с растением-хозяином.
Некоторые сапротрофных организмы – полезные уборщики мусора, растворяющие непригодные остатки на питательные вещества, которые легко усваиваются растениями.

Эти формы встречаются в наземных сообществах повсюду, но их особенно много в самых верхних слоях почвы (включая подстилку). Процесс разложения растительных остатков, на который расходуется значительная доля респираторной активности сообщества, во многих наземных экосистемах осуществляется рядом последовательно функционирующих микроорганизмов (Кононова, 1961).[ ...]

Сапротрофы - гетеротрофные организмы, использующие в качестве пищи органические вещества мертвых тел или выделения (экскременты) животных. К ним принадлежат сапротрофные бактерии, грибы, растения (сапрофиты), животные (сапрофаги). Среди них встречаются детритофаги (питаются детритом), некрофаги (питаются трупами животных), копрофаги (питаются экскрементами) и др.[ ...]

Среди сапротрофов бактерии и грибы, населяющие водоем, имеют, вероятно, одинаково важное значение. Они осуществляют жизненно необходимую функцию, разлагая органическое вещество и восстанавливая «го до неорганических форм, которые снова могут быть использованы продуцентами. В незагрязненных лимнических зонах они менее многочисленны. Распределение и активность микроорганизмов в водной среде обсуждаются в гл. 19.[ ...]

Основными продуцентами гормонов среды являются, по-видимому, сапротрофы, однако выяснилось, что водоросли также выделяют вещества, сильно влияющие на структуру и функцию водных сообществ. Выделения листьев и корней высших растений, обладающие ингибиторным действием, также играют важную рольхв функционировании сообществ. К. Муллер (С. Н. Muller) и его сотрудники называют такие выделения «аллелоиатическими веществами» (от греч. allelon -друг друга, pathos страдание) они показали, что в сложном взаимодействии с пожарами эти метаболиты регулируют развитие растительности пустынь и зарослей чапараля (Muller et al., 1968). В сухом климате эти выделения имеют тенденцию накапливаться и потому играют большую роль, чем во влажном.[ ...]

Растет большими группами на мертвых стволах, пнях и хворосте таких лиственных пород, как осина, береза, липа, ивы, тополя, ильмовые, дуб и др. Плодовые тела могут появляться начиная с весны (отсюда название гриба) до поздней осени. В ряде стран Европы, Северной Америки, а также в России вешенку разводят в культуре из мицелия, выращенного в лабораторных условиях.[ ...]

Копрофаги - организмы, питающиеся экскрементами, главным образом млекопитающих.[ ...]

[ ...]

Биотрофы - гетеротрофные организмы, использующие в качестве пищи другие живые организмы. К ним относятся зоофаги и фитофаги.[ ...]

[ ...]

Это семейство объединяет немногочисленную группу гелоциевых грибов, характеризующихся сравнительно крупными булавовидными или лопатовидными плодовыми телами. За редким исключением, они почти всегда - напочвенные сапротрофы; плодовые тела их могут достигать 10 см высоты и 2 см в диаметре. Плодовые тела геоглоссовых имеют хорошо развитую ножку, и по строению они являются модифицированными апотециями, у которых выпуклый диск вырос в вытянутую верхнюю часть плодового тела и гименин покрывает наружную поверхность образовавшейся таким образом шляпки (рис. 112).[ ...]

Биоценозы можно рассматривать как закономерные системы взаимозависимых двух групп организмов - автотрофов и гетеротрофов. Гетеротрофы не могут существовать без автотрофов, поскольку получают от них энергию. Однако и автотрофы не могут существовать в отсутствие гетеротрофов, точнее, в отсутствие сапротрофов - организмов, использующих энергию отмерших органов растений, а также энергию, содержащуюся в экскрементах и трупах животных. В результате жизнедеятельности сапротрофов происходит минерализация так называемого мертвого органического вещества. Минерализация в основном происходит в результате деятельности бактерий, грибов и актиномицетов. Однако роль животных в этом процессе также очень велика. Размельчая растительные остатки, поедая их и выделяя как экскременты, а также создавая в почве более благоприятные условия для деятельности сапротрофиых микроорганизмов, они ускоряют процесс минерализации отмерших органов растений. Без этого процесса, ведущего к поступлению в почву доступных форм минерального питания, растения-автотрофы быстро использовали бы наличные запасы доступных форм макро- и микроэлементов и не смогли бы жить; биогеоценозы превратились бы в кладбища, переполненные трупами растений и животных.[ ...]

