Лекции по природоведческой микробиологии - Заварзин Г.А.
ISBN 5-02006454-8
Скачать (прямая ссылка):
которые контролируются бактериями. * Помимо минерального состава вод,
степени их минерализации, * определяющим для водоемов служит цикл
углерода в них. В зависимости от источника поступления и концентрации
органического ве- 1 щества водоемы различаются по степени трофии:
олиготрофные, 1 мезотрофные, евтрофные. В олиготрофных водоемах
содержание * и продукция органического вещества невелики, и резервуар
кисло- * рода достаточен для поддержания аэробных условий в течение всего
* времени, примером их могут служить горные озера, оз. Байкал, оз.
Ладожское, оз. Онежское в отсутствие антропогенного загрязне- * ния.
Евтрофными называют водоемы с обильной продукцией * органического
вещества и, соответственно, обогащенной им водой. * К евтрофикации ведет
усиленная продукция автохтонного органи- * ческого вещества, например за
счет избыточного поступления 1 биогенов и развития первичной продукции,
или же аллохтонного * органического вещества, поступающего в экосистему
водоема из- ; вне. Поступление трудно разлагаемых гумусовых веществ ведет
к * образованию болотных дистрофных водоемов гумидной зоны с #
темноокрашенной коричневой водой. Общее содержание Сорг лишь 1 *
158
отчасти характеризует состояние водоема. Значительно точнее отражает
состояние биотических процессов в водоеме биологическое потребление
кислорода (ВПК), выражающее в мг 02 потребление кислорода на окисление
веществ биотой.
Численность бактерий в озерах коррелирует с трофностью водоема:
Процессы физические, химические, биологические тесно связаны в водоеме в
единую систему с множеством обратных связей.
Вода как объект исследования микроорганизмов отличается от почвы прежде
всего легкостью прямого микроскопического наблюдения. Отсюда множество
знаний о таких формах организмов, которые, являясь массовыми, не
поддаются культивированию. Микроскопическое исследование водных
микроорганизмов началось в середине XIX в., прежде всего Ф. Коном, до
начала развития методов культивирования бактерий, и продолжалось
независимо как побочный продукт наблюдений гидробиологов за водорослями и
протистами. Первыми в поле зрения микроскопистов попали крупные нитчатые
бактерии, как Beggiatoa, Thioploca, Crenothrix, Sphaerotilus,
Gallionella, Leptothrix, Peloploca. Их развитие носит характер массовых
обрастаний, они формируют дерновинки, маты и составляют бактериальный
бентос, хотя такой термин микробиологи редко употребляют, а говорят
скорее о биопленках. До сих пор такие организмы с трудом поддаются
лабораторному культивированию. Они легко идентифицируются по характерной
морфологии под микроскопом наряду с синезелеными водорослями
(цианобактериями) и служат индикаторными формами для характеристики
состояния водоема. Описание этих организмов составило большой массив
знаний о водной микрофлоре, накапливавшийся примерно с 1880-х до 1920-х
годов. После применения С.Н. Виноградским микроскопического подсчета
бактерий в почве наступил период количественного учета бактерий в воде.
Сначала воду'просто испаряли в цилиндре на поверхности предметного
стекла. Следующим этапом в развитии прямых методов было использование
мембранных фильтров из нитроцеллюлозы. Они дали возможность изучать
бактериопланктон при очень низкой концентрации клеток в воде. Через
мембранный фильтр пропускали определенный объем
Тип водоема
Численность
бактерий,
• 103 клеток/мл
Олиготрофный Мезотрофный (переходный) Евтрофный Дистроф ный
Евтрофный искусственный
50
1000
2000-10000
1000-2000
10000
5.2.2. Экология водных микроорганизмов
159
воды, бактерии окрашивали эритрозином, фильтр подсушивали, просветляли
иммерсионным маслом и под микроскопом подсчитывали бактерии. Метод этот в
практику контроля водоснабжения ввел А.С. Разумов, а в очень широком
масштабе для морей применил А.Е. Крисс. Сейчас предпочитают окрашивать
бактерии на фильтре люминесцентными красителями и считать в
эпилюминесцентном микроскопе. Прямой метод дал, во-первых, точное
количественное представление о численности водных организмов, во-вторых,
ясное представление об их морфологическом разнообразии.
Прямому методу противостояли методы культивирования Р. Коха с подсчетом
числа колоний на агаризованных средах и идентификацией индикаторных
организмов во главе с Escherichia coli для установления "коли-титра",
разработанные санитарными бактериологами в 1880-е годы. Численность
бактерий, определенная методом высева, оказывается в 100-10 000 раз ниже
результатов прямого счета. Применяются всякие ухищрения, чтобы уменьшить
этот разрыв. Наименьшее различие получается при применении разбавленных и
голодных сред и подсчете микроколоний, но и в этом случае разница
составляет десятки и сотни раз. Различие в численности водных бактерий
при сравнении данных прямого метода и высева тем больше, чем чище вода:
для сточных вод оно составляет десятки и сотни раз, для чистых
олиготрофных вод - десятки тысяч. Но дело не только в численности:
