Transcript Slide 1

‫‪ ‬تنوع میکروبی در خاک‬
‫ها ‪:‬‬
‫‪1‬‬
‫مقدمه‬
‫میکرو بیو لوژی خاک به صورت یک شاخه متفاوت از خاک در‬
‫سال ‪ 1838‬به وجود آمد‪ .‬بعد از آن که یک شیمیدان فرانسوی‬
‫نشان داد که لوبیا ها موقع رشد می توانند در خاکی که گرم نشده‬
‫است نیتروژن هوا را تثبیت کنند‪ .‬پنجاه سال بعد یک دانشمند‬
‫هلندی از ندول های ریشه های حبوبات باکتری جدا کرد‪ .‬سپس‬
‫یک سری تحقیقات در رابطه با میکروب شناسی خاک مدیریت‬
‫شد‪ .‬با این وجود دانشمندان خاک را از لحاظ تنوع بررسی کردند‬
‫که بیرونی ترین پوسته زمین است که ترتیب خاصی از الیه های‬
‫مرتب و منظم از مواد غیر آلی و الی مختلف دارد‪.‬‬
‫(‪. ) TaTe1995 Ka po o r e T al 2002‬‬
‫‪ ‬تنوع میکروبی در خاک موضوعی است که ابعاد مختلف زندگی‬
‫انسان ها را تحت تاثیر قرار می دهد‪ .‬جالب است که میکروب ها به‬
‫طور سریع و متنوع و به صورت اجتماعی رشد می کنند‪.‬‬
‫‪Wilson 1988 . Franclin 1993. Benizri et al ).‬‬
‫‪. ) 2002‬‬
‫افزایش توجه به وضعیت میکروارگانیسم ها ی خاک بسیار مهم است‬
‫زیرا باروری خاک عالوه بر ترکیب شیمیایی آن به کیفیت و کمیت‬
‫میکروارگانیسم های آن و قابلیت رویش آن بستگی دارد که اعمال‬
‫جمعیت های میکروبی خاک در کشاورزی اثرات ضروری دارد‪.‬‬
‫‪.) Beare et al. 1995 . Benhzri et al ). 2002‬‬
‫‪ ‬خاک محدوده وسیعی از میکرو ارگانیسم ها را شامل می‬
‫شود‪. ) Raul and clark 1989 ) .‬‬
‫میکروارگانیسم ها به طور عمومی به پنج رده تقسیم می شوند‪:‬‬
‫جلبک – باکتری – قارچ – پروتیستا و‬
‫ویروس‬
‫)‪ (Prescott et al‬در خاک آنها وابستگی عمده ای با‬
‫ذرات دارند ( به ویژه در خاک رس ) ‪. ) Foster1988(.‬‬
‫اغلب میکروب ها می توانند به صورت سلول های تنها یا‬
‫کلو نی های کوچک در یک ماده پلی ساکاریدی کشت داده شوند‪.‬‬
‫) ‪.) Smiles 1988 . wood 1987‬فعالیت و عکس العمل بین‬
‫آنها و موجودات بزرگتر با ذرات خاک ارتباط دارد‪.‬‬
‫میکرو ارگانیسم‬
‫نکات ریز در رابطه با آنها مختلف بوده و برای انواع‬
‫های مختلف درون و بیرون خاک اندازه های آنها و شرایط مختلف خاک‬
‫متفاوت است‪. ) Beare et al 1995( .‬‬
‫منشا تنوع میکروبی ‪:‬‬
‫تنوع میکروارگانیسم ها با تاریخچه تکامل گیاهان و حیوانات وابستگی زیادی‬
‫دارد‪ .‬بقای میکروارگانیسم ها با تحوالت عظیم و شرایط نا شناخته حیوانات و‬
‫گیاهان ارتباط دارد‪.‬‬
‫گیاهان و حیواناتی که ارتباط خویشاوندی دارند برای چند صد میلیون سال‬
‫سازگاری یافته اند‪.‬‬
‫در این مدت شرایط در سطح زمین موجب بقای گیاهان و حیوانات شده است و‬
‫به طور مشخص چند گونه نابود شده است ‪.‬‬
‫با این وجود دما در این مدت نسبتا ثابت باقی مانده است ‪ .‬تعداد کمی برخورد با‬
‫شهاب سنگهای بزرگ روی داده وفعالیت های آتشفشانی متعادل بوده است و‬
‫اقیانوس ها یکدست و در معرض اکسیژن بوده اند‪.‬‬
‫‪ ‬میکروارگانیسم ها برای انجام فعالیت های شیمیایی خود به سادگی‬
‫نمی توانند شرایط مناسب در زمین های مختلف پیدا کنند ‪.‬‬
‫آنها بوسیله روشهای مختلف زمین و آتمسفر را تغییر می دهند‪.‬‬
‫بعضی از این تغییرات شرایط را برای زندگی و گسترش گیاهان و‬
‫حیوانات آماده می کنند‪.‬‬
‫زمین ‪ 4/5‬میلیارد سال قدمت دارد‪ .‬دانشمندان برآورد میکنند که‬
‫اولین زندگی در زمین ‪ 4‬میلیارد سال قبل آغاز شده است‪ .‬مدت‬
‫کمی بعد از آن سطح زمین سرد شده به طوری که آب به صوت‬
‫مایع مقدار کمی وجود داشت ) ‪. ) Fig .1‬‬
‫این مخلوقات شبیه پروکاریوت ها و باکتری های امروزی‬
‫بوده اند‪ .‬بعضی از میکروارگانیسم های امروزی در آب جوش‬
‫زندگی می کنند لذا زندگی می تواند در شرایطی که سطح زمین‬
‫خیلی گرم بوده شروع شود‪ .‬با و جودی که امروزه خورشید‬
‫دو سوم روشنایی دارد و سطح زمین می تواند قابل زندگی شود‬
‫اگر خورشید همچنان بتابد‪.‬‬
‫‪ ‬برخی از اثرات قدرتمند در طول زمان می تواند در زندگی سطح‬
‫زمین موثر باشد مثل بخار شدن اقیانوس ها ‪ -‬پیدایش ابرها از‬
‫بخارات آب که سطح زمین را استریل می کند ‪ .‬ممکن نیست که‬
‫این نتایج موجب نابودی اشکال زند گی شود‪.‬‬
‫میکروارگانیسم ها می توانند در اعماق زیر زمین زنده بمانند ‪.‬‬
‫ممکن است برخی از میکروارگانیسم ها اشکال زنده محکم و‬
‫پایدار بنام ا سپو ر تولید کنند ‪ .‬ا سپو ر ها تحت شرایط خیلی‬
‫سرد و خیلی گرم میتوانند زنده بمانند و با مطلوب شدن دما‬
‫می توانند به فعالیت خود ادامه دهند‪.‬‬
‫ممکن است برخی از میکروارگانیسم ها بتوانند بطور واقعی در‬
‫سطح زمین زندگی کنند ‪.‬‬
‫یک باکتری بنام د ینو کو کوس رادیودورانس تحت شرایط شدید‬
‫تابش که برای انسان کشنده است می تواند زندگی کند‪ .‬با این‬
‫وجود بیشتر موجودات توانایی گسترش در سطح یا زیر سطح‬
‫اقیانوس ها که درجاتی از اشعه ‪ u v‬به آنجا می رسد را دارند‪.‬‬
‫‪ ‬تغییرات اکسیژن ‪:‬‬
‫گسترش تغییرات اساسی بین ‪ 2-5/2‬میلیارد سال پیش ترکیب‬
‫اتمسفر زمین را تغییر داده است‪ .‬مقدار زیادی از ترکیب اتمسفر‬
‫زمین را اکسیژن پر کرده لذا چرخه متابولیک میکروبی به‬
‫فتو سنتز هوازی بیشتر شده است و برخی از ترکیبات آب به‬
‫اکسیژن تبدیل شده که در اتمسفر وجود نداشته است‪.‬‬
‫فتو سنتز هوازی با اشکال آسان فتو سنتز فرق دارد‪ .‬آب‬
‫می شکند و اکسیژن آزاد میشود‪ .‬باکتریهایی که به این روش‬
‫فتو سنتز می کنند سیانوباکتری نام دارند‪.‬‬
‫‪ ‬آهن با اکسیژن ترکیب می شود و اکسید آهن سیاه رنگ به وجود‬
‫می آید‪ .‬پیوندها در مرحله تاریکی به وجود می آیند‪.‬‬
‫برخی از سیا نو باکتری ها استروما تولیت نامیده می شوند‪ .‬زمین‬
‫شناسان فسیل هایی از استروما تولیت با قدمت ‪ 3‬میلیارد سال‬
‫یافته ا ند ونیز فسیل های کوچکی که از تقسیم سلولهای‬
‫سیانوباکترها ‪ 5/3‬سال پیش شکل گرفته اند‪.‬‬
‫شرایط خلقت بطوری بوده است که تغییرات تدریجی ‪ -‬اکسیژن‬
‫کافی برای بقای موجودات باقی گذاشته است‪.‬‬
‫‪2.2 ‬‬
‫منشا اولین یوکاریوتها ‪:‬‬
‫تعدادی از یوکاریوتها وابسته به اکسیژن هستند‪ .‬دانشمندان عقیده‬
‫دارند که اولین پروتوزوآها ‪ 2‬میلیارد سال قبل به وجود آمده اند‪.‬‬
‫با این وجود پروتوزوآهای امروزی در شرایط بدون اکسیژن‬
‫زندگی می کنند‪.‬بنابراین پروتوزوآها قبل از پیدایش اکسیژن‬
‫اتمسفر بوجود آمده اند‪ .‬زمان پیدایش اولین پروتوزوآها به‬
‫‪ 3‬میلیارد سال قبل بر می گردد‪.‬جلبکها قبل از سیا نو باکتریها‬
‫بوجود آمده اند زیرا کلروپالست آنها از سیا نو باکتریها مشتق‬
‫شده اند و آنها ‪ 2‬میلیون سال قبل شکل گرفته اند‪.‬‬
‫قارچ ها اخیرا پدید آمده اند ( چند صد میلیون سال قبل ) ‪.‬‬
‫ممکن است قاچ ها توسط گیاهان زنده بمانند زیرا آنها با گیاهان‬
‫همکاری و پیوند دارند‪ .‬اغلب قاچ ها وابسته به کره زمین هستند‪.‬‬
‫‪ ‬انواع میکروارگانیسم های خاک ‪:‬‬
‫مطالعات میکروسکوپی به کشفیات مهم دوگانه از گروه های‬
‫مختلف موجودات با ساختار داخل سلولی منجر شده است‪ :‬دو نوع‬
‫مختلف موجودات در جهان زندگی می کنند که شامل یوکاریوتها‬
‫( موجودات دارای هسته حقیقی ) که شامل جلبک قارچ و پروتیستا‬
‫هستند( ‪ . ) Fig . 2‬مطالعات تکاملی موجودات یوکار یوت به‬
‫کشف میکروارگانیسم های پروکار یوت ختم شده است ( ‪Fig . 3‬‬
‫)‬
.
‫‪ ‬ایوباکتریها شامل سیانو باکتری ها یک گروه شناخته شده از‬
‫جلبکهای سبز آبی و آرکئوباکتریها یک گروه هتروژن از‬
‫میکروارگانیسم ها با ساختمان پروکاریوت هستند‪.‬‬
‫مشخص شده که این ارگانیسم ها یک نقش اساسی برای انسان‬
‫بازی می کنند ( جدول ‪ . ) 1‬ساختمان سلولی و عملکرد آنها‬
‫( در سه گروه از ارگانیسم های سلولی ) مشخص شده است‪:‬‬
‫یوکاریوتها – یوباکتریها و آ رکئو باکتری ها ‪ .‬یوکاریوت ها به‬
‫گروههای زیادی تقسیم می شوند‪ :‬گیاهان جانوران و قارچها‬
‫یوباکتریها به انواع گروههای ارغوانی سبز گرم ‪ +‬و گرم ‪-‬‬
‫تقسیم می شوند‪( .‬از نظر دیواره سلولی ) ‪.‬‬
‫بر اساس محیطهای طبیعی پروکاریوتها به انواع ‪:‬فتواتوتروف‬
‫فتوهتروتروف ‪ -‬شیمیو لیتو تروف و شیمیوهتروتروف تقسیم‬
‫می شوند‪( .‬جدول ‪) 2‬‬
‫‪ ‬همچنین باکتریها بر اساس متابولیسم اکسیژن آنها به‬
‫اکسی بیونتها و آن اکسی بیونتها تقسیم می شوند‪ .‬تنوع‬
‫پروکاریوتها تنها به جهت اکسیژن مولکولی یا توانایی‬
‫بکار بردن انرژی نورانی به عنوان منبع انرژی نیست‪.‬‬
‫گوناگونی آنها به ‪ PH‬خاک ‪ .‬دما ‪ .‬نمکهای معدنی و ‪...‬‬
‫بستگی دارد‪)Herman et al 1993 Hurst 2002 ( .‬‬
‫‪3.1 ‬‬
‫ایوباکتریها ‪:‬‬
‫ایوباکتریها میکروارگانیسم های پروکاریوتیک هستند‪ .‬آنها از جمله‬
‫میکروارگانیسم ها یی هستند که با انواع گروههای مختلف در‬
‫خاک یافت می شوند‪Liesack and stacke brandt (.‬‬
‫‪1992 visscher et al . 1992 Borneman et al‬‬
‫) ‪.1995‬‬
‫آنها در انواع مختلف خاک وجود دارند اما جمعیت آنها با کاهش‬
‫عمق افزایش می یابد‪Duineveld et al 2001 ( .‬‬
‫‪wleland‬‬
‫‪. ( et al 2001‬‬
‫بطور کلی ناحیه ‪A‬ی خاک ( خا ک دارای مواد آلی ) در برش عمودی‬
‫میکروارگانیسم های بیشتری ار ناحیه ‪(B‬که خاک رس بوده و عالوه بر‬
‫مواد آلی مواد معدنی نیز دارد ) و ناحیه‪C‬‬
‫( منشا مواد هوازده ) دارد‪.‬‬
‫)‪. )Bruns and.slatar 1982 subba rao 1997‬‬
‫باکتری هایی که در خاک زندگی می کنند شامل کوکسی (کروی ‪ mm ( 0.5‬باسیلی (میله ای‬
‫یا‪ ‬اسپیریل هستند ‪ ( .‬شکل ‪4‬‬
‫‪ ‬باسیل ها در خاک رایج هستند در حالی که اسپیریل ها در محیط‬
‫های طبیعی خیلی کمیاب هستند‪.‬‬
‫(‪ . ) Bauding et al 2001.2002‬باکتریها به دو گروه‬
‫طبقه بندی می شوند ‪ :‬موجودات اتو کتونوس و زیموجنوس ‪.‬‬
‫اتوکتونوس یا ایندیجنوس بیشتر در خاک وجود دارند زیرا غذای‬
‫آنها از موجودات اصلی خاک و مواد معدنی مشتق می شود‪.‬‬
‫( ‪Herman et al 1993‬‬
‫باکتریهای زیموجنوس‬
‫)‪.‬‬
‫غذای خود را از یک سوبسترای خارجی تامین می کنند و فعالیت‬
‫آنها در خاک متفاوت است‪ .‬آنها اغلب در حالت استراحت تکثیر‬
‫( پزودوموناس و باسیلوس ) ‪.‬‬
‫می یابند‪.‬‬
‫‪ ‬زمانی که سوبستراها در خاک جمع می شوند تعداد باکتریهای‬
‫زیموجنوس افزایش می یابد و زمانی که سوبستراها بتدریج جمع‬
‫می شوند تعداد آنها زیاد می شود‪ (.‬سلولز تجزیه می شود ‪.‬‬
‫باکتریهای استفاده کننده نیتروژن ‪ :‬نیتروزوموناس و نیتروباکتر )‬
‫کالس شیزومایستها شامل ده رده است‪ .‬سه رده شامل‬
‫پزودوموناسها – ایوباکتریها و اکتینو مایستها هستند و شامل‬
‫گونه هایی از باکتری ها هستند که در خاک بطور غالب و فراوان‬
‫یافت شده اند ‪.‬‬
‫‪Gaskins et al . 1984 Benson 1988 : paul and‬‬
‫‪clark 1989 : liesak and stack e brandt 199‬‬
‫‪.‬‬
‫‪Benhzri et al . 2 001‬‬
‫‪ ‬بیشتر این باکتری های متداول شامل جنسهای ‪ :‬پزودوموناس –‬
‫آرتروباکتر _ کلیتریدیوم _ آکروموباکتر _ باسیلوس –‬
‫میکروکوکوس – فالووباکتریوم – کورینه باکتریوم – سارسینا –‬
‫آزواسپیریلیوم و میتروباکتریا هستند‬
‫‪(Loper et al .1985: .‬‬
‫‪Bruck 1987 : Lynch‬اشریشیا عالوه بر این‬
‫‪(1987‬‬
‫که در خاک یافت می شود یک آلوده کننده فاضالب نیز می باشد و‬
‫آئرو باکتر میکروزا در خاک یافت می شود و یک نمونه نرمال‬
‫در خاک است ‪ .)Subba Rao 1997( .‬دیگر باکتری های‬
‫معمول و رایج در خاک عبارتند از‪:‬‬
‫‪ ‬میکزو باکتریا که حاوی جنسهای ‪ :‬میکروکوکوس –‬
‫کوندرو کوکوس ‪ -‬آرکانجیوم – پلی آنجیوم – سیتو فاگا – و‬
‫اسپیرو سیتو فاگا هستند ‪ .‬دو جنس آخر سلولوتیک و غالب در‬
‫محیط های غنی از سلولوز هستند ‪Slater 1988 : ( .‬‬
‫‪ . Benizri ( et al 2001‬باکتری ها می توانند شرایط گوناگون‬
‫از نظر حرارت و رطوبت را خیلی تحمل کنند ‪.‬‬
‫(‪. ) Woese 1987 : Benizri et al 2002‬‬
‫در نواحی بسیار سرد که دما زیر نقطه انجماد است و نیز در‬
‫خاک های بی حاصل دشتها در جاهایی که دما خیلی باالست‬
‫باکتری ها می توانند رشد کنند ‪) Moreno et al 1986 ( .‬‬
‫‪.‬‬
‫اشکال اسپور باکتری ها یک پوشش خارجی دارند که بقای باکتری‬
‫‪.‬‬
‫ها را می توانند در شرایط مختلف تسهیل کنند‬
‫اشکال اسپور شرایط و رنج های مختلف دمایی را تحمل می کنند که‬
‫‪.‬‬
‫یک فاکتور مهم برای باکتری های خاک است‬
‫‪.‬‬
‫(‪ . ) Burtand Caesar 1984‬بر اساس تحمل دما‬
‫‪..‬‬
‫باکتری ها شامل گروههای مزوفیل ( ‪ 45-15‬درجه‬
‫‪.‬‬
‫سانتیگراد ) پزی کروفیلوس ( زیر ‪ 20‬درجه سانتیگراد‬
‫( ‪Subba Rao‬‬
‫ترموفیلوس (‪ 65-45‬درجه سانتیگراد )‬
‫‪) 1997‬‬
‫‪ ‬با این وجود باکتری های مزوفیل بیشتر در خاک وجود دارند ‪.‬‬
‫( ‪ . )Barber and lynch 1997‬فاکتور های موثر دیگر بر‬
‫جمعیت باکتریها در خاک عبارتند از ‪ - PH :‬کود مزارع ‪-‬‬
‫مواد آلی و ‪. ) Tate 1987 ( ...‬‬
‫باکتریهای اتوتروفیک و هتروتروفیک در دامنه وسیعی در خاک‬
‫وجود دارند ( ‪. ) Tate 1995‬‬
‫باکتریهای اتوتروفیک ( باکتریهای ارغوانی و سبز ) مواد آلی‬
‫خودشان را از ‪ CO2‬یا منابع کربن غیر آلی می سازند ‪.‬‬
‫باکتریهای هتروتروفیک به اشکال آلی مواد مغذی و منبع انرژی‬
‫وابستگی دارند ‪ .‬فتواتوترفها انرژی مورد نیازشان را‬
‫از نور آفتاب می گیرند و آن را توسط رنگدانه باکتریو کلروفیل ‪2‬‬
‫به انرژی شیمیایی تغییر می دهند ‪.‬‬
‫‪ ‬شیمیواتوتروفها مواد غیر آلی اکسیده کرده برای تامین انرژی از‬
‫کربن ‪CO2‬استفاده می کنند ( ‪ ) Tate 1995‬یک گروه از‬
‫باکتریها شناخته شده اند که شیمیو اتوتروف اجباری هستند ‪.‬‬
‫در این گروه نیتروباکتر از نیتریت و نیتروزوموناس از آمونیوم‬
‫استفاده میکنند ‪ .‬تیوباسیلوس ترکیبات سولفور غیر آلی را به‬
‫سولفات تبدیل میکنند و فروباسیلوس یونهای فرو را به یونهای‬
‫فریک تبدیل می کند ‪Alexander and clark 1965 ( .‬‬
‫‪. ) Baudoin et al . 2002‬‬
‫‪ . ‬سیانوباکتریها از نظر ساختمانی و توانایی شان در تغییر دادن‬
‫اکسیژن فتوسنتزی از ائو باکتریها جدا می شوند ‪ .‬آنها میکرو‬
‫ارگانیسم های پروکاریوتیک حقیقی به نظر می رسند ‪.‬‬
‫( ‪. ) Stanier et al . 1986‬آنها از باکتریها و جلبکها متمایز‬
‫بوده و اغلب جلبکهای سبز –آبی نامیده می شوند ‪.‬‬
‫سیانو باکتریها یک رنگدانه فیکو سیانین دارند عالوه بر این‬
‫کلروفیل این ارگانیسم ها رنگ سبز – آبی مخصوص دارد ‪.‬‬
‫سیانو باکتریهای عمده جنسهای ‪ :‬سیلیندروس پرمیوم‪ -‬آنابنا –‬
‫نوستوک – سیتونما‪ -‬و فیشرال هستند ‪Subba Rao 1997 ( .‬‬
‫‪. ) Benizri et al 2002‬بعضی از سیانو باکتریها هتروسیت‬
‫هستند که در تثبیت نیتروژن شرکت می کنند ‪ .‬مزارع برنج یک‬
‫منبع خوب برای گسترش سیانو باکتریهای مشخص هستند که این‬
‫ارگانیسم ها نیتروژن اتمسفر را تثبیت می کنند ‪.‬‬
‫( ‪. ) Prescott et al 1996‬‬
‫‪ ‬اکتینو میست ها ارگانیسم هایی از خاک هستند که از نظر ظاهری‬
‫آنها را در یک گروه متفاوت از پرو کار یوتها فرار می دهند ‪ .‬از‬
‫نظر شکل اکتینو میستها جزء‬
‫کالس شیزو میستها هستند اما جزء رده اکتینو میستها جای‬
‫می گیرند ‪ .‬آنها شباهت زیادی به قارچهای ناقص دارند که‬
‫به طور فراوان اسپور تولید میکنند و در کشت مایع توده های‬
‫گلوله ای شکل تولید می کنند ‪. ) Benson 1988( .‬تعدادی از‬
‫اکتینو میست ها در مواد آلی فساد پذیر تکثیر می یابند آنها محیط‬
‫اسیدی را تحمل نمی کنند و تعداد آنها زیر ‪ PH =5‬کاهش می یابد‬
‫رنج ‪ PH = 6.5 - 8‬برای آنها نرمال است ‪.‬‬
‫غیر نرمال می شود در حالی که بیابانهای لم یزرع و نواحی‪.‬‬
‫کم آب و علف جمعیت های زیاد را حفظ می کنند ‪ .‬درصد ‪.‬‬
‫اکتینو میست ها در بین کل جمعیتهای میکروبی با عمق تر ‪.‬‬
‫شدن خاک افزایش می یابد ‪ .‬اکتینومیستها به تعداد کافی از ‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫ناحیه ‪ C‬جدا می شوند‬
‫‪.‬‬
‫( مواد اصلی هوا دیده ) ‪ .‬در برشهای عمودی خاک‬
‫جنسهای رایج اکتینو میستها جدا می شوند که عبارتند از ‪.‬‬
‫استرپتو میسز ( نزدیک ‪70‬درصد ) نوکاردیا – اکتینومیسز‬
‫– اکتینو پالنز و استرپتو اسپورانژیوم ( ‪Prescott‬‬
‫‪et‬‬
‫‪( al . 1996 subba Rao‬‬
‫‪1997‬دمای رشد گرما دوست ها ‪ 65 -55‬درجه می باشد‬
‫‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫‪3.2 ‬‬