Консументы (consume - потреблять), или гетеротрофные организмы (heteros - другой, trophe - пища), осуществляют процесс разложения органических веществ. Эти организмы используют органические вещества в качестве питательного материала и источника энергии. Гетеротрофные организмы делят на фаготрофы (phaqos - пожирающий) и сапротрофы (sapros - гнилой).[ ...]

Основной функцией процесса разложения всегда считалась минерализация органических веществ, в результате чего растения снабжаются минеральным питанием, однако в последнее время этому процессу приписывают еще одну функцию, которая начинает привлекать все большее внимание экологов. Не говоря уже о том, что сапротрофы служат пищей другим животным, органические вещества, выделяемые в среду при разложении, могут сильно влиять на рост других организмов экосистемы. Джулиан Хаксли (Julian Huxley) в 1935 г. предложил для химических веществ, которые оказывают коррелирующее действие на систему через внешнюю среду, термин «наружные диффундирующие гормоны». Лукас (Lucas, 1947) предложил термин «эктокрины» (некоторые авторы предпочитают называть их «экзокринами»). Хорошо выражает смысл понятия и термин «гормоны среды» (environmental hormones), но чаще всего для обозначения веществ выделяемых одним видом и влияющих на другие, используют термин «вторичные метаболиты». Эти вещества могут быть ингибиторами, как антибиотик пенициллин (продуцируемый плесневым грибом), или стимуляторами, как различные витамины и другие ростовые вещества, например тиамин, витамин В¡2, биотин, гистидин, урацил и другие; химическая структура многих из этих веществ до сих пор не выяснена.[ ...]

Классификация жизненных форм затрудняется разнообразием и комплексностью факторов, определивших их становление. Поэтому построение «системы» жизненных форм зависит в первую очередь от того, какие экологические вопросы должна «высветить» эта система. С таким же правом можно строить классификацию жизненных форм по обитанию в разных средах (водные организмы - наземные - обитатели почв), по типам передвижения (плавающие-бегающие-лазящие-летающие и др.), по характеру питания и другим признакам.[ ...]

Наиболее устойчивыми продуктами разложения являются гумино-вые вещества (гумус), которые, как уже подчеркивалось, представляют собой обязательный компонент экосистем. Удобно различать три стадии разложения: 1) измельчение детрита путем физического и биологического воздействия; 2) относительно быстрое образование гумуса и высвобождение растворимых органических веществ сапротрофами; 3) медленная минерализация гумуса. Медленность разложения гумуса - один из факторов, обусловливающих запаздывание разложения по сравнению с продукцией и накоплением кислорода; о значении двух последних процессов уже говорилось. Обычно гумус выглядит как темное, часто желтовато-коричневое аморфное или коллоидное вещество. Согласно М. М. Кононовой (1961), физические свойства и химическое строение гумуса мало различаются в географически удаленных или биологически различных экосистемах. Однако охарактеризовать химически вещества гумуса весьма трудно, и это не удивительно, если учесть огромное разнообразие органических веществ, из которых он происходит. В общем гуминовые вещества представляют собой продукты конденсации ароматических соединений (фенолов) с продуктами распада белков и полисахаридов. Модель молекулярной структуры гумуса показана на стр. 475. Это бензольное кольцо фенола с боковыми цепями; такое строение обусловливает устойчивость гуминовых веществ к микробному разложению. Расщепление соединений, очевидно, требует специальных ферментов типа дезоксигеназ (Джибсон, 1968), которые часто отсутствуют у обычных почвенных и водных сапротрофов. По иронии судьбы многие токсические продукты, которые человек вводит в окружающую среду - гербициды, пестициды, промышленные сточные воды, - являются производными бензола и представляют серьезную опасность из-за своей устойчивости к разложению.[ ...]

Метаболизм системы осуществляется за счет солнечной энергии, а интенсивность метаболизма н относительная стабильность прудовой системы зависят от интенсивности поступления веществ с атмосферными осадками и стоком из водосборного бассейна.[ ...]

Наиболее устойчивым продуктом разложения является гумус, или гумусовые вещества, который, как уже указывалось, представляет собой обязательный компонент всех экосистем. Удобно различать три стадии разложения: 1) размельчение детрита в результате физического и биологического воздействий, сопровождаемое высвобождением растворенного органического вещества; 2) сравнительно быстрое образование гумуса и высвобождение сапротрофами дополнительного количества растворимых органических веществ: 3) более медленная минерализация гумуса.[ ...]

