Экология

Биологическая наука, изучающая взаимоотношения микро и макроорганизмов и окружающей среды

Об отношениях растительных и животных организмах, образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой.

Эта наука возникла в 1869 году. Определение дал немецкий биолог Гегель.

Основные понятия экологии:

Экосистема – это совокупность макро и микроорганизмов и не живых элементов, связанных потоками вещества и энергии.

Компоненты эко систем – это живые(биотические) и не живые(абиотические) компоненты.

Условия окружающей среды – меняющиеся во времени и пространстве факторы среды.

Место обитания – жизненное пространство, где обитают макро и микроорганизмы

Экологическая ниша – функция какого-либо организма или популяции организмов в экосистеме.

Ресурсы – это вещества, из которых микроорганизмы строят свои тела и потребляемая ими энергия.

Виды ресурсов –

Незаменимые ресурсы – пространственные ресурсы

Взаимозаменяемые ресурсы – пластические ресурсы

Популяция – совокупность особей одного вида, населяющих определенную территорию или акваторию.

Биотоп – определенное место , в котором находятся микроорганизмы, например – слизистая дыхательных путей, кишечник.

В биотопах микроорганизмы встречаются в виде биоценозов – это совокупность микробных популяций, разнообразных по численности и видовому составу, обитающих в определенном биотопе. В биотопах образуются микробиоценозы.

Микробиоценозы – формируются в ходе эволюции и определяются свойствами микробов и окружающей средой.

Экология микроорганизмов изучает места обитания микробов, их взаимоотношения между собой и факторами внешней среды.

Обитатели экосистем

-Аутохтонные или резидентные типичные обитатели экосистемы, присутствующие в ней постоянно

-Аллохтонные или зимогенные, транзиторные – временные обитатели, наличие которых зависит тот разных условий

Свойства резидентных организмов

1. Они постоянны в сходных биотопах
2. Они приспособлены к особенностям биотопа
3. Они быстро восстанавливаются, если их вытеснить
4. Постоянная микрофлора является антагонистом транзиторных и патогенных организмов.
5. Они погибают или чрезмерно разрастаются если попадают не в свойственный биотоп или при нарушении равновесия в экосистеме

Свойства транзиторных организмов

1. Не типичные и различные в сходных биотопах
2. Они не приспосабливаются к особенностям биотопа
3. Для них постоянная микрофлора является антагонистами
4. Они разрастаются, при угнетении резидентов
5. Они погибают, при нарушении равновесия в экосистеме.

 В естественных условиях находятся в определенных отношениях между друг другом и в определенных отношениях с макроорганзимах. Это сожительство получило название симбиоза.

Типы и формы симбиоза

1. Антагонистические – конкуренция, хищничество и паразитизм
2. Синергические – мутуализм, синтрофизм, сателлизм
3. Промежуточные – комменсализм

Конкуренция – взаимодействие микроорганизмов, при котором один организм потребляет ресурсы, потенциально доступные для другого.

Хищничество – поедание одного орзанигзма, другим, причем жертва должна быть живой

Паразитизм – это частный случай хищничества – может быть без контакта с жертвой(бактерии могут выделять токсины), при контакте с жертвой – микроорганизмы поражают макроорганизмы.

При всех этих формах один из симбионтов наносит вред другому, в результате –

1. Выделение продуктов метабализма  - органических кислот(изменение ph)
2. Один из симбионтов может выделять антибиотики, бактериоцины, токсины, которые вызывают гибель второго симбионта

Комменсализм – сожительство, когда один симбионт живет за счет другого, не нанося ему вреда. Представители нормальной микрофлоры организма

Мутуализм  - такая форма симбиоза, при которой оба симбионта получают взаимную выгоду от сожительства – кишечные бактерии.

Сателизм – симбиоз, когда один симбионт выделяет факторы, облегчающие развитие другого

Характеристика микрофлоры внешней среды.

Микрофлора почвы – разнообразна, наибольшее количество микроорганизмов находятся в почве на глубине 2 – 15 см. На поверхности почвы микроорганизмов сравнительно мало, т.к. действуют УФ, температура. Глубокие слои также содержат меньше микроорганизмов, т.к. снижается аэрация.

В количестве микроорганизмов имеет тип почвы – наибольшее число микроорагнизмов в черноземе, наименьшее в подзолистой – в зоне тайги

Обработка почвы увеличивает количество микроорганизмов в 10ки раз.

70-90% почвы составляют бактерии почвы и бациллы. Это в основном азотофиксирующие микроорганизмы, т.е. те, которые участвуют в обороте веществ. Могут быть аэробы, анаэробы. 10-30% - актиномицеты и 1 % - грибы, хотя биомасса грибов большая

Значение микрофлоры почвы

1. Микрофлора участвует в почвообразовании
2. В плодородии почвы. Образуются биогенные амины, котоыре повышают плодородие
3. Почва может быть источником инфекции. Птаогенные и условно патогенные микроорганизмы. Они попадают в почву с отбросами, отходами, выделениями.

Вегетативные формы бактерий, как правило быстро погибают, за счет антогонизма, а хорошо сохраняются спорообразующие микроорганизмы.

1. Почва может быть источником анаэробных инфекций(газовая гангрена, столбняк).
2. Почва может быть источником раневой инфекции
3. Кишечная инфекция

Микрофлора воздуха.

Воздух – неблагоприятная среда для микроорганизмов, однако в воздухе имеются микробы, образующие споры. Актиномицеллы и грибы.

