Морські мікроорганізми істотно впливають на екологію моря, а потоки енергії в морських системах безпосередньо залежать від метаболічної активності мікробних угруповань.

Мікробні біоценози океану – найдавніші на планеті та за видовим складом відрізняються від біоценозів суші. Багато морських мікроорганізмів мають ознаки, що не зустрічаються у наземних мікроорганізмів. Розглянемо групи морських бактерій, виділених за такими ознаками.

Психофільні бактерії - холодолюбні бактерії, здатні існувати при температурах 0 ° С і нижче, часто зустрічаються у водах Арктики та Антарктики, на поверхні снігу, льодовиків. Серед них виділяють облігатних та факультативних психрофілів. Верхня температурна межа для перших становить +20 °С, для других – близько +30 °С. Облігатні психрофіли живуть за відносно постійних температур, а факультативні виносять і різкі зміни температури. Відомі серед усіх груп мікроорганізмів, крім актиноміцетів.

Галофільні бактерії – мешкають у солоній воді. Екстремальні галофіли розвиваються у середовищах із концентрацією хлориду натрію 15–32% (бактерії пологівHalobacterium, Halococcus). Більшість морських бактерій відноситься до слабких галофілів: оптимальна концентрація солі для них становить 2,5-3%, а при концентрації менше 0,5% вони не розвиваються. Однак деякі морські бактерії розвиваються і в прісній воді, інші, навпаки, при концентрації солі більше 20%.

Барофільні бактерії добре переносять високий тиск. Більшість наземних бактерій гине при гідростатичному тиску в 200-500 атм, що відповідає глибині 2-5 тис. м, а деякі глибоководні бактерії в таких умовах розвиваються краще, ніж за нормального тиску.

Термофільні бактерії – живуть за високих температур. Деякі їх здатні жити і за нормальної температури близько +110 °З великої глибині, тобто. є водночас і барофілами. Облігатні термофіли не розвиваються при температурі нижче +45 ° С (пологиThermoproteus, Thermoplasma). Термофільні бактерії зустрічаються і на суші, і в прісних водоймах.

Умови життя морських мікроорганізмів зумовлюють особливості їхньої біохімії: здатність існувати і розмножуватися в екстремальних умовах забезпечується спеціальними ферментами, особливостями будови структурних білків, складу мембран і т.п. Тому морські мікроорганізми є перспективними джерелами нових біологічно активних речовин, серед яких і токсини.

Так, тетродотоксин - один з найсильніших небілкових токсинів - синтезується бактеріямиVibrio cholerae,Vibrio alginolyticus,а також представниками пологівBacillus, Micrococcus.

ВиглядV.alginolyticus– один із найпоширеніших видів у районах помірних та тропічних вод. Ці бактерії рясніють у морській воді, на шкірі та в кишечнику риб. І якщо вони дійсно є активними продуцентами тетродотоксин, ми можемо зіткнутися з проблемою небезпеки морських продуктів.

При дослідженні різних видів морських бактерій було виявлено, що 7 з 11 видів сімейства Vibrionaceae продукують тетродотоксин. Ці види включають патогени людей і риб, такі якV.parahaemolyticus,V.alginolyticus,V.anguillarumтаAeromonas salmonicida. Виявлено, щоV.choleraeмістить речовину, яка блокує натрієвий іонний канал. Аналіз показав, що ця речовина – тетродотоксин. Потім тетродотоксин був виявлений і у штамахAlteromonasтаShewanella.

До 1988 р. бактерії, що продукують токсин, в основному виділяли з токсиновмісних тварин і водоростей. Більшість вчених вважали кишкову флору тварин найвірогіднішим виробником тетродотоксину. Однак іглобрюхі риби в аквакультурі не містять тетродотоксину, а порівняння кишкових флор іглобрюхих, що мешкають у природних умовах і культивуються, показало, що вони помітно не відрізняються. Зокрема, кишечник як вільно живуть, так і культивованих риб у порівняних кількостях населяють представники групи вібріонів, що включають V.alginolyticus. Тому на питання про те, яким чином токсини накопичуються у тварин, поки що немає переконливої ​​відповіді.

Ці бактерії, особливо Bacillus, є одними з найпоширеніших і в наземних умовах, і в прісних водоймах. Якщо тетродотоксин виробляється бактеріями в донних відкладах прісних водойм, саме з цим може бути пов'язаний відомий факт, що більшість видів тритонів і деякі види жаб містять тетродотоксини.

Нещодавно цю можливість було перевірено у Японії. Було проаналізовано проби донних опадів озера Сува та міського ставка в Токіо. Невелика кількість токсинів була виявлена ​​лише у пробах, взятих із озера Сува. Проте бактерії пологівBacillus,Micrococcus, FlavobacteriumтаAlcaligenes, виділені з опадів обох водойм, здатні продукувати тетродотоксин.

Очевидно, що якщо якісь бактерії синтезують тетродотоксин, це їм навіщось потрібно. Однак функції тетродотоксину у житті цих бактерій поки що незрозумілі.