Они выполняют бóльшую часть работы по насыщению атмосферы кислородом, океан кишмя кишит этими бактериями, но на протяжении десятилетий попытки вырастить их в искусственных условиях заканчивались неудачей.
Учёные объясняют это тем, что в природе бактерии взаимосвязаны намного сильнее, чем мы можем представить. Разные виды микроорганизмов буквально не могут обойтись друг без друга.
Происходит это оттого, что бактерии избавляются от некоторых генов, если понимают, что другой вид в сообществе способен выполнять ту же функцию. Например, бактерия может не выдерживать даже малых количеств перекиси водорода в среде, но при этом у неё нет никаких генов, чтобы ликвидировать токсичное вещество. Это значит, что микроб целиком полагается на своего соседа, который обезвредит яд вместо него. (По сути, микробные ассоциации — на самом деле, реальные надорганизмы).
Всякая способность, всякая адаптация чего–то стоит: чтобы синтезировать нужный фермент, необходимо потратить ощутимое количество энергии и ресурсов. Ресурсы же конечны, невозможно с одинаковым успехом отбиваться от всех сюрпризов среды обитания.
Поэтому бактерии не упускают случая отказаться от лишнего белка, раз уж он всё равно есть у других. Эксперименты показали, что дублирующий ген не приживается, если в сообществе уже есть кто–то выполняющий похожую работу. В итоге может случиться, что всё сообщество окажется в зависимости от одного вида, который обезвреживает токсины.
Статью учёные опубликовали в журнале mBio.
Они подчёркивают, что это вовсе не предполагает кооперации и даже межвидового взаимодействия, ни о каком симбиозе и речи нет. Бактерии скорее соревнуются, кто быстрее переложит на другого часть своих функций.
С другой стороны, тот, кто оказался крайним, становится необычайно важен для сообщества.
Такой вид может быть не слишком многочислен, но без него все остальные не выживут.
Впрочем, такая эволюционная игра довольно опасна: в ней могут проиграть все, если одновременно «скинут» из своего генома один и тот же ген ….»
Я рассказал о роли для растений нескольких таких малочисленных крайних: это простейшие, это почвенные водоросли, это фотосинтетики и это тиобациллы.
Закончим разговор на новинке под названием тиобациллы.
Кто изучал в школе биологию, помнят схемы круговорота углерода в природе.
Но ведь есть ещё и круговорот серы и железа.
Напомню, что если без кислорода где–то гниёт белковый продукт, то все почувствуют запах сероводорода. Ведь в белках есть аминокислоты для синтеза которых нужна сера, и при распаде таких аминокислот выделяются простые продукты содержащие серу.
Эволюционно появились и микроорганизмы, которые черпают энергию для своего обмена не из углеродистой органики, а из соединений серы. Миллиарды лет назад, на заре становления жизни вокруг вулканов с сернистыми выделениями зародилась жизнь не на основе углерода, а на основе серы.
Учёные открыли сотни тысяч таких микроорганизмов, которые называются тионовые. Большинство из них живут глубоко в иле озёр и океанов, не нуждаются ни в кислороде, ни в органике. Они используют только восстановленные соединения серы как источник Н-Но в последние годы биологов привлекла редкая группа серных бактерий, которым дали название тиобациллы. Их сейчас усиленно изучают и размножают и всё больше находят в озерах средиземноморья.
Их основная особенность та, что для своего обмена они нуждаются в кислороде. Легко растут на средах с органическими субстратами и ассимилируют СО2.
Наиболее изучены это Thiobacillus thioparus, оптимальные значения рН, при которых возможен их рост, — от 3,0-6,0 великолепно растёт на средах с тиосульфатом.
И Thiobacillus ferroxidans, выживает даже в концентрированной серной кислоте, растёт на средах с сернокислым железом.
Почему я так подробно остановился на тиобациллах. Да потому что в продаже появились препараты для сельского хозяйства сделанные на основе этих бацилл.
У меня есть эти препараты. Называются Бионур и Тиофер.
Оказывается при нанесении на растения и на почву эти бациллы начинают жить и размножаться, а так как они содержат гены и ферменты которые обычные микроорганизмы и растения утратили, то происходит изменения многих свойств растений.
Бациллы размножаясь на листьях выделяют биологически активные вещества, это даёт растениям больше возможности для фотосинтеза. Увеличивается качество фруктов и овощей, вкус, цвет и запах.
Листья становятся толще, крупнее и здоровее. Лучше противостоят любым стрессам и болезням.
Имеет значение и бактерицидный эффект тиобацилл. Так как вокруг них подкисляется среда.
При размножении тиобацил в почве подкисляется среда и усиливается ассимиляция азота воздуха, в пересчете на мочевину около 6-8 кг на 1000 м2
Все эти препараты называют антифризом за их главное свойство, так как после опрыскивания растения начинают накапливать в клетках большие концентрации углеводов, белков и других питательных веществ, становятся нечуствительными к заморозкам.
