REFERAT LA DISCIPLINA -MICROBIOLOGIE-

CUPRINS:

I. Interacţiunile dintre populaţiile de microorganisme

II. Activitatea microorganismelor la ierbivore

III. Activitatea microorganismelor in compostare

2

Interacţiunile dintre populaţiile de microorganisme

În habitatele naturale se întalnesc o multitudine de microorganisme, aparţinând diferitelor specii, care în activităţile lor se influenţează reciproc. Influenţele reciproce pot fi benefice sau pozitive pentru populaţiile de microorganisme care interacţionează, negative sau neutrale. În cadrul interacţiunilor pozitive se creează condiţii benefice pentru populaţiile microorganismelor. În interacţiunile negative, unele populaţii inhibă dezvoltarea altor populaţii sensibile, pe care uneori le pot exclude din habitat. Prin aceasta, se realizează o echilibrare numerică a populaţiilor de microorganisme, cu efecte ecologice benefice în habitat.

Interacţiunile neutrale

Neutralismul se manifestă fără influenţe reciproce directe datorită unor particularităţi biologice, nutriţionale, ecologice sau fizico-chimice. Neutralismul se manifestă în următoarele situaţii:-când populaţiile au densitate mică şi când activitatea metabolică este mai scăzută:-când microorganismmele au exigenţe nutriţionale foarte diferite şi nu intră în competiţie:-când distanţa dintre microorganisme este mai mare şi nu se influenţează direct:-când microorganismele sunt separate prin bariere de microhabitat în special în sol şi în sedimente:-când microorganismele se găsesc sub formă de spori sau altă formă de latenţă:-când microorganismele se găsesc dispersate în atmosferă:-când microorganismele sunt separate de bariere naturale permanente( grăunciori de nisip, cuarţ, particule de argilă în sol) sau vremelnice( cristale de gheaţă, în sol sau în produsele congelate).

Interacţiunile pozitive

Sunt interacţiuni cooperante care se pot manifesta între indivizii aceleiaşi specii de sau între diferite microorganisme. Prin formarea coloniilor de microorganisme, în habitatele naturale, se utilizează mai eficient nutrienţii, se biodegradează mai bine o serie de substanţe greu degradabile (lignină, hidrocarburi,produşi de sinteză), iar cu ajutorul unor enzime şi metabolite, se solubilizează mai rapid substraturile care devin mai apoi accesibile. În relaţiile cooperante, pot apărea sisteme biologice noi, care au caracteristici specifice pe care nu le au partenerii izolaţi. Interacţiunile pozitive, se concretizează prin: comensalism, protocooperare, sinergism, mutualism, sintrofie, simbioză şi producerea de substanţe probiotice.

1.Comensalismul ( metabioza) este o relaţie lipsită de specificitate în care un microorganism se poate dezvolta într-un habitat, dacă este prezent şi alt microorganism. Din punct de vedere al localizării unui microorganism faţă de celălalt, există doua categorii de situaţii:

