Действие на м/о физических, химических и биологических факторов
Физические:
· температура;
· влажность;
· осмотическое и гидростатическое давление;
· лучистая энергия;
· ультразвук;
· электричество;
Температура
При изучении влияния температуры на м/о выделяют шкалу: min, max, opt температура. Оптимальная температура — это та точка, которая характеризуется наибольшим ростом.
Делятся на: психрофилов (холодолюбивые), мезофилов (средняя температура), термофилов (высокие температуры).
К мезофилам относятся большинство м/о и они в большинстве случаев — паразиты. Оптимальная температура роста — 30-40º С, а температурный диапазон, при котором рост возможен — +10 - +45º С.
Психрофилы имеют диапазон температур от -20 до +20º С, а оптимум — +5 - +12º С. К этой группе относятся м/о, обитающие в ледниках, северных морях и почве крайнего севера. Психрофилы можно поделить на облигатные и факультативные (могут выходить за пределы диапазона).
Облигатные не способны к росту при температуре +20º С, а факультативные могут развиваться при температуре выше 20º С. Общность заключается в том, что они могут развиваться при температуре 0º С или при минусовых температурах. Причины психрофилии не изучены. Роль адаптации принадлежит ЦПМ. Ненасыщенных больше по сравнению к насыщенным жирным кислотам (не кристаллизируется и не превращается в лед). Оптимум активности ферментов лежит в области низких температур.
Термофилы. Проявляют свою жизнеспособность в диапазоне температур +10 - +90º С. Оптимум температур от +40 до +65º С. Максимальная температура +92º С (удалось культивировать в лабораторных условиях). Некоторые м/о могут размножаться при 250-300ºС. Гейзерные источники, в которых вода закипает выше 470º С.
Природа термофилии:
- соотношение ненасыщенных выше, чем насыщенных;
- активность ферментов лежит в области повышенных температур;
- иное конфармационное строение белков.
Влажность
Один из важнейших факторов большинства м/о — требуют 100% влажности. При низкой влажности происходит высушивание. При относительной влажности 60-65% скорость размножения уменьшается. Кокки устойчивее палочек. Мелкие клетки устойчивее, чем крупные. А бактерии с толстыми стенками устойчивее, чем бактерии с тонкими. Tripanema pallidum — погибает во внешней среде, поскольку имеет тонкую стенку. Микобактерии — возбудители туберкулёза находится в высушенном состоянии более 1 года. По отношению к влажности м/о делятся на ксерофильные (любящие засуху) и ксерофитные (могут переносить засуху).
Осмотическое давление
Определение концентрации веществ растворенных во внешней среде. Поступление воды в клетку возможно в том случае, если осмотическое давление внешнего раствора будет меньше, чем внутреннее давление клетки. Осмотическое давление клетки — 3-6 атм, почвы — 0,5-5 атм, а осмотическое давление засоленных и засахаренных сред — 100 атм. Поэтому м/о, которые могут развиваться в этих условиях имеют осмотическое давление — 142 атм.
Существуют:
- осмофильные (предпочитают среды с высоким содержанием веществ);
- осмотолерантные (могут находится на средах с высокой концентрацией веществ);
- галофиты (составляют особую группу м/о, которые могут развиваться на среде с поваренной солью). Лучше всего растут на средах с концентрацией соли — 30 %. Хлорид натрия необходим для стабилизации ЦПМ, поскольку у галобактерий нет нормальной КС, которая выполняла бы функцию скелета.
Среди галобактерий есть экстремальные галофиты.
Гидростатическое давление
Давление, обусловленное столбом жидкости. Каждые 100 м глубины воды дают прирост температуры в 10 атм. Поэтому самая глубокая точка океана имеет давление — 1100 атм. Безусловно м/о могут жить на больших глубинах и испытывать гидростатическое давление (баротолерантные). Они разрушают субстрат медленнее при высоких значениях давления, чем при низких. Большинство м/о растут при нормальном атмосферном давлении и полностью погибают при 200-600 атм.
Лучистая энергия
Это энергия, которая распространяется в виде электромагнитных волн. Различают:
1) ионизирующую радиацию (до 200 нм);
2) ультрафиолетовый спектр (УФ-спектр 200-300 нм);
3) видимый спектр (от 680-760 нм);
4) инфракрасный спектр (760-1500 нм);
5) радиоволны (свыше 1500 нм).
Ионизирующее облучение включает Х-лучи (искусственного происхождения), Y-лучи (образовывается после распада радиоактивных веществ) и космические лучи (достигают земли из космического пространства).
УФ-лучи задерживаются озоновым слоем. Под действием УФ-лучей происходят мутации в ДНК.
Видимый спектр — источник энергии. Причем фотосинтезирующие м/о могут использовать его в диапазоне 1000-1100 нм за счет наличия специфических пигментов.
Электричество
Прохождение постоянного или переменного тока через суспензию м/о оказывает слабое воздействие. Ток может вызывать электролиз компонентов среды и это может сказываться на жизнедеятельности м/о.
Ультразвук
Оказывает разрушающее действие его пропустить через раствор с м/о, поскольку приводит к кавитации жидкости и повышению температуры. В б/т используют ля дезинтеграции клеток с целью получения некоторых клеточных компонентов.
Химические факторы
рН среды, окислительно-восстановительные условия, действие токсических веществ.
рН— важнейший фактор и каждый м/о развивается в определенном диапазоне. Большинство предпочитают рН приблизительно равное нейтральному (6-7). М/о могут расти при рН меньше 7 и больше 10. В кислой среде (рН меньше 2) растут ацидофильные м/о. Среди них можно выделить факультативно ацидофильные (могут расти при нейтральном значении рН), облигатные (не могут расти в нейтральной среде). Для последних необходима высокая концентрация протонов водорода для стабилизации ЦПМ, ели их нет в достаточном количестве, то клетка лизируется. Гнилостные бактерии предпочитают щелочную среду или нейтральную. Группа бактерий, которые лучше развиваются в щелочной среде называются алкалофилами (холерный вибрион, при рН = 9).
Кислород
Может находится в свободном или связанном состоянии. В атмосфере его 21%. По отношению к кислороду м/о можно поделить на аэробы и анаэробы.
Аэробы (нуждаются в кислороде) делятся на:
- облигатные (не могут находится в безкислородной среде);
- факультативные (имеют метаболизм аэробного типа, но в анаэробной среде переключают свой метаболизм).
Среди облигатных можно выделить тех, кто растет в присутствии воздуха и микроаэрофилов (требуют низкое содержание кислорода).
Анаэробы можно поделить на факультативные (являются преимущественно анаэробами, но в среде с содержанием кислорода переключают свой метаболизм) и облигатные (не могут использовать кислород в своем метаболизме). Облигатные делятся на строгих и аэротолерантных (могут находится в присутствии кислорода, но не используют его в метаболизме).
Химические соединения
- усиливает развитие м/о (витамины, пуриновые и пиримидиновые основания);
- угнетают развитие м/о (биоциды) — соли, тяжелые металлы. Они коагулируют белки и ферменты. Перекись водорода вызывает перекисное окисление липидов в ЦПМ (также этиловый спирт, йод, фенол и др. вещества). К биоцидам относятся антимикробные вещества — антибиотики.