Микробиология

     Вопрос 83. Микроорганизмы, способные разлагать целлюлозу (клетчатку), примеры. Как может быть использована  способность микроорганизмов расщеплять целлюлозу? 

      Для большинства микроорганизмов, разлагающих  целлюлозу, характерна высокая специфичность  по отношению к этому веществу. Разложение целлюлозы осуществляют аэробные микроорганизмы (бактерии и грибы) и анаэробные мезофильные и термофильные бактерии.

      Группа  аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов  наиболее богато представлена в почве.  Представителями банной группы являются микроорганизмы рода Cytophaga. Они очень требовательны к условиям среды, обычно они в большом количестве встречаются в навозе и почвах, удобренных навозом. То же свойственно представителям рода Sporocytophaga, разлагающим целлюлозу. Последние отличаются от видов рода Cytophaga способностью образовывать микроцисты.

      В расщеплении целлюлозы принимают  участие миксобактерии порядка  Myxobacteriales, семейства Myxococcaceae (род Myxococcus), Archangiaceae (род Archangium), Sorangiaceae (роды Sorangium и Polyangium), широко распространенные в почвах разных климатических зон. Могут усваивать целлюлозу единичные виды Pseudomonas (P. Fluorescens var. cellulosae), и некоторых других бактерий. Актиномицеты и грибы, обитающие в относительно бедных, кислых почвах, в аэробных условиях медленно разрушают целлюлозу. К актиномицетам, разлагающим целлюлозу, относятся представители родов Streptomyces (Streptomyces cellulosae), Streptosporangium, Micromonospora (Micromonospora chalcea); к грибам – представители родов Fusarium, Chaetomium, а так же отдельные виды -  Trichoderma viride, Aspergillus fumigates, Botrytis cinerea, Rhizoctonia solani. В разрушении целлюлозы участвуют и хитридиомицеты, среди которых много паразитов.

      Большинство представителей анаэробных целлюлозоразлагающих бактерий, найденных в природе, относят к семейству Bacillaceae, роду Clostridium. Эти виды обитают в почвах, компосте, навозе, речном иле и сточных водах. Клостридии устойчивы к кислотности и распространены не только в нейтральных, но и кислых почвах. Типичный представитель рода, участвующий в разложении целлюлозы при температуре 30 – 40 °С, - Clostridium omelianskii. Разлагать целлюлозу может и другой мезофильный вид – Clostridium cellobioparum.

      Среди анаэробных целлюлозоразлагающих бактерий, встречающихся в почве, навозе и компостах, есть и термофилы. Они активно сбраживают целлюлозу. Так, оптимальная температура для развития Clostridium thermocellum около 60 °С, биологический максимум приближается к 70 °С; при 40, 45 °С эта бактерия развивается слабо. К термофильным целлюлозоразлагающим анаэробам относится и вид Thermoanaerobacter ethanolicus, выделенный из горячих источников. Мезофильные и термофильные анаэробные бактерии хорошо используют целлюлозу, но на обычных средах, содержащих простые сахара, они развиваются слабо, плохо переносят даже незначительно повышенные концентрации сахаров.

      В рубце жвачных животных обитают  специфичные анаэробные целлюлозоразлагающие бактерии. Они вызывают разложение целлюлозы кормов до глюкозы, которая затем сбраживается с образованием органических кислот, спиртов и газов. Разложение целлюлозы в рубце животных осуществляется при участии кокковидных и палочковидных бактерий: Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus albus, Bacteroides succinogenes, Butyrivibrio fibrisolvens, Ruminobacter parvum. Бактерии рубца очень важны для нормального питания жвачных животных.