53. Влияние рН, активности воды, концентрации солей на микроорганизмы.

СОЛЬ :Поваренная соль и сахар издавна используются для повышения стойкости продуктов к микробной порче и лучшей сохранности пищевых продуктов.

Повышение содержания растворенных веществ (соли или сахара) в питательной среде сказывается на величине осмотического давления внутри микроорганизмов, вызывает их обезвоживание. При повышении концентрации поваренной соли в субстрате более 3-4 % размножение многих, в том числе гнилостных, микроорганизмов замедляется, при концентрации более 7-12% — прекращается.

Некоторые микроорганизмы нуждаются для своего развития в высоких концентрациях соли (20 % и выше). Их называют солелюбивыми, или галофилами. Они могут вызывать порчу соленых продуктов.

рН : Жизнедеятельность микроорганизмов зависит от концентрации водородных (Н+) или гидроксильных (ОН-) ионов в субстрате, на котором они развиваются. Для большинства бактерий наиболее благоприятна нейтральная (рН около 7) или слабощелочная среда. Плесневые грибы и дрожжи хорошо растут при слабокислой реакции среды. Высокая кислотность среды (рН ниже 4,0) препятствует развитию бактерий, однако плесени могут продолжать расти и в более кислой среде. Подавление роста гнилостных микроорганизмов при подкислении среды имеет практическое применение. Добавление уксусной кислоты используется при мариновании продуктов, что препятствует процессам гниения и позволяет сохранить продукты. Образующаяся при квашении молочная кислота также подавляет рост гнилостных бактерий.

АКТИВНГОСТЬ ВОДЫ: Микроорганизмы могут жить и развиваться только в среде с определенным содержанием влаги. Вода необходима для всех процессов обмена веществ микроорганизмов, для нормального осмотического давления в микробной клетке, для сохранения ее жизнеспособности. У различных микроорганизмов потребность в воде не одинакова. Бактерии относятся в основном к влаголюбивым, при влажности среды ниже 20 % их рост прекращается. Для плесеней нижний предел влажности среды составляет 15%, а при значительной влажности воздуха и ниже. Оседание водяных паров из воздуха на поверхность продукта способствует размножению микроорганизмов.

При снижении содержания воды в среде рост микроорганизмов замедляется и может совсем прекращаться. Поэтому сухие продукты могут храниться значительно дольше продуктов с высокой влажностью. Сушка продуктов позволяет сохранять продукты при комнатной температуре без охлаждения.

Некоторые микробы очень устойчивы к высушиванию, некоторые бактерии и дрожжи в высушенном состоянии могут сохраняться до месяца и более. Споры бактерий и плесневых грибов сохраняют жизнеспособность при отсутствии влаги десятки, а иногда и сотни лет.

54. Влияние земного тяготения, солнечной активности и магнитных полей земли на микроорг.

Все организмы, живущие на Земле, находятся под действием силы земного тяготения. Влияет ли этот фактор на развитие бактерий, остается неясным. В космическо-биологических исследования последних лет для выяснения этого вопроса были предприняты специальные эксперименты. В частности, наблюдали за развитием бактерий, находящихся в условиях микрогравитации. Теоретически невесомость на микроорганизмы может влиять через перераспределение внутриклеточных частиц или в результате изменения взаимодействия между клетками популяции в жидкой среде. Изменения величины массовых сил может оказать заметное влияние на внутриклеточные процессы только для клеток, размеры которых превышают 10 мкм. На клетки бактерий, диаметр которых у подавляющего большинства форм меньше 10 мкм, невесомость может влиять, изменяя лишь скорость их осаждения в жидкой среде. Бактерии, плотность которых несколько больше плотности воды, в водной среде находится в состоянии, близком к невесомости. Взвешенные в водной среде бактерии все же постепенно оседают. Некоторые аэробные бактерии, выращиваемые без перемешивания, в невесомости росли лучше, видимо, благодаря меньшему оседанию на дно сосуда. Кроме того, в условиях космического полета наблюдалось некоторое увеличение частоты передачи поздних маркеров при конъюгации у кишечной палочки, т.е. образовавшиеся пары были более стабильны. Доказательств возможности прямого влияния силы гравитации на бактериальные клетки пока не получено.

СОЛНЕЧНАЯ АКТИВНОСТЬ: Биосфера Земли длительное время рассматривалась как изолированная самоорганизующаяся система, подчиненная лишь своим внутренним законам. А. Л. Чижевский в своей книге «Земное эхо солнечных бурь» в понятие внешней среды включил космический фактор — процессы, происходящие на Солнце и в околоземном пространстве. Влияние этого фактора определялось сопоставлением различных биологических явлений с солнечным циклом. Первые надежные данные по эпидемиям были получены А. Л. Чижевским, обращавшим очень большое внимание на тщательность статистической обработки, которая играет в этом круге вопросов определяющую роль. Например, при изучении эпидемий гриппа учитывались только массовые эпидемии и пандемии, близко следующие эпидемии объединялись (рассматривались как волны одной эпидемии), учитывался именно год начала эпидемии. Разработанный А. Л. Чижевским метод «наложения эпох» позволил, усреднив случайные величины, выявить статистические закономерности. Сущность его видна из графика, приведенного на рис. 12 (принадлежащем А. Л. Чижевскому). На оси абсцисс отложены годы. За начало отсчета принят год максимума солнечной активности; справа — последующие годы до минимума солнечной активности; слева — годы от минимума до максимума. Кривая (1) соответствует средним значениям чисел Вольфа W за 100 лет от 1823 до 1923 года, усредненным по соответствующим годам в каждом цикле. Точки кривой (2) соответствуют усредненным числам N заболеваемости холерой в России.

Данные, полученные А. Л. Чижевским и другими исследователями, показали, что наряду с эпидемиями холеры, подобные статистические кривые характерны и для ряда других эпидемий, например, чумы, скарлатины, дифтерии, брюшного и сыпного тифа, малярии, цереброспинального менингита. Однако имеется целый ряд заболеваний, максимумы распространения которых приходятся и на другие фазы активности Солнца. Так, хотя период гриппозных эпидемий в среднем и составляет 11,3 года, моменты начала эпидемий колеблются относительно максимума кривой для чисел Вольфа на 2—3 года (т. е. имеется две волны эпидемии, которые начинаются на перегибах кривой активности Солнца). На этой основе делались даже небезуспешные попытки предсказания сроков гриппозных эпидемий.

Имеются данные ряда авторов о том, что максимумы всех кривых для онкологических заболеваний (общая заболеваемость, рак пищевода, желудка, гортани, легких, матки, молочной железы, кожи) приходятся на годы, близкие к минимуму солнечной активности. Это говорит о возможном тормозящем влиянии активности Солнца. Аналогичная картина отмечалась и для заболевания глаукомой, которая занимает первое место среди причин слепоты. Наибольшее количество обращений с острым приступом глаукомы приходилось на годы с наименьшей геомагнитной активностью, т. е. возможно существование зависимости декомпенсации глаукоматозного процесса от уровня геомагнитной активности.

МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ: Живые существа чувствуют не только направление магнитного поля, но и его величину. Уменьшение магнитного поля живые организмы переносят плохо. Напомним, что во время магнитных бурь, как было показано выше, происходит существенное уменьшение магнитного поля Земли. Так, если поместить некоторые бактерии в слабое магнитное поле, то их численность резко сокращается. Установлено, что у микроорганизмов, которые находились в условиях без геомагнитного поля, появляются мутантные формы клеток.