Термофільні організми. Організми термальних вод Бактерії у гарячих джерелах

У киплячій воді, при температурі 100°C гинуть усі форми живих організмів, включаючи бактерії та мікроби, які відомі своєю стійкістю та живучістю – це факт широко відомий та загальновизнаний. Але як виявляється помилковим!

Наприкінці 1970-х з появою перших глибоководних апаратів на дні океану було виявлено гідротермальні джерела, з яких безперервно били потоки понад гарячу високомінералізовану воду. Температура таких потоків досягає неймовірних 200-400°C. Спершу ніхто й припустити не міг, що на глибині кількох тисяч метрів від поверхні, у вічній темряві, та ще й за такої температури може існувати життя. Але вона там існувала. Причому не примітивне одноклітинне життя, а цілі незалежні екосистеми, що складаються з раніше невідомих науці видів.

Гідротермальне джерело, знайдене на дні Кайманової западини на глибині близько 5000 метрів. Подібні джерела називають чорними курцями через виверження чорної схожої дим води.

Основу екосистем, що живуть у гідро термальних джерелскладають хемосинтезуючі бактерії, - мікроорганізми, які отримують необхідні поживні елементи шляхом окислення різних хімічних елементів; у конкретному випадку шляхом окиснення діоксиду вуглецю. Решта представників термальних екосистем, серед яких краби-фільтратори, креветки, різні молюски і навіть величезні морські черв'яки залежать від цих бактерій.

Цей чорний курець повністю огорнули білі актинії. Умови, які означають смерть інших морських організмів, є нормою цих істот. Живлення білі анемони отримують поглинаючи хемосинтезуючі бактерії.

Організми, що живуть у " чорних курцівповністю залежать від місцевих умов і не здатні вижити в середовищі, звичній для переважної більшості морських мешканців. Тому довгий час не вдавалося підняти на поверхню жодна істота живою, всі вони гинули при зниженні температури води.

Помпейський черв'як (лат. Alvinella pompejana) – досить символічну назву отримав цей мешканець підводних гідротермальних екосистем.

Підняти першу живу істоту вдалося підводному безпілотному апарату ISIS під керуванням британських океанологів. Вченим вдалося з'ясувати, що температури нижче 70 ° C є смертельно небезпечними для цих дивовижних істот. Це досить примітно, оскільки температура в 70 ° C є смертельною для 99% організмів, що живуть на Землі.

Відкриття підводних термальних екосистем було надзвичайно важливим для науки. По-перше, були розширені межі у яких може існувати життя. По-друге, відкриття наштовхнуло вчених на нову версіюпро зародження життя Землі, через яку життя зародилася в гидротермальных джерелах. І по-третє, це відкриття вкотре дало нам зрозуміти, що ми знаємо мізерно мало про навколишній світ.

.(Джерело: «Біологічний енциклопедичний словник.» Гл. ред. М. С. Гіляров; Редкол.: А. А. Бабаєв, Г. Г. Вінберг, Г. А. Заварзін та ін. - 2-ге вид. .- М.: Рад. Енциклопедія, 1986.)

Дивитись що таке "ТЕРМОФІЛЬНІ ОРГАНІЗМИ" в інших словниках:

- (термо... гр. phileo люблю) термофіли організми (переважно мікроскопічні), які можуть жити при відносно високих температурах (до 70); природним місцем проживання їх є різні гарячі джерела і термальні води порівн. кріофільні… … Словник іноземних слів російської мови

- (Від термо (див. Термо ...) ... і грец. philéo люблю) термофіли, організми, що мешкають при температурі, що перевищує 45 ° С (згубної для більшості живих істот). Такі деякі риби, представники різних безхребетних (хробаків, … Велика Радянська Енциклопедія

- … Вікіпедія

Організми Наукова класифікація Класифікація: Організми Надцарства Ядерні Без'ядерні Організм (пізньолат. organismus від позднелатинського organizo … Вікіпедія

Нижчі організми, як і всі живі істоти взагалі, можуть жити лише за точно визначених зовнішніх умов їх існування, тобто умов середовища, в якому вони живуть, причому для кожного зовнішнього фактора, для температури, тиску, вологості та ін.

Так називаються бактерії, що мають здатність розвиватися при температурах вище 55 60 ° С. Мікель (Miquel) перший знайшов і виділив з води Сени нерухомого бацила, здатного жити і розмножуватися при температурі в 70 ° С. Ван Тігем (Van Tieghem). Енциклопедичний словникФ.А. Брокгауза та І.А. Єфрона

Організми Наукова класифікація Класифікація: Організми Надцарства Ядерні Без'ядерні Організм (пізньолат. organismus від позднелатинського organizo … Вікіпедія - Див. також: Найбільші організми Найдрібніші організми це всі представники бактерій, тварин, рослин та інших організмів, що зустрічаються класи (загони) за такими параметрами, як … Вікіпедія

Деякі організми мають особливу перевагу, яка дозволяє їм витримувати найекстремальніші умови, де інші просто не впораються. Серед таких здібностей можна відзначити стійкість до величезного тиску, екстремальних температур та інші. Ці десять істот із нашого списку дадуть фору будь-кому, хто наважиться претендувати на звання найвитривалішого організму.

10. Гімалайський стрибаючий павук

Азіатський дикий гусак славиться польотами на висоті понад 6,5 кілометрів, тоді як найвище поселення, населене людьми, знаходиться на висоті 5100 метрів, у перуанських Андах. Тим не менш, високогірний рекорд належить зовсім не гусакам, а гімалайському павуку, що стрибає (Euophrys omnisuperstes). Обитий на висоті понад 6700 метрів, цей павук харчується переважно дрібними комахами, занесеними туди поривами вітру. Ключовою особливістю цієї комахи є здатність вижити в умовах майже повної відсутності кисню.

9. Гігантський кенгуровий стрибун


Зазвичай, коли ми розмірковуємо про тварин, які здатні найдовше прожити без води, на думку відразу спадає верблюд. Але верблюди здатні протриматися без води в пустелі лише 15 днів. Тим часом ви здивуєтеся, коли дізнаєтеся, що у світі існує тварина, здатна прожити все життя, так і не випивши ні краплі води. Гігантський кенгуровий стрибун – близький родич бобрів. Середня тривалість їхнього життя зазвичай становить від 3 до 5 років. Вологу вони зазвичай отримують з їжі, поїдаючи різне насіння. Крім того, ці гризуни не потіють, тим самим уникаючи додаткових втрат води. Зазвичай ці звірята мешкають у Долині Смерті, і зараз перебувають під загрозою зникнення.

8. "Жаростійкі" черв'яки


Оскільки тепло у воді більш ефективно передається організмам, то температура води в 50 градусів за Цельсієм буде набагато небезпечнішою, ніж така сама температура повітря. З цієї причини в гарячих підводних джерелах процвітають переважно бактерії, чого не скажеш про багатоклітинні форми життя. Тим не менш, існує особливий вид черв'яків, званий paralvinella sulfincola, який з радістю облаштовується в місцях, де вода досягає температур 45-55 градусів. Вченими був проведений експеримент, де підігрівалася одна зі стінок акваріума, в результаті з'ясувалося, що черв'яки воліли залишатися саме в цьому місці, ігноруючи прохолодніші місця. Вважається, що така особливість виробилася у черв'яків для того, щоб ті могли ласувати бактеріями, що вдосталь живуть у гарячих джерелах. Оскільки в них до цього не було природних ворогівбактерії були порівняно легкою здобиччю.