3

1.1.Ectocomensali (ectobionţi) când un microorganism se localizează la exteriorul altuia.Astfel unele bacterii fimbriate sau cu crampon (Caulobacter) se fixează de cianobacterii sau de diatomee. 1.2.Endocomensalii (endobionti) prezenţi în interiorul altui microorganism sau organism. Comensalismul se poate manifesta prin mai multe rezultante:1.3.Modificarea fizică a substratului pentru a fi disponibil dezvoltării comensalului. Astfel fructele cu structură normală sunt atacate de ciuperci (mucegaiuri), iar apoi se instalează levurile care le fermentează. În sucurile foarte dulci se dezvoltă drojdiile osmofile (zaharofile),care reducând concentraţia în zaharuri dau posibilitatea dezvoltării drojdiilor zaharotolerante, iar în final se pot dezvolta şi drojdiile zaharosensibile. 1.4.Modificarea substratului din punct de vedere fiziologic pentru a fi favorabil comensalului. În activitatea lor algele fotosintetizante produc în habitat O2, care creează condiţii optime pentru dezvoltarea microorganismelor aerobe.. 1.5. Sinteza unor compuşi (nutrienţi, factori de creştere) esenţiali. În nitrificare NH3 este oxidat la nitrite de nitribacterii (Nitrosomonas, Nitrosocystis, Nitrosospira, Nitrosolobus si Sorangium), iar apoi nitriţii formaţi sunt oxidaţi, în nitraţi de nitrobacteria (Nitrobacter, Nitrocystis, Nitrococcus, Nitrospira, Bactoderma, Micoderma). În fermentaţia alcoolică, drojdiile sau levurile, formează alcool etilic, din sucurile dulci de fructe. Alcoolul etilic format constituie substrat pentru bacteriile acetice (Acetobacter), pe care-l transformă în acid acetic. 1.6. Sinteza unor compuşi care induc sau stimulează procese morfogenetice. Bacteria Pseudomonas sp. stimulează formarea de zoosporangi la Phytophthora cinnamoni şi inhibă producerea clamidosporilor. 1.7. Biodegradarea sau neutralizarea unor substanţe inhibatoare pentru comensal. Unele bacterii şi fungi oxidează fenolii sau acidul benzoic şi creează condiţii pentru dezvoltarea altor fungi (mucegaiuri). Geotrichum candidum oxideaza acidul lactic şi creează condiţii pentru dezvoltarea bacteriilor lactice ( care sunt inhibate de concentraţii >1%de acid lactic). 1.8. Solubilizarea unor compuşi insolubili sau transformarea unor compuşi solubili în compuşi gazoşi accesibili pentru alte microorganisme. Unele ciuperci produc enzime extracelulare cu ajutorul cărora, degradează lignina şi celuloza în compuşi mai simpli, care apoi sunt preluaţi de alte microorganisme ce nu au celulaze. În procesul de metanogeneză din resturile organice din sendimentele acvatice, rezultă metan(CH4), care apoi este preluat de bacteriile metaoxidante.

2. Protocooperarea este o interacţiune între doua microorganisme, în care fiecare beneficiază reciproc de prezenţa şi activitatea celuilalt. În teaca gelatinoasă a bacteriilor autofototrofe se găsesc bacterii heteroorganotrofe. În procesul de fotosinteză prin asimilarea CO2 se formează substanţe organice. În activitatea heterotrofelor se folosesc substanţele organice (produse de bacteriile autotrofe) şi se eliberează factori de creştere. Fără factorii de creştere eliberaţi de bacteriile heterotrofe, algele nu ar putea trăi şi activa. Bacteria fixatoare de N2 (Azotobacter), utilizează substanţe anorganice simple şi produce substanţe organice. Alte bacterii prezente în acelaşi habitat, biodegradează

4

substanţele organice în compuşi anorganici.Bacteria Azotobacter este capabilă să utilizeze numai nutrienţii anorganici, pe care-i produc bacteriile hetereoorganotrofe.

3. Sinergismul este o interacţiune cooperantă între două microorganisme în care primul produce un metabolit necesar celui de-al doilea, care la rândul lui produce un metabolit indispensabil primului. Bacteriile Escherichia coli şi Streptococcus faecalis, produc putresceina prin degradarea argininei, numai dacă se găsesc amândouă în acelaşi habitat. Astfel Streptococcus faecalis produce din arginină, ornitină.Ornitina este preluată de Escherichia coli şi produce putresceina prin decarboxilare. Putresceina astfel produsă este folosită apoi de ambele bacterii. Bacteriile Norcadia şi Pseudomonas, în asociere sunt capabile să degradeze ciclohexanul. Nocardia prin utilizarea ciclohexanului produce compuşi intermediari, care sunt preluaţi de Pseudomonas. Pseudomonas produce factori de creştere (în special biotina), necesari pentru creşterea bacteriei Nocardia. Bacteria fototrofa Chlorobium produce din H2S si CO2, formiat (materie organică) şi sulf elementar, depoluând (detoxificand) mediul de H2S. Spirillum sp. foloseşte formiat şi sulf pentru a produce H2S şi CO2 (care sunt indispensabile pentru Chlorobium). În sistemul Chlorobium sp. (fotoatotrofa) şi Desulfovibrio sp. (heterotrofa), bacteria fototrofă, produce carbon organic şi sulfat care sunt preluate de bacteria Desulfovibrio (care produce H2S şi CO2). Şi în această asociere se îndepărtează din habitat H2S care este poluant şi toxic.

4. Mutualismul, este o interacţiune bilateral benefică, pentru microorganismele care cooperează. Bacteriile Lactobacillus arabinosus 17-5 (necesită pentru creştere fenilalanină) şi Streptococcus faecalis R (necesită acid folic), se pot dezvolta numai în culturi asociate. Fiecare din bacteriile amintite este capabilă să sintetizeze factorul de creştere necesar celeilalte şi astfel formează colonii abundente.Mutualism se manifestă între Thiobacillus ferrooxidans şi Beijerinckia lacticogenes, în procesul de biosolubilizare a cuprului din depozitele de steril. Un mutualism benefic pentru agricultură se înregistrează între planta furajeră Festuca arundinaceea şi ciuperca endofită Acremonium coenophialum. Ciuperca beneficiază de nutrienţii asiguraţi de planta gazdă, iar la rândul ei produce un produs repelent pentru afide şi producător de tulburari gastrointestinale la animale. Astfel plantele nu sunt atacate de afide şi mai puţin consumate de animale.

5. Sintrofia reprezintă o interelaţie foarte stransă şi intimă între două microorganisme care cooperează în asigurarea reciprocă de metaboliti esenţiali. Este o formă de metabolism cooperant prezentă la consorţiile de microorganisme, care formează agregate (coculturi). Bacteria Methanobacillus omelianskii descrisă de Boyamt şi colab. (1967), este de fapt o asociere simbiotică a două specii bacteriene distincte “S” şi “H”. Bacteria ă“S” oxidează etanolul la acetate şi H2. Bacteria metanogenă “H” utilizează în cultură asociată hidrogenul produs de bacteria “S”, pentru a oxida etanolul şi a produce CH4, cu eliberare de la acetate, H2 şi o cantitate apreciabilă de energie pentru creştere. Sintrofism se întâlneşte la consorţiile de microorganisme strâns agregate care formează asociaţiile “conopidiforme” ce fermentează laptele producând kefir.

5

Ele sunt alcătuite din Bacillus kefir, Leuconostoc dextranicus, Streptococcus cremonis, Streptococcus lactis şi levuri.

6. Producerea de substanţe probiotice s-a constatat la Colpidium camplylum asupra stimulării creşterii şi dezvoltării la Paramecium caudatum. Substanţele probiotice sunt produse de multe specii de protozoare în etapa de creştere logaritmică şi au efect stimulator asupra creşterii şi dezvoltării altor specii de protozoare. Această interelaţie s-a constatat şi la Tetrahimena pyriformis, care stimulează creşterea şi dezvoltarea protozoarului Stylonychia. La rândul său Stylonychia produce substanţe probiotice pentru Paramecium şi invers.

7. Simbioza, reprezintă o interacţiune reciprocă între două sisteme biologice. Clasificare:

a) Dupa localizarea microorganismelor simbionate:

1.1. Ectosimbioze-sunt simbiozele în care un microorganism rămane în afara celuilalt ( ex: bacteriile care se găsesc în teaca gelatinoasă a cianobacteriilor).1.2. Endosimbiozele (endocitozele) sunt acele simbioze în care un microorganism ( endosimbiot) se află în celula sau ţesutul altui microorganism ( ex: algele care se găsesc în corpul protozoarelor).

b) Dupa gradul de dependenţa:

