Les bactéries saprophytes jouent un rôle important dans la nature. Composition et rôle des saprotrophes dans les biogéocénoses

Xylotrophes. La décomposition du bois est l'un des principaux maillons du cycle biologique des substances présentes dans la nature.

Selon le type de composés décomposables, les champignons sont divisés en deux groupes.

1. Les champignons n'utilisent qu'un complexe glucidique, en particulier la cellulose, et la lignine ne se décompose pas. Ce type de destruction (décomposition) est appelé pourriture brune ou destructrice. Le bois perd sa force et s'effrite en cubes séparés. Représentants : champignon de l'amadou bordé (Fomitopsis pinicola), champignon squameux de l'amadou (Polyporus squamosus), éponge du chêne (Daedalea quercina), etc.

2. Les champignons utilisent principalement de la lignine. Dans ce cas, le bois est divisé en fibres individuelles de couleur blanche. Cette pourriture est dite blanche ou corrosive. Représentants: agaric de miel d'automne (Armillaria mellea), véritable champignon amadou (Fomes fomentarius), champignon amadou plat (Ganoderma applanatum), pleurote (Pleurotus).

La plus grande quantité de bois est nécessaire aux champignons pendant la période de formation des spores. En moyenne, pour la formation d'une fructification d'un champignon, il faut autant d'azote que celui contenu dans 6 kg de bois. Pour la formation de spores par une fructification du champignon plat de l'amadou, 35 kg de bois sont nécessaires pendant la saison. Les besoins d'un vrai champignon amadou sont encore plus grands. Pour la formation de spores par une fructification en 20 jours, 41 kg de bois sont nécessaires. Parallèlement à la décomposition du bois, un autre processus important se produit - la formation du sol, car les composés huminopodes de couleur foncée s'accumulent dans les hyphes des champignons à la suite de la décomposition de la lignine.

La décomposition du bois se produit par étapes, la destruction des substances - progressivement, et certaines espèces sont remplacées par d'autres (successions). Selon le schéma de S. A. Vaksman, ce processus peut être représenté par les étapes suivantes.

1. Les groupes de zygomycètes à croissance rapide, ainsi que les bactéries, utilisent des composés de bois solubles dans l'eau.

2. Il y a une utilisation de polysaccharides, tels que l'amidon, l'hémicellulose, les champignons marsupiaux et anamorphiques.

3. Décomposition de la lignine par des champignons lignivores. D'abord, les basidiomycètes aphyllophoroïdes (en particulier l'amadou) se déposent, puis les basidiomycètes agaricoïdes et les gastéromycètes, qui achèvent la décomposition du bois.

Saprotrophes de la litière. Le nom lui-même parle de l'emplacement et de la signification fonctionnelle des champignons de ce groupe écologique. La décomposition de la litière est un processus très important dans la vie des écosystèmes. On sait que la litière dans les forêts est composée à 25-60% de feuilles et d'aiguilles, qui diffèrent des résidus d'arbres par leur composition chimique. Presque tous les groupes taxonomiques de champignons participent à la décomposition de la litière, mais les ascomycètes, les zygomycètes et les champignons anamorphiques prédominent. Les champignons anamorphiques pigmentés sont d'un grand intérêt. Parfois, ils sont 70 ... 90 et même 100 %. Parmi les macromycètes, les champignons du genre negniuchnik (Marasmius), mycena (Mycena), collibia (Collybia), bavard (Clitocybe), star de la terre (Geastrum) sont communs. Le mycélium des saprotrophes de la litière résiste à de fortes fluctuations de température et d'humidité.

Les processus intervenant lors de la décomposition de la litière :

minéralisation des composés azotés. Ce processus implique des bactéries - des ammonifiants et des champignons des genres Mucor, Aspergillus, Trichoderma. La dégradation des protéines a lieu. Le résultat principal est la conversion de l'azote combiné en ammoniac libre : N-NH 3 ;
la décomposition des composés carbonés en CO 2 et H 2 O est également réalisée par certains groupes de bactéries et de champignons.

Saprotrophes humiques. Les saprotrophes humiques forment un groupe d'espèces impliquées dans la décomposition de l'humus du sol. Leur mycélium est situé dans la couche inférieure de la litière forestière et dans l'horizon supérieur du sol, mais ils peuvent pousser dans des zones complètement nues et sans litière. Ce sont principalement des basidiomycètes agaricoïdes et des gastéromycètes. Ces champignons se trouvent dans des espaces ouverts, par exemple un grand champignon parapluie (Macrolepiota procera), un champignon parapluie rougissant (Chlorophyllum rhacodes), des champignons (Agaricus), des étoiles terrestres (Geastrum), des imperméables (Lycoperdon).

Carbotrophes. Les carbotrophes s'installent sur de vieux feux de joie, des incendies, occupent des habitats pyrogènes. D'une part, ils peuvent être considérés comme le résultat d'une adaptation biochimique aux habitats pyrogènes. D'autre part, c'est un départ des concurrents vers une niche écologique qui leur est inaccessible. Le substrat est un mélange de particules de sol minéral avec des résidus de bois carbonisés. Ce milieu nutritif contient du carbone pur avec un petit mélange (2...3%) d'hydrates de carbone polymères.

Il y a une nette colonisation du substrat. Deux semaines plus tard, des espèces thermophiles d'ascomycètes apparaissent, telles que sordaria (Sordaria), pyronema (Pyronema), puis des espèces à activité antagoniste, telles que des espèces du genre Peziza.
Dans les dernières étapes de la destruction du substrat de charbon, les flocons de charbon (Pholiota carbonaria), la mixomfalia de cendres (Myxomphalia), la psatyrella pennée (Psathyrella pennata) se développent. À ce stade, le microbiote du sol est généralement restauré. Ainsi, les carbotrophes sont un groupe spécifique de champignons, visant fonctionnellement à préparer le substrat pour sa colonisation ultérieure par des plantes supérieures.

Coprotrophes. Les coprotrophes utilisent des substances organiques présentes dans les excréments d'animaux (kopros - fumier). Le substrat est riche en matière organique. Pour eux, cette source de nourriture est la seule et détermine donc leur répartition dans la nature. Les coprotrophes sont plus fréquents sur le fumier de bétail que sur les excréments d'animaux sauvages. Cela a déterminé leur confinement dans les colonies.

Les champignons qui se déposent sur le fumier ont des caractéristiques spécifiques. Tout d'abord, les spores fongiques doivent résister aux températures élevées et aux effets du système digestif des animaux. Fondamentalement, les coprotrophes comprennent les champignons de la famille des Mucoraceae (Mucor, Pilobolus), ainsi que les champignons macroscopiques - bousier (Coprinus), panaeolus (Panaeolus). Vivre sur un substrat spécifique a conduit à des caractéristiques intéressantes qui contribuent à la propagation des spores :

les spores sont éjectées avec force des fructifications (bousier) ou du sporangiophore (pilobolus) ;
la masse de spores est retirée au-dessus du substrat (mukor);
les spores ou fructifications ont des appendices et sont portées par les animaux et les oiseaux (chaetomium, lophotrichum).

Mycotrophes. La décomposition et la minéralisation des résidus fongiques dans la nature sont réalisées par des champignons - mycotrophes, à la fois micromycètes et macromycètes. Les mycotrophes sont omniprésents, dans différentes zones climatiques. Assez rarement dans les forêts, sur les fructifications des champignons russula, les champignons à capuchon poussent au deuxième étage, par exemple Asterophora lycoperdoides (Asterophora lycoperdoides).

Conclusion. À en juger par les caractéristiques des groupes écologiques de champignons, ils se sont adaptés à la vie dans toutes les communautés, sont en relation étroite avec d'autres organismes et participent activement au processus de formation du sol, ainsi qu'au cycle du carbone, de l'azote et phosphore dans la nature.

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Les réducteurs (également destructeurs, saprotrophes, saprophytes, saprophages) sont des micro-organismes (bactéries et champignons) qui détruisent les restes morts d'êtres vivants, les transformant en composés inorganiques et en composés organiques les plus simples.
Les réducteurs diffèrent des détritophages (animaux et protistes) principalement en ce qu'ils ne laissent pas de résidus solides non digérés (excréments). En écologie, les animaux détritivores sont traditionnellement appelés consommateurs (voir, par exemple, Bigon, Harper, Townsend, 1989). Parallèlement, tous les organismes émettent du gaz carbonique et de l'eau, et souvent d'autres molécules inorganiques (ammoniac) ou organiques simples (urée), et participent ainsi à la destruction (destruction) de la matière organique.
r />Rôle écologique des décomposeurs
Les réducteurs restituent les sels minéraux au sol et à l'eau, les mettant à disposition des producteurs autotrophes, et fermant ainsi le cycle biotique. Par conséquent, les écosystèmes ne peuvent pas se passer de décomposeurs (contrairement aux consommateurs, qui étaient probablement absents des écosystèmes au cours des 2 premiers milliards d'années d'évolution, lorsque les écosystèmes n'étaient constitués que de procaryotes).
Facteurs abiotiques et biotiques de la régulation des écosystèmes
Les recherches de NI Bazilevich et al (1993) ont établi que dans les écosystèmes terrestres, il existe deux groupes de facteurs qui régulent les processus destructeurs qui jouent un rôle très important dans le cycle biologique.
Tout d'abord, ce sont des facteurs abiotiques - lessivage des composés solubles, oxydation photochimique de la matière organique et réactions de sa destruction mécanique dues au gel - dégel.
Ces facteurs se manifestent le plus dans les niveaux aériens des écosystèmes et les facteurs biotiques - dans le sol. Les facteurs abiotiques de destruction sont typiques des paysages arides et semi-arides (déserts, steppes, savanes), ainsi que des hautes terres continentales et des paysages polaires.
Les facteurs biotiques de destruction sont principalement les organismes saprotrophes (invertébrés et vertébrés, micro-organismes) qui peuplent le sol et la litière, et le facteur prédominant dans les paysages terrestres est principalement la microflore du sol.