7. Гренландська полярна акула


Гренландська полярна акула - одна з найбільших та найменш вивчених акул планети. Незважаючи на те, що плавають вони досить повільно (їх може випередити будь-який плавець-аматор), зустрічають їх дуже рідко. Це пов'язано з тим, що цей вид акул, як правило, мешкає на глибині 1200 метрів. Крім того, ця акула одна з найстійкіших до холоду. Зазвичай вона вважає за краще залишатися у воді, температура якої коливається в проміжку між 1 та 12 градусами Цельсія. Оскільки ці акули живуть у холодних водах, їм доводиться пересуватися вкрай повільно, щоб мінімум витрачати свою енергію. У їжі вони нерозбірливі та їдять усе, що трапляється на дорозі. Ходять чутки, що їхній термін життя становить близько 200 років, але ніхто досі не зміг підтвердити чи спростувати його.

6. Диявольський хробак


Протягом багатьох десятиліть вчені вважали, що лише одноклітинні організми здатні виживати великих глибинах. На їхню думку, високий тиск, Недолік кисню та екстремальні температури стояли на шляху у багатоклітинних істот. Але потім було виявлено мікроскопічні черв'яки на глибині кілька кілометрів. Названі halicephalobus mephisto, на честь демона з німецького фольклору, вона була виявлена ​​в пробах води, на глибині в 2,2 кілометра від поверхні землі, що залягали в одній з печер у Південній Африці. Їм вдалося пережити екстремальні умови навколишнього середовища, що дало змогу припустити, що на Марсі та на інших планетах у нашій галактиці можливе життя.

5. Жаби

Деякі види жаб широко відомі завдяки своїй здатності буквально заморожуватися на весь. зимовий періоді оживати з приходом весни. У Північної Америкибуло знайдено п'ять видів таких жаб, найпоширенішим серед яких є звичайна жаба. Оскільки деревні жаби не дуже сильні в закопуванні, то ховаються просто під опалим листям. У їхніх жилах знаходиться речовина на зразок антифризу, і хоча їхні серця зрештою зупиняються, це тимчасове явище. Основою їхньої техніки виживання є величезна концентрація глюкози, що надходить у кров з печінки жаби. Що ще дивніше, так це той факт, що жаби здатні демонструвати своє вміння заморожуватися не тільки в природному середовищі, а й у лабораторних умовах, дозволяючи вченим розкрити свої секрети.

(banner_ads_inline)

4. Глибоководні мікроби


Всі ми знаємо, що найглибша точка у світі – це Маріанська западина. Її глибина сягає майже 11 кілометрів, а тиск там перевищує атмосферний у 1100 разів. Кілька років тому вченим вдалося виявити там гігантських амеб, яких вдалося зняти за допомогою камери з високою роздільною здатністю та захищеною скляною сферою від того величезного тиску, що панує на дні. Понад те, недавня експедиція, відправлена ​​самим Джеймсом Кэмероном, показала, що у глибинах Маріанської западини можуть бути інші форми життя. Було видобуто зразки донних відкладень, які довели, що западина буквально кишить мікробами. Цей факт вразив учених, адже екстремальні умови, що панують там, а також величезний тиск - далеко не райський куточок.

3. Bdelloidea


Коловратки виду Bdelloidea - неймовірно крихітні безхребетні жіночої статі, зазвичай вони зустрічаються в прісної води. З моменту їх відкриття не було знайдено жодного самця цього виду, а самі коловратки розмножуються безстатевим шляхом, що, у свою чергу, руйнує їхню власну ДНК. Відновлюють вони свою рідну ДНК поїдаючи інші види мікроорганізмів. Завдяки цій здатності, коловратки можуть витримувати екстремальне зневоднення, більше того, вони здатні витримати такі рівні радіації, які вбили б більшість живих організмів нашої планети. Вчені вважають, що їхня здатність відновлювати свою ДНК з'явилася внаслідок необхідності виживання у вкрай посушливому середовищі.

2. Тарган


Існує міф, що таргани будуть єдиними живими організмами, які переживуть ядерну війну. Насправді ці комахи здатні прожити без води і їжі кілька тижнів, і більше того, вони можуть тижнями жити без голови. Таргани існують ось уже 300 мільйонів років, переживши навіть динозаврів. Каналом Discovery було проведено низку експериментів, які мали показати, виживуть чи ні таргани при потужному ядерному випромінюванні. В результаті виявилося, що майже половина всіх комах змогла пережити випромінювання в 1000 рад (таке випромінювання здатне вбити дорослу здорову людину всього за 10 хвилин впливу), більше того, 10% тарганів вижило при впливі випромінювання в 10000 рад, що дорівнює випромінюванню при ядерному вибуху у Хіросімі. На жаль, жодна з цих маленьких комах не вижила після дози випромінювання в 100 000 рад.

1. Тихохідки


Крихітні водні організми, звані тихоходками, виявилися найбільшими. витривалими організмамипланети. Ці, на перший погляд, милі тварини здатні пережити практично будь-які екстремальні умови, чи то спека чи холод, чи величезний тиск чи висока радіація. Вони можуть вижити деякий час навіть у космосі. В екстремальних умовах та в стані крайнього зневоднення ці істоти здатні залишатися живими протягом кількох десятиліть. Вони оживають, варто їх тільки помістити у водойму.

Температура є найважливішим екологічним чинником. Температура дуже впливає на багато сторін життєдіяльності організмів їх географії поширення, розмноження та інші біологічні властивості організмів, що залежать в основному від температури. Діапазон, тобто. межі температур у яких може існувати життя, коливається приблизно від -200°С до +100°С, іноді виявляється існування бактерії у гарячих джерелах при температурі 250°С. Насправді більшість організмів можуть існувати при ще більш вузькому діапазоні температур.

Деякі види мікроорганізмів, головним чином бактерії та водорості, здатні жити та розмножуватися у гарячих джерелах при температурі, близькій до точки кипіння. Верхня температурна межа для бактерії гарячих джерел лежить близько 90°С. Мінливість температури дуже важлива з екологічного погляду.

Будь-який вид здатний жити лише в межах певного інтервалу температур, так звані максимальною та мінімальною летальною температурами. За цих критичних крайніх температур, холод чи спека, настає смерть організму. Десь між ними оптимальна температура, за якої життєдіяльність всіх організмів, живої речовини в цілому йде активно.

За толерантністю організмів до температурному режимувони поділяються на евритермні та стенотермні, тобто. здатні переносити коливання температури в широких або вузьких межах. Наприклад, лишайники та багато бактерій можу жити за різної температури, або орхідеї та інші теплолюбні рослини тропічних поясів- є стенотермними.

Деякі тварини здатні підтримувати постійну температуру тіла незалежно від температури навколишнього середовища. Такі організми називаються гомойтермними. В інших тварин температура тіла змінюється залежно від температури довкілля. Їх називають пойкілотермними. Залежно від способу адаптації організмів до температурного режиму вони поділяються на дві екологічні групи: кріофілли - організми пристосовані до холоду, до низьких температур; термофіли - або теплолюбні.

Правило Аллена- екогеографічне правило, встановлене Д. Алленом в 1877 р. Згідно з цим правилом серед споріднених форм гомойотермних (теплокровних) тварин, що ведуть подібний спосіб життя, ті, які мешкають у холоднішому кліматі, мають відносно менші виступаючі частини тіла: вуха, ноги, хвости і т.д.

Зменшення виступаючих частин тіла призводить до зменшення відносної поверхні тіла та сприяє економії тепла.

Прикладом цього правила є представники сімейства Собачі з різних регіонів. Найменші (щодо довжини тіла) вуха і менш витягнута морда в цьому сімействі - у песця (ареал - Арктика), а найбільші вуха і вузька, витягнута морда - у лисиці фенека (ареал - Сахара).

Також це правило виконується щодо людських популяцій: найкоротші (щодо розмірів тіла) ніс, руки і ноги характерні для ескімосько-алеутських народів (ескімосів, інуїтів), а довгі руки і ноги для фур і тутсі.

Правило Бергмана— екогеографічне правило, сформульоване 1847 р. німецьким біологом Карлом Бергманом. Правило говорить, що серед подібних форм гомойотермних (теплокровних) тварин найбільшими є ті, які живуть в умовах холоднішого клімату - у високих широтах або в горах. Якщо існують близькі види (наприклад, види одного роду), які суттєво не відрізняються за характером харчування та способу життя, то більші види також зустрічаються в умовах суворішого (холодного) клімату.

Правило ґрунтується на припущенні, що загальна теплопродукція в ендотермних видів залежить від обсягу тіла, а швидкість тепловіддачі – від площі його поверхні. У разі збільшення розмірів організмів обсяг тіла зростає швидше, ніж його поверхню. Експериментально це правило вперше було перевірено на собак різного розміру. Виявилося, що теплопродукція у дрібних собак вища на одиницю маси, але незалежно від розміру вона залишається практично постійною на одиницю площі поверхні.

Правило Бергмана справді нерідко виконується як у межах одного виду, і серед близьких видів. Наприклад, амурська форма тигра з Далекого Сходубільша за суматранску з Індонезії. Північні підвиди вовка в середньому більші за південні. Серед близьких видів роду ведмідь найбільші мешкають у північних широтах ( білий ведмідь, бурі ведмедіз о. Кодьяк), а найбільш дрібні краєвиди(Наприклад, очковий ведмідь) - в районах з теплим кліматом.

У той самий час це правило нерідко критикували; зазначалося, що вона може мати загального характеру, оскільки на розміри ссавців і птахів впливають багато інших чинників, крім температури. Крім того, адаптації до суворого клімату на популяційному та видовому рівні часто відбуваються не за рахунок змін розмірів тіла, а за рахунок змін розмірів внутрішніх органів(Збільшення розміру серця та легень) або за рахунок біохімічних адаптацій. З урахуванням цієї критики необхідно підкреслити, що правило Бергмана має статистичний характер і виявляє свою дію чітко за інших рівних умов.

Справді, із цього правила відомо багато винятків. Так, найдрібніша раса шерстистого мамонта відома із заполярного острова Врангеля; багато лісових підвидів вовка більші за тундрові (наприклад, зниклий підвид з півострова Кенай; передбачається, що великі розміри могли давати цим вовкам перевагу при полюванні на великих лосів, що населяють півострів). Далекосхідний підвид леопарда, що мешкає на Амурі, значно менше, ніж африканський. У наведених прикладах порівнювані форми відрізняються за способом життя (острівні і континентальні популяції; тундровий підвид, що живиться дрібнішою здобиччю і лісової, що живиться більшою).

Щодо людини правило певною мірою застосовно (наприклад, племена пігмеїв, мабуть, неодноразово і незалежно з'являлися у різних районах із тропічним кліматом); однак через відмінності в місцевих дієтах і звичаях, міграції та дрейфу генів між популяціями накладаються обмеження на застосування цього правила.

Правило Глогераполягає в тому, що серед споріднених один одному форм (різних рас або підвидів одного виду, споріднених видів) гомойотермних (теплокровних) тварин, ті, що мешкають в умовах теплого та вологого клімату, пофарбовані яскравіше, ніж ті, що мешкають в умовах холодного та сухий клімат. Встановлено в 1833 Костянтином Глогером (Gloger C. W. L.; 1803-1863), польським і німецьким орнітологом.

Наприклад, більшість пустельних видів птахів пофарбовані тьмяніше, ніж їхні родичі з субтропічних і тропічних лісів. Пояснюватися правило Глогера може як міркуваннями маскування, і впливом кліматичних умов синтезу пігментів. Певною мірою правило Глогера поширюється і напойкілотермних (холоднокровних) тварин, зокрема комах.

Вологість як екологічний фактор

Спочатку всі організми були водними. Завоювавши суходіл, не втратили залежності від води. Складовою всіх живих організмів є вода. Вологість - це кількість водяної пари в повітрі. Без вологості чи води немає життя.

Вологість - це параметр, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Абсолютна вологість- це кількість водяної пари в повітрі і залежить від температури та тиску. Ця кількість називається відносною вологістю (тобто співвідношення кількості водяної пари в повітрі до насиченої кількості пари за певних умов температури та тиску.)

У природі існує добовий ритм вологості. Вологість коливається по вертикалі та горизонталі. Цей чинник поряд зі світлом та температурою відіграє велику роль у регулюванні активності організмів та їх поширенні. Вологість змінює ефект температури.

Важливим екологічним чинником є ​​всущення повітря. Особливо для наземних організмів, що має величезне значення висушують дію повітря. Тварини пристосовуються, пересуваючись у захищені місця та активний спосіб життя ведуть уночі.

Рослини поглинають воду з ґрунту і майже повністю (97-99%) випаровуються через листя. Цей процес називається транспірацією. Випаровування охолоджує листя. Завдяки випаровуванню йде транспорт іонів, через ґрунт до коренів, транспорт іонів між клітинами тощо.

Певна кількість вологості необхідна для наземних організмів. Багато хто з них для нормальної життєдіяльності потребує відносної вологості 100%, і навпаки організм, що знаходиться в нормальному стані, не може жити довгий час в абсолютно сухому повітрі, бо він постійно втрачає воду. Вода є необхідною частиною живої речовини. Тому втрата води у відомій кількості призводить до загибелі.

Рослини сухого клімату пристосовуються морфологічними змінами, редукцією вегетативних органів, особливо листя.

Наземні тварини також пристосовуються. Багато хто з них п'є воду, інші всмоктують її через покриви тіла в рідкому або пароподібному стані. Наприклад, більшість амфібій, деякі комахи та кліщі. Більшість тварин пустель ніколи не п'є, вони задовольняють свої потреби за рахунок води, що надійшла з їжею. Інші тварини одержують воду в процесі окислення жирів.

Вода для живих організмів необхідна. Тому організми поширюються за місцем проживання залежно від своїх потреб: водні організми у воді живуть постійно; гідрофіти можуть жити лише у дуже вологих середовищах.

З точки зору екологічної валентності гідрофіти та гігрофіти відносяться до групи стеногрів. Вологість сильно впливає на життєві функції організмів, наприклад, 70% відносна вологістьбула дуже сприятливою для польового дозрівання і плодючості самок перелітної сарани. При сприятливому розмноженні вони завдають величезної економічної шкоди посівам багатьох країн.

Для екологічної оцінки поширення організмів мають показник сухості клімату. Сухість є селективним чинником для екологічної класифікації організмів.

Таким чином, залежно від особливостей вологості місцевого клімату, види організмів розподіляються за екологічними групами:

1. Гідатофіти – це водні рослини.

2. Гідрофіти – це рослини наземно-водні.

3. Гігрофіти - наземні рослини, що живуть в умовах підвищеної вологості.

4. Мезофіти - це рослини, що ростуть при середньому зволоженні

5. Ксерофіти - це рослини, що ростуть з недостатнім зволоженням. Вони в свою чергу поділяються на сукуленти. соковиті рослини(кактуси); склерофіти - це рослини з вузьким і дрібним листям, і згорнутими в трубочки. Вони також поділяються на еуксерофіти та стіпаксерофіти. Еуксерофіти – це степові рослини. Стипаксерофіти - це група вузьколистих дерновинних злаків (ковила, типчак, тонконіг та ін). У свою чергу мезофіти також поділяються на мезогігрофіти, мезоксерофіти і т.д.

Поступаючись за своїм значенням температурі, вологість відноситься до основних екологічних факторів. Упродовж більшої частини історії живої природи органічний світбуло представлено виключно водними нормами організмів. Складовою величезної більшості живих істот є вода, і для здійснення розмноження або злиття гамет майже всі вони потребують водного середовища. Сухопутні тварини змушені створювати у своєму тілі штучну водне середовищедля запліднення, а це призводять до того, що останнє стає внутрішнім.

Вологість - це кількість водяної пари у повітрі. Його можна виразити у грамах на кубічний метр.

Світло як екологічний чинник. Роль світла у житті організмів

Світло є одна з форм енергії. За першим законом термодинаміки, або законом збереження енергії, енергія може переходити з однієї форми до іншої. За цим законом, організми є термодинамічної системою енергією і речовиною, що постійно обмінюється з навколишнім середовищем. Організми, що на поверхні Землі піддаються впливу потоку енергії, в основному сонячної енергії, а також довготривалого теплового випромінювання космічних тіл.

Обидва ці фактори визначають кліматичні умовисередовища (температура, швидкість випаровування води, рух повітря та води). На біосферу з космосу падає сонячне світло з енергією 2 кал. на 1см 2 за 1 хв. Ця так звана сонячна стала. Це світло, проходячи через атмосферу, послаблюється і до Землі в ясний опівдні може дійти трохи більше 67% його енергії, тобто. 1,34 кал. на см 2 за 1хв. Проходячи через хмарний покрив, воду та рослинність, сонячне світло ще більше послаблюється, і в ньому значно змінюється розподіл енергії по різних ділянках спектру.

Ступінь ослаблення сонячного світла та космічного випромінювання залежить від довжини хвилі (частоти) світла. Ультрафіолетове випромінювання із довжиною хвилі менше 0,3 мкм майже не проходить через озоновий шар (на висоті близько 25 км). Таке випромінювання є небезпечним для живого організму зокрема для протоплазми.

У живій природі світло єдине джерело енергії, всі рослини, крім бактерій, фотосинтезують, тобто. синтезують органічні речовиниз неорганічних речовин(Тобто з води, мінеральних солей та СО-В живій природі світло єдине джерело енергії, всі рослини, крім бактерій 2 - за допомогою променистої енергіїу процесі асиміляції). Усі організми залежить від живленні від земних фотосинтезирующих тобто. хлорофілоносних рослин.

Світло як екологічний фактор ділиться на ультрафіолетовий з довжиною хвилі - 0,40 - 0,75 мкм і інфрачервоний з довжиною хвилі більший за ці величі.

Дія цих чинників залежить від якості організмів. Кожен вид організму адаптовано до того чи іншого спектру довжиною хвилі світла. Одні види організмів адаптувалися до ультрафіолетових, інші до інфрачервоним.

Деякі організми здатні розрізнити довжину хвилі. Вони мають спеціальні світлосприйняті системи і мають кольоровий зір, які мають величезне значення в їхній життєдіяльності. Багато комах чутливі до короткохвильового випромінювання, яке людина не сприймає. Нічні метелики добре сприймають ультрафіолетові промені. Бджоли та птахи точно визначають своє місцезнаходження та орієнтуються біля навіть уночі.

Організми сильно реагують і інтенсивність світла. За цими ознаками рослини поділяються на три екологічні групи:

1. Світлолюбні, сонцелюбні або геліофіти – які здатні нормально розвиватися тільки під сонячними променями.

2. Тенелюбні, або сціофіти - це рослини нижніх ярусів лісів та глибоководні рослини, наприклад, конвалії та інші.

При зниженні інтенсивності світла уповільнюється фотосинтез. У всіх живих організмів існують порогові чутливості інтенсивності світла, а також інших екологічних факторів. У різних організмів гранична чутливість до екологічних факторів неоднакова. Наприклад, інтенсивне світло гальмує розвиток мух дрозофіл, навіть спричиняє їх загибель. Не люблять світло і таргани та інші комахи. Більшість фотосинтетичних рослин за слабкої інтенсивності світла йде гальмування синтезу білків, а тварин гальмуються процеси біосинтезу.

3. Тіневитривалі або факультативні геліофіти. Рослини, які добре ростуть і в тіні, і на світлі. У тварин ці властивості організмів називаються світлолюбні (фотофіли), тенелюбні (фотофоби), еврифобні – стенофобні.

Екологічна валентність

ступінь пристосовуваності живого організму до зміни умов середовища. е. в. є видове властивість. Кількісно вона виражається діапазоном змін середовища, в межах якого даний вид зберігає нормальну життєдіяльність. е. в. може розглядатися як щодо реакції виду на окремі фактори середовища, так і щодо комплексу факторів.

У першому випадку види, що переносять широкі зміни сили фактора, що впливає, позначаються терміном, що складається з назви даного фактора з приставкою «еврі» (евритермні - по відношенню до впливу температури, евригалінні - до солоності, еврибатні - до глибини і т.п.); види, пристосовані лише до невеликих змін даного фактора, позначаються аналогічним терміном зіставкою «стіно» (стенотермні, стеногалінні тощо). Види, що мають широку Е. в. по відношенню до комплексу факторів, називаються еврібіонтами (див. Еврібіонти) в протилежність до стенобіонтів, що володіє малою пристосовністю. Оскільки еврібіонтність дає можливість заселення різноманітних місць проживання, а стенобіонтність різко звужує коло придатних для виду стацій, ці дві групи часто називають відповідно еврі-або стенотопними.

Еврібіонти, тваринні та рослинні організми, здатні існувати при значних змінах умов навколишнього середовища Так, наприклад, мешканці морської літоралі переносять регулярне осушення під час відливу, влітку - сильне прогрівання, а взимку - охолодження, а іноді промерзання (евритермні тварини); жителі естуаріїв річок витримують значить. коливання солоності води (евригалінні тварини); ряд тварин існує у широкому діапазоні гідростатичного тиску (еврібатні тварини). Багато наземних жителів помірних широт здатні витримувати великі сезонні коливання температури.

Еврібіонтність виду збільшується здатністю переносити несприятливі умовив стані анабіозу (багато бактерій, суперечок і насіння багатьох рослин, дорослі багаторічні рослини холодних і помірних широт, зимуючі нирки прісноводних губок і мшанок, яйця жаброногих ракоподібних, дорослі тихоходки і деякі коловратки та ін) або сплячки (деякі млекоп.

ПРАВИЛО ЧЕТВЕРИКОВА,правило, відповідно до якого в природі всі види живих організмів, представлені не окремими ізольованими особинами, а у формі сукупностей числа (іноді дуже великого) особин-популяцій. Виведено С. С. Четвериковим (1903).

Вид- це сукупність популяцій особин, що історично склалася, подібних за морфо-фізіологічними властивостями, здатних вільно схрещуватися між собою і давати плідне потомство, що займають певний ареал. Кожен вид живих організмів можна описати сукупністю характерних рис, властивостей, які називаються ознаками виду Ознаки виду, з допомогою яких один вид можна від іншого, називаються критеріями виду.

Найчастіше використовують сім загальних критеріїв виду:

1. Специфічний типорганізації: сукупність характерних ознак, що дозволяють відрізнити особин цього виду від особин іншого.

2. Географічна визначеність: існування особин виду у конкретному місці на земній кулі; ареал -район проживання особин цього виду.

3. Екологічна визначеність: особини виду живуть у конкретному діапазоні значень фізичних факторів середовища, таких як температура, вологість, тиск та ін.

4. Диференційованість: вид складається з дрібніших груп особин.

5. Дискретність: особини цього виду відокремлені від особин іншого розривом – хіатусом. Хіатус визначається дією ізолюючих механізмів, таких як розбіжність термінів розмноження, використання специфічних поведінкових реакцій, стерильність гібридів та ін.

6. Відтворюваність: розмноження особин може здійснюватися безстатевим шляхом (ступінь мінливості низька) і статевим (ступінь мінливості висока, тому що кожен організм поєднує ознаки батька та матері).

7. Певний рівень чисельності: чисельність зазнає періодичних (хвиль життя) і неперіодичних змін.

Особи будь-якого виду розподіляються у просторі вкрай нерівномірно. Наприклад, кропива дводомна в межах свого ареалу зустрічається тільки у вологих тінистих місцях з родючим ґрунтом, утворюючи зарості в заплавах Рік, струмків, навколо озер, по околицях топ, змішаних лісахта чагарниках. Колонії європейського кроту, добре помітні на горбах землі, зустрічаються на лісових узліссях, луках і полях. Придатні для життя
житла хоч і зустрічаються часто в межах ареалу, але не покривають весь ареал, і тому на інших його ділянках особини цього виду не зустрічаються. Немає сенсу шукати кропиву у сосновому лісі чи кроту на болоті.

Таким чином, нерівномірність розподілу виду у просторі виражається у вигляді «острівців щільності», «згущень». Ділянки з відносно високим поширенням цього виду чергуються з ділянками з низькою чисельністю. Такі центри щільності населення кожного виду і називаються популяціями. Населення - це сукупність особин цього виду, протягом багато часу (великого числа поколінь) населяють певний простір (частина ареалу), і ізольована з інших таких самих сукупностей.

Усередині популяції практично здійснюється вільне схрещування (панміксія). Іншими словами, популяція - це група осіб, що вільно скріплюються між собою, проживають довго на певній території, і відносно ізольована від інших таких же груп. Вигляд, таким чином, є сукупністю популяцій, а популяція є структурною одиницеювиду.

Відмінність популяції від виду:

1) особини різних популяцій вільно схрещуються один з одним,

2) особини різних популяцій слабо різняться між собою,

3) між двома сусідніми популяціями немає розриву, тобто з-поміж них існує поступовий перехід.

Процес видоутворення. Припустимо, що цей вид займає певний ареал, який визначається характером харчування. Внаслідок дивергенції між особинами збільшується ареал. У новому ареалі будуть розташовані ділянки з різними кормовими рослинами, фізико-хімічними властивостямиі т. д. Особи, які опинилися в різних ділянках ареалу, формують популяції. Надалі, у результаті все посилюється різницю між особинами популяцій, буде дедалі виразніше, що особини однієї популяції відрізняються за якоюсь ознакою від особин інший популяції. Відбувається процес дивергенції популяцій. У кожній із них накопичуються мутації.

Представники будь-якого виду у локальній частині ареалу утворюють місцеву популяцію. Сукупність місцевих популяцій, що з однорідними за умовами життя ділянками ареалу, становить екологічну популяцію. Так, якщо вид мешкає на лузі і в лісі, то говорять про його ясна і лучна популяціях. Популяції не більше ареалу виду, пов'язані з певними географічними кордонами, називаються географічними популяціями.
Розміри та межі популяцій можуть різко змінюватися. При спалахах масового розмноження вид розселяється дуже і виникають гігантські популяції.

Сукупність географічних популяцій із стійкими ознаками, здатністю схрещуватися і давати плідне потомство називається підвидом. Дарвін говорив, що утворення нових видів йде через різновиди (підвиди).

Слід пам'ятати, що у природі часто якийсь елемент відсутній.
Мутації, які у особин кожного підвиду, що неспроможні власними силами призвести до утворення нових видів. Причина полягає в тому, що ця мутація блукатиме по популяції, оскільки особини підвидів репродуктивно не ізольовані. Якщо мутація корисна, вона підвищує гетерозиготність популяції, якщо шкідлива, то буде просто відкинута відбором.

В результаті постійно протікає мутаційного процесу і вільного схрещування в популяціях накопичуються мутації. Створюється, за теорією І. І. Шмальгаузена, резерв спадкової мінливості, тобто переважна більшість мутацій, що виникають, рецесивні і фенотипно не виявляються. Після досягнення високої концентрації мутацій у гетерозиготному стані стає можливим схрещування особин, що несуть рецесивні гени. При цьому з'являються гомозиготні особини, у яких мутації виявляються фенотипно. У таких випадках мутації вже підпадають під контроль природного відбору.
Але це ще не має вирішального значення для процесу видоутворення, тому що природні популяції є відкритими і в них постійно вносяться чужорідні гени із сусідніх популяцій.

Має місце потік генів, достатній підтримки великої подібності генофондів (сукупність всіх генотипів) всіх місцевих популяцій. Підраховано, що поповнення генофонду за рахунок чужорідних генів у популяції, що складається з 200 особин, кожна з яких має 100 ТОВ локусів, у 100 разів більше, ніж за рахунок мутацій. Внаслідок цього жодна популяція неспроможна різко змінюватися до того часу, поки вона піддається нормалізуючому впливу потоку генів. Стійкість популяції до зміни її генетичного складу під впливом відбору називається генетичним гомеостазом.

В результаті генетичного гомеостазу в популяції утворення нового виду дуже утруднене. Повинна реалізуватись ще одна умова! А саме потрібна ізоляція генофонду дочірньої популяції від материнського генофонду. Ізоляція може бути у двох формах: просторової та тимчасової. Просторова ізоляція виникає завдяки різним географічним бар'єрам, таким як пустелі, ліси, річки, дюни, заплави. Найчастіше просторова ізоляція виникає через різке скорочення суцільного ареалу та розпадання його на окремі кишені чи ніші.

Часто населення ізолюється внаслідок міграції. у такому разі виникає популяція-ізолянт. Однак, оскільки зазвичай кількість особин у популяції-ізолянті є великою, існує небезпека інбридингу - виродження, в'язаного з близьким спорідненим схрещуванням. Видоутворення на основі просторової ізоляції називається географічним.

До тимчасової форми ізоляції входить зміна термінів розмноження та зрушення всього циклу життя. Видоутворення на основі тимчасової ізоляції називається екологічним.
Вирішальним у обох випадках є створення нової, несумісної зі старої, генетичної системи. Через видоутворення реалізується еволюція, ось чому свідчать, що вигляд є елементарної еволюційної системою. Населення - елементарна еволюційна одиниця!

Статистичні та динамічні характеристики популяцій.

Види організмів входять у біоценоз не окремими особинами, а популяціями чи його частинами. Населення - це частина виду (складається з особин одного виду), що займає відносно однорідний простір і здатна до саморегулювання та підтримання певної чисельності. Кожен вид в межах займаної території розпадається на популяції. Якщо розглядати вплив факторів довкілля на окремо взятий організм, то при певному рівні фактора (наприклад, температури) досліджувана особина або виживе, або загине. Картина змінюється щодо впливу тієї самої чинника групу організмів одного виду.

Одні особини загинуть або знизять життєву активність при одній конкретній температурі, інші - при нижчій, треті - за більш високої. чинників існувати як угруповань, чи популяцій, тобто. сукупності спільно мешкають особин, які мають подібної спадковістю. Найважливішим ознакою популяції є займана нею загальна територія. Але в межах популяції можуть бути більш менш ізольовані з різних причин угруповання.

Тому дати вичерпне визначення популяції важко через розмитість кордонів між окремими групами особин. Кожен вид складається з однієї або декількох популяцій, і популяція, таким чином, - це форма існування виду, його найменша одиниця, що еволюціонує. Для популяцій різних видівІснують допустимі межі зниження чисельності особин, за якими існування популяції стає неможливим. Точних даних про критичні значення чисельності популяцій у літературі немає. Наведені значення суперечливі. Залишається, однак, безсумнівним факт, що чим дрібніші за особину, тим вищі критичні значення їх чисельності. Для мікроорганізмів це мільйони особин, для комах – десятки та сотні тисяч, а для великих ссавців – кілька десятків.

Чисельність не повинна зменшуватися нижче за межі, за якими різко знижується ймовірність зустрічі статевих партнерів. Критична чисельність також залежить з інших чинників. Наприклад, для деяких організмів специфічний груповий спосіб життя (колонії, зграї, череди). Групи всередині популяції щодо відокремлені. Можуть мати місце такі випадки, коли чисельність популяції загалом досить велика, а чисельність окремих груп зменшено нижче критичних меж.

Наприклад, колонія (група) перуанського баклана повинна мати чисельність не менше 10 тис. особин, а череда північних оленів - 300 - 400 голів. Для розуміння механізмів функціонування та вирішення питань використання популяцій велике значеннямають відомості про їхню структуру. Розрізняють статеву, вікову, територіальну та інші види структури. У теоретичному та прикладному планах найбільш важливі дані про вікову структуру - співвідношення особин (часто об'єднаних у групи) різного віку.

У тварин виділяють такі вікові групи:

Ювенільна група (дитяча) сенільна група (стареча, яка не бере участі у відтворенні)

Доросла група (особи, які здійснюють репродукцію).

Зазвичай найбільшою життєздатністю відрізняються нормальні популяції, у яких віку представлені щодо рівномірно. У регресивній (вимирає) популяції переважають старечі особини, що свідчить про наявність негативних факторів, що порушують відтворювальні функції. Потрібні термінові заходи щодо виявлення та усунення причин такого стану. Впроваджувані (інвазійні) популяції представлені переважно молодими особинами. Життєвість їх зазвичай не викликає побоювань, але велика ймовірність спалахів надмірно високої чисельності особин, оскільки у таких популяціях не сформувалися трофічні та інші зв'язки.

Особливо небезпечно, якщо це населення видів, які раніше були відсутні на даній території. У такому випадку популяції зазвичай знаходять і займають вільну екологічну нішу і реалізують свій потенціал розмноження, інтенсивно збільшуючи чисельність. яка приростає за проміжок часу між вилученнями. Вилучатися повинні насамперед особи післяпродуктивного віку (закінчили розмноження). Якщо має на меті отримання певного продукту, то вік, стать та інші показники популяцій коригуються з урахуванням поставленого завдання.

Експлуатація популяцій рослинних угруповань (напр., отримання деревини), зазвичай приурочується до періоду вікового уповільнення приросту (накопичення продукції). Цей період зазвичай збігається з максимальним накопиченням деревини на одиниці площі. Популяції властиве також певне співвідношення статей, причому співвідношення самців і самок не дорівнює 1:1. Відомі випадки різкого переважання тієї чи іншої статі, чергування поколінь із відсутністю самців. Кожна популяція може мати складну просторову структуру, (поділяючись більш-менш великі ієрархічні групи - від географічної до елементарної (микропопуляции) .

Так, якщо рівень смертності не залежить від віку особин, то крива виживання є лінією, що знижується (див. малюнок, тип I). Тобто відмирання особин відбувається у цьому типі поступово, коефіцієнт смертності залишається незмінним протягом усього життя. Така крива виживання властива видам, розвиток яких відбувається без метаморфозу при достатній стійкості потомства, що народжується. Цей тип прийнято називати типом гідри - для неї властива крива виживання, що наближається до прямої лінії. У видів, котрим роль зовнішніх чинників у смертності невелика, крива виживання характеризується невеликим зниженням до певного віку, після якого відбувається різке падіння внаслідок природної (фізіологічної) смертності.

Тип II малюнку. Близький до цього типу характер кривої виживання властивий людині (хоча крива виживання людини дещо пологіша і, таким чином, є чимось середнім між типами I і II). Цей тип носить назви типу дрозофіли: саме його демонструють дрозофіли в лабораторних умовах (не їжа хижаками). Для багатьох видів характерна висока смертність на ранніх стадіях онтогенезу. У таких видів крива виживання характеризується різким падінням в області молодшого віку. Особи, які пережили "критичний" вік, демонструють низьку смертність і доживають до більшого віку. Тип має назву типу устриці. Тип III малюнку. Вивчення кривих виживання становить великий інтерес для еколога. Воно дозволяє судити про те, в якому віці той чи інший вид найбільш уразливий. Якщо дію причин, здатних змінити народжуваність чи смертність, посідає найбільш вразливу стадію, їх вплив на подальше розвиток популяції буде найбільшим. Цю закономірність необхідно враховувати з організацією полювання чи боротьби з шкідниками.

Вікова та статева структури популяцій.

Будь-якій популяції властива певна організація. Розподіл особин по території, співвідношення груп особин за статтю, віком, морфологічними, фізіологічними, поведінковими та генетичними особливостями відображають відповідну структуру популяції : просторову, статеву, вікову та ін. Структура формується з одного боку з урахуванням загальних біологічних властивостей видів, з другого - під впливом абіотичних чинників середовища проживання і популяцій інших видів.

Структура популяції має, в такий спосіб, пристосувальний характер. Різні популяції одного виду мають як подібні особливості, і відмінні, що характеризують специфіку екологічних умов у місцях їх проживання.

В цілому, крім адаптивних можливостей окремих особин, на певних територіях формуються пристосувальні риси групової адаптації популяції як надіндивідуальної системи, що говорить про те, що пристосувальні особливості популяції набагато вищі, ніж у її індивідів.

Віковий склад- має важливе значення для існування популяції. Середня тривалість життя організмів та співвідношення чисельності (або біомаси) особин різного віку характеризується віковою структурою популяції. Формування вікової структури відбувається внаслідок спільної дії процесів розмноження та смертності.

У будь-якій популяції умовно виділяються 3 вікові екологічні групи:

Передрепродуктивну;

репродуктивну;

Постпродуктивну.

До передрепродуктивної групи належать особини, які ще не здатні до відтворення. Репродуктивна – особини, здатні до розмноження. Пострепродуктивна – особини, що втратили здатність до розмноження. Тривалість цих періодів сильно варіюється в залежності від виду організмів.

За сприятливих умов у популяції є всі вікові групи і підтримується більш менш стабільний віковий склад. У швидко зростаючих популяціях переважають молоді особини, а скорочуються — старі, не здатні інтенсивно розмножуватися. Такі популяції малопродуктивні, недостатньо стійкі.

Є види з простою віковою структурою популяцій, що складаються з особин майже одного віку.

Наприклад, всі однорічні рослини однієї популяції навесні перебувають у стадії проростків, потім майже одночасно зацвітають, а восени дають насіння.

У видів зі складною віковою структурою популяцій одночасно мешкають кілька поколінь.

Наприклад, у стажах слонів є молоді, зрілі та старі тварини.

Популяції, що включають багато генерацій (різних вікових груп) більш стійкі, менш схильні до впливу факторів, що впливають на розмноження або смертність у конкретному році. Екстремальні умови можуть призвести до загибелі найбільш уразливих вікових груп, але найстійкіші виживають та дають нові генерації.

Наприклад, людина розглядається як біологічний вид, що має складну вікову структуру. Стійкість популяцій виду виявилося, наприклад, під час Другої світової війни.

Для дослідження вікових структур популяцій використовують графічні прийоми, наприклад вікові піраміди популяції, широко використовуються в демографічних дослідженнях (рис.3.9).

Рис.3.9. Вікові піраміди популяції.

А - масове розмноження, В - стабільна популяція, С - популяція, що скорочується

Стійкість популяцій виду значною мірою залежить і від статевої структури , тобто. співвідношення особин різних статей. Статеві угруповання всередині популяцій формуються на основі відмінностей у морфології (форма та будова тіла) та екології різних статей.

Наприклад, у деяких комах самці мають крила, а самки немає, у самців деяких ссавців є роги, але вони відсутні у самок, у самців птахів яскраве оперення, а у самок, що маскує.

Екологічні відмінності виражаються в харчових перевагах(Самки багатьох комарів смокчуть кров, а самці харчуються нектаром).

Генетичний механізм забезпечує приблизно рівне співвідношення особин обох статей при народженні. Проте вихідне співвідношення невдовзі порушується внаслідок фізіологічних, поведінкових та екологічних відмінностей самців і самок, які викликають нерівномірну смертність.

Аналіз вікової та статевої структури популяцій дозволяє прогнозувати її чисельність на низку найближчих поколінь та років. Це важливо в оцінці можливостей промислу риби, відстрілу тварин, порятунку врожаю від навал сарани та інших випадках.

Гарячі джерела, що зазвичай зустрічаються у вулканічних місцевостях, мають досить багате живе населення.

Вже давно, коли про бактерії та інші нижчі істоти було найповерхове уявлення, було встановлено існування в термах своєрідної флори та фауни. Так, наприклад, 1774 р. Зоннерат повідомив про наявність риб у гарячих джерелах Ісландії, що мають температуру 69°. Цей висновок не був пізніше підтверджений іншими дослідниками щодо терм Ісландії, але в інших місцях аналогічні спостереження все ж таки були зроблені. На острові Ішіа (Ischia) у джерелах із температурою вище 55° Еренберг (1858) відзначив перебування риб. Гоппе-Зейлер (1875) також бачив риб у воді з температурою теж близько 55 °. Якщо навіть припустити, що у всіх зазначених випадках було неточно проведено термометрування, то все ж таки м'ясо дати висновок про здатність деяких риб жити при досить підвищеній температурі. Поряд із рибами, в термах часом відзначали наявність жаб, хробаків та молюсків. В пізніший час тут були виявлені і найпростіші тварини.

У 1908 р. побачила світ робота Исселя (Issel), більш детально встановив граничні температури для тваринного світу, що у гарячих джерелах.

Поряд із тваринним світом, в термах надзвичайно легко встановлюється наявність водоростей, що утворюють часом потужні обростання. За вказівками Батьківщиною (1945), товща водоростей, що накопичилися в гарячих джерелах, нерідко досягає декількох метрів.

Про асоціації термофільних водоростей та фактори, що визначають їх склад, ми досить говорили в розділі «Ворості, що живуть за високої температури». Тут лише нагадаємо, що найбільш термостійкими з них є синьо-зелені водорості, які можуть розвиватися до температури 80-85 °. Зелені водорості виносять температуру трохи вище 60 °, а діатомові водорості закінчують розвиватися приблизно близько 50 °.

Як зазначалося, водорості, що розвиваються в термах, відіграють істотну роль при утворенні різного роду накипів, до складу яких входять мінеральні сполуки.

Термофільні водорості дуже впливають на розвиток в термах бактеріального населення. Вони прижиттєво шляхом екзомозу виділяють у воду кілька органічних сполук, а відмираючи, погано створюють для бактерій досить сприятливий субстрат. Тому не дивно, що бактеріальне населення термальних вод найбагатше представлене в місцях скупчення водоростей.

Переходячи до термофільних бактерій гарячих джерел, ми повинні вказати, що в нашій країні вони вивчали багато мікробіологів. Тут слід зазначити імена Циклинської (1899), Губіна (1924-1929), Афанасьєвої-Кестер (1929), Єгорової (1936-1940), Волкової (1939), Батьківщиною (1945) та Ісаченко (1948).

Більшість дослідників, які мали справу з гарячими джерелами, обмежилося лише фактом встановлення у них бактеріальної флори. Лише порівняно небагато мікробіологів зупинялися на важливих сторонах життя бактерій у термах.

У огляді ми затримаємося лише з дослідженнях останньої групи.

Термофільні бактерії були виявлені в гарячих джерелах низки країн Радянського Союзу, Франції, Італії, Німеччини, Словаччини, Японії та ін. Оскільки води гарячих джерел бувають нерідко бідні на органічні речовини, то не дивно, що в них часом міститься дуже невелика кількість сапрофітних бактерій.

Розмноження бактерій, що автотрофно харчуються, серед яких у термах досить широко поширені залізо- і серобактерії, визначається в основному хімічним складом води, а також і її температурою.

Деякі термофільні бактерії, виділені із гарячих вод, були описані як нові види. До таких форм відносяться: Bac. thermophilus filiformis. вивчений Циклінською (1899), дві спороносні палички - Bac. ludwigi та Bac. ilidzensis capsulatus, виділені Карлінським (1895), Spirochaeta daxensis, ізольована Кантакузеном (1910), та Thiospirillum pistiense, виділена Чурда (1935).

Температура води гарячих джерел позначається на видовому складі бактеріального населення. У водах, що мають нижчу температуру, знайдені коки та спірохетоподібні бактерії (роботи Батьківщиною, Кантакузена). Однак і тут переважна форма є спороносні палички.

Нещодавно вплив температури на видовий склад бактеріального населення терм був дуже яскраво показаний у роботі Батьківщиною (1945), яка вивчала гарячі джерела Ходжі-Обі-Гарм у Таджикистані. Температура окремих джерел цієї системи коливається не більше 50-86°. З'єднуючись, ці терми дають струмок, на дні якого в місцях з температурою, що не перевищує 68 °, спостерігалося бурхливе розростання синьо-зелених водоростей. Подекуди водорості утворювали товсті пласти різного кольору. У урізу води, на бічних стінках ніш були відкладення сірки.

У різних джерелах, у стоку, а також у товщі синьо-зелених водоростей ставилися на три дні скла обростання. Крім цього, зібраний матеріал висівався на живильні середовища. Виявилося, що вода з найбільш високою температуроюмає переважно паличкоподібні бактерії. Клиноподібні форми, зокрема, що нагадують азотобактер, зустрічаються при температурі, що не перевищує 60°. Судячи з усіх даних, можна сказати, що власне азотобактер не росте вище 52°, а великі круглі клітини, що зустрічаються в обростаннях, належать іншим видам мікробів.

Найбільш термостійкими є деякі форми бактерій, що розвиваються на м'ясо-пептонному агарі, тіо-бактерії типу Tkiobacillus thioparus та десульфікатори. До речі, варто згадати, що Єгорова і Соколова (1940) знаходили Microspira у воді, що мала температуру 50-60°.

У роботі Батьківщиною азотфіксуючі бактерії не виявлялися у воді при 50 °. Однак при вивченні ґрунтів анаеробні фіксатори азоту були виявлені ще при 77 °, а азотобактер - при 52 °. Це змушує вважати, що вода взагалі мало підходящим субстратом для азотфиксаторов.

Дослідження бактерій у ґрунтах гарячих джерел виявило там ту саму залежність групового складу від температури, що у воді. Проте мікронаселення ґрунтів було значно багатшим у чисельному відношенні. Піщані, бідні органічними сполуками грунти мали досить мізерне мікронаселення, тоді як містили темно-забарвлені органічні речовини рясно населені бактеріями. Таким чином, зв'язок складу субстрату з характером мікроскопічних істот, що містяться в ній, тут був виявлений надзвичайно наочно.

Заслуговує на увагу те, що ні у воді, ні в мулах Батьківщиною не вдалося виявити термофільних бактерій, що розкладають клітковину. Даний моментми схильні пояснити методичними труднощами, оскільки термофільні целлюлозуразлагающие бактерії досить вимогливі до живильних середовищ. Як показав Імшенецький, їх виділення потрібні досить специфічні поживні субстрати.

У гарячих джерелах, крім сапрофітів, зустрічаються автотрофи - сіро- та залізобактерії.

Найбільш старі спостереження щодо можливості зростання серобактерій у термах були зроблені, очевидно, Мейєром та Аренсом, а також Міоші. Розвиток ниткоподібних серобактерій Міоші спостерігав у джерелах, температура води яких сягала 70°. Єгорова (1936), що досліджувала брагунські сірчані джерела, відзначала наявність серобактерій навіть за температури води 80°.

У розділі « Загальна характеристикаморфологічних та фізіологічних особливостей «термофільних бактерій» ми досить докладно описали властивості термофільних залізо- і серобактерій. Повторно наводити ці відомості не доцільно, і ми обмежимося лише нагадуванням, що окремі пологи і навіть види автотрофних бактерій закінчують розвиток при різній температурі.

Максимальна температура, таким чином, для бактерій зареєстрована близько 80°. Для залізобактерій типу Streptothrix ochraceae і Spirillum ferrugineum Міоші встановив максимум 41-45 °.

Дюфренуа (Dufrencfy, 1921) знайшов на відкладах у гарячих водах з температурою в 50-63 ° залізобактерій, дуже схожих на Siderocapsa. За його спостереженнями, зростання нитчастих залізобактерій відбувалося лише у холодних водах.

Волкова (1945) спостерігала у мінеральних джерелах п'ятигірської групи розвиток бактерій із роду Gallionella у тому випадку, коли температура води не перевищувала 27-32°. У термах із вищою температурою залізобактерії були відсутні зовсім.

Порівнюючи зазначені нами матеріали, мимоволі доводиться зробити висновок, що в окремих випадках не температура води, а її хімічний складвизначає розвиток тих чи інших мікроорганізмів.

Бактерії, поряд з водоростями, беруть активну участь в утворенні деяких мінералів біолітів та каустобіолітів. Більш детально вивчено роль бактерій в осадженні кальцію. Дане питання докладно висвітлено у розділі про фізіологічні процеси, що викликаються термофільними бактеріями.

Заслуговує на увагу висновок, зроблений Волковою. Вона зазначає, що «барежина», що потужним покривом відкладається в струмках витоків сірчаних джерел П'ятигорська, містить дуже багато елементарної сірки і в основі має міцелій пліснявого гриба з роду Penicillium. Міцелій складає строму, в яку включені паличкоподібні бактерії, що належать, мабуть, до серобактерій.

Брусов (Brussoff) вважає, що бактерії терм беруть участь у освіті відкладень кремнекислоти.

У термах виявлено бактерії, що редукують сульфати. За вказівками Афанасьєвої-Кестер, вони нагадують Microspira aestuarii van Delden і Vibrio thermodesulfuricans Elion. Ряд міркувань про можливу роль цих бактерій у освіті сірководню в термах висловив Губін (1924-1929).

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту та натисніть Ctrl+Enter.