Сравнивая в предыдущем разделе наземные и водные экосистемы, мы подчеркивали, что, поскольку фитопланктон более «съедобен», чем наземные растения, в процессах разложения в водных экосистемах мак-роконсументы, вероятно, играют более важную роль (подробно об этом см. гл. 4). Наконец, уже много лет назад высказывалось предположение, что беспозвоночные животные полезны в системах для очистки сточных вод (см. обзор, сделанный Хоуксом, 1963). Однако серьезные исследования взаимоотношений между фаготрофами и сапротрофами в процессах очистки немногочисленны, так как, согласно общепринятому мнению, здесь играют роль только бактерии.[ ...]

Термин «детрит» (продукт распада; от лат. deterere - изнашиваться) заимствован из геологии, где им обычно называют продукты разрушения горных пород. В этой книге «детритом», если это специально не оговорено, называют органическое вещество, вовлеченное в процесс разложения. Термин «детрит» представляется наиболее удобным из множества терминов, предложенных для обозначения этого важного звена между живым и неживым миром (Odum, de la Cruz, 1963). Рич и Ветцель (Rich, Wetzel, 1978) предложили включить в понятие «детрит» то растворенное неорганическое вещество, которое вымывается или извлекается сапротрофами из живых и мертвых тканей и имеет примерно ту же функцию, что и детрит. Экологи-химики используют сокращенные обозначения для двух различных по физическому состоянию продуктов разложения: ВОВ - взвешенное органическое вещество и РОВ - растворенное органическое вещество. Роль ВОВ и РОВ в пищевых цепях рассматривается в гл. 3.[ ...]

В морфологическом отношении они специализированы менее, чем в биохимическом, поэтому их роль в экосистеме обычно не удается определить такими прямыми методами, как визуальное наблюдение или подсчет численности. Организмы, которые мы называем макроконсументами, получают необходимую энергию в процессе гетеротрофного питания, переваривая органическое вещество, поглощаемое ими в виде более или менее крупных частиц. Именно они - «животные» в широком смысле. Морфологически они обычно адаптированы к активному поиску или сбору пищи, у их высших форм хорошо развиты сложные сенсорно-моторная нервная система, а также пищеварительная, дыхательная и циркуляторная системы. Микроконсументов, или сапротрофов, раньше часто называли «деструкторами» (разрушителями), но исследования примерно двухдесятилетней давности показали, что в некоторых экосистемах животные играют в разложении органического вещества более важную роль, чем бактерии или грибы (см., например, Johannes, 1968). Поэтому, видимо, правильнее будет не определять какую-то одну группу организмов как «деструкторы», а рассматривать разложение как процесс, в котором участвуют вся биота, а также абиотические процессы.[ ...]

Разложение включает как абиотические, так и биотические процессы. Однако обычно мертвые растения и животные разлагаются гетеротрофными микроорганизмами и сапрофагами. Такое разложение есть способ, посредством которого бактерии и грибы получают для себя пищу. Разложение, следовательно, происходит благодаря энергетическим превращениям в организмах и между ними. Этот процесс абсолютно необходим для жизни, так как без него все питательные вещества оказались бы связанными в мертвых телах и никакая новая жизнь не могла бы возникать. В бактериальных клетках и мицелии грибов имеются наборы ферментов, необходимых для осуществления специфических химических реакций. Эти ферменты выделяются в мертвое вещество; некоторые из продуктов его разложения поглощаются разлагающими организмами, для которых они служат пищей, другие остаются в среде; кроме того, некоторые продукты выводятся из клеток. Ни один вид сапротрофов не может осуществить полное разложение мертвого тела. Однако гетеротрофное население биосферы состоит из большого числа видов, которые, действуя совместно, производят полное разложение. Различные части растений и животных разрушаются с неодинаковой скоростью. Жиры, сахара и белки разлагаются быстро, а целлюлоза и лигнин растений, хитин, волосы и кости животных разрушаются очень медленно. Отметим, что около 25% сухого веса трав разложилось за месяц, а остальные 75% разлагались медленнее. Через 10 мес. еще оставалось 40% первоначальной массы трав. Остатки же крабов исчезли к этому времени полностью.

