Жизнь микробов в экстремальных условиях - Кашнер Д.
Скачать (прямая ссылка):
При помощи графика Аррениуса можно изучать взаимосвязь между температурой и скоростью роста микроорганизмов, способных развиваться при относительно низких температурах. Если •сравнить формы кривых на таком графике для психрофильного организма (термины «психрофил», «облигатный и факультативный психрофил» и «психротроф» взяты из цитируемых работ) Pseudomonas и мезофильной культуры Escherichia coli, то сразу бросается в глаза разница между ними (Ingraham, 1958). Угол наклона линейного нисходящего отрезка кривой для психрофильного организма в 1,6 раза меньше угла наклона для мезофильной
К
Рис. 3.1. Влияние температуры на скорость роста микроорганизмов.
культуры. Примерно такие же сравнительные величины- были получены при расчете температурных характеристик для двух других психрофильных штаммов. Графики зависимости скорости роста от температуры по Аррениусу были составлены также для облигатного психрофила Micrococcus cryophilus и его двух мезо-фильных мутантов Т8 и Ml9; при этом температурные характеристики были равны 10 000 кал для психрофильного родительского штамма и 16 000 и 15 000 кал соответственно для двух мезо-фильных мутантов (Tai, Jackson, 1969). В данной работе исключена неоднозначность, связанная с какими-либо видовыми различиями, так как сравнение проводилось между диким типом и полученными из него мутантами. Аналогичная зависимость была установлена для 11 психрофилов, выделенных из природной водной среды. Расчет их температурных характеристик роста в области от 5 до 30°С показал, что микроорганизмы с наибольшей скоростью роста при 5 и 10°С отличаются наиболее низкими температурными характеристиками (Baig, Hopton, 1969).
Правда, последнее наблюдение удается подтвердить далеко не всегда. Так, например, три вида Vibrio, а именно Vibrio marinas МР-1 (облигатный психрофил), V. marinus PS 207 (факультативный психрофил) и Vibrio metschnekovis (мезофил) обладают сходными температурными характеристиками (Hanus, Morita, 1968). Близкие температурные характеристики имели также смесь видов психрофильных дрожжей и два вида мезофильных дрожжей (Shaw, 1967). Отсутствие в данных случаях упомянутой выше зависимости между скоростью роста и температурными характеристиками объяснить пока не удалось.
Были изучены и другие аспекты влияния относительно низких температур, как выше, так и ниже 0°С, на рост различных пси-хрофильиых микроорганизмов (Adams, Stokes, 1968; Albright, Morita, 1968; Dejardin, Ward, 1971a; Frank et al, 1972; Geesey, Morita, 1975; Gray, Jackson, 1973; Griffiths, Haight, 1973; Kimmel, Maier, 1969; Larkin, Stokes, 1968; Ledebo, Ljunger, 1973; Mosser et al., 1976; Ward, 1966). Например, на кинетику роста различных психрофильных дрожжей в сильной степени влияют резкие изменения температуры. В различных опытах температуру повышали или понижали относительно неких определенных диапазонов температуры роста микроорганизмов (Shaw, 1967). Результаты, полученные для психрофилов и мезофилов, • сравнивали между собой для того, чтобы выяснить, существуют ли какие-либо фундаментальные различия между этими столь непохожими друг на друга микроорганизмами в отношении зависимости скорости роста от повышения или понижения температуры. Удельная скорость роста психрофильных микроорганизмов немедленно принимала новое большее значение (характерное для микроорганизмов, постоянно растущих при этой температуре), если повышение температуры не выходило за пределы относительно «умеренной» температурной области, т. е. области, в которой температурные характеристики менялись лишь незначительно. В пределах этой же области в результате понижения температуры новая более низкая скорость роста устанавливалась немедленно без всякого переходного этапа. Вместе с тем, если температуру повышали или понижали относительно значения, лежащего вне «умеренной» температурной области, то наступал переходный период, включающий несколько поколений. Во время этого периода скорости роста были промежуточными между окончательными стабилизированными значениями, характерными для роста микроорганизмов при начальной и конечной температурах перехода. Сравие] ние результатов, полученных для психрофильных и мезофилы ных микроорганизмов, показало, что при сдвиге в сторону болеа низкой температуры переходные скорости роста наблюдаются! для психрофилов при гораздо меньшей температуре, чем длд) мезофилов. Точно так же при сдвиге в сторону более высокой температуры психрофилы характеризуются переходными скоростями роста при значительно меньших температурах по сравнению с мезофилами. Для того чтобы совсем не было переходных скоростей роста, минимальный температурный сдвиг для мезофилов должен быть гораздо больше, чем для психрофилов. Было установлено, что при сдвиге температуры реакция роста подчиняется уравнению Аррениуса, а изменение скорости роста от переходного значения до величины, типичной для данной температуры, протекает при участии корректирующего механизма (Shaw, 1967).
°С
3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 , 3,7