1.1. Simbioze facultative în care cei doi parteneri pot exista şi liberi în habitat. Este cazul fungiilor din licheni, care pot fi observaţi şi liberi.1.2. Simbioze ecologic obligate în care cele două microorganisme se asociază pentru o activitate mai productivă. Aşa sunt bacteriile şi protozoarele de rumen, care participă la degradarea celulozei în compuşi intermediari accesibili pentru gazdă.1.3. Simbioze efectiv obligate in care cei doi parteneri pot trai si active numai impreuna.

c) După natura relaţiei simbiotice:

1.1. Simbioze mutualiste în care asociaţia simbiotică este mai benefică decât fiecare partener luat separate.. 1.2. Simbioze adaptive în care cei doi parteneri în asociaţie manifestă o adaptibilitate pronunţată faţă de situaţia în care ei se dezvoltă separat. Simbiozele dintre alge şi fungi sunt foarte bine evidenţiate în licheni. Simbiozele cianobacteriilor cu protozoarele sunt foarte frecvente (ectosimbioze şi endosimbioze). Un caz interesant î-l prezintă endosimbionţii bacterieni ai protozoarelor. Astfel la P aramecium Aurelia sunt prezente o serie de bacterii. S-a constatat că factorul K de la protozoarul Paramecium Aurelia, este reprezentat de bacteria endosimbiontă Caedibacter taeniospiralis. Factorul K determină la Paramecium caracterul killer pentru tulpinile sensibile. Aceste protozoare eliberează în apă un principiu toxic care are efect letal faţă de tulpinile sensibile. Capacitatea tulpinilor de Paramecium de a elibera factori K este controlată genetic de citoplasmă.

6

Interacţiunile negative

Se manifestă la densităţi mai mari de microorganisme şi se concretizează prin: competiţie, amensalism, antibioză, parazitism şi prădătorism.

1. Competiţia este o interacţiune între două populaţii de microorganisme care au necesităţi nutriţionale comune, trăiesc în acelaşi habitat şi nutrienţii folosiţi sunt limitaţi cantitativ. Există două feluri de competiţie:

-Competiţia interspecifică-manifestată între specii diferite de microorganisme.-Competiţia intraspecifică-observată între tulpinile aceleaşi specii de microorganism. Astfel într-o populaţie de bacterii în lipsa unui antibiotic, în mediul de cultură vor predomina tulpinile sensibile la un anumit antibiotic.

În competiţie sunt favorizate acele microorganisme care:-au viteza mare de creştere;-preiau mai rapid, mai eficient şi mai productiv nutrienţii din habitat;-au capacitate ridicată de sinteză, stocare şi mobilizare a substanţelor de rezervă;-sintetizează cantităţi mai mari de factori de creştere;-posedă o toleranţă la acţiunea şi variaţia factorilor de mediu;-manifestă sisteme de deplasare şi capacitate de a răspunde la diferite taxi.

2. Amensalismul este o interaţiune negativă între două populaţii de microorganisme în care unul, produce substanţe organice sau anorganice solubile, care inhibă dezvoltarea celuilalt. Ele pot produce substanţe organice solubile (acizi graşi, etanol, fenol, toxine, enzime litice) sau anorganice (H2O2, NH3, NO2, O2 etc.). Amensalismul mai poartă denumirea de antagonism microbian şi are o importanţă deosebită în diverse habitate unde, unele microorganisme prin metaboliţii lor, pot inhiba sau chiar stopa creşterea şi dezvoltarea altora ( în special dăunătoare sau părăsite). Numeroase astfel de microorganisme sunt folosite în combaterea biologică a insectelor sau a unor agenţi fitopatogeni. Unele metabolite elaborate de microorganisme (acid acetic lactic, propionic), pot sta la baza tehnicilor de conservare a alimentelor şi furajelor. Astfel specii de Trichoderma produc o serie de metabolite cu efect antagonic asupra unor ciuperci fitopatogene din genurile Pythium, Rhizoctonia, Sclerotinia, Botrytis, etc. şi utilizate în combaterea biologică a acestora.

