Tazar.kg - подводный мир

Подводный мир - природный и искуственный

Автотрофные и гетеротрофные бактерии

В ходе исследования в специальной лаборатории, создающей специальные условия Марианской впадины (для этого пришлось лабораторию охлаждать, используя кондиционер Неоклима - один из самых подходящих по качеству охлаждений помещения), было выявлено, что первичный планктон, очевидно, состоял из бактерий и одноклеточных водорослей. Бактерии входят в состав ультрапланктона, куда включаются обитающие в толще воды организмы размером не более 5 мкм. Микроскопические водоросли, представляющие фитопланктон, относятся главным образом к нанопланктону, куда включают организмы размером от 5 до 50—60 мкм. Одни бактерии благодаря бактериохлорину (пигменту, похожему на хлорофилл) для синтеза органических соединений своего тела из минеральных веществ окружающей среды используют солнечную энергию. Другие бактерии используют для этой цели химическую энергию, выделяющуюся при окислении серных соединений, главным образом сероводорода. Бактерии первой группы, т. е. те, которые используют солнечную энергию, называются фотосинтезирующими, а второй — хемосинтезирующими; и те, и другие бактерии являются автотрофны- ми, т. е. самопитающимися (от греческого autos — сам и trophein — питаться) организмами.

Но большинство бактерий составляют гетеротрофные формы (от греческого heteros — иной, другой). Они существуют за счет органических веществ, образовавшихся в результате жизнедеятельности других организмов, используя остатки растений, трупы животных, слизь, фекалии и другие продукты жизнедеятельности.

Для того чтобы жить, такие бактерии должны обладать способностью разлагать более или менее сложные органические молекулы. По современным оценкам, 30—40% мертвого органического вещества идет на построение живого вещества самой бактерии, остальные 60—70% служат для получения энергии и после ряда изменений превращаются в минеральные осадки (т. е. идет процесс минерализации). Эти осадки утилизируются водорослями в процессе фотосинтеза. Жизнь не могла бы существовать без бактерий, она бы постепенно угасала по мере истощения запасов минеральных веществ, пред-ставляющих собой единственный источник питания растений. Как на суше, так и в океане бактерии оказываются последним звеном в жизненном цикле, но они же создают и необходимые элементы для возрождения новой жизни, являясь в то же самое время как бы и ее начальным звеном. Так благодаря бактериям круговорот веществ в природе замыкается.

Бактерии наиболее многочисленны в приповерхностном слое поды, т. е. как раз в том слое, где обычно накапливаются продукты обмена и трупы организмов, живущих у поверхности. По мере оседания органические остатки разлагаются и становятся все более легкими. Постепенно скорость погружения все больше замедляется, поскольку температура воды с глубиной понижается, а следовательно, растет ее плотность. И обычно на глубинах от нескольких десятков до нескольких сотен метров наблюдается скопление мертвой органики — именно в этих слоях воды отмечается максимум количества бактерий,и очень часто на эти же глубины приходится минимум растворенного в морской воде кислорода.

На больших глубинах количество органических частиц снижается, к тому же они становятся все меньше и меньше, поскольку большая часть органических остатков либо уже почти полностью разложилась, либо они были утилизованы организмами, живущими в других слоях,— а заодно уменьшается и количество бактерий.

В районе дна снова наблюдается увеличение количества органики — здесь скапливаются остатки пелагоса, а также продукты жизнедеятельности бентоса. И, наконец, в непосредственной близости от дна, которое на значительных глубинах, как правило, никогда не бывает твердым,— как в слоях воды, находящихся непосредственно над самым дном, так и в самых верхних слоях осадков, толщиной несколько сантиметров,— наблюдается резкое увеличение концентрации мертвого органического вещества. Американский микробиолог Зо-Белл (Zo Bell, 1936) в трех верхних сантиметрах донных отложений залива Сан-Диего (Калифорния) в 1 г ила насчитал до 1 160 000 анаэробных бактерий (т. е. бактерий, не способных жить в контакте с воздухом) и только 74 000 аэробных (от греческого аеr — воздух и bios—жизнь), т. е. бактерий, нуждающихся для поддержания своего существования в молекулярном кислороде.

Такое обилие бактерий на дне и в его непосредственной близости обеспечивает богатой пищей живущих на дне беспозвоночных животных — микрофагов (от греческого mikros — маленький и phagein — питаться). Впрочем, здесь, на больших глубинах, где фотосинтез невозможен, _ живое органическое вещество создается только бактериями. С другой стороны, благодаря деятельности бактерий в придонных слоях накапливается большое количество минеральных солей. Именно поэтому у северного побережья острова Санта-Крус (Виргинские острова) для марикультуры, т. е. для искусственного выращивания морских промысловых животных, поднимают насосами воду с глубины 830 м; ее подают по полиэтиленовым шлангам, подогревают в бассейнах, сооруженных тут же на пляже, и засевают диатомовыми водорослями. Бурно развивающиеся водоросли служат отличной пищей как для устриц и других съедобных моллюсков (например, клама), так и для мелких ракообразных, которыми в свою очередь питаются мальки рыб.