Как мы отмечали, наряду с растениями и животными, благодаря которым создается первичная и соответственно вторичная продукция, чрезвычайно важная роль в биогеоценозе и биологическом круговороте принадлежит разнообразным организмам, относящимся к числу сапротрофов. Они питаются детритом, т. е. продуктами разложения мертвых организмов, и обеспечивают минерализацию этих веществ. Помимо биологической деструкции сапротрофные организмы участвуют и в других процессах, жизненно важных для растений, животных и биогеоценоза в целом.

К числу сапротрофов прежде всего относятся разнообразные микроорганизмы, главным образом грибы (в том числе плесени), гетеротрофные спорообразующие и неспорообразующие бактерии, актиномицеты, водоросли, почвенные простейшие (амебы, инфузории, бесцветные жгутиковые). Во многих экосистемах особенно важны биоредукторы из числа животных-сапрофагов, причем не только упомянутых микроскопических, но и макроскопических (например, дождевые черви).

Следует также иметь в виду, что для разложения мертвых органических веществ немалое значение имеет жизнедеятельность ряда позвоночных животных, хотя они отнюдь не принадлежат к сапрофагам. Таким образом, в биологической редукции участвуют не только отдельные группы организмов, но вся их совокупность, или, как ее называют, «биота».

Наконец, нельзя забывать, что процесс разложения и минерализации, хотя и носит биогенный характер, однако зависит и от абиотических условий, поскольку последние создают среду для деятельности организмов-редуцентов.

Сапрофиты в основном концентрируются в почве. Количество обитающих в ней микроорганизмов чрезвычайно велико. В 1 г подзолистой почвы в Московской области насчитывается 1,2-1,5 млн экз. бактерий, а в зоне ризосферы, т. е. прикорневой зоне растений - до 1 млрд экз. Численность грибов и актиномицетов составляет сотни тысяч и миллионы особей. Биомасса грибов, актиномицетов и водорослей в поверхностном горизонте почвы может достигать 2-3 т/га, а биомасса бактерий - 5-7 т/га. Эти цифры говорят сами за себя.

По справедливому заключению специалистов животные-сапрофаги играют очень существенную роль в функционировании блока экосистемы «растение - почва».

Участвуя в минерализации растительного опада, сапрофаги способствуют вовлечению в биологический круговорот различных органических соединений и химических элементов, что обеспечивает очередной цикл продуцирования органического вещества.

Биоценотическая роль данной группы животных не ограничивается функцией биоредукторов. Они, особенно дождевые черви, имеют большое значение для образования и трансформации почв и, наконец, представляют важный кормовой ресурс для многих позвоночных животных - крота, землероек, кабана, барсука, вальдшнепа, дроздов и других зверей и птиц. Добывая дождевых червей и прочих почвенных беспозвоночных, они ворошат лесную подстилку, копаются в земле и тем способствуют механическому разрушению растительного опада и последующей его минерализации.

Для этого процесса немаловажное значение имеет большое количество экскрементов, извергаемых всеми животными. Здесь дело не ограничивается обогащением почвы органическими веществами. Весьма важно, что экскременты становятся субстратом для развития огромной массы микроорганизмов и мелких членистоногих биоредуцентов, которые, в свою очередь, тоже извергают множество экскрементов. Известны почвы, полностью состоящие из экскрементов многоножек Glomeris, отличающихся необычайной прожорливостью. Подсчитано, что одна из многоножек (каемчатая клубовидка) на лугах поедает всю гниющую растительную массу, которую здесь ежегодно образуют растения.

Количество бактерий особенно возрастает в ризосфере. Оно превышает количество микробов в окружающей почве в сотни и даже в тысячи раз. Численность бактерий и их видовой состав сильно изменяются в зависимости от видов растений и химизма их корневых выделений, не говоря о почвенно-климатических условиях.

Химической спецификой корневых выделений высших растений обусловлены связи, существующие между определенными видами растений и грибов-микоризообразователей, вроде подберезовика, образующего микоризу на корнях березы, или подосиновика, органически связанного с осиной. Микоризные грибы чрезвычайно полезны для высших растений, поскольку снабжают их азотом, минеральными и органическими веществами. Весьма важную положительную роль в жизни высших растений играют свободноживущие и клубеньковые бактерии-азотфиксаторы, связывающие атмосферный азот и делающие его доступным для высших растений. Вместе с тем, в составе почвенной микофлоры имеется немало вредных видов, продуцирующих токсичные вещества, которые подавляют рост и развитие растений.