3. Antibioza este o interacţiune negativă în care unele microorganisme produc metabolite cu efect antibiotic, care au acţiune inhibatoare sau letală asupra altora. Numeroase specii şi genuri de bacterii şi fungi produc diferite categorii de antibiotice. Rolul acestora este foarte important în terapia unor boli produse de diferite categorii de microorganisme. O categorie specială de antibiotice, cu acţiune bactericidă, o constituie bacteriocinele. Ele sunt produse în plasmidele unor bacterii (plasmide”col”) şi acţionează omorând speciile omoloage.

7

4. Parazitismul este o interacţiune negativă exercitată de un microorganism (parazit) asupra altui microorganism (parazitatul). În aceasta interacţiune parazitul suferă prejudicii produse de parazit. Ca paraziţi se manifestă virusurile, algele, bacteriile şi ciupercile, asupra unor gazed (bacterii, alge, protozoare, fungi, nematozi, etc.). Bacteriile sunt parazitate de diverşi fagi (bacteriofagi). În micoparazitism o serie de ciuperci parazitează miceliie, conidiile, conidioforii, sporangiosporii, sporangiile, clamidosporii, sclerotii, etc. altor ciuperci.

5. Prădătorismul este o interacţiune negativă, în care un microorganism, este consumat (prădat) de altul (prădătorul). Exemplul clasic de prădătorism î-l constituie protozoarele care se hrănesc cu bacterii. Astfel Paramecium caudatum, consumă circa 18.000 celule de Bacillus subtilis. Pradatorul Didinium nasutum consumă, la fiecare oră, un Paramecium. Prădarea se poate manifesta extracelular sau intracelular. Prădarea extracelulară are loc prin liză, prin exoenzime (Myxobacterii), sau prin contact exterior şi intim cu eliberarea de substanţe litice, difuzabile(Micavibrio admirandus, care atacă numai celule de Pseudomonas maltophila, iar Micavibrio aeruginosavorus pe cele de Pseudomonas aeruginnosa). Prădarea intracelulară este specifică genului Bdellovibrio, în celule de Pseudomonas sp., Azotobacter sp., Rhizobium sp., Agrobacterium sp.. Fungii nematofagi, din genurile Arthrobotrys, Dactylelle şi Trichothecium atacă numeroase genuri de nematozi.

6. Interacţiunile litice reprezintă un caz particular, de antagonism, prin care unele microorganisme dizolvă (diluează) punctiform sau pe zone mai extinse altele, distrugându-le. Aceste interacţiuni sunt foarte răspândite la microorganismele din sol. În cazul bacteriolizei au fost evidenţiate trei mecanisme specifice şi anume:

Sinteza şi eliberarea de către antagonist a unor enzime mereinolitice.Producerea unor peptide toxice, care lizează peretele celular.Producerea unor antibiotice, care acţionează asupra sintezelor din peretele celular.

Bacteriofagii sunt foarte raspanditi în toate habitatele, dar mai ales în sol. Unele microorganisme din sol prezintă unele adaptări de rezistenţă la liză. În structura peretelui celular, la Arthobacter globiformis, s-a sintetizat, un polizaharid lizorezistent, format din glucoză, galactoză şi ramnoză. Conidiile de Aspergillus phoenicus, prezintă nişte spicule de melanină lizorezistente. Peretele celular al ciupercii Mortierella parvispora are o structură complexă cu un conţinut ridicat într-un heteropolizaharid cu fucoză, lizorezistent. El poate fi lizat, numai de prezenţa simultană a mai multor microorganisme, care să acţioneze cu complexele lor enzimatice.

