Развитие микроорганизма в природе определяется его биологическими особенностями, энергетическим обменом, кинетикой роста, регуляцией, способностями к адаптации, стратегией, границами устойчивости к факторам внешней среды и т. д. Изучение экофизиологии позволяет представить возможную роль микроорганизма в сообществе, его экологическую нишу, потенциальное место в экосистеме.
Физико-химические факторы, характеризующие условия среды обитания организмов, разнообразны. К ним относят магнитные и электрические поля, солнечную активность, разные виды излучения, гидростатическое давление, температуру, кислотность (pH) среды, водную активность, окислительно-восстановительный потенциал, концентрации кислорода, питательных веществ, токсичных соединений и др. (Б. В. Громов, Г. В. Павленко, 1989).
В большинстве случаев отношение микроорганизмов к тому или иному фактору характеризуют графиком зависимости роста (например, числа клеток или скорости размножения) от интенсивности фактора. При этом определяют так называемые кардинальные точки: оптимальное значение (или область значений), обеспечивающее наилучший рост, а также минимальное и максимальное значения, при которых рост прекращается. Диапазон между минимальным и максимальным значениями составляет область толерантности. В этой области (вне оптимума) организм активен, но имеет более низкую конкурентоспособность и может быть вытеснен другими видами. Помимо области толерантности, характеризуемой активной жизнедеятельностью бактерий, существуют пределы, в которых организм может длительное время сохранять жизнеспособность, но активно не развивается, например при низкой температуре или высушивании.
Область толерантности организма к тому или иному фактору может быть узкой или широкой, и соответственно говорят о стено- и эврибионтных организмах (например, стенои эвритермных, стенои эвригалинных по отношению к температуре и солености соответственно). Часто употребляют и другую пару эпитетов: «-фильные» и «-толерантные» (например, термофильные и термотолерантные, галофильные и галотолерантные). Так, термотолерантные организмы, как и термофилы, имеют высокую максимальную температуру роста, однако их температурный оптимум существенно ниже.
Физико-химические условия обитания организмов в природе меняются в широких пределах. Повсеместно распространенные условия часто называют «обычными», или «нормальными», а крайние значения факторов, отличные от повсеместно распространенных, — «экстремальными». Рассмотрим подробнее наиболее экологически значимые факторы и отношение к ним микроорганизмов (экстремальные условия и приспособленные к ним микроорганизмы преимущественно обсуждаются в подразд. 2.3).
