Кислотность среды. 
Экология микроорганизмов

Кислотность среды является важным фактором, определяющим существование прокариот. С одной стороны, концентрация ионов водорода непосредственно влияет на клетку, ее электрический заряд, состояние мембраны, возможность протекания окислительно-восстановительных реакций, с другой стороны, — косвенно, определяя ионное состояние металлов, кислот, их доступность и токсичность. Значения реакции среды различных природных вод и растворов, где развиваются микроорганизмы (от pH 1 —2 в кислых источниках и рудничных стоках до pH 10 в содовых озерах), покрывают почти весь теоретически возможный диапазон значений pH (0— 14). По отношению к pH среды микроорганизмы подразделяют на ряд физиологических групп.

• • Нейтрофилы развиваются при значении pH, близком к нейтральному (pH 6 — 8); многие виды растут или выдерживают более низкие или высокие значения pH, соответственно их относят к ацидотолерантным или алкалотолерантным. Большинство природных местообитаний (пресноводные озера и реки, многие почвы, внутренняя среда растительных и животных организмов) имеют близкую к нейтральной реакцию среды; слабощелочной является и морская вода.
• • К ацидофилам относят организмы, растущие в кислой среде (pH < 6). Среди них выделяют облигатные и факультативные (ацидотолерантные), способные расти и в нейтральных условиях. Примером ацидофилов служат молочнокислые, уксуснокислые бактерии, многие грибы.
• • Среди алкалифилов, предпочитающих значения pH 8,5 и выше, например среди уробактерий и многих цианобактерий, также выделяют факультативные (способные расти в нейтральной среде) и облигатные виды. Организмы, растущие при экстремальных значениях pH, описаны в подразд. 2.3. Независимо от pH окружающей среды внутриклеточное значение pH поддерживается близким к нейтральному (6 — 8) даже у алкалии ацидофилов, что достигается прежде всего работой протонной и натриевой (у алкалифилов) помпы.

Жизнедеятельность микроорганизмов часто может приводить к изменению pH среды. Так, к подкислению среды ведут окисление сульфидов до серной кислоты тионовыми бактериями, процессы нитрификации, многие брожения. В некоторых случаях бактерии могут регулировать pH среды за счет изменения метаболизма. Наиболее известным примером является двухфазность брожений, подробно изученная в 30-х годах XX в. В. Н. Шапошниковым на примере ацетоно-бутилового брожения (Clostridium acetobutilicum). При снижении pH до критического уровня в результате выделения масляной кислоты бактерия переключается на образование нейтральных продуктов, ацетона и бутанола.

К подщелачиванию среды приводят дезаминирование белков и аминокислот аммонификаторами, разложение мочевины уробактериями, а также фотоассимиляция С0₂ (так, в часы интенсивного фотосинтеза значение pH воды в фотической зоне водоема может возрастать на 1 —2 единицы). Стабильное значение pH среды в некоторых местообитаниях связано с ее буферностью. Наибольшие масштабы имеет карбонат/бикарбонатная система, обеспечивающая постоянство pH вод Мирового океана.