Wpływ środowiska na drobnoustroje.

Informacje ogólne
Drobnoustroje, mikroorganizmy, sztuczna grupa nie mająca formalnego charakteru systematycznego, obejmująca drobne, zwykle jednokomórkowe organizmy widoczne pod mikroskopem. Należą do nich bakterie, pierwotniaki, wirusy, liczne glony, niektóre grzyby. Wiele drobnoustrojów pasożytuje w innych organizmach, w tym u człowieka, wywołując choroby zakaźne. Drobnoustroje chorobotwórcze nazywamy zarazkami. Liczne drobnoustroje są niezbędnymi symbiontami organizmów wyższych (np. mikroflora jelitowa i symbiotyczne orzęski pomagają zwierzętom trawić błonnik roślinny). Drobnoustroje są też zasadniczą grupą reducentów w ekosystemach. Tradycyjnie, zaliczano poszczególne drobnoustroje do królestwa roślin (bakterie, glony, mikroskopijne grzyby) lub zwierząt (cudzożywne formy ruchliwe). W takim ujęciu drobnoustroje roślinne zaliczane były do gromad Protophyta (z greckiego pierwotne rośliny) i Thallophyta (z greckiego plechowce), reprezentują najniższe jednokomórkowe rośliny. Jednokomórkowce „zwierzęce” natomiast zaliczano do gromady Protozoa (z greckiego pierwotne zwierzęta), czyli pierwotniaków.

Wpływ środowiska na drobnoustroje

Związek drobnoustrojów ze środowiskiem

Drobnoustroje są bardzo ściśle związane ze środowiskiem które na nie bez przerwy odziaływuje. W odpowiednich warunkach mikroorganizmy rozwijają się bardzo dobrze , w niekorzystnych ich rozwój może być zahamowany lub mogą zginąć.
Do czynników decydujących o rozwoju mikroflory środowiska zalicza się:

-obecność lub brak wody

-temperaturę

-promieniowanie

-odczyn środowiska

-ultradźwięki
Rola wody w życiu drobnoustrojów

Odpowiednia ilość wody w podłożu jest jednym z najważniejszych warunków rozwoju mikroorganizmów. Najbardziej wrażliwe na brak wody sa bakterie, drożdże, pleśnie (formy wegetatywne). Bardziej odporne na brak wody są zarodniki drożdży, pleśni a najbardziej odporne są przetrwalniki bakteryjne.
Dużą odporność na brak wody wykazują bakterie które mają grube otoczki śluzowe.
Rola wody w komórce drobnoustroju: Procesy biochemiczne zachodzące w komórce muszą odbywać się w środowisku wodnym. Woda jest rozpuszczalnikiem wielu soli mineralnych i związków organicznych. Komórka może pobierać pokarm w postaci wodnego roztworu i w takiej postaci wydala substancje zbędne. Woda decyduje o turgorze komórki i ciśnieniu osmotycznym wynoszącym od 3 do 6 atmosfer. Z ciśnieniem związane jest zjawisko występujące gdy na skutek różnicy ciśnień miedzy komórką a środowiskiem zewnętrznym zostaje odciągnięta woda. Zjawisko plazmolizy można wywołać soląc podłożę spożywcze lub suszyć je dodając cukru. Są jednak drobnoustroje odporne na solenie, są to tzw. halofile.

Podział drobnoustrojów ze względu na temperatury w jakich żyją
Temperatura środowiska ma duży wpływ na drobnoustroje. Każdy drobnoustrój ma swoje trzy określone temperatury:
1. minimalna - poniżej tej temperatury rozwój jest zahamowany
2. optymalna - w tych temperaturach komórka rozwija się najlepiej i najszybciej
3. maxymalna - powyżej tej temperatury wzrost jest zahamowany lub dochodzi do śmierci komórki
Wszystkie drobnoustroje dzieli się na trzy grupy w zależności od temperatur w jakich żyją:
1. psychrofile (zimnolubne)
2. mezofile (ciepłolubne)
3. termofile(gorącolubne)

Drożdże i pleśnie są najczęściej mezofilami. Ale w śród pleśni spotyka się gatunki psychrofile które mogą rozwijać się w temperaturze nawet -15C. W śród bakterii występują zarówno psychrofile, mezofile jak i termofile.
BAKTERIE TEMP. MINIMALNA TEMP. OPTYMALNA TEMP. MAXYMALNA
PSYCHROFILE -7° 10-20° 25-30°
MEZOFILE 15° 25-40° OK 45°
TERMOFILE 45° 50-55° OK 75°

Podane temp. stopnie Celciusza

Wpływ wysokich temperatur na drobnoustroje
Temperatury wysokie tzn. od 70C wzwyż działają zabójczo na na drobnoustroje powodują ścięcie białka. Najbardziej wrażliwe na wysokie temperatury są formy wegetatywne drobnoustrojów bakterie, drożdże, pleśnie. Najbardziej odporne są przetrwalniki bakterii nieco mniej są zarodki drożdży i pleśni.
Sposoby wykorzystania temperatur wysokich w walce z drobnoustrojami.
-Pasteryzacja zabieg ten stosuje się temperatury 65-90Czas trwania pasteryzacji jest odpowiednio dopasowany do temperatury tzn. im wyższa temperatura tym krótszy czas jej działania.
65C-30min
72C-75C -kilkanaście sekund
80C -kilka sekund
Skutek działania pasteryzacji. Proces ten niszczy tylko formy wegetatywne drobnoustrojów oraz zarodniki drożdży i pleśni. Nie niszczy przetrwalników.

Wpływ odczynu środowiska na drobnoustroje
Drobnoustroje są bardzo wrażliwe na odczyn środowiska. Poszczególne gatunki mogą rozwijać się w środowisku o określonym pH Każdy gatunek ma swoje pH minimalne, optymalne i maxymalne. Na bardzo niskie wartości pH wrażliwe są bakterie. Drożdże i pleśnie mogą się rozwijać w środowisku kwaśnym, a nawet w bardzo kwaśnym np. w kapuście kiszonej.
Działanie związków chemicznych na drobnoustroje
Wiele związków chemicznych działa szkodliwie na drobnoustroje działanie to może być zabójcze lub bakteriostatyczne. Wiele związków chemicznych stosuje się do zwalczania szkodliwej mikroflory. Do takich związków możemy zaliczyć:
1. Kwasy
-siarkowy H2SO4
-kwas benzoesowy
2. Zasady
-NaOH - zasada żrąca
-Ca(OH)2 - wapno gaszone
3. Sole
-CuSO4 siarczan miedzi
4. Środki utleniające
-woda utleniona czyli 3% roztwór H2O2 w H2O
-nadmanganian potasu
5. Inne związki
Wpływ promieniowania na przykładzie promieni UV
Osobliwe jest też zachowanie się bakterii w stosunku do różnych rodzajów promieniowania. Bakterie oraz inne drobnoustroje (np. pełzaki) odznaczają się mniejszą wrażliwością na promienie ultrafioletowe i jonizujące niż wyższe Eukaryota. Należy jednak pamiętać, że i wśród bakterii napotykamy na wielkie zróżnicowanie pod tym względem, np. dla jednego z mutantów Escherichia coli śmiertelne jest już naświetlenie promieniami ultrafioletowymi o energii l erg/mm2, a wyjątkowo oporna bakteria, Micrococcus radio-durans, ginie dopiero przy 7•10-4 J/mm2.

Ultradźwięki
Ultradźwięki są dźwięki niesłyszalne dla człowieka. Mogą one powodować niszczenie organizmów, możne je wiec wykorzystywać np. do odkażania wody pitnej do oczyszczania ścieków oraz produktów spożywczych.