Geomikrobiologie

Sylabus

1. Vlastnosti a diverzita mikroorganismů

Fyziologie, ekologie a výživové požadavky mikroorganismů ve vztahu k vlastnostem prostředí. Mikrobiální život v extrémních podmínkách. Vztah mezi diverzitou a funkcí u mikrobiálních společenstev. 2.Metabolismus mikroorganismů

Bioenergetika, autotrofní fixace CO2 a fixace dusíku, katabolické procesy. Chemoheterotrofní a chemoautotrofní metabolismus mikroorganismů: anaerobní oxidace, redukce nitrátů, manganu a železa, dalších kovů a polokovů. Oxidace plynného vodíku, metanogeneze, oxidace síry, železa, manganu a dalších substrátů. 3. Mikrobní povrchy a sorpce kovů mikroorganismy

Buněčná stěna bakterií a hub, její složení a fyzikální vlastnosti. Pasivní a aktivní sorpce kovů v přírodním prostředí. Modely sorpce. Využití imobilizace, sorpce a akumulace kovů bakteriemi a houbami. 3. Biomineralizace

Mineralizace nerostů zprostředkovaná mikroorganismy nebo jejich životními procesy. Biogenni vznik hydroxidů železa, magnetitu, oxidů manganu, organojílů, uhličitanů, síranů a fosfátů. Křemičitany a vápence biogenního původu. Fosilizace. 4. Mikrobiální procesy v půdním prostředí

Interakce mikroorganismů s organickými a anorganickými látkami v půdním prostředí. Stratifikace mikrobiálních společenstev v půdě. Bioremediace znečištěných půd s využitím mikroorganismů. 5. Zvětrávání hornin a půd zprostředkované mikroorganismy

Rozpouštění pevných minerálních látek činností hub a bakterií. Oxidace sulfidů. Biokoroze a její význam. 6. Mikroorganismy tvořící krusty a biofilmy

Mikrobiální krusty a jejich vývoj. Biofilmy, jejich vznik, vlastnosti a ekologie. Mořské a sladkovodní mikrobiální sedimenty 7. Biogeochemické cykly

Globální cyklus uhlíku, dusíku, síry a železa. Biogeochemické cykly dalších prvků. 8. Počátky mikrobiálního života na Zemi

Fyzikálně chemické podmínky na zemi před vznikem života. První buněčné formy života. Evoluce fotosyntézy. Metabolická diverzifikace a přibývání kyslíku v atmosféře 9. Metody studia mikroorganismů v prostředí

Fyziologické, biochemické a chemické metody studia mikroorganismů ve vztahu k prostředí. Metody molekulární biologie a studium diverzity, složení a funkce společenstev. Detekce genů v prostředí.

Anotace

Cílem přednášky je seznámit posluchače s přírodními procesy, které jsou zprostředkovány mikroorganismy v horninovém půdním či vodním prostředí, jakými jsou například fixace uhlíku a dusíku, rozklad organických látek, nebo biogeochemické procesy. Pozornost bude také věnována relevantním otázkám ekologie a ekofyziologie mikroorganismů, metodám studia jejich diverzity a funkce v ekosystému, roli mikroorganismů v ekosystémech narušených člověkem a využití mikroorganismů v bioremediacích.

Přednáška počítá se základními znalostmi z mikrobiologie a biochemie. Dobu a misto přednášky je nutno v akademickém roce 2015/2016 dohodnout s vyučujícím.