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Comme nous l'avons noté, avec les plantes et les animaux, grâce auxquels la production primaire et, par conséquent, secondaire est créée, un rôle extrêmement important dans la biogéocénose et le cycle biologique appartient à une variété d'organismes appartenant au nombre de saprotrophes. Ils se nourrissent de détritus, c'est-à-dire de produits de décomposition d'organismes morts, et assurent la minéralisation de ces substances. Outre la destruction biologique, les organismes saprotrophes sont également impliqués dans d'autres processus vitaux pour les plantes, les animaux et la biogéocénose dans son ensemble.

Les saprotrophes comprennent principalement une variété de micro-organismes, principalement des champignons (y compris des moisissures), des bactéries hétérotrophes sporulées et non sporulées, des actinomycètes, des algues et des protozoaires du sol (amibes, ciliés, flagellés incolores). Dans de nombreux écosystèmes, les bioréducteurs parmi les animaux saprophages sont particulièrement importants, non seulement les microscopiques mentionnés, mais aussi les macroscopiques (par exemple, les vers de terre).

Il ne faut pas oublier non plus que l'activité vitale d'un certain nombre de vertébrés est d'une importance considérable pour la décomposition de la matière organique morte, bien qu'ils n'appartiennent nullement aux saprophages. Ainsi, la réduction biologique implique non seulement des groupes individuels d'organismes, mais leur ensemble entier, ou, comme on l'appelle, "biote".

Enfin, il ne faut pas oublier que le processus de décomposition et de minéralisation, bien que de nature biogénique, dépend également des conditions abiotiques, puisque ces dernières créent un environnement pour l'activité des organismes décomposeurs.

Les saprophytes sont principalement concentrés dans le sol. Le nombre de micro-organismes qui y vivent est extrêmement important. Dans 1 g de sol podzolique de la région de Moscou, il y a 1,2 à 1,5 million de spécimens. bactéries et dans la zone de la rhizosphère, c'est-à-dire la zone racinaire des plantes - jusqu'à 1 milliard d'ind. Le nombre de champignons et d'actinomycètes se compte en centaines de milliers et en millions d'individus. La biomasse de champignons, d'actinomycètes et d'algues dans l'horizon superficiel du sol peut atteindre 2-3 t/ha, et la biomasse de bactéries - 5-7 t/ha. Ces chiffres parlent d'eux-mêmes.

Le nombre d'animaux saprophages est bien sûr incomparablement inférieur à celui des micro-organismes, mais il est aussi très impressionnant, surtout en comparaison avec le zoomasse total. Par exemple, dans la forêt de chênes de steppe forestière et la steppe de prairie de la région de Koursk, les saprophages représentent respectivement 94,6% et 93,0% de la biomasse totale de la population animale des biogéocénoses mentionnées (tableau 9). Parmi eux, les invertébrés du sol prédominent absolument, et tout d'abord les vers de terre, qui représentent 80 à 90% du zooasse total et environ 94% de la biomasse des habitants du sol.

Selon la juste conclusion des experts, les animaux saprophages jouent un rôle très important dans le fonctionnement du bloc écosystémique « plante-sol ».

En participant à la minéralisation de la litière végétale, les saprophages contribuent à l'implication de divers composés organiques et éléments chimiques dans le cycle biologique, ce qui assure le cycle suivant de production de matière organique.

Le rôle biocénotique de ce groupe d'animaux ne se limite pas à la fonction de bioréducteurs. Ils, en particulier les vers de terre, sont d'une grande importance pour la formation et la transformation des sols et, enfin, ils représentent une ressource alimentaire importante pour de nombreux animaux vertébrés - taupes, musaraignes, sangliers, blaireaux, bécasses, grives et autres animaux et oiseaux. Se nourrissant de vers de terre et d'autres invertébrés du sol, ils remuent le sol forestier, creusent le sol et contribuent ainsi à la destruction mécanique de la litière végétale et à sa minéralisation ultérieure.

Pour ce processus, la grande quantité d'excréments émis par tous les animaux n'est pas sans importance. Ici, la question ne se limite pas à l'enrichissement du sol en substances organiques. Il est très important que les excréments deviennent un substrat pour le développement d'une énorme masse de micro-organismes et de petits bioréducteurs d'arthropodes, qui, à leur tour, vomissent également beaucoup d'excréments. On connaît des sols entièrement constitués d'excréments de mille-pattes Glomeris, caractérisés par une voracité extraordinaire. On a estimé que l'un des mille-pattes (le tubercule bagué) dans les prés mange toute la masse végétale en décomposition que les plantes forment ici chaque année.

Le nombre de bactéries augmente surtout dans la rhizosphère. Il dépasse le nombre de microbes dans le sol environnant des centaines voire des milliers de fois. Le nombre de bactéries et leur composition spécifique varient fortement selon les espèces végétales et la chimie de leurs sécrétions racinaires, sans oublier les conditions pédologiques et climatiques.

