Гидростатическое давление

Большинство микроорганизмов, живущих на поверхности земли или воды, никогда не подвергаются существенным изменениям давления и растут при давлении « 1 атм. Но есть места, где давление значительно отличается от атмосферного. Повышенное давление в природе наблюдается в глубоких нефтяных скважинах и в глубинных зонах океанов, а в антропогенных системах — в барокамерах и автоклавах. Микроорганизмы, прекращающие рост при повышении давления, называют барочувствительными (пьезочувствительными). К баротолерантным (пьезотолерантным) относят микроорганизмы, растущие при обычном давлении, но способные переносить его повышение до 400 атм. Барофилы (пьезофилы) для нормального роста нуждаются в повышенном давлении (до 900 атм). Микроорганизмы, обнаруженные на дне Марианской впадины, где давление достигает 1016 атм, относят к экстремальным барофилам. Данных об их физиологии очень мало, поскольку работа с такими микроорганизмами требует очень дорогостоящего оборудования для взятия и доставки проб в лабораторию и последующего поддержания культур. При этом необходимо решить проблему сохранения облигатно барофильных представителей при подъеме с глубины и существенном падении давления и не заразить глубинные пробы микроорганизмами из вышележащих слоев воды.

При повышении гидростатического давления происходит ряд изменений в протекании биологических процессов. Замедляются реакции, приводящие к увеличению объема (например, брожения с образованием газообразных продуктов). Наоборот, усиливаются реакции поглощения газов. Химические равновесия сдвигаются в сторону субстратов реакции. При повышенном давлении происходят денатурация биологических полимеров и диссоциация сложных агрегатов в клетках. Клетки после деления не расходятся и образуют длинные филаменты. При повышении давления выше 1 атм лопаются газовые вакуоли, определяющие плавучесть водных микроорганизмов. Обмен веществ у прокариот в таких условиях направлен, в основном, на получение энергии, а процессы образования новых клеточных структур значительно замедлены. Обнаружено, что скорость размножения экстремальных барофилов в десятки раз меньше, чем у барочувствительных микроорганизмов.

Самое высокое искусственно созданное давление, при котором еще сохраняются микроорганизмы, — это 1400 атм. Дальнейшее его повышение ведет к деструкции органических молекул. В то же время споры микроорганизмов могут выдерживать глубокий вакуум (10-10— 10-12 атм). Для Bacillus cereus и Е. coli показано, что они лучше растут при давлении ниже атмосферного.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >