Iii Есть негативные воздействия

Типы взаимоотношений микроорганизмов

I	II	III
Симбиоз Сожительство 2 организмов с извлечением пользы, не приносящее вреда ни одному из них	Нейтрализм	Есть негативные воздействия

I Симбиоз. Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений. Выделяют несколько типов симбиоза: мутуализм, кооперация, комменсализм, синтрофия, синергизм, вирофория.

1. Мутуализм - отношения характеризуются взаимовыгодностью и ни один из них не может существовать без другого.

Самая тесная форма мутуализма — когда один организм живёт внутри другого. Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных. Они, не способны переварить целлюлозу, но благодаря приобретению рубца, богатому микроорганизмами – роды Ruminicoccus, Bacteroides, Butyrivibrio, целлюлоза разрушается. Аналогичная помощь оказывается термитам.

Тот же тип отношений имеется у симбиотических бактерий азотфиксаторов корневой системы. Образование корневых клубеньков (Rhizobium и корни бобовых).

Существование лишайников (грибы (98% аскомицеты) и зеленые либо цианобактерии).

Ассоциация аэробных и анаэробных бактерий, в которых первые путем быстрого восстановления O₂ делают местообитание пригодным для анаэробов. Существование азотфиксирующих видов (Azotobacter) неподалеку от неазотфиксрующимих аэробных гетеротрофов (Clostridium).

2.Кооперация – взаимоотношения между метаболически разными типами бактерий, которые зависят друг от друга при разрушении субстратов. Сообщества, в которых ассоциация микроорганизмов становится более эффективной, чем отдельно взятые виды.

Примером могут служить ассоциативные азотфикситоры. (Также для описания различных коопераций микроорганизмов используется термин консорциум). Предпочитают жить с кем - то рядом. Образуют ризосферу, филосферу (на поверхности листьев). К ассоциативным азотфиксаторам относят представителей родов Arthrobacter, Agrobacterium, Enterobacter, Pseudomonas.

Кооперация описана также для нефтередукторов.

3. Комменсализм - один из партнеров системы (комменсал) извлекает выгоду из другого (хозяина), не принося ему вреда. Основой для комменсальных отношений могут быть общее пространство, cyбстрат.

Микроорганизмы окутывают и защищают человека поселяясь на его коже (микобактерии, стрептококки, стафилококки, пропионовые бактерии). Они не приносят никаких негативных последствий, кроме выделения пахучих веществ. Но даже приносят пользу - удерживают размножение дрожжей и грибов.

Защита проявляется и внутри. Облигатная микрофлора кишечника человека: Бифидобактерии (анаэробные грамположительные не спорообразующие микроорганизмы; Bifidobacterium bifidum), Лактобактерии (грамположительным не спорообразующим палочкам), Молочнокислые бактерии; Эшерихии, Пептострептококки (грамполжительные анаэробные стрептококки), Энтерококки. Они служат антагонистами гнилостных м/о, препятствуют проникновению патогенов, синтезируют витамины (кишечные бактерии синтезируют витамины В1, В2, В6, К, фолиевую, никотиновую кислоту), участвуют в пищеварении.

В других случаях определенные микроорганизмы могут выделять деполимеразы, расщепляющие полисахариды, белки или нуклеиновые кислоты, благодаря чему эти вещества становятся доступны и для других видов. Например, гриб Aspergillus niger, обладающий амилолитической активностью (способностью разрушать крахмал с образованием глюкозы).

4.Синтрофия — явление, когда наблюдается разложение субстрата 2 группами м/о.

Саттелизм

Метабиоз

Саттелизм – одностороннее стимулирование ко-факторами или донорами электронов.

Например, колонии дрожжей или сарцин, выделяя в питательную среду метаболиты, стимулируют рост вокруг них колоний микроорганизмов.

Метабиоз - взаимоотношение между микроорганизмами, при котором продукты жизнедеятельности одного вида служат источником питания для другого.

Наблюдается, например, при ступенчатом разложении растительных и животных остатков в почве.

Молочнокислые бактерии (Lactobacillus грам-положительные факультативно анаэробных или микроаэрофильных бактерии) продуцируют молочную кислоту, ее потребляют плесневые грибы (Penicillium, Aspergillus).

В ряде биотопов, особенно в почве, некоторые микроорганизмы утилизируют продукты жизнедеятельности других; например, нитрифицирующие бактерии (Nitrobacteraceae: Nitrosomonas, Nitrococcus грамм-отрицательные, облигатные аэробы) используют аммиак, который образуют аммонифицирующие бактерии (грамм-положительные споровые: род Bacillus (B. Subtilis); бесспоровые Pseudomonas, Micrococcus, Arthrobacter).

Весь круговорот азота представляет собой этот тип взаимоотношений.

Ауксотрофы – потеряли способность к синтезу каких-либо веществ. (в дополнение к основному источнику углерода необходим 1 или больше факторов роста: витамины, аминокислоты или азотистые основания).

Может касаться и снабжения витаминами или их предшественниками. Гриб Mucor ramannianus и дрожжи Rhodotorula rubra нуждаются в витамине B1 (тиамине). Первый из этих видов может синтезировать пиримидиновый компонент, но не способен к синтезу тиазола, у второго обратная ситуация. Если оба организма выращивать в смешанной культуре, то они выделят компоненты, недостающие каждому и потребности обоих будут удовлетворены.