‫آرکئو باکتریا ‪:‬‬
‫آرکئو باکتریا گروهی از پروکاریوتهای قدیمی هستند که به آسانی‬
‫در زمین گسترده می شوند لذا به آنها باکتریهای باستانی میگویند‬
‫آنها حتی در دورترین محیط های ناسازگار زندگی می کنند مثل‬
‫محیط های پرنمک – گرمای سولفور و غیره ‪ .‬آرکئو باکتریها‬
‫یک گروه هتروجنوس با ویژگی های متفاوت از ایو باکتریها‬
‫هستند ‪ ( .‬جدول ‪ . ) 4‬دیواره آنها دارای پپتیدوگلیکان بوده دارای‬
‫پروتئینها و پلی ساکاریدهای غیر سلولوزی می باشند‪.‬‬
‫غشا ی سلولی آنها شامل حلقه های لیپید است که می توانند دماهای‬
‫نا متعادل و ‪ PH‬را تحمل کنند ‪.‬‬
‫‪ ‬نوکلئوتیدهای ‪ rRNA‬ی آنها از ارگانیسم های دیگر متفاوت است‬
‫( ‪.Delong and page 2001 . Huber et al . 2000‬‬
‫آرکئو باکتریها به دو زیر گروه اجباری و اختیاری از نظر‬
‫اکسیژن تقسیم می شوند ‪ .‬بی هوازی های اجباری در حضور‬
‫اکسیژن کشته می شوند ‪ .‬آنها گونه های متانوژن و هالوفیل هستند‬
‫بی هوازی های اختیاری در شرایط اکسیژن یافته می شوند اما‬
‫در شرایط بی هوازی هم می توانند زندگی کنند ‪.‬‬
‫( ‪Tate 1995 : Barns et al . 1996 Kyrides and‬‬
‫‪. ) olser 1999‬‬
‫‪1.2.3 ‬‬
‫متا نو ژنها ‪:‬‬
‫متانو ژنها هوازی بی هوازی اختیاری هستند ‪ .‬در نواحی باتالقی زندگی‬
‫کرده و توسط ‪ CH4‬تقسیم بندی می شوند ( متانوژنسیس )‬
‫متانوژن ها در مکان هایی مستقر می شوند که در آن جاها بتوانند تکثیر‬
‫یابند ‪ .‬برخی از آنها به صورت همزیست در حفره معده برخی از حیوانات‬
‫نشخوار کننده زندگی می کنند ‪.‬‬
‫بیشترین گونه های متانو ژنها عباتند از ‪ :‬متانو باکتریوم – متانو بووی باکتر‬
‫– متانوکوکوس – متانو اسپیریلیوم و متانو سارسینا ‪.‬‬
‫امروزه خصوصیات بیشتر از ‪ 50‬گونه از این باکتریها شناخته شده است ‪.‬‬
‫(‪ . ) Jones 1991‬رشد و بقای آنها به طور مستقیم به‬
‫فعالیت آنها با میکرو فلور بستگی دارد ‪.‬‬
‫(‪Tate 1995: Prescott et al 1996‬‬
‫‪3.2.3 ‬‬
‫ترمواسیدو فیلها ‪:‬‬
‫در محیط های با دمای زیاد مثل گرمایی که از سولفور بلند‬
‫می شود زندگی می کنند ‪ .‬ممکن است دما باالتر از ‪ 80‬درجه‬
‫و ‪ PH‬زیر ‪ 2‬باشد ‪ .‬این آرکئو باکتریها شیمیو اتو تروفیک هستند‬
‫و انرژی و کربن را توسط اکسیداسیون سولفور بدست می آورند ‪.‬‬
‫در شرایط هوازی آنها سولفور را اکسید کرده به اسید سولفوریک‬
‫تبدیل می کنند ‪ .‬برخی از آرکئو باکتری ها در غیاب اکسیژن‬
‫می توانند سولفور را به سولفید هیدروژن تبدیل کنند ‪.‬‬
‫( ‪Stanier et al .1986 : Tate 1995 : Prescott et‬‬
‫‪al 1996‬‬
‫‪3.3 ‬‬
‫قارچ ‪:‬‬
‫تعداد زیادی از ارگانیسم های خاک را انواع مختلف قاچ ها تشکیل‬
‫می دهند ( جدول ‪ . ) 1‬رشته های میسلیوم قارچ از تقسیم هیف‬
‫ساخته می شود ‪ .‬هیف ممکن است یک یا چند هسته ای بدون سپتا‬
‫یا با سپتا باشد ‪ . )Hawks worth 1991 ( .‬همه فاکتور های‬
