Отношение к кислотности среды

Кислотность — показатель рН — отрицательный логарифм концентрация водородных ионов, который может колебаться от 0 до 14.

Жизнедеятельность микроорганизмов может осуществляться лишь в определенных физико-химических условиях, при определенной щелочности или кислотности среды. Каждой физиологической группе и даже отдельным видам микроорганизмов свойственны определенные границы рН, выше и ниже которых происходит подавление обмена веществ и гибель микроорганизмов.

Концентрация ионов водорода в окружающей среде действует на организм прямо (непосредственное воздействие Н+) или косвенно (через влияние на ионное состояние и доступность многих неорганических ионов и метаболитов, стабильность макромолекул, равновесие электрических зарядов на поверхности клетки). При низких значениях рН растворимость углекислоты, являющейся основным или даже единственным источником углерода для автотрофных прокариот, понижается, а растворимость некоторых ионов (Cu²⁺, Mo²⁺, Mg²⁺, Al³⁺) возрастает и достигает уровней, токсичных для многих прокариот. Наоборот, при высоких значениях рН растворимость многих катионов (Fe²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺), необходимых клетке, резко понижается, они выпадают в осадок и, таким образом, становятся недоступными для организмов. Значение рН влияет на состояние веществ в окружающей среде. Органические кислоты в кислой среде находятся в недиссоциированной форме, в которой легко проникают в клетку, становясь токсичными для нее. Концентрация Н+ внешней среды влияет и на равновесие электрических зарядов на поверхности клетки: при низких значениях рН увеличивается суммарный положительный заряд, при высоких-суммарный отрицательный заряд.

В Мировом океане и на большей части суши концентрация водородных ионов поддерживается в довольно узком диапазоне, оптимальном для роста большинства прокариот, предпочитающих нейтральные или слабощелочные условия.

Довольно часто встречаются умеренно кислые природные среды, имеющие рН около 3−4. Это многие озера, кислые болота, некоторые истощенные почвы.

Среды с более низким рН чрезвычайно редки; рН 3 и ниже имеют обычно терриконы угольных шахт, дренажные воды, рудничные стоки.

К наиболее кислым из природных сред, вероятно, относятся горячие кислые источники и окружающие их горячие кислые почвы, рН которых может достигать 1.

По отношению к кислотности среды выделяют:

• 1. НЕЙТРОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ
• 2. АЦИДОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ
• а) ацидотолерантные
• б) облигатные
• 3. АЛКАЛОФИЛЬНЫЕ БАКТЕРИИ
• а) алкалотолерантные
• б) облигатные

Нейтрофилы прокариоты— представители домена Bacteria и домена Archaea, лучше всего развивающиеся в среде при значении рH, близком к нейтральному (pH-7,0).Большинство природных мест обитания таких прокариот — пресноводные экосистемы, многие почвы, организм животных растения и т. д.

Ацидофилы — прокариоты, нормально развивающиеся в кислых средах и имеющие оптимум pHроста в области ?0−5,5.Среди них выделяют: умеренные ацидофилы, обитают при pH около 3,0−4,0 в воде кислых озер, болотах, торфяниках, истощенных почвах и т. д.экстремальные ацидофилыкак аэробные, так и анаэробные хемолитотрофы и хемоорганотрофы из домена Bacteria и домена Archaea с оптимумом роста при pH в пределах от 0 до 3,0. Заселяют горячие кислые источники, горные отвалы и шахтные воды, промышленные стоки антропогенного происхождения и другие экониши.

Ацидотолерантные и алкалитолерантые формы прокариотбактерии и археи, проявляющие кислотнощелочеустойчивость в диапозоне pH от 4,0 до 9,0.

Алкалифы-прокариоты (домен Bacteria и домен Archaea), для которых оптимальной является среда обитания с диапазоном pH от 8,5 до 12. Эконишами алкалифилов являются: почвы, насыщенные щелочными минералами, содовые озера, равнинные и высокогорные солончаки, щелочные гидротермы и т. д.

Наиболее кислотолюбивыми (ацидофильными) эубактерями являются автотрофные тионовые бактерии Thiobacillus thiooxydans, развитие которых возможно при рН 0,6 (оптимум роста 2,5−3,5). Наиболее благоприятна для большинства бактерий среда с рН 7,0−7,3 (нейтрофилы), для дрожжей и плесневых грибов с рН 5−6.

Диапазон концентрации поваренной соли, задерживающей развитие различных микроорганизмов, весьма велик. Повышение концентрации соли выше указанных пределов резко тормозит обмен веществ, приводит к обезвоживанию протоплазмы, которая съеживается, наблюдается явление плазмолиза. Губительное действие высоких концентраций соли и сахара широко используется для консервирования пищевых продуктов.