La spécificité chimique des sécrétions racinaires des végétaux supérieurs détermine les liens qui existent entre certaines espèces végétales et des champignons mycorhizateurs, comme le cèpe, qui forme des mycorhizes sur les racines de bouleau, ou le cèpe, qui est organiquement associé au tremble. Les champignons mycorhiziens sont extrêmement utiles pour les plantes supérieures, car ils leur fournissent de l'azote, des substances minérales et organiques. Un rôle positif très important dans la vie des plantes supérieures est joué par les bactéries fixatrices d'azote libres et nodulaires, qui lient l'azote atmosphérique et le rendent disponible pour les plantes supérieures. Dans le même temps, la composition de la microflore du sol contient de nombreuses espèces nuisibles qui produisent des substances toxiques qui inhibent la croissance et le développement des plantes.

Aucune des espèces de saprotrophes n'est capable de décomposer complètement un cadavre. Mais dans la nature, il existe un grand nombre d'espèces de micro-organismes réducteurs. Leur rôle dans le processus de décomposition est différent et, dans de nombreuses communautés terrestres, ils se remplacent fonctionnellement jusqu'à ce que la minéralisation complète de la substance organique morte se produise. Ainsi, dans la décomposition des résidus végétaux, les moisissures et les bactéries non sporulées → bactéries sporulées → myxobactéries cellulosiques → actinomycètes sont séquentiellement impliquées. Parmi eux, certains micro-organismes décomposent constamment les créatures mortes au niveau de substances organiques de faible poids moléculaire, qu'ils utilisent eux-mêmes, étant des saprophytes. D'autres bioréducteurs convertissent les tissus morts en minéraux dont les composés chimiques sont disponibles pour être absorbés par les plantes vertes. Les bactéries semblent jouer un rôle majeur dans la décomposition des tissus mous des animaux, tandis que les champignons sont plus importants dans la destruction du bois. Dans le même temps, diverses parties de plantes et d'animaux sont détruites à des rythmes différents.

À la suite de l'utilisation de tissus en décomposition de plantes et d'animaux par différents types d'organismes, une sorte de système trophique apparaît - un «type détritique» de flux d'énergie, dans lequel la matière morte s'accumule et se décompose. Les chaînes alimentaires détritiques sont très répandues dans la biosphère. Ils fonctionnent généralement côte à côte avec des chaînes alimentaires "de type pâturage" commençant par les plantes vertes et les phytophages. Néanmoins, dans ces cas, l'un ou l'autre des types mentionnés prédomine dans la biocénose, en particulier, elle peut être détritique. Ainsi, selon certaines estimations, dans la communauté biotique des eaux peu profondes marines, seulement environ 30% de toute l'énergie passe par les chaînes détritiques, alors que dans un écosystème forestier avec une phytomasse importante et une zoomasse relativement faible, jusqu'à 90% du flux d'énergie passe par ce genre de chaînes. Dans certains écosystèmes spécifiques (par exemple, dans les profondeurs de l'océan et sous terre), où, en raison du manque de lumière, l'existence de plantes chlorophylliennes est impossible, en général, toutes les chaînes alimentaires commencent par des consommateurs de détritus.

Dans la plupart des chaînes alimentaires détritiques, il existe un fonctionnement bien coordonné des deux groupes de saprotrophes ; les animaux saprophages, par leur activité visant à démembrer les plantes et animaux morts, créent les conditions d'un "travail" intensif des saprophytes - bactéries, champignons, etc.

Dans ce processus complexe et interdépendant, le rôle important des animaux doit être particulièrement souligné, d'autant plus qu'il a été clairement sous-estimé par de nombreux scientifiques, qui se sont limités aux calculs correspondants concernant uniquement les vers de terre et quelques autres invertébrés. Parallèlement, les résultats d'études récentes ont mis en évidence une importance très significative pour la formation et la décomposition des détritus de l'activité des mammifères, en particulier des rongeurs murins. Dans les colonies de campagnols communs (Fig. 124) de la réserve centrale de Chernozem, les restes d'herbes rongées sèchent et se minéralisent plus rapidement que les plantes qui meurent progressivement sur la vigne. Les campagnols fertilisent le sol avec leurs cadavres et leurs sécrétions et contribuent ainsi au développement des micro-organismes. Leurs excréments sont presque complètement minéralisés pendant les deux premières années. Un microclimat particulier apparaît dans les colonies de campagnols, ce qui affecte l'intensité des processus biotiques et le taux de minéralisation abiogénique de la litière végétale, ce qui est particulièrement visible dans les biogéocénoses steppiques, car les processus de destruction y sont principalement contrôlés par des facteurs climatiques. En définitive, l'activité des campagnols entraîne un fort déséquilibre dans l'accumulation et la minéralisation des litières, de sorte qu'en été et en automne, la destruction des restes morts l'emporte sur leur accumulation.

Riz. 124. Campagnol commun. Photo

Une manifestation extrêmement importante de l'impact des bioréducteurs saprotrophes sur les résidus organiques doit être reconnue comme les processus qui se produisent dans le sol et entraînent son enrichissement en nutriments.

