Редуценты — разрушители органических веществ¶
Редуценты — это организмы (преимущественно микроорганизмы, а также грибы и некоторые беспозвоночные), которые разрушают остатки мёртвых организмов и органические вещества до неорганических соединений. Вместе с продуцентами (автотрофами) и консументами (гетеротрофами) редуценты образуют основные функциональные группы в цепях питания экосистем.
¶Происхождение термина
Термин «редуценты» (от лат. reducere — «возвращать, восстанавливать») ввёл в экологию немецкий ботаник и микробиолог Альберт Бейеринк в начале XX века. Он предложил противопоставлять их продуцентам (producer — «производящий») и консументам (consumer — «потребляющий»). В русскоязычной экологической литературе также используются синонимы: деструкторы, декомпозиторы, сапрофаги.
¶Роль в экосистемах
Редуценты выполняют ключевую функцию минерализации — они превращают сложные органические молекулы (белки, жиры, углеводы, лигнин, хитин) в простые неорганические вещества: воду, углекислый газ, аммиак, нитраты, фосфаты, сульфаты. Эти минеральные вещества затем снова используются продуцентами (растениями, водорослями, цианобактериями) для синтеза органики. Таким образом, редуценты замыкают биогенные круговороты и обеспечивают непрерывность обмена веществом между живой и неживой природой.
Без редуцентов продукты жизнедеятельности и трупа организмов накапливались бы бесконечно, а запасы биогенных элементов в почве, воде и атмосфере быстро истощались бы.
¶Классификация
По характеру питания редуценты делятся на несколько групп:
| Группа | Субстрат питания | Примеры |
|---|---|---|
| Сапрофаги | Мёртвые остатки растений и животных | Бактерии гниения, многие грибы |
| Копрофаги | Экскременты животных | Навозные жуки, мухи, бактерии |
| Трупоеды | Трупы животных | Падальные мухи, жуки-мясоеды, короеды |
| Ксилотрофы | Древесина | Термиты, короеды, древоточцы, дереворазрушающие грибы |
| Лишайникоразрушающие | Лишайники и мхи | Некоторые беспозвоночные |
¶Основные группы редуцентов
¶Бактерии
Бактерии — наиболее многочисленная и эффективная группа редуцентов. Среди них выделяют:
- Аэробные сапрофиты — разлагают органику в присутствии кислорода (бактерии рода Bacillus, Pseudomonas).
- Анэробные бактерии — работают в бескислородной среде (болота, глубокие слои почвы, ил), вызывая брожение и гниение с выделением метана, сероводорода, аммиака.
- Нитрифицирующие бактерии — превращают аммиак в нитриты и нитраты (Nitrosomonas, Nitrobacter).
- Сине-зелёные водоросли (цианобактерии) — участвуют в разложении и одновременно выполняют функцию продуцентов.
¶Грибы
Грибы обладают мощной ферментативной системой, способной разрушать даже самые стойкие природные полимеры — лигнин и целлюлозу. Именно грибы в основном разрушают древесину. К редуцентам относятся шляпочные грибы, плесневые грибы (Aspergillus, Penicillium), а также низшие грибки. Микоризные грибы, например, образуют симбиоз с корнями растений, помогая им усваивать минеральные вещества из разлагаемой органики.
¶Беспозвоночные животные
Многие беспозвоночные — дождевые черви, клещи, ногохвостки, многоножки, жуки, личинки мух — механически измельчают растительные и животные остатки, увеличивая площадь их поверхности и облегчая работу микроорганизмов. Дождевые черви играют особую роль: они перерабатывают почву, переваривая растительные остатки и обогащая почву гумусом.
¶Редуценты и почвообразование
Процесс разложения органики редуцентами лежит в основе гумусообразования. В ходе частичного разложения растительных остатков образуется гумус — сложный комплекс органических веществ, определяющий плодородие почвы. Скорость и полнота разложения зависят от температуры, влажности, кислотности среды, доступа кислорода и состава субстрата.
¶Редуценты в круговороте веществ
Путь органического вещества через редуцентов можно описать схематично:
- Продуценты синтезируют органику из неорганических веществ.
- Консументы потребляют органику, передавая её по цепям питания.
- Продукты жизнедеятельности и остатки погибших организмов поступают к редуцентам.
- Редуценты минерализуют органику, возвращая неорганические вещества в среду.
- Продуценты снова усваивают эти вещества.
¶Применение в сельском хозяйстве и промышленности
Деятельность редуцентов используется человеком в компостировании, очистке сточных вод, производстве биогаза, получении перегноя. Антибиотики, ферменты, органические кислоты, витамины получают с помощью микроорганизмов-редуцентов в промышленной микробиологии.
¶Источники
- Соломин С. А. «Экология растений»
- Бигон М., Таунсенд К., Харпер Дж. «Экология: особи, популяции, сообщества»
- Реймерс Н. Ф. «Экология: теории, законы, правила, принципы и гипотезы»
- Добровольский В. В. «Биогеохимия»