8

Activitatea microorganismelor la animalele ierbivore

Animalele ierbivore utilizează ca sursă de hrană substanţele organice provenite de la plante. Substanţa organică vegetală este constituită din numeroase polizaharide complexe(celuloze, hemiceluloze, pectine, amidon), care sunt biodegradate de enzimele microorganismelor existente în aceste animale. La ierbivorele nerumegătoare substanţa organică vegetală este digerată în stomac şi în intestinul subţire şi apoi degradată în cecum şi în colon. Gradul de degradare a celulozei şi hemicelulozelor este numai de 20-30%. Acizii organici rezultaţi din activitatea microorganismelor, sunt absorbiţi prin mucoasa intestinală în sânge şi oxidaţi de celulele animale, iar celulele microorganismelor sunt eliminate prin fecale. La ierbivorele rumegătoare (bovine, ovine, caprine) sistemul digestiv este pluricompartimentat în rumen (burduf), reticulum (ciur) şi omassum (foios). În rumen are loc digestia celulozei, hemicelulozelor, pectinelor şi amidonului sub acţiunea unor microorganisme specifice. Rumenul la bovine are o capacitate de cca. 1001 (la o greutate corporală de 500kg.) şi conţine 30-50 l de lichid supus fermentaţiei. La ovine are o capacitate de 5-6 l (la o greutate de 35 kg.). După cele trei compartimente urmează stomacul (abomassum sau închegător), care conţine glande gastrice pentru digestia adevarată, duodenul,intestinal subţire şi gros. Microorganismele din rumen sunt reprezentate prin:bacterii: Bacteroides (amylogenes, amylophilus, ruminicola, succinogenes), Butyrivibrio (fibrosolvens), Clostridium (lochheadii), Lachnopsia (fibrisolvens, multiparus), Methanobacterium (ruminantium),Peptostreprococcus (elsdernii), Ruminococcus (albus, flavefaciens), Selelomonas (ruminantium), Streptococcus (bovis), Succinogenes (amylolytica), Succinivibrio (dextronosolvens), Methanobrevibacter (ruminantium), Metanosarcina (barkeri), Anaerovibrio (lipolytica), Veillonella (gazogenes), şi protozoare: Buetschia (parva), Charonuna (sin Blepharocorys bovis), (equi, ventriculi),Dasytricha (kukuokaensis, ruminantium), Diplodinium sp., Entodinium sp., Isotricha (intestinalis, prostoma), Metadinium sp.,Parabundleia (ruminantium), Polymastigotes sp., Polyplastron (multivesiculatum), Prostomatida sp., Ophryoscolex sp., Trichostomatina sp.. La bovine în rumen se găsesc 399 grame celule bacteriene (217 gr. Proteine) si 315 grame celule de protozoare (172 gr. Proteine), pe când la ovine greutatea celulelor bacteriene (din rumen) este de 28,5 grame (15,5 gr. Proteine), iar a celulelor de protozoare de 22,5 grame (12,3 gr. Proteine). Protozoarele acţionează asupra celulozei, hemicelulozelor, pectinelor, amidonului şi asimilează rapid glucidele solubile. Ele ingeră pe minut 1% din populaţia bacteriană. În rumen peste 75% din protozoare mor şi sunt lizate(20% din proteinele microbiene provin din protozoare). Protozoarele consumă O2 şi ajută la menţinerea condiţiilor de anaerobioză. Activitatea bacteriilor este celulozolitică (Bacterroides sp., Ruminococcus sp.), amilolitică( Selenomonas sp.), hemicelulozolitică(Butyrivibrio sp.), metanogenă ( Methanobacterium sp.) şi proteolitică( Veillonella sp.). Protozoarele sunt capabile să metabolizeze celuloza (Polyplastron multivesiculatum), amidonul, pectinele, hemiceluloza şi glucidele. Rumenul se comportă ca un adevărat fermentator viu în care microorganismele, în condiţii anaerobe, transformă substanţele organice vegetale în

