9/18/2020
1
Chương 2. Môi trường sống tự nhiên của vi sinh vật
•Giới thiệu chung
•Môi trường thủy sinh
•Môi trường đất
•Môi trường đá và các dạng bề mặt khác
•Môi trường không khí
•Sinh thái học quần thể trên các môi trường sống
Giới thiệu chung
- Bên trong hệ sinh thái có rất nhiều khu vực mà vi sinh vật cư trú, được
giới hạn bởi các điều kiện vật lý, hóa học và sinh học được gọi chung là
nơi sống (habitat)
-Vi sinh vực chiếm giữ và thích ứng với ổ (niche) bên trong nơi sống giống
như ở động vật và thực vật. Tuy nhiên khả năng thích ứng của chúng đối
với các chức năng trao đổi chất mới thông qua quá trình chuyển gen ngang
có thể dẫn tới các ranh giới động của ổ.
- Các loại nơi sống chính như nước, đất, đá, khí quyển, nội bào có thành
phần các chất khác nhau đáng kể dẫn đến sự khác nhau trong thành phần
vi sinh vật.
- Các nơi sống có sự khác biệt về các vi môi trường (microenvironment) của
các điều kiện phi sinh học (abiotic) như nồng độ oxy, pH, nhiệt độ, độ ẩm,
ánh sáng và dinh dưỡng phù hợp.
-Một số nơi sống nằm trong các điều kiện cực đoan (extreme) về pH, nhiệt
độ hay sự bức xạ UV.
9/18/2020
2
-Nước là nơi sống phổ biến trên Trái đất với khoảng 71% diện tích bề mặt
như sông, suối, hồ, đại dương. Vi sinh vật trong nước bao gồm cả hại loại
quang dưỡng (tổng hợp các hợp chất sơ cấp) và dị dưỡng (tham gia trong
chu trình cacbon).
-Đất cũng là nơi sống phổ biến và quan trọng cho vi sinh vật, đây là nơi
sống cho vi sinh vật cố định N2 cũng như một số loại khác cần thiết cho
vai trò dinh dưỡng của cây trồng.
-Nơi sống là đá như trên bề mặt đá hoặc các môi trường endolithic thường
là ổ cho các vi sinh vật quang dưỡng. Trong khi đó nơi sống dưới mặt đất
như các hang động, không gian bên trong Trái đất lại là môi trường cho
các vi sinh vật sử dụng H2 và khử sulfur, Fe để sinh năng lượng.
-Rất nhiều vi sinh vật, bao gồm cả những loài gây bệnh được vận chuyển
với một khoảng cách khá dài trong khí quyển để xâm chiếm vùng khác và
hình thành nơi sống mới.
- Các quần thể khác biệt sinh thái bên tròng các chủng giống nhau về di
truyền học có thể được xác định bên trong nơi sống.
Nơi sống (Habitat)
9/18/2020
3
Ảnh hưởng của một số nhân tố phi sinh học đến các
quần thể bên trong nơi sống
Nhân
tố phi sinh
học
Trạng
thái
Nồng
độ oxy
Anoxic
–microoxic–oxic
Độ
mặn
Hypersaline
–marine–freshwater
Độ
ẩm
Arid
–moist–wet
pH
Acidic
–neutral–alkaline
Nhiệt
độ
Hot
–warm–cold
Ánh
sáng
Aphotic
–low level–bright–UV
Các nhân tố phi sinh học ảnh hưởng lớn tới quần thể vi sinh vật trong
các môi trường sống và có thể tạo ra các môi trường vi mô, các môi
trường này luôn thay đổi chứ không được ổn định. Bất kỳ sự xuất hiện
của nhân tố mới nào cũng khiến cho quần thể vi sinh vật thay đổi.
Ổ (Niche)
•Trong môi trường sống, tập hợp các yếu tố môi trường tác động tới khả năng
sống và sinh sản của các loài sinh vật đều được gọi là ổ sinh thái tự nhiên.
•Ổ sinh thái tồn tại trong tự nhiên khi mà các tương tác sinh học (cạnh tranh)
xuất hiện giới hạn sự phát triển cũng như quá trình sinh sản của các loài sinh
vật.
•Gần đây, khái niệm ổ sinh thái được sử dụng cho các vi sinh vật và theo như
Lawrence (2002) sau khi nhận các gene mới thông qua quá trình chuyển gen
ngang các vi khuẩn và cổ khuẩn sẽ tạo ra các ổ sinh thái mới không liên quan
tới bố mẹ của chúng.
•Mỗi loài đều có thể tự làm thay đổi môi trường sống của chúng để hạn chế
hoặc làm tăng số lượng các loài khác tồn tại trong môi trường đó.
9/18/2020
4
•A habitat is all aspects of the area in which an organism lives.
–biotic factors
–abiotic factors
•An ecological niche includes all of the factors that a species needs to
survive, stay healthy, and reproduce.
–food
–abiotic conditions
–behavior
Every organism has a habitat and a niche
Môi trường thủy sinh (Aquatic habitat)
9/18/2020
5
•Môi trường thủy sinh từ đại dương rộng lớn tới các hồ và các dòng chảy: sông
và suối bao phủ khoảng 71% bề mặt trái đất, trong đó đại dương chiếm 97%,
còn khoảng dưới 1% là các dòng suối, sông và hồ.
•Nước trong các môi trường khác nhau liên tục đổi mới thông qua chu trình
thủy văn.
•Các sinh vật tồn tại trong môi trường nước bao gồm vi sinh vật quang dưỡng
tham gia vào quá trình sản xuất chính và sinh vật dị dưỡng tham gia vào chu
trình cacbon dưới nước.
•Các môi trường thủy sinh khác nhau thì các điều kiện trong môi trường và
điều kiện hóa lý cũng khác nhau.
•Nhân tố hóa lý như pH, oxy, độ mặn, phốt pho, nitơ, lưu huỳnh và cacbon, và
các nguyên tố đa lượng, vi lượng khác nhau rất nhiều trong các môi trường
khác nhau.
Đặc điểm của các môi trường thủy sinh khác nhau
Môi
trường
Nhiệt
độ (0C)
Độ
mặn (%)
Đại
dương
-
1,5 đến 27 (bề mặt)
3,5
Sông
0
-30
0,0001
-0,005
Hồ
nước ngọt
4
-50
0,01
Hồ
nước mặn (ví
dụ
hồ Great salt)
12