Вы здесь

Распространение метанообразующих бактерий

Средняя: 5 (3 оценок)
Распространение метанообразующих бактерий

Метанообразующие бактерии широко распространены в природе. Предпосылками для метаногенеза является наличие значительного количества органического вещества, подвергшегося анаэробном разложению к продуктам, которые являются непосредственными предшественниками метана (метанол, ацетат, формиат, метиламины), а также отсутствие О2.

Кроме того, метанообразующие бактерии встречаются в экстремальных местах биосферы (горячих источниках, соленых озерах, озерах с высоким содержанием NaHCO3, гидротермальных источниках на глубоких участках морского дна-более 1000 м, глубоких слоях почв - месторождениях нефти, кислых болотах и озерах). С экстремальных зон были выделены термо-, гало-, Алкала-и ацидофильные метаногены. Метанообразующие бактерии, полностью независимые от цепи анаэробного разложения органического материала, проживающих в экониши, в которых Н2 и СО2 из геотермальных источников (Геотерм, гидротермы) суши и моря.

Количественное содержание клеток метанообразующих бактерий в разных водных экосистемах различен и зависит от их трофических потребностей и экологических условий. Кроме того, внутри одного водоема есть и локальные, и временные различия количественного распределения метаногены микроорганизмов. В осадках литоральной части пресных водоемов, меньше метаногены бактерий, чем в бескислородных участках профундальной (глубинной) части водоема (озера). Наибольшее количество клеток встречается на поверхности до глубины 5 см, если осадок постоянно бескислородный.

 В соленых водоемах, как в пресных, микробный метаногенеза происходит преимущественно в осадках. Однако активность метаногенеза и численность клеток метаногенов в морских осадках ниже, чем в осадках пресных водоемов.

Благоприятные условия для метаногенеза есть в насыщенных водой, почвах, где могут образовываться большие анаэробные зоны. Вместе с этим метаногенеза в рыхлых и хорошо аэрируемых почвах может проходить также в анаэробных микрозонах. При этом следует учитывать, что метан, который выделился, может сразу окисляться метаноиспользующими бактериями в зонах аэробных почвы. Поэтому в воздухе почвы только низкие концентрации метана. Болота также экосистемой глобальное значение для эмиссии метана в атмосферу. Вследствие насыщения грунта водой быстро образуются анаэробные условия, которые приводят к торможению или ингибирование активности процесса минерализации и накопления трудноразлаживаемызх лигниноподобные соединения. Избыток органических веществ и низкое содержание неорганических электронных акцепторов (таких, как сульфат и нитрат) - важные предпосылки для интенсивного метанообразования. Освобождение метана в болотах (болотный газ) - давно известное явление, которое часто сопровождается самопроизвольным возгоранием этого газа (так называемые блуждающие огни). Выделенные из кислых болот микроорганизмы были умеренными ацидофилами, оптимум их роста находится в пределах значений рН 6,0-6,5.

Концентрация метана в глубинных осадках болота обычно превышает предел насыщения метаном воды. При этом метан, в частности, включается в растительные остатки торфа. Кроме того, образуются газовые ловушки, из которых газ освобождается в виде газовых пузырьков, которые напрямую попадают в атмосферу. Часть метана диффундирует в толщу воды, где окисляется микрофлорой аэробной.

Очень часто используют Хабитат (метантенки) как источника материала для выделения чистых культур, поскольку они содержат значительное число метанообразующих бактерий, что обусловлено наличием достаточного количества различных по составу органических и минеральных субстратов. С ила сточных вод, а также ила метантенков были выделены виды метаногенов.

Чаще всего в этих Хабитат встречаются ацетатиспользующие виды семейств Methanosarcina и Methanothrix. Большинство термофильных видов была выделена из реактивов, функционирующих при повышенных температурах.

Для анаэробной деградации органических веществ в метантенки характерна интенсивная ацетогенная фаза.

Метанообразующие бактерии найдены в экосистемах, характеризующихся высокими температурами. Они обитают в экологических нишах, где существуют другие архебактерии. Примерами таких экстремальных биотопов, где были обнаружены метаногены, могут быть районы вулканической деятельности. Кроме того, выявлены антропогенные зоны с высокой температурой, геотермальные электростанции, геотермальные скважины, воды осаждения контура АЭС, метантенки и другие установки очистки сточных вод, работающих при высоких температурах.

Следует различать две группы биотопов. Одна из них - биотопы с геотермальными Н2 и СО2. В этих биотопах хемолитоавтотрофные метаногены не зависящие от цепи анаэробного разложения органических веществ и производят органический материал, не используя энергию солнца и соответствующей микрофлоры. Вторая группа - биотопы, в которых органические вещества минерализуются при высоких температурах консорциумами термофильных микроорганизмов, которые состоят из разных термофильных монокультур участвуют в заключительном этапе цепи анаэробного разложения органических веществ.

Кишечный тракт жвачных и других травоядных животных - один из важных источников атмосферного метана. В отличие от других экосистем метан, что в этом случае образовавшийся полностью мигрирует в атмосферу.

Важнейшая функция метаногенеза в цепи анаэробного разложения органического материала в рубке - быстрое потребление молекулярного водорода и, таким образом, поддержание низкого парциального давления Н2, что является важной предпосылкой для окисления восстановленных пиридин нуклеотидов.

Автор статьи: Дохторук Андрей, ст. каф. Микробиология и вирусология, Днепропетровского национального университета им. Олеся Гончара

Добавить комментарий