9

produşi finali necesari nutriţiei, atât a gazdei, cât şi a microorganismelor. Lichidul ruminal are un pH=5,5 şi exercită efectul tampon prin soluţia salină diluată de NaHCO2 şi fosfat de Na(fluxul continuu de salivă este la bovine de 60 l/zi). Prin fermentaţie rezultă acizi graşi volatili, care sunt absorbiţi continuu în circulaţia sanguină. La rumegătoare microorganismele sunt agenţi determinanţi ai digestiei. În procesul de hrănire masa organică vegetală parcurge o cale specifică: după fragmentare prin masticaţie şi amestec cu salivă ( in cavitatea bucală) furajele trec în rumen, unde se iniţiază procesul de fermentaţie( sub acţiunea microorganismelor). După aceasta masa furajeră este trecută în reticulum, unde este porţionată prin separare în porţiuni mici-“boluri sau ghemuri furajere”-care apoi se întorc (regurgitare) în cavitatea bucală pentru remasticaţie şi divizare în fragmente şi mai mici. Din cavitatea bucală hrana bine fragmentată (marunţită) trece direct în reticulum, în omassum, apoi în abomassum (pentru digestie sub acţiunea sucurilor gastrice) şi din acesta în duoden, iar în final în intestinal subţire şi gros. Digestia ruminală, a materiei organice vegetale, este rezultatul unei succesiuni de procese complexe ale microorganismelor şi enzimelor lor. În final rezultă: ploizaharide, celuloză, hemiceluloze, xilani, amidon, proteine, celobioză şi glucoză, care apoi prin fermentaţie anaerobă de către microorganisme produc oligozaharide solubile din care rezultă acetate, propionate, butirat şi mici cantităţi de acizi izobutiric, izovaleric, valeric, caproic şi heptanoic. Prin acest proces, dintr-un kilogram de material organic vegetal rezultă: 173 gr. acid acetic, 82 gr. acid propionic, 93 gr. acid butinic, 145 gr. CO2 si 27 gr. CH4 (metan). Acizii graşi volatili rezultaţi sunt absorbiţi imediat în circulaţia sanguină a animalului şi utilizaţi apoi după cum urmează: -acetatul- ca sursă majoră de energie; -propionatul- este convertit în glucide (gluconogeneza). Astfel o vacă de 500 kg. poate sintetiza zilnic circa 1 kg. lactoză (cca. 30 litri lapte) pornind de la acizii graşi volatili, care trec prin peretele rumenului; -butiratul- este folosit pentru sinteze de acizi graşi.

Amoniacul format intră în circuitul sanguin şi este convertit în celula hepatică, în uree. Ureea provenită în rumen din sânge (împreună cu saliva) este convertită în NH4 si CO2. De-a lungul sistemului digestiv, în abomassum şi intestine (subţire şi gros) se formează prin hidrolize aminoacizi, care sunt preluaţi de organism. Din digestia protozoarelor rezultă nutrienţi şi vitamine pentru animalul gazdă. Pentru ameliorarea utilizării furajelor în hrana animalelor se introduc microorganisme probiotice sub formă de granule, pudră, pastă sau capsule. Produsele probiotice sunt bacterii cu efect benefic din genurile: Bifidobacterium sp., Lactobacillus (acidophilus, bulgaricus, casei, helveticus, lactis, plantarum, salivarius), Enterococcus (hirae) Streptococcus (thermophilus).

Produsele probiotice influenţează activitatea animalelor prin:

1. stimularea creşterii, determinate de îmbunătăţirea conversiei hranei,;2. înlocuirea aditivilor chimici sintetici şi a antibioticilor pentru creşterea animalelor;

10

3. atenuarea fenomenelor de intoleranţă la lactoză, determinate de deficienţa congenitală în beta-galictozidază, prin creştera activităţii acestei enzime;

4. efectul anticancerigen al speciilor de Lactobacillus.

Acest efect se execită prin:

inhibarea creşterii şi dezvoltării celulelor tumorale; supresia bacteriilor care produc enzime(beta-galactozidază, azoreductază etc.) răspunzătoare de eliberarea de substanţe cancerigene din complexe inofensive; determinarea supresiei nitroreductazei implicate în sinteza nitrozaminelor.