Ни один из видов сапротрофов не способен полностью осуществить разложение мертвого тела. Но в природе насчитывается большое число видов микроорганизмов-редуцентов. Роль их в процессе разложения различна и во многих наземных сообществах они функционально сменяют друг друга, пока не наступит полная минерализация мертвой органической субстанции. Так, в разложении растительных остатков последовательно участвуют: плесневые грибы и неспорообразующие бактерии → спорообразующие бактерии → целлюлозные миксобактерии → актиномицеты. Среди них одни микроорганизмы постоянно разлагают мертвые существа до уровня низкомолекулярных органических веществ, которые они, будучи сапрофитами, используют сами. Другие биоредуценты преобразуют мертвые ткани в минеральные вещества, чьи химические соединения доступны для усвоения зелеными растениями. Бактерии, по-видимому, играют главную роль в разложении мягких тканей животных, а грибы важнее для разрушения древесины. При этом различные части растений и животных разрушаются с неодинаковой скоростью.

В результате использования разными видами организмов разлагающихся тканей растений и животных возникает своеобразная трофическая система - «детритный тип» потока энергии, в котором происходит накопление и разложение мертвого вещества. Детритные цепи питания весьма широко распространены в биосфере. Обычно они функционируют бок о бок с цепями питания «пастбищного типа», начинающимися с зеленых растений и фитофагов. Тем не менее и в этих случаях в биоценозе преобладает тот или иной из упомянутых типов, в частности им может быть детритный. Так, по некоторым подсчетам, в биотическом сообществе морского мелководья лишь около 30% всей энергии проходит через детритные цепи, тогда как в экосистеме леса со значительной фитомассой и сравнительно небольшой зоомассой через этого рода цепи проходит до 90% потока энергии. В некоторых специфических экосистемах (например, в глубинах океана и под землей), где из-за отсутствия света существование хлорофиллоносных растений невозможно, вообще все цепи питания начинаются с потребителей детрита.

В большинстве детритных пищевых цепей наблюдается хорошо взаимно согласованное функционирование обеих групп сапротрофов; животные-сапрофаги своей деятельностью, направленной на расчленение мертвых растений и животных, создают условия для интенсивной «работы» сапрофитов - бактерий, грибов и тр.

В этом сложном, взаимосвязанном процессе надо специально подчеркнуть важную роль животных, тем более что она явно недооценивалась многими учеными, которые ограничивались соответствующими подсчетами, касающимися только дождевых червей и некоторых других беспозвоночных. Между тем результаты последних исследований продемонстрировали весьма существенное значение для образования и разложения детрита деятельности млекопитающих, в частности мышевидных грызунов. В колониях обыкновенных полевок (рис. 124) в Центрально-Черноземном заповеднике остатки огрызенных трав сохнут и минерализуются быстрее, чем растения, постепенно отмирающие на корню. Полевки удобряют почву своими трупами и выделениями и тем способствуют развитию микроорганизмов. Их экскременты почти целиком минерализуются в течение, первых двух лет. В колониях полевок возникает особый микроклимат, что сказывается на интенсивности биотических процессов и скорости абиогенной минерализации растительного опада, что особенно ощутимо в степных биогеоценозах, поскольку там деструкционные процессы контролируются главным образом климатическими факторами. В конечном счете, деятельность полевок приводит к резкому нарушению баланса накопления и минерализации опада, так что в течение лета и осени разрушение мертвых остатков преобладает над их накоплением.

Рис. 124. Обыкновенная полевка. Фото

Чрезвычайно важным проявлением воздействия сапротрофов-биоредуцентов на органические остатки надо признать те процессы, которые происходят в почве и влекут за собой ее обогащение питательными веществами.

Превращающие органические вещества отмерших организмов в неорганические, обеспечивая круговорот веществ в природе. Термин используется для противопоставления понятию «паразитическое существование бактерий» (см. паразитизм). Для обозначения типа питания бактерий чаще используют термин «гетеротрофные бактерии».

(Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.)