В последнее время учёные активно изучают так называемые антифризные гликопротеины (АФГП), (в иностранной литературе — «связывающиеся со льдом белки» (ice–binding proteins – IBPs). Даже при очень низкой концентрации в клетках растений эти белки снижают температуру замерзания жидкости, модифицируют форму кристаллов льда и останавливают их рост. Появились эти белки эволюционно сравнительно недавно, когда растения приспосабливались к олединениям на планете.
У растений экспрессия генов АФГП происходит во время низко температурной акклимации, или закаливания. Но так как антифризные белки родственны белкам, которые синтезируются растением для защиты от патогенов, то, как было обнаружено недавно, некоторые бактерии, в частности Thiobacillus thioparus заставляют растения вырабатывать антифризовые белки.
Подведём итоги.
99.9% того, как живут и взаимодействуют почвенные микроорганизмы с корнями растений, мы не знаем. Но даже те крупицы знаний, которые нам даёт современная наука, мы можем использовать.
Например, я осознанно ранней весной опрыскиваю почву качественными ЭМ препаратами с фотосинтетиками, (в плохих Эмках одни дрожжи) так как эти бактерии создают вокруг себя стабильные островки жизни и резко повышают обмен питательными веществами между почвой и корнями.
Я осознано не поливаю почву гербицидами и азотными удобрениями по всей площади. Это убивает почвенные водоросли, а без их генов и энзимов обедняется почвенная жизнь, накапливаются болезни обмена и вредители.
А вот опрыскивать поверхность почвы слабым раствором фосфорных удобрений стоит, это приводит к бурному размножению водорослей и действует на почву не хуже посадок сидератов.
Всё лето я опрыскиваю растения АКЧ, но только таким, где есть простейшие. Эти простейшие охраняют стада бактерий в ризосфере не хуже, чем опытный волкодав охраняет стада овец.
Вот уже 3 года я получаю удовольствие от качества плодов выращенных на моём участке. Ведь АКЧ вносит миллиарды полезных аэробов с сотнями новых полезных генов, и все это опосредованно улучшаем и мой микробиом и микробиом членов моей семьи.
Правда, не забывайте, что внося АКЧ, надо вносить и доступную еду для них, как правильно намекают в последние годы Курдюмов и Бублик в виде настоев сладких сорняков и веточек клёна.
В новом сезоне я буду шире применять тиобациллы на своих посадках. Весной для защиты от заморозков, летом для защиты от болезней. Таким образом смогу резко уменьшить пестицидную нагрузку на свой сад.
источник:http://sadisibiri.ru/raspop–mikroorgan–pochv.html
Филиппов, Волгоград — Сталинград: "Я по профессии врач. Поэтому интересуясь жизнью микроорганизмов почвы, также интересуюсь жизнью микроорганизмов и в кишечнике человека и провожу параллели." Параллели проводить не надо, а надо искать связи …если точнее, изучать биотическую регуляцию.
Филиппов, Волгоград — Сталинград: "В почвах, где много водорослей естественно все лишние нитраты ими аккумулируются и не вымываются с дождями, то есть они повышают буферность почвы." БУФЕРНОСТЬ ПОЧВЫ, буферная способность почвы — способность её противостоять изменениям реакции. Благодаря Б. почв их реакция, при добавлении небольших количеств кислот или щелочей, сравнительно мало меняется, что очень важно для произрастания р-ний на почвах и развития в них микроорганизмов.
Филиппов, Волгоград — Сталинград: Очевидно, что биота способна создавать локальные концентрации биогенов в окружающей ее среде, отличающиеся на величины порядка ста процентов и более от концентраций во внешней среде (где живые организмы не функционируют), только в том случае, когда потоки синтеза и разложения органических веществ, приходящиеся на единицу земной поверхности (называемые продуктивностью и деструктивностью), превосходят физические потоки переноса биогенов. Такая ситуация имеет место в почве, где физические потоки диффузного расплывания биогенов значительно меньше биологической продуктивности. Поэтому почва обогащена органическими веществами и необходимыми для растений неорганическими соединениями по сравнению с нижележащими слоями земной поверхности, где живые организмы отсутствуют. Следовательно, локальные концентрации биогенов в почве регулируются биотически.
Статья 3. Почвенные грибы в жизни растений
Свою предыдущую статью по теме «Живая почва» я закончил словами:
«… 99.9% того как живут и взаимодействуют почвенные микроорганизмы с корнями растений — мы не знаем. Но даже те крупицы знаний, которые нам даёт современная наука, мы можем использовать …»
Напомню некоторые идеи из второй статьи, которые могли быть не замечены.
Почва, ризосфера — это среда обитания микробов. Корневые волоски у растений взаимодействуют с микроорганизмами по общим законам, выработанных эволюционно, контролируются древнейшими генами.