Состав микрофлоры зависит от помещения, в котором находится воздух, почвы над которой воздух, времени года и зоны.

1. Через воздух могут передаваться болезнетворные микроорганизмы. Это возбудители раневых инфекций.
2. Через воздух передаются кишечные инфекции.
3. Через воздух передаются вирусные инфекции.

Микрофлора воды

Вода является благоприятной средой для микроорганизмов. Количество микроорганимов в воде пропорционально степени ее загрязнения. Микроорганизмы в воде, водоемах, формируют микробный планктон. Микробный планктон – это совокупность всех микроорганизмов, заселяющих водоем. Микробный планктон различен в зависимости от происхождения природных вод. Они могут быть

1. Поверхностные пресные воды - рек, озер
2. Подземные грунтовые воды
3. Атмосферные воды
4. Морские

По характеру использования воды могут быть –

1. Питьевая
2. Вода в плавательных бассейнах.
3. Лед
4. Сточные воды

Степень загрязнения воды микроорганизмами характеризует сапропность воды. Сапропность – весь комплекс особенностей водоема, определяемый размножением микроорганизмов в воде и содержанием органических веществ. По сапропности выделяют 3 зоны.

1. Полисапропная зона. Она характеризуется сильным загрязнением воды. В ней много органических веществ, микроорганизмов, мало кислорода и большое количество анаэробов и грибов
2. Мезосапрофная зона – зона умеренного загрязнения. В такой воде много аэробов и преобладают в процессе окисления.
3. Олигосапробная – зона чистой воды. В такой воде, количество микроорганизмов до 1000 в мл. В ней небольшое количество органических веществ. Микроорагнизмы участвуют в самоочищении воды. Они обеспечивают распад органических веществ в воде до минеральных остатков.

 Несмотря на процессы самоочищения в воде могут сохраняться  возбудители кишечных инфекций. Через воду передаются лептоспирозные инфекции, туляремия. Через воду передается вирусная инфекция.

Санитарно-микробиологическое исследование внешней среды.

Цель – определение инфекционной опасности объекта для здоровья человека.

Задачи –

1. Изучение влияния микрофлоры внешней среды на здоровье человека
2. Изучение микрофлоры объектов внешней среды
3. Выявление патогенных микроорганизмов в объектах внешней среды.

Принципы санитарно-микробиологического исследования.

1. Правильный отбор проб
2. Серийность проводимых исследований
3. Применение стандартных, утвержденных гостом методов исследования и методов оценки полученных результатов.

При исследовании объекта, изучение патогенных, болезнетворных микроорганизмов затруднено.

1. Болезнетворные распределены не равномерно
2. Относительное количество может быть небольшое
3. Контроль на наличие всех микроорганизмов затруднен

Для оценки санитарного состоянии объекта среды используют

1. Определение общего количества микроорганизмов
2. Оценивается наличие санитарно показательных микробов
3. При необходимости проводится индикация отдельных патогенных микроорганизмов

Свойство санитарно-показательных микроорганизмов

1. Они являются представителями нормальной микрофлоры человека и животного
2. Они легко выявляются.
3. Они не размножаются в объектах среды. Они сохраняются в объектах среды также, как и патогенные
4. Не имеют двойников и аналогов

Для воды – санитарно-показательный микроорганизм – кишечная палочка – E.coli

Для воздуха – гемолитический стрептококк S.aureus.

Для почвы – Cl. Perfringens – возбудитель газовой гангрены

Для оценки почвы определяют –

1. Микробное число почвы – количество микроорганизмов в 1м грамме почвы
2. Perfringens титр – наименьшее количество почвы, в котором содержится одна Cl. Perfringens

Методы –

1. микробное число – прямой подсчет или количественный посев. Берут взвесь почвы и засевают на питательную среду. Подсчитывают количество калорий и определяют их число в KOE/г
2. Perfringens титр определяют путем серийных разведений взвеси почвы, с последующим посевом ее на питательные среды для анаэробов.

  Исследование воды

1. Микробное число – количество микроорганизмов в 1 мл воды
2. Оценивать титр бактерий группы кишечной палочки(БГКП) – полититр – это наименьшее количество воды, в котором содержится одна кишечная палочка
3. Общие калифорные бактерии – это бактерии группы кишечной палочки, которые расщепляют лактозу, глюкозу до кислоты и газа и они должны отсутствовать в 100 мл воды. Затем определяют термотолерантные бактерии. Это кишечные бактерии, которые растут при температуре 43-44 градуса. Они также должны отсутствовать и характеризуют свежее фекальное загрязнение. Затем в воде определяют колифаг - характеризует наличие вирусов в воде. Затем определяются споры кластридий и цисты лямблий.

 Сейчас используется метод мембранных фильтров. Воду фильтруют через фильтр. Фильтр помещают на среду эндо и определяют сколько окрашенных колоний.

 Титрационный метод

 Исследование воздуха  -

1. Микробное число воздуха – количество микроорганизмов в 1м 3
2. Обнаружение стафилококка ауреус и гемолитического стрептококка в воздухе

Для определения микробного числа используют МПА

Для определения гемолитических микроорганизмов используют кровяной агар

Методы забора воздуха для исследования

1. Седементационный метод Коха. Микроорганизмы оседают и дают колонии
2. Аспирационный метод забора – проводится с помощью приборов принудительного осаждения микроорганизмов на поверхности питательной среды.