‫محیطی در پراکندگی باکتری ها و قارچ های فلور طبیعی خاکها‬
‫نقش دارند ‪ .‬با این وجود کیفیت و کمیت مواد آلی در تعداد‬
‫قارچ ها در خاک ها اثر دارند چون قارچ ها موجودات‬
‫هتروتروفیک هستند ‪ .‬قار چ ها در خاک های اسیدی جمعیت‬
‫غالب هستند ‪.‬‬
‫و از سوبستراهای آلی سودمند میشوند ‪. ) Bolton et al ( .‬‬
‫همچنین آنها در خاک های آلکالین حضور دارند و تعدادی از آنها‬
‫می توانند ‪PH‬باالی ‪ 9‬را تحمل کنند ‪.‬‬
‫‪3.2.2 ‬‬
‫هالوفیل ها ‪:‬‬
‫محیط های با نمک زیاد جمعیت هایی از یک گروه از هالوفیل ها‬
‫را دارند ‪( .‬هالوکوکوس و هالو باکتریوم ) ‪ .‬به نظر میرسد برخی‬
‫از هالوفیل ها در اعماق آتشفشان و در ‪ 100‬درجه سانتیگراد‬
‫زندگی می کنند دمایی که آب بصورت محلول باقی می ماند زیرا‬
‫فشارهای هیدرو استاتیک زیاد است ‪ .‬هالوفیل ها در مقابل نور‬
‫زیاد یک نوع رنگدانه تولید می کنند که می تواند اشعه خورشید را‬
‫جذب کند ‪ .‬جذب نور باعث سنتز ‪ ATP‬می شود ‪.‬‬
‫این آرکئوباکتری ها نا برابر هستند زیرا آنها پروسه متابولیک را‬
‫توسط تولید ‪ATP‬بوسیله غشای رنگدانه هایشان به طور مستقیم‬
‫به بیرون حمل می کنند ‪ .‬آنها نمی توانند ‪CO2‬را بوسیله فتوسنتز‬
‫به قند تبدیل کنند ( ‪Beare et al 1995 : Barns et al‬‬
‫‪(1996‬‬
‫‪ ‬خاک های شخم پذیر قارچ فراوان دارند زیرا آنها هوازی و‬
‫رطوبت دوست هستند ‪ .‬مشخص شده که در اعماق مختلف‬
‫خاک ها نوع قارچ ها فرق می کنند ‪.‬‬
‫گونه های متداول در اعماق پایین تر به ندرت در سطح خاک یافت‬
‫می شوند و این اختصا صیت به خاطر مواد آلی و اکسیژن و‬
‫‪ CO2‬در اتمسفر خاک است که در اعماق مختلف فرق دارد ‪.‬‬
‫قارچ ها به انواع فیکو میست – آسکو میست – بازید یو میست و‬
‫قارچ های ناقص تقسیم می شوند ‪Alexander 1977 .( .‬‬
‫جدول ‪ . ) 5‬تعدادی از قار چ ها به طور رایج از خاک ها جدا‬
‫می شوند ‪ .‬کالس قاچ های ناقص توسط تولید اسپور های‬
‫غیر جنسی فراوان مشخص می شود ‪.‬‬
‫‪ ‬به نظر می رسد که این کالس توسط میسلیوم دیواره دار و یک‬
‫ساختمان ویژه که کنید یوفور نامیده می شود و کنید یا و‬
‫اسپو ر ها را تولید می کند مشخص می شود ‪ .‬سه کالس دیگر‬
‫قارچ ها هر دو مرحله جنسی و غیر جنسی را دارند ‪.‬‬
‫به نظر می رسد که فیکو میست ها دیواره نداشته و میسلیوم‬
‫تک سلولی دارند و از یک سلول اسپور که اسپو رانژیا نام دارد‬
‫تولید می شود ‪.‬‬
‫در آسکو میست ها اسپورانژ یوم در گونه های مختلف از‬
‫اسپور های آماده (‪ 10‬یا ‪ 4‬یا ‪ ) 8‬تولید می شود و فعالیت های‬
‫مختلف دارد ‪ .‬یک درجه اختصاصی تر از اسپو رانژیوم بازید یا‬
‫بوده و در بازید یو میست ها دیده می شود که در این حالت تعدادی‬
‫اسپور تک سلولی تولید می شود ‪ ( .‬معموال ‪ 4‬تا ) ‪ .‬قطعات‬
‫حاصل ازجوانه زدن بازید یا بازید یو اسپور نامیده می شوند ‪.‬‬
‫‪ ‬بیشترین اهمیت در رشد قارچ های خاکزی تولید آنها از یک‬
‫میسلیوم از منابع کافی سوبسترا می باشد ‪.‬‬