5.Синергизм – стимулирование друг друга у м/о.

Чайный гриб - гриб (Schizosaccharomycodes ludwigii), и уксуснокислые бактерии (чаще Acetobacter xylinum). Дрожжи вырабатывают этанол. Он сбраживается бактериями до уксусной кислоты. Такое изменение pH благоприятно для дальнейшего роста дрожжей.

Кефирные зерна, представляет собой молочнокислые бактерии, а также дрожжи; молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту и создают благоприятную среду для развития дрожжей. Дрожжи выделяют витамины, необходимые для брожения.

6.Вирофория – совместное существование некоторых бактерий, дрожжей и дрожжеподобных грибков с вирусами.

Например, при хроническом тонзиллите принимают участие в инфекционном процессе гемолитические стрептококки и аденовирусы.

II Нейтрализм — взаимоотношения, при которых микроорганизмы, развиваясь в составе одного ценоза, не оказывают друг на друга непосредственного влияния. Причина нейтрализма - в разных экологических нишах. Косвенная взаимозависимость организмов при этом все же неизбежна, поскольку они являются элементами одного сообщества.

Известно лишь несколько примеров нейтрализма. Одним из них является рост штаммов Streptococcus и Lactobacillus (вхо­дящих в состав закваски для йогурта) в хемостате. При определенной скоро­сти разведения эти два вида микроорганизмов растут практически с такой же скоростью, что и в чистых культурах.

Теоретически трудно представить, что может существовать мно­жество ситуаций, когда поглощение питательных веществ и вы­деление продуктов метаболизма одним видом не оказывает ни­какого влияния на другой вид. Вероятно, нейтрализм может наблюдаться только в особых системах, в которых каждый вид утилизирует специфические питательные вещества, а конечные продукты жизнедеятельности каждого вида эффективно нейт­рализуются или разбавляются.

Iii Есть негативные воздействия

1.Антагонизм — взаимоотношения между микроорганизмами, когда один вид задерживает или полностью подавляет рост другого.

Пассивный (конкурентный) Исчерпание питательной среды одним микроорганизмом с более активным обменом веществ, в результате чего второй погибает из-за нехватки пищи.

Общего характера   (негативное действие продуктов метаболизма: кислоты, сероводород, аммиак)   Пример: молочно-кислые и гнилостные бактерии. Гнилостные организмы не переносят высокой кислотности.

Аменсализм   (выделение антибиотиков)   Любители продуцировать антибиотики плесневые грибы и актиномицеты. Среди бактерий наиболее часто у спороносных палочек рода Bacillus (В. subtilis, Вас. mesentericus, В. brevis), и неспороносных из рода Pseudomonas (P. fluorescens и др.).

2.Паразитизм — форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из них (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания или источника пищи. Существуют облигатные и факультативные паразиты.

Бактерии Bdellovibrio bacteriovorus (грамм-отрицательный аэробный водный вибрион) паразитирует на других бактериях, главным образом грамм – отрицательных (предпочитая псевдомонад и энтеробактерий). Дикий тип – облигатный паразит, но некоторые мутанты способны расти как сапрофиты на сложных средах. Когда паразит наталкивается на бактерию – хозяина, он проникает в периплазматическое пространство. Там клетка паразита растет в длину до тех пор, пока не будут израсходованы питательные вещества, извлекаемые из постепенно уменьшающегося протопласта хозяина. Затем происходит множественное деление. В конце концов клетка хозяина растворяется, а потомство бактерии-паразита освобождается и может снова нападать на другие бактерии.

Также к облигатным внутриклеточным паразитам относятся риккетсии и хламидии. Они могут вызывать болезни человека. Rickettsia prowazekii – возбудитель эпидемического сыпного тифа. Chlamydia psittaci – возбудитель орнитозов; главными хозяевами служат птицы (но некоторые штаммы, распространяясь среди медицинского персонала, становятся причиной больничных инфекций, протекающих тяжело и иногда заканчивающихся смертью. Такие штаммы более вирулентны, чем выделенные от птиц. ).

Конечно же поражаются и растения: Erwinia amylovora вызывает бактериальный ожог плодовых культур, Ustilago tritici - возбудитель пыльной головни пшеницы.

Факультативные паразиты — микроорганизмы, которые в зависимости от условий окружающей среды ведут себя как сапрофиты или как паразиты. Они преимущественно обитают в почве, воде, загрязненной органическими веществами животного происхождения. Периоды паразитизма для них случайны и мало влияют на сохранение вида. При попадании в организм человека они могут (при благоприятных условиях) вызвать инфекционный процесс и заболевание (возбудители ботулизма Clostridium botulinum, столбняка Clostridium tetani, газовой гангрены Clostridium perfringens (90 % случаев), Escherichia coli (Большинство штаммов E. coli являются безвредными, однако 1 серотип может вызывать тяжёлые пищевые отравления у людей), протей (Proteus vulgaris, в небольшом количестве встречается как в кишечнике человека и животного, так и во внешней среде. Он является возбудителем гнилостных процессов в природе)) .

3.Хищничество - когда один микроб питается веществами предварительно убитой им жертвы.

Пример: грибы нематофаги, которые с помощью колец мицелия умертвляют мелких червей (нематод), а потом питаются их веществами.

Род Clostridium (патогенные виды), который сначала своими токсинами приводит к гибели животное, а затем использует труп в качестве источника питания.