Dejecţiile animale sunt bogate în substanţe organice nedigerate (provenite din substanţe organice vegetale), din substanţe organice vegetale provenite de la microorganisme şi din numeroase microorganisme. Urina animalelor este bogată în uree, acid uric şi hipuric şi este un component important al circuitului azotului. Prin compostarea dijecţiilor animale se obţine un compost de bună calitate, iar prin fermentarea lor (dejecţiilor animale), combinate cu substanţe organice vegetale şi apă, se obţine biogazul.

Activitatea microorganismelor în compostare

Compostarea reprezintă transformarea resturilor organice solide pe cale microbiologică, în condiţii naturale, în substanţe organice mai simple şi mai stabile, care pot fi manipulate, păstrate, conservate sau aplicate cu uşurinţă în substraturile de cultură ale plantelor. Compostarea se realizează în platforme speciale, acoperite şi adăpostite, cu baza înclinată şi impermeabilă. În platforme sunt aşezate diverse substanţe organice vegetale sau animale, dijecţii animale, resturi oeganice gospodăreşti şi urbane etc.. Procesul de compostare depinde de:

1. gradul de aerare,2. temperatură,3. tehnologia de conducere a compostării bazată pe procese aerobe sau anaerobe,

termofile sau mezofile,4. felul şi succesiunea microorganismelor participante.

În compostare au loc sub acţiunea microorganismelor participante, atât procese de biodegradare (catabolizare sau mineralizare), cât şi procese de bioacumulare (biosinteza sau imobilizare). Biodegradarea are loc la raporturi inferioare între principalele macroelemente şi anume:C :N=20:1C :P=200:1C :S=200:1Bioacumularea (imobilizarea)se desfăşoară la raporturi superioare şi anume:C :N=30:1

11

C :P=300:1C :S=300:1Materiile organice supuse compostării suferă o serie de transformări specifice în funcţie de natura materiei organice şi de succesiunea de microorganisme, care acţionează. Pe durata compostării succesiunea de microorganisme se schimbă după cum variază şi valorile de temperatură ale masei organice, care se transformă în compost. La început acţionează microorganismele mezofile, apoi cele termofile (care produc şi o creştere a temperaturii, motiv pentru care materialele supuse compostării sunt folosite ca biocombustibili în tehnologiile de cultură ale speciilor horticole termofile), iar la sfârşitul compostării din nou microorganismele mezofile. Microorganismele termofile mai reprezentative sunt: Bacillus subtilis, Bacillus stearothermofilus, Thermoactinomyces sp., Thermomonaspora sp., Aspergillus fumigans, Cladosporium thermofile, Humicola lanuginose, Mucor sp., Penicillium duponti, Chaetomium sp., Sporothricum sp., Thermoascus sp.. La compostare participă toate microorganismele menţionate la circuitele biogeochimice ale macroelementelor şi microelementelor (deoarece natura resturilor organice este foarte diversă şi diferită). La început masa organică supusă compostării are o umiditate ridicata 80%, apoi acesta scade treptat la 55-65%, iar la final se stabilizează la 40-50%. Raportul C : N este la început mare, cuprins intre 60-70, ca în final să ajungă sub 20: 1. Se pot composta diverse materiale organice vegetale, paie, rumeguş, resturi de plante, dejecţii animale, biomasa rezultata din digestoarele pentru producerea biogazului, biomasa de la fabricile de zahăr, de la complexele de creştere a păsărilor şi animalelor, etc.. Compostul organic care rezultă apare sfărâmicios, stabil, cu miros agreabil şi cu un pH alcalin. Terminarea compostării este marcată de scăderea temperaturii sub 40-450grade Celsius, apoi la nivelul temperaturii mediului ambiant şi fructificarea ciupercii Chaetomium gracile. Compostul organic este nepoluant, se păstrează în adăposturi uscate un timp nedeterminat şi se foloseşte ca fertilizant de cea mai bună calitate pentru substraturile de cultură. De la o bovină adultă se poate obţine cca. 9 metri cubi de compost organic într-un an.

12