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Saprotrophes (réducteurs, saprophytes)- les organismes qui reçoivent les substances nécessaires à la vie en détruisant les restes de plantes et d'animaux morts, tombent en décomposition, absorbant les composés organiques solubles.
Étant donné que les saprotrophes ne peuvent pas produire seuls les composés dont ils ont besoin, ils sont considérés comme un type d'hétérotrophe. Ils comprennent de nombreux champignons (les autres sont des symbiotes parasites, mutualistes ou commensalistes), des bactéries et des protozoaires. Les animaux qui se nourrissent de charognes et d'excréments, tels que les coléoptères des engrais, les vautours, les vers, les cloportes, les écrevisses, les poissons-chats et les vautours, et certaines plantes inhabituelles qui ne font pas de photosynthèse sont aussi parfois appelés saprotrophes, mais ils sont plus correctement appelés saprophages.
Saprophyte est un ancien synonyme du terme saprotrophes, qui est maintenant considéré comme obsolète. Suffixe -phyte signifie «plante» et fait référence à embryophyte («plantes supérieures»), cependant, il n'y a pas d'organismes véritablement saprophytes parmi les embryophytes, et les champignons et les bactéries ne sont plus hébergés dans le règne végétal. Les plantes que l'on pensait être des saprophytes, telles que les orchidées non photosynthétiques et les monotropes, sont maintenant connues pour être des parasites sur d'autres plantes. Ils sont appelés myco-hétérotrophes car les champignons mycorhizes relient la plante parasite à la plante hôte.
Certains organismes saprotrophes sont des charognards utiles, dissolvant les résidus inutilisables en nutriments facilement absorbés par les plantes.

Ces formes se retrouvent partout dans les communautés terrestres, mais elles sont surtout nombreuses dans les couches supérieures du sol (y compris la litière). Le processus de décomposition des résidus végétaux, qui consomme une part importante de l'activité respiratoire de la communauté, dans de nombreux écosystèmes terrestres, est effectué par un certain nombre de micro-organismes fonctionnant de manière séquentielle (Kononova, 1961).[ ...]

Les saprotrophes sont des organismes hétérotrophes qui utilisent la matière organique des cadavres ou des excrétions (excréments) d'animaux comme nourriture. Ceux-ci comprennent les bactéries saprotrophes, les champignons, les plantes (saprophytes), les animaux (saprophages). Parmi eux se trouvent les détritophages (se nourrissent de détritus), les nécrophages (se nourrissent de cadavres d'animaux), les coprophages (se nourrissent d'excréments), etc.[ ...]

Parmi les saprotrophes, les bactéries et les champignons habitant le réservoir sont probablement également importants. Ils remplissent une fonction vitale, décomposant la matière organique et la restituant aux formes inorganiques, qui peuvent à nouveau être utilisées par les producteurs. Ils sont moins nombreux dans les zones limniques non contaminées. La distribution et l'activité des micro-organismes dans le milieu aquatique sont discutées au Chap. 19.[ ...]

Les principaux producteurs d'hormones environnementales sont apparemment les saprotrophes, mais il s'est avéré que les algues sécrètent également des substances qui affectent fortement la structure et le fonctionnement des communautés aquatiques. Les excrétions des feuilles et des racines des plantes supérieures, qui ont un effet inhibiteur, jouent également un rôle important dans le fonctionnement des communautés. K. Muller (S.N. Muller) et ses collaborateurs appellent ces sécrétions "substances alléloiatiques" (du grec. allelon - l'autre, pathos souffrant), ils ont montré que dans une interaction complexe avec les incendies, ces métabolites régulent le développement de la végétation désertique et fourrés chaparraux (Muller et al., 1968). Dans les climats secs, ces sécrétions ont tendance à s'accumuler et jouent donc un rôle plus important que dans les climats humides.[ ...]

Il pousse en grands groupes sur les troncs morts, les souches et les broussailles de feuillus tels que le tremble, le bouleau, le tilleul, le saule, le peuplier, l'orme, le chêne, etc. Les fructifications peuvent apparaître du printemps (d'où le nom du champignon) jusqu'à la fin de l'automne. Dans un certain nombre de pays européens, en Amérique du Nord, ainsi qu'en Russie, les pleurotes sont élevés en culture à partir de mycélium cultivé dans des conditions de laboratoire.[ ...]

Les coprophages sont des organismes qui se nourrissent d'excréments, principalement de mammifères.[ ...]

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Les biotrophes sont des organismes hétérotrophes qui utilisent d'autres organismes vivants comme nourriture. Ceux-ci comprennent les zoophages et les phytophages.[ ...]

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Cette famille réunit un petit groupe de champignons helocium, caractérisés par des fructifications relativement grandes en forme de massue ou spatulées. À de rares exceptions près, ce sont presque toujours des saprotrophes moulus ; leurs fructifications peuvent atteindre 10 cm de hauteur et 2 cm de diamètre. Les fructifications des Geoglossaceae ont une tige bien développée et, dans leur structure, ce sont des apothécies modifiées, dans lesquelles le disque convexe s'est transformé en une partie supérieure allongée du corps fructifère et l'hyménine recouvre la surface externe du capuchon ainsi formé. (fig. 112).[ ...]

