Рисунок 1 – Схема трофических взаимоотношений между различными группами микроорганизмов в сообществе
Организация анаэробного метаногенного сообщества
жүктеу/скачать 1,26 Mb.
|
Лекция 5 Синэкология микроорганизмов
| Организация анаэробного метаногенного сообщества. Допустим, что органическое вещество в такое сообщество поступает в виде мортмассы. Как мы уже знаем, первый этап разложения органического вещества реализуется гидролитиками, образующиеся олигомеры используют либо они сами, либо диссипотрофы в процессах брожения. В процессе брожения образуются несколько групп продуктов: 1) молекулярный водород; 2) ацетат; 3) летучие жирные кислоты и спирты. Последняя группа соединений используется синтрофами, которые пополняют пулы молекулярного водорода и ацетата. Молекулярный водород может быть использован гомоацетогенными бактериями, которые пополняют пул ацетата. Водород и ацетат может быть использован метаногенными археями, в результате чего образуется метан.
В метантенках многокомпонентное сообщество анаэробных организмов может образовывать гранулы размером с гречневую крупу, в которых метаногены образуют либо пористую псевдопаренхиму, как Methanosarcina, либо клубок нитей, как Methanothrix, где в свободном пространстве располагаются другие организмы сообщества. В зрелом состоянии в состав таких гранул входит полный набор анаэробных микроорганизмов, необходимых для разложения органических веществ. Впервые такую физическую организацию метаногенного сообщества наблюдали в метантенках с восходящим потоком, спроектированных в Голландии в 1970-х гг. Леттингой, для очистки жидких стоков с сахароваренных заводов. Метаногенные сообщества развиваются в пищеварительном тракте растительноядных животных (членистоногих - насекомых и млекопитающих - жвачных). В таком случае летучие жирные кислоты и ацетат будут использованы животным, и лишь некоторая их часть пойдет на нужды сообщества. Дальнейшее преобразование органических субстратов может происходить по пути метаногенеза (у жвачных, термитов, тараканов) или ацетогенеза (у большинства насекомых), причем в случае метаногенеза, большая часть метана продуцируется метаногенами-симбионтами реснитчатых простейших. Если преобладает ацетогенез, то выделяемым летучим соединением будет водород. В 1994 году Хакштейн и Стамм подсчитали, что членистоногие выделяют 200 млн тонн метана в год, а жвачные – 80-100 млн тонн в год (как им это удалось – загадка!). Как известно, метан является одним из наиболее активных парниковых газов, поэтому некоторые особо рьяные борцы с парниковым эффектом предлагали избавить жвачных от симбиотических реснитчатых простейших. Но нужно понимать, что этот симбиоз формировался столетиями и причины глобального изменения климата не только в бедных овечках и коровах. Радикальным решением может служить сокращение поголовья скота. Другой, не менее оригинальный подход, - сбор метана в специальные баки (рисунок 2). Одна корова продуцирует до 400 л метана в день, при сжигании этого количества можно получить количество энергии, достаточное для работы небольшого холодильника. жүктеу/скачать 1,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|