Lekce 2

Ekologie půdních organismů 2
Půdní mikroorganismy
archea, bakterie, aktinomycety
houby, řasy
kdo jsou jak vypadají co v půdě dělají jak je
můžeme v půdě pozorovat nebo studovat
Korarchaeota
Crenarchaeota
Euryarchaeota
Archaea
Drobné
organismy
<1µm
různých
tvarů
Z leva do prava Methanococcus janaschii, Methanosarcina barkeri, Methanothermus fervidus, Methanobacterium thermoautotrophicum,
Reakce ribozomů na
inhibitory podobna jako
u eucariota, podobně
tRNA.
Membrána odlišná od
bakterií
Archea - ekologie
Extremofilní organismy mohou žít při teplotách nad 100oC v
extrémně kyselém nebo extrémně zásaditém prostředí, některé jsou
halofilní, Halobacterium, obsahujue bacteriorhodopsin dává fialovou
barvu a umožnuje produkce enegie.
Půdní zástupci - metanogenese
Bakterie
Nasycené
Nenasycené
Stupeň nasycení
Větvení
Cis/trans isomerie
Délka řetězce
Vyskytují se skoro všude i když
nejsou tak extremofilní jako
archaea, mají neuvěřitelně
variabilní enzymatickou výbavu
Eating mud make you hapy
Některé půdní
bakterie produkují
serotonin, který
ovlivňuje pocit
štěstí v mozku
Vykonávají řadu významných ekologických funkcí
Dekompositoři – řada se specializuje na snadno dostupné látky
jako jsou kořenové exudáty, některé mohou rozkládat těžko
rozložitené látky, celulóza, pesticidy.
Mutualisti – N2 fixující bakteria
Patogeni rosltin Xymomonas and Erwinia Agrobacterium
Lithotrofní nebo Chemoautotrofní bakterie získávají energii z
abiotických látek, některé mohou být významné v koloběhu látek
(dusíku a síry).
Rhiyobium, Myxococus
Rod
tvar
spory
mobilita
O2
ostatní
Azotobacter
Tyčinky
+
peritrichous flagella
+
Fixují vzdušný N2
Nitrosomonas
Tyčinky
Ne
polar flagella +/-
+
Oxidují amonik na nitrity
Pseudomonas
Tyčinky
Ne
peritrichous or polar flagella
+
Rhizobium
Tyčinky
Ne
peritrichous or polar flagella
+
Thiobacillus
Tyčinky
Ne
polar flagella
++
Oxidační metaboliznus
často produkují pigmenty
Fixují dusík na kořenech
rostlin
Acidofilní některé
denitrifikují jiné oxidují
Fe
Arthrobacter
Ne
-
+
Bacillus
Tyčinky
koky
Tyčinky
Ano
peritrichous flagella
+
Clostridium
Tyčinky
Ano
peritrichous flagella
--
Micrococcus
Koky
Ne
Mycobacterium
Tyčinky
Vlákna
+ (-)
+
Fermentační
metabolismus
Ferm met. Některé fixují
N2
Ferm met. Produkují
žlutý pigment
Často tvoří mzceliu
podobné struktury
Actinomycety jsou skupinou gram positivních bakterií
častých v půdě hrají významnou roli při dekomposici organické
hmoty are rozkládají řadu obtížně rozložitelných látek jako je
celulóza a chitin jsou významné při tvorbě humusu.
Jsou významnými producenty sekundárních metabolitů
actynomycin, stovky přírodních antibiotik bylo popsáno u
Aktinomycet zejména pak u rodu Streptomyces.
Některé jsou patogenz rostlin nebo živočichů Mycobacterium,
Corynebacterium, Nocardia, Rhodococcus and a Streptomyces.
Zástupci r. Frankia v tvoří hálky na kořenech rostlin (olší) fixují
N2
Cyanobacteria
Fosilní pozůstatky staré 3.8 miliardy let Stromatolite.
Jsou významnou součásti mořského cyklu dusíku,
Jejich fotosyntetická aktivita přispěla k k změně
atmosféry.
Půdní zástupci významní producenti v extremních
oblastech
Houby
Mnohabuněčné, eukatiotní organismy, jejichž buněčná stěna stěna
je impregnována chitinem. Zpravidla tvoří vláknité mnohabuněčné
hyfy (mycelium). Pohlavně a nepohlavně se množí pomocí spor,
často vytvářených různými typy plodnic.
Mají celosvětové rozšíření včetně pouští, zejména terestrické,
méně vodní. Popsáno asi 70 000 druhů (odhaduje se ze jich se asi
1,5 mil)
Jsou to vláknité aerobní organismy, mohou prorůstat médiem a tím
kolonizovat další zdroje. Zastávají 3 hlavní ekologicé funkce v půdě
Dekompositoři – mohou rozkládat komplexní látky jako lignin a
celulózu, menší skupina hub se specializuje na snadno rozložitelné
látky. Produkují do půdy organické kyseliny, hrají významnou roli při
tvorbě humusu.
Mutualisti – mykorrhzia
Parasiti a a patogeni
Basidiomycota (Basidiomycetes)
Tvoří plodnice produkující spory basidie - paří sem ale i jednobuněčné
basidie jsou haploidní jejich spojením se tvoří dicarion (dvě jádra)
patří sem kloboukaté houby rzi a sněti.
Acomycota
tvoří pohlavní spory v specializovaných buňkách vřeckách
obsahujících 8 spor. Kvasinky, mikroskopické houby Penicilium,
parasité rostlin Cladosporium.
Glomeromycota
obligátní symbionti rostlin, tvoří nepohlavní spory, podobně jako u
zygomycet nepřehrádkované mycelium bez sept
Zygomycota
Netvoří septa, většinu života haploidní pohlavní rozmnožování pomocí zygospor.
Ekologicky velmi různorodá skupina saprofágové (Mucorales), comensálové ve
střevech hmyzu (Harpellales), něktrý tvoří ectoycorrhizae (Endogonales), jiní jsou
patogeni živočichů rostlin a ostatních hub (all Dimargaritales and some Zoopagales are
mycoparasites) v Asii používáni k fermentaci
Highways in Seville, Spain
Fusarium
oxysporum
Seville (NW)
Mobility
and
transport require infrastructures
Avenida del P. putida?
Fungal highways?
© Thomas R. Neu
Alexander Fleming Ernst Chain
Howard Florey
Houby vs bakterie
Houby jsou častější v ekosystémech kde se organická hmota
rozkládá na povrchu půdy, je hůře rozložitelná více ligninu, větší
C/N, a půdní reakce je kyselá
Naopak bakterie preferují půdy s přísunem snadno rozložitelné
OH, a neutrálním pH.
Řasy „Algae“
Pojem řasy je často používán v ekologické literatuře zahrnuje
parafiletickou skupinu drobných autotrofních organismů
Patří sem zásupci zelených
rostlin Zygnematales a
Chlorophaceae, s buněčnou clor.
a.,b stěnou z celulózy a škrobem
jako zás. polysacharidem
Xanthophytes
Unicelulární nebo koloniální
buněčná stěna neznámého původu
Diatoms
Unicelulání nebo koloniální vodní i suchozemské, tělo v křemičité
schránce
Detekce jejich umístění v půdě
-mikroskopické techniky
Isolace specifických skupin nebo celého společenstva
- kultivační techniky na různých médiích
-izolace a amplifikace DNA
Měření mikrobiální aktivity
-různé míry respirace, přírůstek mycelia, enzymatická
aktivita
Měření biomasy
fumigace (extrakce nebo fumigace respirace)
aktivita po přídavku substrátu
měření buněčných komponent PLFA, ergosterol
měření množství ATP
počty na miskách se známým ředěním
Otázky ?
Náměty na esej
Interakce půdních bezobratlých a mikrorganismů
Symbionti na kořenech rostlin
Půdní prostředí život na jiné planetě
Koloběh uhlík a globální změny ekosystémů
Půda její význam pro fungování terestrických ekosystémů
Dekompositoři a koloběh živin
Jak půdní organismy ovlivňují půdu
Překvapte mě!
H
6.4%
popeloviny
5.6%
0.26
0.3
0.22
1.52
N
K
0.37
Ca
Cl
0.73
Na
Mg
S
0.77
O
45%
C
43%
Prvkové složení rostlinné tkáně
1.47
P