Место микроорганизмов в системе живого мира.

В настоящее время нет единства во взглядах на общую систему живого мира.

Согласно одной из точек зрения, попытки уложить все существующее разнообразие организмов в жесткую схему нецелесообразны, поскольку любые искусственные разграничения нарушают естественные связи между организмами. Следствие этого - тенденция наименьшего дробления органического мира, признание целесообразности выделения только двух царств: Plantae (растения) и Animalia (животные). Эта точка зрения акцентирует внимание на чертах сходства, соединяющих различные типы организмов, и на существовании переходов от одной группы организмов к другой в процессе эволюции.

В соответствии с противоположным представлением разделение всех живых форм на крупные таксоны (царства) наиболее полно отражает существующее многообразие типов жизни, подчеркивая эту сторону живого мира.

Согласно первой точке зрения, все микроорганизмы рассматриваются как примитивные растения или животные и соответственно входят в состав царств Plantae или Animalia. Согласно второй - микроорганизмы могут претендовать на уникальное место в иерархии живых форм, что впервые понял Э.Геккель.

Дальнейшее изучение геккелевских " первосуществ" выявило неоднородность этой группы. Тогда же стало ясно, что понятие " микроорганизм" не имеет таксономического смысла. Оно объединяет организмы по признаку их малых (как правило, видимых только с помощью соответствующих приборов) размеров и связанных с этим специфических методов изучения.

Данные о различии в строении клеток микроорганизмов, входящих в группу Protista, начали накапливаться с конца XIX в. Это повлекло за собой деление группы на высшие и низшие протисты. К высшим протистам стали относить микроскопических животных (простейших), микроскопические водоросли (кроме синезеленых) и микроскопические грибы (плесени, дрожжи), к низшим протистам - все бактерии и синезеленые водоросли (последние чаще называют теперь цианобактериями).

Деление на высшие и низшие протисты происходило в соответствии с двумя выявленными типами клеточной организации - эукариотной и прокариотной (термины были предложены в 30-х гг. XX в. протозоологом Э.Шаттоном (E.Chatton). Высшие протисты имеют эукариотное строение клеток, т.е. являются эукариотами, низшие протисты - прокариотное.

Обоснование того, что прокариотный и эукариотный типы клеточной организации являются наиболее существенной границей, разделяющей все клеточные формы жизни, связано с работами Р.Стейниера (R.Stanier, 1916-1982) и К. ван Ниля, относящимися к 60-м гг. XX в.

Не берясь судить о целесообразности деления живой природы на пять или шесть царств, можно с определенностью утверждать, что обособление прокариотных микроорганизмов в отдельное царство Prokaryotae правомерно, поскольку основано на принципиальных различиях в структуре прокариотных и эукариотных клеток, т.е. тех единиц, из которых построены все клеточные формы жизни.

16. Особенности микрофлоры воды и закономерности её распространения. Понятие о сапробности. Зоны сапробности. Значение микрофлоры воды.

Природные воды являются, как и почва, естественной средой обитания многих микроорганизмов, где они способны жить, размножаться, участвовать в процессах круговорота углерода, азота, серы, железа и других элементов. Численный и видовой состав микрофлоры природных вод разнообразен.

Состав микрофлоры подземных вод (артезианской, ключевой, грунтовой) зависит главным образом от глубины залегания водоносного слоя, его защищенности от попадания загрязнений извне. Артезианские воды, находящиеся на больших глубинах, содержат очень мало микроорганизмов. Подземные воды, добываемые через обычные колодцы из некоторых водоносных слоев, куда могут просачиваться поверхностные загрязнения, содержат обычно значительные количества бактерий, среди которых могут быть и болезнетворные. Чем ближе к поверхности расположены грунтовые воды, тем обильнее их микрофлора.

Поверхностные воды — воды открытых водоемов (рек, озер, водохранилищ и др.) — характеризуются большим разнообразием видов микрофлоры в зависимости от химического состава воды, характера использования водоема, заселенности прибрежных районов, времени года, метеорологических и других условий. Помимо постоянных обителей, в открытые водоемы попадает много микроорганизмов извне. Например, в реке, протекающей в районе крупных населенных пунктов или промышленных предприятий, вода может содержать сотни тысяч и миллионы бактерий в 1 см3, а выше этих пунктов — всего лишь сотни или тысячи бактерий в таком же объеме.

В воде прибрежной зоны водоемов, особенно стоячих, микроорганизмов больше, чем вдали от берега. Больше микроорганизмов содержится также в поверхностных слоях воды, но особенно много их в иле, главным образом в его верхнем слое, где образуется как бы пленка из бактерий, играющая большую роль в процессах превращения веществ в водоеме. Значительно возрастает число бактерий в открытых водоемах во время весеннего половодья или после обильных дождей, а также при сбрасывании хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. С различными органическими и минеральными загрязнениями сточных вод в водоемы попадают как сапрофитные, так и патогенные микроорганизмы.

Хотя вода и не является благоприятной средой для размножения болезнетворных микроорганизмов, многие из них в ней длительно сохраняют жизнеспособность и вирулентность. Например, бруцелла — 72 дня, туберкулезная палочка— 5 мес., некоторые патогенные вирусы — более 100 дней.

Сапробность (от греческого sapros – гнилой) – физиолого-биохимические свойства организма (сапробионта), обусловливающего его способность обитать в воде с тем или иным содержанием органических веществ, поступающих в водоем преимущественно с хозяйственно-бытовыми стоками

По мере возрастания антропогенной загрязненности водоемов увеличивались и усилия по исследованию этого явления. Появилась потребность в более или менее универсальном показателе загрязнения – причем таком, который поддавался бы относительно простой оценке и при этом имел бы прогностическую ценность – то есть отражал реальное качество воды и пригодность ее для различных хозяйственных целей. Ни один химический показатель не годится для этой цели, поскольку загрязнители воды весьма многообразны, и химические реакции на них в водоемах также нелинейны. Наиболее корректный химический показатель – содержание в воде растворенного кислорода. Большинство загрязнителей воды имеют органическую природу, в водоемах они подвергаются разложению микроорганизмами, при этом быстро расходуется кислород (вплоть до его полного исчерпания в воде). Однако, на практике измерять содержание кислорода очень неудобно, главным образом в силу высокой изменчивости этого показателя (он зависит от времени суток, погоды, расстояния до поверхности воды и многих других динамичных факторов).

Сапробионты были разделены на три группы:

· Организмы собственно сточных вод — полисапробионты (p-сапробы)

· Организмы сильно загрязненных вод — мезосапробионты (две подгруппы — α -мезосапробы и β -мезосапробы)

· Организмы слабозагрязненных вод — олигосапробы (o-сапробы)

Для оценки степени загрязнения водоемов органическими веществами авторы установили четыре зоны загрязнения: поли-, α -мезо, β -мезо и олигосапробную.

· Полисапробная зона характеризуется обилием нестойких органических веществ и продуктов их анаэробного распада, значительным количеством белковых соединений. Свободный кислород почти отсутствует, вследствие чего биохимические процессы носят восстановительный характер. В воде накапливаются сероводород, углекислота, метан, аммиак. Основу населения составляют сапрофитные бактерии, численность которых достигает многих сотен миллионов клеток в 1 мл воды. Число видов, обитающих в полисапробных водах, невелико, но развиваются они в огромных количествах.

· α -Мезосапробная зона по характеру биохимических процессов близка к полисапробной, но здесь уже присутствует свободный кислород,; сероводород и метан отсутствуют.

· β -Мезосапробная зона отличается от предыдущих преобладанием окислительных процессов над восстановительными. Благодаря интенсивному фотосинтезу многочисленных растений летом воды бывают перенасыщены кислородом.

· Олигосапробная зона полностью свободно от загрязнения и обычно перенасыщена кислородом. Население наиболее разнообразно в видовом отношении, но количественно значительно беднее, чем в предыдущих зонах.

Из приведенных характеристик зон сапробности следует, что по мере ухудшения качества воды таксономический состав гидробионтов становится беднее, в то время как численность отдельных видов возрастает и в полисапробной зоне может быть огромной.

Для хозяйственно-питьевых целей в качестве источников водоснабжения используют, кроме открытых водоемов, и подземные (артезианские, родниковые) воды.

Питьевая вода по составу и свойствам должна быть безопасной в эпидемиологическом отношении, безвредной по химическому составу и иметь хорошие органолептические показатели.

Наиболее удовлетворяют этим требованиям артезианские воды, многие из них не нуждаются в очистке. Воду из открытых водоемов подвергают на водопроводных станциях обработке с целью улучшения ее физических и химических свойств и обеззараживания — освобождения от микроорганизмов, главным образом болезнетворных.

Обеззараживают (дезинфицируют) воду обычно методом хлорирования. В практику водоснабжения внедряются новые методы дезинфекции воды — озонирование и облучение бактерицидными ультрафиолетовыми лучами и др. Ультрафиолетовое облучение может быть применено только для обработки воды с незначительной цветностью и мутностью. Озонирование, кроме бактерицидного действия, улучшает органолептические свойства воды.

Санитарно-микробиологическое исследование воды, поступающей в систему централизованного водоснабжения, осуществляется в районных и городских центрах санитарно-эпидемиологического надзора. В воде определяют содержание мезофильных аэробов и факультативных анаэробов (МАФАМ), бактерий группы кишечных палочек, фекальных кишечных палочек, энтерококков, сальмонелл, бактерий рода Рroteus, Сlostridium perfringens, энтеровирусов.

Оценку качества питьевой воды проводят по комплексу химических, органолептических и бактериологических показателей. В соответствии с ГОСТ 2874-82 общее число бактерий (МАФАМ) не должно превышать 100 клеток в 1 см] куб, количество кишечных палочек должно быть не более 3 в 1 л, а коли-титр — не менее 300 см3.

Вода колодцев и открытых водоемов признается доброкачественной при коли-титре не менее 100 см3, общее число бактерий должно быть не выше 1000 в 1 см3.

В отдельных случаях при санитарной оценке воды в качестве санитарно-показательного микроорганизма, наряду с бактериями группы кишечных палочек, используют энтерококк.

В Международном Европейском стандарте на питьевую воду энтерококк введен как дополнительный показатель фекального загрязнения воды.

Санитарно-гигиенические нормы для воды, используемой в торговле, в пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания, такие же, как и нормы для питьевой воды централизованного водоснабжения.