Les biocénoses peuvent être considérées comme des systèmes naturels de deux groupes d'organismes interdépendants - les autotrophes et les hétérotrophes. Les hétérotrophes ne peuvent pas exister sans autotrophes, car ils en tirent de l'énergie. Cependant, les autotrophes ne peuvent exister en l'absence d'hétérotrophes, plus précisément en l'absence de saprotrophes - des organismes qui utilisent l'énergie des organes végétaux morts, ainsi que l'énergie contenue dans les excréments et les cadavres d'animaux. Du fait de l'activité vitale des saprotrophes, la matière organique dite morte est minéralisée. La minéralisation résulte principalement de l'activité des bactéries, des champignons et des actinomycètes. Cependant, le rôle des animaux dans ce processus est également très important. En écrasant les résidus végétaux, en les mangeant et en les excrétant sous forme d'excréments, et en créant également des conditions plus favorables dans le sol pour l'activité des micro-organismes saprotrophes, ils accélèrent le processus de minéralisation des organes végétaux morts. Sans ce processus, conduisant à l'entrée des formes disponibles de nutrition minérale dans le sol, les plantes autotrophes utiliseraient rapidement les réserves disponibles des formes disponibles de macro et microéléments et ne pourraient pas vivre ; les biogéocénoses se transformeraient en cimetières débordant de cadavres de plantes et d'animaux.[ ...]

Les consommateurs (consommer - consommer), ou organismes hétérotrophes (hétéros - autre, trophe - nourriture), réalisent le processus de décomposition de la matière organique. Ces organismes utilisent la matière organique comme source de nutriments et d'énergie. Les organismes hétérotrophes sont divisés en phagotrophes (phaqos - dévorant) et en saprotrophes (sapros - pourris).[ ...]

La fonction principale du processus de décomposition a toujours été considérée comme la minéralisation des substances organiques, à la suite de laquelle les plantes reçoivent une nutrition minérale, mais récemment une autre fonction a été attribuée à ce processus, qui commence à attirer de plus en plus l'attention des écologistes. Outre le fait que les saprotrophes servent de nourriture à d'autres animaux, les substances organiques libérées dans l'environnement lors de la décomposition peuvent grandement affecter la croissance d'autres organismes de l'écosystème. Julian Huxley en 1935 a proposé le terme "hormones diffusibles externes" pour les produits chimiques qui ont un effet corrélatif sur le système à travers l'environnement externe. Lucas (Lucas, 1947) a inventé le terme « ectocrine » (certains auteurs préfèrent les appeler « exocrines »). Exprime bien le sens du concept et le terme "hormones environnementales" (hormones environnementales), mais le plus souvent le terme "métabolites secondaires" est utilisé pour désigner des substances sécrétées par une espèce et affectant les autres. Ces substances peuvent être des inhibiteurs, comme l'antibiotique pénicilline (produit par le champignon), ou des stimulants, comme diverses vitamines et autres substances de croissance, comme la thiamine, la vitamine B¡2, la biotine, l'histidine, l'uracile et autres ; la structure chimique de nombre de ces substances n'a pas encore été élucidée.[ ...]

La classification des formes de vie est entravée par la diversité et la complexité des facteurs qui ont déterminé leur formation. Par conséquent, la construction d'un "système" de formes de vie dépend principalement des problèmes environnementaux que ce système doit "mettre en évidence". Avec le même droit, il est possible de construire une classification des formes de vie selon leur habitat dans différents milieux (organismes aquatiques - terrestres - habitants du sol), selon les types de mouvement (flotter-courir-grimper-voler, etc. .), selon la nature de la nutrition et d'autres caractéristiques.[ .. .]

Les produits de décomposition les plus stables sont les substances humiques (humus) qui, comme déjà souligné, sont une composante essentielle des écosystèmes. Il convient de distinguer trois stades de décomposition : 1) broyage des détritus par action physique et biologique ; 2) formation relativement rapide d'humus et libération de substances organiques solubles par les saprotrophes ; 3) minéralisation lente de l'humus. La lenteur de la décomposition de l'humus est l'un des facteurs qui déterminent le retard de décomposition par rapport à la production et à l'accumulation d'oxygène ; l'importance des deux derniers processus a déjà été mentionnée. L'humus se présente généralement sous la forme d'une substance sombre, souvent brun jaunâtre, amorphe ou colloïdale. Selon M. M. Kononova (1961), les propriétés physiques et la structure chimique de l'humus diffèrent peu dans les écosystèmes géographiquement éloignés ou biologiquement différents. Cependant, il est très difficile de caractériser les substances chimiques de l'humus, ce qui n'est pas surprenant compte tenu de la grande variété de substances organiques dont il est issu. En général, les substances humiques sont des produits de condensation de composés aromatiques (phénols) avec des produits de dégradation de protéines et de polysaccharides. Un modèle de la structure moléculaire de l'humus est présenté à la page 475. Il s'agit d'un cycle benzénique de phénol avec des chaînes latérales ; cette structure détermine la résistance des substances humiques à la décomposition microbienne. Le clivage des composés nécessite évidemment des enzymes spéciales du type désoxygénase (Gibson, 1968), qui sont souvent absentes dans le sol ordinaire et les saprotrophes aquatiques. Ironiquement, de nombreux produits toxiques que l'homme introduit dans l'environnement - herbicides, pesticides, eaux usées industrielles - sont des dérivés du benzène et présentent un grave danger en raison de leur résistance à la décomposition.[ ...]

Le métabolisme du système est réalisé grâce à l'énergie solaire, et l'intensité du métabolisme et la stabilité relative du système d'étang dépendent de l'intensité de l'apport de substances avec les précipitations atmosphériques et le ruissellement du bassin versant.[ ...]

Le produit de décomposition le plus stable est l'humus, ou les substances humiques, qui, comme déjà mentionné, est un composant essentiel de tous les écosystèmes. Il convient de distinguer trois étapes de décomposition : 1) broyage des détritus sous l'effet d'influences physiques et biologiques, accompagné de la libération de matière organique dissoute ; 2) formation relativement rapide d'humus et libération d'une quantité supplémentaire de substances organiques solubles par les saprotrophes : 3) minéralisation plus lente de l'humus.[ ...]

En comparant les écosystèmes terrestres et aquatiques dans la section précédente, nous avons souligné que, le phytoplancton étant plus « comestible » que les plantes terrestres, les macroconsommateurs jouent probablement un rôle plus important dans les processus de décomposition des écosystèmes aquatiques (pour plus de détails, voir le chapitre 4 ). Enfin, il a été suggéré depuis de nombreuses années que les invertébrés sont utiles dans les systèmes de traitement des eaux usées (voir l'étude de Hawkes, 1963). Cependant, il existe peu d'études sérieuses sur la relation entre les phagotrophes et les saprotrophes dans les processus de purification, puisque, selon l'opinion généralement admise, seules les bactéries jouent un rôle ici.[ ...]

Le terme «détritus» (produit de décomposition; du latin deterere - s'user) est emprunté à la géologie, où il est généralement appelé les produits de destruction des roches. Dans ce livre, "détritus", sauf indication contraire, fait référence à la matière organique impliquée dans le processus de décomposition. Le terme « détritus » semble être le plus commode des nombreux termes proposés pour désigner ce lien important entre le monde vivant et non vivant (Odum, de la Cruz, 1963). Rich et Wetzel (Rich et Wetzel, 1978) ont proposé d'inclure dans le concept de «détritus» cette substance inorganique dissoute qui est lavée ou extraite par les saprotrophes des tissus vivants et morts et a approximativement la même fonction que les détritus. Les chimistes de l'environnement utilisent des abréviations pour deux produits de décomposition qui diffèrent par leur état physique : MOS - matière organique en suspension et DOM - matière organique dissoute. Le rôle des VOM et des DOM dans les chaînes alimentaires est discuté au Chap. 3.[ ...]

Morphologiquement, ils sont moins spécialisés que biochimiquement, de sorte que leur rôle dans l'écosystème ne peut généralement pas être déterminé par des méthodes directes telles que l'observation visuelle ou le comptage. Les organismes, que nous appelons macroconsommateurs, obtiennent l'énergie nécessaire au processus de nutrition hétérotrophe en digérant la matière organique qu'ils absorbent sous forme de particules plus ou moins grosses. Ce sont des "animaux" au sens le plus large. Morphologiquement, ils sont généralement adaptés à la recherche active ou à la cueillette de nourriture, leurs formes supérieures ont des systèmes nerveux sensori-moteurs complexes bien développés, ainsi que des systèmes digestif, respiratoire et circulatoire. Les microconsommateurs, ou saprotrophes, étaient souvent appelés « destructeurs » (destroyers) dans le passé, mais des études d'il y a environ deux décennies ont montré que, dans certains écosystèmes, les animaux jouent un rôle plus important dans la décomposition de la matière organique que les bactéries ou les champignons (voir, par exemple, Johannes, 1968). Par conséquent, apparemment, il serait plus correct de ne définir aucun groupe d'organismes comme des "destructeurs", mais de considérer la décomposition comme un processus auquel participent l'ensemble du biote, ainsi que les processus abiotiques.[ ...]

La décomposition comprend à la fois des processus abiotiques et biotiques. Cependant, les plantes et les animaux généralement morts sont décomposés par des micro-organismes hétérotrophes et des saprophages. Cette décomposition est la manière dont les bactéries et les champignons obtiennent leur propre nourriture. La décomposition se produit donc en raison des transformations d'énergie dans et entre les organismes. Ce processus est absolument nécessaire à la vie, car sans lui, tous les nutriments seraient liés dans les cadavres et aucune nouvelle vie ne pourrait surgir. Dans les cellules bactériennes et le mycélium des champignons, il existe des ensembles d'enzymes nécessaires à la mise en œuvre de réactions chimiques spécifiques. Ces enzymes sont libérées dans la matière morte ; certains de ses produits de décomposition sont absorbés par les organismes en décomposition auxquels ils servent de nourriture, d'autres restent dans l'environnement ; de plus, certains produits sont excrétés par les cellules. Aucune espèce de saprotrophes ne peut effectuer la décomposition complète d'un cadavre. Cependant, la population hétérotrophe de la biosphère est constituée d'un grand nombre d'espèces qui, agissant ensemble, produisent une décomposition complète. Différentes parties de plantes et d'animaux sont détruites à des rythmes différents. Les graisses, les sucres et les protéines se décomposent rapidement, tandis que la cellulose végétale et la lignine, la chitine, les poils et les os des animaux sont détruits très lentement. Il convient de noter qu'environ 25% du poids sec des herbes se décompose en un mois, tandis que les 75% restants se décomposent plus lentement. Après 10 mois restait encore 40% de la masse originale d'herbes. Les restes des crabes avaient complètement disparu à cette époque.

Selon la juste conclusion des experts, les animaux saprophages jouent un rôle très important dans le fonctionnement du bloc écosystémique « plante-sol ».

Riz. 124. Campagnol commun. Photo

Transformer les substances organiques d'organismes morts en substances inorganiques, assurant la circulation des substances dans la nature. Le terme est utilisé pour contraster avec le concept de "l'existence parasitaire des bactéries" (voir. parasitisme). Pour désigner le type de nutrition des bactéries, le terme "bactéries hétérotrophes" est plus souvent utilisé.

(Source : « Microbiologie : glossaire des termes », Firsov N.N., M : Outarde, 2006)

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Les bactéries sont présentes partout : dans l'eau, l'air, le sol, les montagnes et même les geysers chauds. Ils peuvent choisir des plantes, des animaux et même des humains comme habitat. Les bactéries ont une très petite taille et des formes variées, grâce auxquelles elles peuvent pénétrer même dans les endroits les plus inaccessibles, résistent à la température et à d'autres conditions d'existence défavorables. Selon le mode de nutrition, ils sont autotrophes et hétérotrophes. Ces derniers, à leur tour, sont divisés en saprotrophes (saprophytes) et en symbiotes. Considérons plus en détail les bactéries saprophytes.

Les principales propriétés des saprophytes

Les saprotrophes sont des organismes hétérotrophes qui utilisent les produits de l'activité vitale, de la décomposition et de la décomposition d'autres organismes vivants comme nutriments. Le processus d'absorption des aliments se produit en raison de la libération d'une enzyme spéciale sur le produit consommé, qui le décompose.

La nutrition est le processus de stockage de l'énergie et des nutriments. Les bactéries ont besoin d'un certain nombre de nutriments pour se développer, tels que :

azote (sous forme d'acides aminés);
protéines;
les glucides;
vitamines;
nucléotides;
peptides.

Dans des conditions de laboratoire, pour la reproduction des saprophytes, l'autolysat de levure, le lactosérum de lait, les hydrolysats de viande et certains extraits de plantes sont utilisés comme milieux nutritifs.

Un processus indicatif de la présence de saprophytes dans les produits est la formation de pourriture. Le danger réside dans les déchets de ces micro-organismes, car ils sont assez toxiques. Les saprophytes sont une sorte d'infirmiers dans l'environnement.

Les principaux représentants des saprophytes :

Pseudomonas aeruginosa (Pseudomonas);
Escherichia coli (Proteus, Escherichia);
Morganelle;
Klebsiella;
bacille;
Clostridium (Clostridium);
certains types de champignons (Renicilum, etc.)

Processus physiologiques des bactéries saprotrophes

Ces micro-organismes comprennent :

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anaérobies (E. coli, il peut vivre dans un environnement contenant de l'oxygène, mais tous les processus vitaux se déroulent sans la participation de l'oxygène);
les aérobies (bactéries putréfactives qui utilisent l'oxygène dans leurs processus vitaux);
les bactéries sporulées (genre Clostridia);
micro-organismes non sporulés (Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa).

Presque toute la variété des saprophytes, en raison de leur activité vitale, produit divers poisons cadavériques, du sulfure d'hydrogène et des composés aromatiques cycliques (par exemple, l'indole). Les plus dangereux pour l'homme sont le sulfure d'hydrogène, le thiol et le diméthylsulfoxyde, qui peuvent entraîner de graves intoxications et même la mort.

Les saprotrophes participent au processus de décomposition.

Étant donné que, de par leur nature, ces espèces sont assez difficiles à distinguer, la classification suivante est apparue :

Saprophytes facultatifs

Rôle saprotrophes Dans la vie humaine

Ce type de bactérie joue un rôle très important dans le cycle de la nature. En même temps, des choses plus ou moins importantes pour une personne servent de sujet à sa nutrition.

Les saprotrophes jouent un rôle très important dans le traitement des résidus organiques. Étant donné que tout organisme meurt à la fin de son cycle de vie, le milieu nutritif pour ces micro-organismes existera en permanence. Les saprophytes produisent sous forme de produits de leur activité vitale de nombreuses substances constitutives nécessaires à la nutrition d'autres organismes (procédés de fermentation, transformations du soufre, de l'azote, des composés phosphorés dans la nature, etc.).

Professeur agrégé, candidat en sciences médicales - Dvornichenko Victoria Vladimirovna :

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