Смотреть что такое "бактерии сапротрофные" в других словарях:

Сообщества микроорганизмов чёрных курильщиков являются хемотрофами и являются основными продуцентами на дне океанов Хемотрофы организмы, получающие энергию в результате окислительно восстановительных реакций, окисляя химические соединения,… … Википедия

Сообщества микроорганизмов чёрных курильщиков являются хемотрофами и основными продуцентами на дне океанов Хемотрофы организмы, получающие энерг … Википедия

- (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические и простейшие органические соединения. От животных детритофагов редуценты… … Википедия

Пищевая цепь Продуценты Консументы Редуценты Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения. От… … Википедия

Пищевая цепь Продуценты Консументы Редуценты Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения. От… … Википедия

Пищевая цепь Продуценты Консументы Редуценты Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения. От… … Википедия

Пищевая цепь Продуценты Консументы Редуценты Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения. От… … Википедия

- (Enterobacteriaceae) – семейство бактерий. Палочки, подвижные и неподвижные, грамотрицательные, аэробы и факультативные анаэробы, гетеротрофы, спор не образуют. Различаются по ферментативной активности, серологически, по чувствительности к… … Словарь микробиологии

Бактерии присутствуют везде: в воде, воздухе, почве, в горной местности и даже горячих гейзерах. В качестве своего места обитания могут выбрать растения, животных и даже человека. Бактерии имеют очень маленький размер и различные формы, благодаря чему могут проникать даже в самые труднодоступные места, являются стойкими к воздействию температур и другим неблагоприятным условиям существования. По способу питания бывают автотрофными и гетеротрофными. Последние, в свою очередь, делятся на сапоротрофов (сапрофиты) и симбионтов. Рассмотрим подробнее бактерий сапрофитов.

Основные свойства сапрофитов

Сапротрофы являются гетеротрофными организмами, которые в качестве питательных веществ используют продукты жизнедеятельности, разложения, гниения других живых организмов. Процесс поглощения пищи происходит за счет выделения на потребляемый продукт специального фермента, который его расщепляет.

Питание - это процесс накопления энергии и питательных веществ. Для нормального существования бактериям необходим ряд питательных веществ, таких как:

• азот (в виде аминокислот);
• белки;
• углеводы;
• витамины;
• нуклеотиды;
• пептиды.

В лабораторных условиях для размножения сапрофитов в качестве питательных сред используют автолизат из дрожжей, сыворотку из молока, мясные гидролизаты, некоторые растительные экстракты.

Показательным процессом наличия в продуктах сапрофитов является образование гнили. Опасность составляют продукты жизнедеятельности этих микроорганизмов, так как являются достаточно токсичными. Сапрофиты являются своего рода санитарами в окружающей среде.

Основные представители сапрофитов:

1. Синегнойная палочка (Pseudomonas);
2. Кишечные палочки (Proteus, Escherichia);
3. Morganella;
4. Klebsiella;
5. Bacillus;
6. Клостридии (Clostridium);
7. некоторые виды грибов (Реnicilum и др.)

Физиологические процессы бактерий сапротрофов

Среди этих микроорганизмов можно выделить:

Мнение врача... »

• анаэробов (кишечная палочка, она может жить в кислородосодержащей среде, но все процессы жизнедеятельности проходят без участия кислорода);
• аэробов (гнилостные бактерии, которые задействуют кислород в процессах своей жизнедеятельности);
• спорообразующие бактерии (род Клостридии);
• неспорообразующие микроорганизмы (кишечная палочка Escherichia coli и синегнойная палочка Pseudomonas aeruginosa).

Практически все разнообразие сапрофитов в результате своей жизнедеятельности производит различные трупные яды, сероводород, циклические ароматические соединения (например, индол). Наиболее опасными для человека являются сероводород, тиол и диметилсульфоксид, которые могут привести к сильным отравлениям и даже смерти.

Сапротрофы берут участь в процессе гниения.

Поскольку по своей природе эти виды достаточно сложно отличить, то возникла следующая классификация:

Факультативные сапрофиты

Роль сапротрофов в жизни человека

Этот вид бактерий играет очень весомую роль в круговороте природы. В то же время предметом для их питания служат вещи, которые в той или иной мере важны для человека.

Сапротрофы играют очень большую роль в переработке органических остатков. Так как любой организм в конце своего жизненного пути погибает, питательная среда для этих микроорганизмов будет существовать непрерывно. Сапрофиты вырабатывают в виде продуктов своей жизнедеятельности множество составляющих веществ, необходимых для питания других организмов (процессы брожения, преобразования в природе серы, азота, фосфорных соединений и т.д.).

Доцент, к.м.н - Дворниченко Виктория Владимировна: