Категории организмов, формы биологических взаимоотношений, экологические пирамиды.

Геном

Геном Methylococcus capsulatus представлен кольцевой двуцепочечной молекулой ДНК размкром 3304561 п.н., содержащей 3052 гена, из которых 2956 кодируют белки, процент % Г+Ц пар составляет 63 %^[16]. Геном специализирован для метанотрофии и содержит генетическую информацию, ответственную за излишние метаболические пути, предположительно являющиеся ключевыми в метанотрофии, и повторяющиеся гены метанмонооксигеназ^[17]. Также выяснено, что экспрессия метанмонооксигеназы контролируется ионами меди^[18].

Применение

За счёт своей способности использовать метан как единственный источник углерода, а также окислять такие ксенобиотики, как трихлорэтилен, перспективно использование Methylococcus capsulatus в биоремедиации, также микроорганизм может использоваться в микробиологическом синтезе некоторых химикатов и биотрансформации.

Сальмонелла (от имени американского патолога Д. Э. Сальмона, D.Е.Salmon; 1850—1914) — род неспороносных бактерий, имеющих форму палочек (длина 1—7 мкм, ширина около 0,3—0,7 мкм).

Особенности

Грамотрицательны; факультативные анаэробы; большинство подвижно (благодаря перитрихиально расположенным жгутикам). На плотных питательных средах образуют круглые колонии серовато-белого цвета, при росте на бульоне — помутнение и осадок, иногда плёнку. Сальмонеллы сбраживают углеводы (глюкозу, маннозу, ксилозу, декстрин) и спирты (инозит, дульцит) с образованием кислоты, а иногда и газа.

Сальмонеллы могут выжить в течение недели вне живого организма. Они могут  находиться в высушенных экскрементах более 2.5 лет. Ультрафиолетовое излучение и тепло ускоряет их смерть, они погибают при нагревании до 55 ° C (131 ° F) за один час, или до 60 ° C (140 ° F) в течение получаса. Для защиты от заражения сальмонеллой, рекомендуется подогревать пищу, по крайней мере десять минут при 75 ° C (167 ° F). Сальмонеллы не погибают при замораживании.

Место обитания

Сальмонеллы чаще обитают в кишечнике животных и человека.

Патогенность

Большинство сальмонелл относится к патогенным видам, образующим различные антигены: термолабильный жгутиковый Н-антиген и состоящие из углеводов О-антиген и Vi-антиген. 

Риккетсии (Rickettsiaceae) — семейство бактерий. Названы по имени X. Т. Риккетса (1871—1910), в 1909 впервые описавшего возбудителя пятнистой лихорадки Скалистых гор. В том же году сходные наблюдения были сделаны Ш. Николем и его коллегами при исследовании сыпного тифа. В 1910 Риккетс погиб от сыпного тифа, изучением которого занимался в Мексике. В честь заслуг ученого возбудители этих инфекций были названы «риккетсиями» и выделены в род Rickettsia.

Строение

Типовой род Rickettsia представлен полиморфными, чаще кокковидными или палочковидными, неподвижными клетками. Грамотрицательны.

В оптимальных  условиях клетки риккетсий имеют форму коротких палочек размером в среднем 0,2—0,6 × 0,4—2,0 мкм, почти такие же, как и наиболее крупные вирусы (около 0,3 мкм). Их форма и размеры могут несколько меняться в зависимости от фазы роста (логарифмическая или стационарная фазы). При изменении условий роста они легко образуют клетки неправильной формы или нитевидные. На поверхности мембраны клеточной стенки располагается капсулоподобный слизистый покров и микрокапсула, содержащие группоспецифичный «растворимый» антиген. В клеточной стенке локализуются основные белки, большинство из которых являются видоспецифичными антигенами, а также липополисахарид и пептидогликан. В цитоплазматической мембране преобладают ненасыщенные жирные кислоты, она осмотически активна, имеет специфическую транспортную систему АТФ-АДФ. Нуклеоид клетки риккетсий содержит кольцевую хромосому. Размножаются путем бинарного деления, обладают независимым от клетки-хозяина метаболизмом. Источником энергии у внеклеточных риккетсий служит глутамат. Возможно, что при размножении получают макроэргические соединения из клетки-хозяина. Способны индуцировать свой фагоцитоз эукариотной клеткой.

Жизненный цикл

Репродукция, за исключением одного вида, происходит только в живых клетках, то есть, как и вирусы, риккетсии являются облигатными внутриклеточными паразитами, рост и размножение которых происходят в клетках подходящего хозяина. Паразитируют в цитоплазме и ядре или только в цитоплазме клеток членистоногих и теплокровных животных. Лишь один вид риккетсий (Rochalimaea quintana), вызывающий окопную лихорадку, может расти вне клеток в кишечнике вши, а также в бесклеточной питательной среде. В жизненном цикле большинства риккетсий членистоногие являются первичными хозяевами или переносчиками.

Эпидемиология

У человека риккетсии вызывают острые лихорадочные заболевания — риккетсиозы. Наибольшее значение имеют возбудители эпидемического сыпного тифа (Rickettsia prowazekii), клещевого риккетсиоза (Rickettsia sibirica), пятнистой лихорадки Скалистых гор (Rickettsia rickettsii), лихорадки цуцугамуши (Rickettsia tsutsugamushi).

Патогенные  для человека риккетсии, за редким исключением, передаются при укусе зараженных вшей, клещей и блох. Заражение риккетсиями иногда вызывает гибель самих членистоногих-переносчиков, но может и не оказывать заметного патогенного действия на них. В некоторых случаях передача риккетсий у членистоногих происходит от одного поколения к другому через зараженные яйца, в других — через промежуточных хозяев, таких, как крысы, мыши или собаки. У этих млекопитающих носительство риккетсий не сопровождается выраженными признаками заболевания, и потому считается, что инфекция протекает у них в латентной (скрытой) форме. В случае сыпного тифа человек сам иногда служит резервуаром инфекции; она может оставаться латентной, но в соответствующих «благоприятных» условиях проявляется и, распространяясь, приобретает характер эпидемии.

Единственное  известное заболевание млекопитающих, связанное с риккетсиями, — клещевая лихорадка овец, коз и крупного рогатого скота — встречается только в Африке.

Патогенность

Риккетсии обладают тропизмом к клеткам эндотелия сосудов.

Устойчивость

Чувствительны к большинству антибиотиков широкого спектра действия, особенно тетрациклинового ряда.

Окрашивание и культивирование

Риккетсии культивируются в желточных мешках куриных эмбрионов, перевиваемых культурах  клеток, легких белых мышей.

Риккетсии идентифицируют в мазках при окраске по Романовскому—Гимзе, Хименесу, Маккиавелло, Здродовскому, в мазках, обработанных флюоресцирующими и энзим-мечеными антителами. Для первичного выделения риккетсий используют преимущественно взрослых самцов морских свинок и взрослых белых, линейных и бестимусных мышей. 
 
 
 
 
 

4.11.Новые открытия.

Найдены питающиеся парниковыми газами бактерии-экстремофилы

Сразу два коллектива ученых независимо обнаружили два вида бактерий, которые питаются парниковым газом метаном и живут в  неблагоприятных условиях, в частности, в очень кислотной среде, сообщает журнал Nature. 
 
Метан (CH4) - основной компонент природного газа. Тонна метана, попавшая в атмосферу, увеличивает парниковый эффект примерно так же, как 25 тонн углекислого газа. Метан в атмосферу, выбрасывают, в частности, грязевые вулканы, горячие грязевые источники и фумаролы (вулканические источники горячих газов). 
 
Бактерии, использующие метан в качестве источника (часто единственного) энергии и углерода (метанотрофы), были открыты более ста лет назад. Окисляя содержащийся в метане углерод, метанотрофы превращают его в углекислый газ. Известные метанотрофы относятся к типу Proteobacteria. Некоторые из них культивированы. 
 
Голландско-итальянская группа ученых опиралась на исследования, которые показывали, что часть метана в грязевых источниках поглощается какими-то живыми организмами. Никакие из известных метанотрофов, однако, не могли жить в экстремальных условиях горячих источников. Температура в них достигает 70 градусов, а pH (показатель кислотности) - 1,8 (pH нейтральной среды равен семи, чем он меньше, тем среда кислотней, значение 1,8 примерно соответствует кислотности желудочного сока). 
 
В итальянском вулкане Сольфатара исследователи обнаружили метанотрофный организм, способный выжить при таких условиях - при значениях pH до 0,8. Бактерия получила имя Acidimethylosilex fumarolicum. Она относится не к типу Proteobacteria, а к типу Verrucomicrobia, представители которого часто встречаются в природе, но плохо культивируются. 
 
Вторая группа, объединяющая ученых из многих стран, проводила поиски на популярном среди туристов новозеландском геотермальном участке Хеллз-Гейт (Hell's Gate, врата ада). Исследователи обнаружили другой метанотроф-экстремофил (экстремофилами называются организмы, обитающие в малопригодных для жизни условиях), также относящийся к типу Verrucomicrobia. Вид получил имя Methylokorus infernorum (infernorum - адский). 
 
Генетический анализ Methylokorus infernorum показал, что способность окислять метан бактерии, скорее всего, унаследовали от общего предка Proteobacteria и Verrucomicrobia, а не приобрели в результате горизонтального трансфера генов (свойственного бактериям обмена генами между особями разных видов). 
 
Обе группы надеются, что исследования могут позволить в будущем искусственно культивировать метанотрофные бактерии и использовать их для активной борьбы с парниковым эффектом.Сразу два коллектива ученых независимо обнаружили два вида бактерий, которые питаются парниковым газом метаном и живут в неблагоприятных условиях, в частности, в очень кислотной среде, сообщает журнал Nature. 
 
Метан (CH4) - основной компонент природного газа. Тонна метана, попавшая в атмосферу, увеличивает парниковый эффект примерно так же, как 25 тонн углекислого газа. Метан в атмосферу, выбрасывают, в частности, грязевые вулканы, горячие грязевые источники и фумаролы (вулканические источники горячих газов). 
 
Бактерии, использующие метан в качестве источника (часто единственного) энергии и углерода (метанотрофы), были открыты более ста лет назад. Окисляя содержащийся в метане углерод, метанотрофы превращают его в углекислый газ. Известные метанотрофы относятся к типу Proteobacteria. Некоторые из них культивированы. 
 
Голландско-итальянская группа ученых опиралась на исследования, которые показывали, что часть метана в грязевых источниках поглощается какими-то живыми организмами. Никакие из известных метанотрофов, однако, не могли жить в экстремальных условиях горячих источников. Температура в них достигает 70 градусов, а pH (показатель кислотности) - 1,8 (pH нейтральной среды равен семи, чем он меньше, тем среда кислотней, значение 1,8 примерно соответствует кислотности желудочного сока). 
 
В итальянском вулкане Сольфатара исследователи обнаружили метанотрофный организм, способный выжить при таких условиях - при значениях pH до 0,8. Бактерия получила имя Acidimethylosilex fumarolicum. Она относится не к типу Proteobacteria, а к типу Verrucomicrobia, представители которого часто встречаются в природе, но плохо культивируются. 
 
Вторая группа, объединяющая ученых из многих стран, проводила поиски на популярном среди туристов новозеландском геотермальном участке Хеллз-Гейт (Hell's Gate, врата ада). Исследователи обнаружили другой метанотроф-экстремофил (экстремофилами называются организмы, обитающие в малопригодных для жизни условиях), также относящийся к типу Verrucomicrobia. Вид получил имя Methylokorus infernorum (infernorum - адский). 
 
Генетический анализ Methylokorus infernorum показал, что способность окислять метан бактерии, скорее всего, унаследовали от общего предка Proteobacteria и Verrucomicrobia, а не приобрели в результате горизонтального трансфера генов (свойственного бактериям обмена генами между особями разных видов). 
 
Обе группы надеются, что исследования могут позволить в будущем искусственно культивировать метанотрофные бактерии и использовать их для активной борьбы с парниковым эффектом.

Источник: http://www.newsland.ru/News/Detail/id/118080/cat/69/

5.Консументы

Консументы (лат. consumo — потребляю, также гетеротрофные организмы, гетеротрофы) — организмы, неспособные синтезировать органические вещества из неорганических. Потребляют органические вещества в готовом виде (1-го порядка — растительноядные, 2-го и больших порядков — плотоядные и хищники; всеядные животные). Являются вторым, третьим и далее звеньями пищевой цепи.

6.Продуце́нты

Продуце́нты (также автотрофные организмы, автотрофы) — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. Это, в основном, зелёные растения (синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света.

Продуценты  являются первым звеном пищевой цепи.

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

7.Редуценты

Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие остатки мёртвых растений и животных и превращающие их в неорганические соединения.

От детритофагов (животных и протистов) редуценты отличаются прежде всего тем, что не оставляют твердых непереваренных остатков (экскрементов). Животных-детритофагов в экологии традиционно относят к консументам (см., например, Бигон, Харпер, Таунсенд, 1989). В то же время все организмы выделяют углекислый газ и воду, а часто и другие неорганические (аммиак) или простые органические (мочевина) молекулы и таким образом принимают участие в разрушении (деструкции) органического вещества.