МИКРООРГАНИЗМЫ

МИКРООРГАНИЗМЫ, микробы, мельчайшие организмы, различимые только под микроскопом. Открыты в 17 веке А. Левенгуком. Среди микроорганизмов — представители разных царств органического мира, относящихся к прокариотам (бактерии, к которым причисляют и синезелёные водоросли, а также архебактерии) и эукариотам (микроскопические грибы, микроскопической формы водорослей и простейшие). Иногда к микроорганизмам относят вирусы. Микроскопические размеры микроорганизмов обусловливают использование особых методов их выделения (в виде чистых культур), культивирования и исследования. Это позволяет изучать их в рамках единой науки — микробиологии.

Большинство микроорганизмов — одноклеточные организмы. Характеризуются высокой скоростью роста и размножения, которое происходит часто путём простого деления клетки. Сложный половой процесс, свойственный большинству многоклеточных, у многих микроорганизмов отсутствует. Микроорганизмы чрезвычайно разнообразны по физиологическим и биохимическим свойствам. Некоторые микроорганизмы растут в условиях, которые непригодны для жизни других организмов. Так, известны микроорганизмы, способные расти при температуре 70–105 °С, повышенном уровне радиации, в сильнокислой (pH менее 1,0) или щелочной (pH 9,0 и выше) среде, при высокой концентрации NaCl (25–30%), в отсутствие O₂ (анаэробные условия), могут переносить очень низкую температуру, высушивание и другие экстремальные условия. Ряд бактерий и водоросли растут на минеральных средах, используя для синтеза всех веществ клеток CO₂, то есть являются автотрофами. Подобно высшим растениям, они могут использовать энергию света (фотоавтотрофы) или получать энергию для роста (некоторые бактерии) при окислении неорганических соединений (хемолитотрофы). Но многие микроорганизмы (бактерии, грибы, простейшие) нуждаются в органических веществах для получения энергии и биосинтеза соединений клеток (хемоорганогетеротрофы). Некоторым из этих микроорганизмов (например, молочнокислым бактериям, простейшим) необходимы для развития факторы роста, то есть готовые витамины, аминокислоты и (или) другие органические вещества, которые они сами синтезировать не могут. Такие микроорганизмы называются ауксотрофами. Многие микроорганизмы способны разлагать сложные органические соединения (белки, углеводы, в том числе целлюлозу, липиды, нуклеиновые кислоты, углеводороды), некоторые используют вещества, токсичные для человека и животных (например, метанол, окись углерода, сероводород, нитриты) и осуществляют разложение неприродных соединений (ксенобиотиков).

Микроорганизмы повсеместно распространены в природе — в почве, воде, воздухе — и играют чрезвычайно важную роль в круговороте веществ в биосфере. Микроорганизмы обеспечивают минерализацию образованных в процессе фотосинтеза органических соединений и тем самым поддерживают наличие в атмосфере CO₂, а также возвращают в почву и воду ряд биогенных элементов. Важное значение имеют микроорганизмы, фиксирующие молекулярный азот (см. Азотфиксация). Микроорганизмы играют существенную роль в разрушении горных пород, в почвообразовательных процессах, в формировании месторождений некоторых полезных ископаемых (например, сульфидов и серы). Велико и разнообразно практическое значение микроорганизмов. Они используются в разных областях промышленности (производстве кормового белка, виноделии, хлебопечении, получении молочнокислых продуктов, антибиотиков, витаминов, аминокислот, ряда ферментов и др.), в сельском хозяйстве (при производстве силоса, в качестве азотфиксаторов, для биологической защиты растений). Микроорганизмы применяются для выщелачивания некоторых металлов из бедных руд (например, меди, урана), для очистки сточных вод, образования метана как горючего газа. Ряд микроорганизмов патогенны для человека, животных и растений. Развитие некоторых микроорганизмов приводит к обеднению почв азотом, порче сельскохозяйственной продукции, коррозии металлического оборудования и разрушению др. промышленных изделий, а также строений, вызывает цветение и заболачивание водоёмов и накопление в них ядовитых веществ (сероводорода, нитритов и др.).

Благодаря сравнительно простой организации, высокой скорости роста и размножения, большому разнообразию физиологических и биохимических свойств микроорганизмы — удобные и важные объекты исследований для решения многих проблем биологии. Их изучение привело к открытию ряда фундаментальных биологических закономерностей и заложило основы биотехнологии.