
Повсеместное распространение, быстрое размножение и особенно-
сти метаболизма микроорганизмов накладывает отпечаток на жизнь
всей планеты.
Процессы, в которых принимают участие микроорганизмы, прежде
всего являются определяющими и необходимыми звеньями кругово-
рота таких элементов как углерод, азот, сера, фосфор, а также других
биогенных элементов. Без микроорганизмов приостановился бы кру-
говорот веществ в природе и жизнь на Земле стала бы невозможной.
Микроорганизмы первыми поселяются на материнской горной по-
роде и обусловливают почвообразовательные процессы. Образуя в
процессе жизнедеятельности минеральные и органические кислоты,
микроорганизмы ускоряют процессы растворения и выветривания
горных пород, вовлечения освобожденных минералов в биологиче-
ский круговорот. Микроорганизмы участвуют и в образовании гуму-
са, определяющего основное свойство почвы - плодородие. С другой
стороны жизнедеятельность микроорганизмов обеспечивает доступ-
ность гумуса для растений.
Особую роль в формировании и поддержании плодородия почвы
играют бактерии, участвующие в круговороте азота в природе. Это
азотфнксируюшне бактерии, которые превращают недоступный для
растений молекулярный азот атмосферного воздуха в связанный, обо-
гащая тем самым почву соединениями азота. Немаловажным этапом
круговорота азота в природе является возвращение минерального азо-
та в атмосферу, который осуществляют денитрифицирующие бакте-
рии в процессе нитратного (анаэробного) дыхания. Если бы этот цикл
не был замкнут, то окисленные формы азота вымывались бы из почвы
в моря и океаны, оставаясь в них недоступными для растений. Кроме
того, образующиеся в процессе денитрификации окислы азота участ-
вуют в поддержании озонового слоя планеты.
Многие микроорганизмы образуют в процессе метаболизма и вы-
деляют во внешнюю среду различные органические и неорганические
кислоты, под действием которых нерастворимые в воде соли перехо-
дят в растворимую форму, благодаря чему улучшается питание расте-
ний.
Микроорганизмы-редуценты - «санитары» природы. Они осущест-
вляют разложение мертвых остатков растений и животных и превра-
щают их в минеральные вещества. Минерализация органических ве-
ществ имеет большое значение, так как при этом необходимые зеле-
ным растениям элементы переходят из недоступной для них формы в
доступную. Кроме того, микроорганизмы способны осуществлять де-
градацию отдельных, искусственно синтезированных человеком, ор-
ганических веществ (ксенобиотиков) - пестицидов, гербицидов, по-
верхностноактивных веществ, составляющих упаковочных материа-
лов, нафталина, толуолов и др. Если бы это не происходило, то ксено-
биотики бесконечно накапливались бы в окружающей среде, загряз-
няя ее.
Микроорганизмы принимают активное участие в биологическом
самоочищении водоемов, выполняя функцию по обезвреживанию и
окислительной переработке поступающих в водоем загрязняющих
веществ. Широко используются микроорганизмы и в системах биоло-
гической очистки сточных вод. Биологическая очистка сточных вод
производится на полях орошения и полях фильтрации, куда спускают-
ся подлежащие очистке воды. Просачиваясь через слон почвы, они
подвергаются окислительному воздействию целого комплекса поч-
венных микроорганизмов, в результате чего содержащиеся органиче-
скне вещества полностью минерализуются. В настоящее время в связи
с высоким уровнем развития промышленности и огромным количест-
вом образующихся сточных вол, создаются специальные сооружения
аэробной биологической очистки - биотенки, аэрофильтры и аэротен-
ки.
Человек с древних времен интуитивно использовал уникальные
особенности микроорганизмов, даже не подозревая об этом. С давних
пор процессы брожения применялись при приготовлении теста для
хлеба, пива, вина, уксуса, кисломолочных продуктов, росяной мочке
льна. Это только в настоящее время стало известно, что все эти про-
цессы происходят при участии определенных микроорганизмов, кото-
рые присутствуют на используемых для брожения субстратах.
Изучение биосинтетической деятельности микроорганизмов позво-
лило установить их способность к синтезу самых разнообразных со-
единений, имеющих большое народнохозяйственное значение. В на-
стоящее время с помощью микроорганизмов в промышленных мас-
штабах получают: микробный белок, аминокислоты (глутаминовая,
треонин, лизин, пролнн, глутамин), витамины (Вц, рибофлавин), фер-
менты (амилазы, пектиназы, протеиназы, целлюлазы, липазы, изоме-
разы, трипсины), интерферон, инсулин, гормон роста человека, орга-
нические кислоты (лимонную, молочную, масляную, уксусную, глю-
коновую), этанол, глицерин, ацетон, бутанол, пропанол, бутандиол,
полисахариды (декстраны, ксантаны, пуллулан, альгннат), средства
зашиты растений, антибиотики, стероиды, каротиноиды, нуклеотиды,
картизон, преднизалон, гидрокартизон и ряд других ценных продук-
тов.
Достижения микробиологии находят практическое применение в
металлургии для извлечения различных металлов из руд. Например,
уже реализован способ микробиологического выщелачивания меди из
сульфидной руды халькопирита. В перспективе - использование мнк-
роорганизмоа для получения цветных и редких металлов - золота,
свинца, германия, лития и др.
Особо следует отметить, что микробиология внедрилась в такие
традиционно небиологические производства, как получение энергети-
ческого сырья (биогаз метан), добыча нефти, что вносит существен-
ный вклад в решение топливно-энергетической проблемы. Микроор-
ганизмы способны повышать прочность бетона: установлено, что до-
бавление на тонну бетона нескольких килограммов биомассы микро-
организмов повышает прочность и пластичность строительного мате-
риала.
Успехи в области микробиологии открыли новые возможности в
профилактике и лечении многих инфекционных заболеваний, в борьбе
с которыми ранее медицина была бессильна. За сравнительно не-
большой период времени почти полностью ликвидированы такие за-
болевания как чума, оспа, холера, малярия, являющиеся в прошлом
бичом человечества. В настоящее время внимание микробиологов со-
средоточено на проблеме злокачественных опухолей и синдроме при-
обретенного иммунитета. Изучение свойств патогенных микроорга-
низмов позволило получать в промышленных масштабах вакцины,
сыворотки и другие лечебные препараты.
Таким образом, микробиология вносит существенный вклад в ре-
шение многих практических задач, проблем здравоохранения и сель-
ского хозяйства, способствует развитию определенных отраслей про-
мышленности.
Следует отметить, что еше имеются большие возможности, осно-
ванные на применении микроорганизмов, для расширения и совер-
шенствования биотехнологнческнх процессов. Решение таких акту-
альных проблем как обеспечение человечества продуктами питания,
возобновление энергетических ресурсов, охрана окружающей среды
так или иначе будет связано с использованием микроорганизмов.