‫‪ ‬بیشترین اهمیت در رشد قارچ های خاکزی تولید آنها از یک‬
‫میسلیوم از منابع کافی سوبسترا می باشد ‪ .‬اما تعدادی از آنها‬
‫با ریشه ها زندگی همزیستی دارند ( میکوریز ) ‪ .‬و قند های‬
‫ساده را از گیاهان همزیست به دست می آورند ‪Linch (.‬‬
‫‪i. )and hobbie 1983‬اکثر جنس های قارچ ها که‬
‫به طور معمول در خاک ها هستند ( شکل ‪ ) 4‬عبارتند از ‪:‬‬
‫آکروستاالگموس ( ‪Newman 1985: Hawks worth‬‬
‫‪ . ) 1991 a : subba Rao 1997‬تعدادی از مخمر ها‬
‫دراز می شوند از طریق آسکو میست های حقیقی مانند‬
‫ساکارو مایسز ‪ .‬و برخی مثل کاندیدا که از خاک ها جدا شده‬
‫است به قارچ ناقص دراز می شود ‪ .‬با این وجود تعداد آنها‬
‫در خاک ها نسبتا کم است ‪.‬‬
‫‪3.4 ‬‬
‫جلبک ‪:‬‬
‫جلبک های خاک در همه جای طبیعت حضور دارند در شرایط‬
‫مرطوب و نور آفتاب در دسترس هستند ‪.‬‬
‫به نظر می رسد جلبک های غالب در خاک ها از کالس کلروفیکا‬
‫هستند‪.‬‬
‫همچنین دیا توم ها در خاک ها یافت می شوند ‪ .‬این‬
‫میکرو ارگانیسم ها قابل رویت هستند ‪ .‬و به رنگ سبز در سطح‬
‫خاک دیده می شوند ‪ .‬در حالی که بعضی از جلبک ها‬
‫میکروسکوپی هستند ‪.‬‬
‫‪ ‬در خاک جلبک ها از قارچ ها فراوان نیستند ( شکل ‪: 3‬‬
‫‪. ) Metting 1988‬آنها ممکن است تک سلولی باشند‬
‫( مثل کال میدو موناس ) رشته ای باشند‬
‫( مثل اسپیروژیرا یولو تریکس ) ‪ .‬جلبک ها موجودات‬
‫فتو اتو ترو فیک هستند توسط کلروفیل که در سلول ها یشان‬
‫دارند ‪ .‬آ نها از ‪ CO2‬اتمسفر استفاده کرده و ‪ O2‬تولید‬
‫می کنند ‪ .‬جلبک هایی در زیر سطح خاک پیدا شده اند ‪.‬‬
‫با این وجود تعداد آنها از جلبک های موجود در سطح خاک کمتر‬
‫هستند ‪. )Metting 1988 : subba Rao 1997 ( .‬‬
‫بعضی از جلبک های سبز رایج در خاک ها عبارتند از ‪:‬‬
‫‪ ‬جنسهای کلرورال – کال میدو موناس – کلرو کوکیوم –‬
‫اورا دو گونیوم – کلرو کیتیوم و پرو تو سیفون ‪.‬‬
‫( ‪. ) Metting 1988 : Lynch 1990‬‬
‫‪4‬‬
‫تنوع میکروبی و بیولوژیکی کروی ‪:‬‬
‫فاکتورهایی مانند ‪ :‬منابع و ذخایر در دسترس –‬
‫شرایط آب و هوایی ناحیه – مواد شیمیایی محلول در خاک و‬
‫ساختمان خاک می توانند در اندازه ‪ -‬ترکیب و پخش یکنواخت‬
‫زیستی خاک اثر مهمی داشته باشند ‪.‬‬
‫( ‪, )Wolter s 1991 Baudoin et al . 2001.2002‬‬
‫دتریتیوسفر ناحیه ای از خاک است که در آن بقایایی از گیاه و‬
‫حیوان قابل تشخیص است ‪ .‬مواد مغذی از فساد سریع تکه های‬
‫زباله آزاد می شود‪)Seast et al 84 ( .‬‬
‫‪ ‬مطالعات اخیر توسط ‪Blair et al. 1990‬نشان می دهد که‬
‫عکس العمل بین انواع زبا له ها و ترکیبات فساد پذیر می تواند‬
‫مواد مغذی خاک را تغییر دهد ‪.‬‬
‫‪4.2‬‬
‫دریلوسفر‪:‬‬
‫ناحیه ای از خاک که شامل پوشش جانوری و گیاهی دست نخورده‬
‫می باشد ‪Hamilton and dindal 1983 lavell et al ( .‬‬
‫‪. )1989‬دریلوسفر خاک هایی هستند که غنی از ‪ N ,P‬می‬
‫باشد‪.‬‬