2. 3 Биологические факторы

Микроорганизмы в природных условиях входят составной частью в биоценоз (совокупность растений и животных, населяющих участок среды обитания с более или менее однородными условиями). В естественной среде микроорганизмы находятся в тесных сообществах, в которых они связаны между собой энергетическими цепями и испытывают взаимное влияние, конкурируя за источники питания и жизненное пространство. Взаимоотношения микроорганизмов в сообществах сложны и динамичны, что обусловлено постоянным изменением экологических условий, а также физиологической изменчивостью самих микроорганизмов. Формы взаимоотношения микроорганизмов между собой и с макроорганизмами можно разделить на две категории – симбиотические и антагонистические.

2.3.1 Симбиотические взаимоотношения

Симбиотические (или ассоциативные) взаимоотношения характеризуются взаимной выгодой. Симбиоз (греч. simbiosis – сожительство) - форма тесного существования двух или большего числа различных видов организмов при условии взаимной пользы для каждого из них. Мутуализм, или кооперация – разновидность симбиоза, когда связи между симбионтами менее прочные, и они могут развиваться самостоятельно. Например, симбиоз клубеньковых бактерий с бобовыми растениями.

Комменсализм – форма симбиоза микроорганизмов с макроорганизмом, при которой микроорганизмы пользуются защитой или пищей за счет макроорганизма, не причиняя ему ни пользы, ни вреда. Например, взаимодействие нормальной микрофлоры с организмом человека или животного.

Метабиоз – продукты обмена одного вида микроорганизмов служат пищевым или энергетическим субстратом для другого вида микроорганизмов. Например, почвенные бактерии рода Nitroisomonas, окисляя азот до нитратов, обеспечивают субстрат для бактерий рода Nitrobacter.

Синтрофия – явление совместного роста двух или более видов микроорганизмов на среде, недоступной каждому виду в отдельности. Сателитизм – разновидность синтрофии, когда один вид микроорганизмов выделяет в среду ростовые вещества для другого (витамины, аминокислоты). В основе синтрофии может лежать также удаление токсических продуктов.

Синергизм – форма существования, при которой у микроорганизмов взаимно усиливаются физиологические функции и возникают новые свойства. Например, "чайный гриб" – симбиоз уксуснокислых бактерий и дрожжей. Уксуснокислые бактерии сбраживают сахар, образовавшиеся продукты используются дрожжами, которые синтезируют витамины для уксуснокислых бактерий.

2.3.2 Антагонистические взаимоотношения

Антагонистические взаимоотношения проявляются в подавляющем влиянии одного или нескольких членов микробного сообщества другими представителями.

Пассивный (или конкурентный) антагонизм – взаимодействия, при которых разные виды микроорганизмов используют одни и те же питательные вещества. Это конкуренция за пищу и жизненное пространство. В этой борьбе преимущества получают быстрорастущие микроорганизмы, не требовательные к источникам питания.

Активный антагонизм обусловлен выделением бактерицидных веществ. Ими могут быть неспецифические продукты обмена, например, органические кислоты, спирты, аммиак, фенолы и др., вызывающие коагуляцию белков цитоплазмы. Так, молочнокислые бактерии, подкисляя среду, вызывают угнетение гнилостных бактерий. Наиболее резко выпаженные антагонистические взаимоотношения проявляются в форме паразитизма и хищничества, т.е. удовлетворения своих пищевых потребностей за счет жертвы. Хищники умертвляют свою жертву сразу, паразиты питаются за счет живого организма, который остается живым в течение более длительного времени. Например, риккетсии, бактериофаги являются клеточными паразитами.

Антибиоз – форма антагонизма, обусловленная продуцированием антибиотиков (греч. anti – против, bios – жизнь), т.е. специфических микробоцидных или микробостатических веществ, избирательно действующих на другие микроорганизмы.