Экологическое направление эволюции микроорганизмов

Первыми микроорганизмами на Земле были свободноживущие сапрофиты.

Затем, с появлением других живых существ, часть микроорганизмов адаптировалась к симбиотическому существованию с макроорганизмами (условно-патогенными бактериями нормальной микрофлоры).

В последующем часть микроорганизмов адаптировалась к мембранному, внутриклеточному и даже внутригеномному существованию в эукариотических клетках. Таким образом, паразитизм дает некоторым микроорганизмам дополнительные условия для выживания и сохранения себя как вида.

Однако УПМ — более прогрессивная ветвь эволюции микробного мира по сравнению с патогенными микроорганизмами, т. к. благодаря их относительно низкой агрессивности, были найдены различные механизмы взаимосотрудничества бактерий с организмом хозяина. Это позволило УПМ сформировать экологические ниши на слизистых и коже человека.

Экологические понятия

Биотоп (экологическая ниша) — территориально ограниченный участок биосферы с относительно однородными условиями существования.

Популяция — совокупность особей одного вида, обитающих в одном биотопе.

Биоценоз — совокупность популяций разных видов организмов, обитающих в определенном биотопе.

Микробиоценоз — совокупность популяций микроорганизмов, обитающих в определенном биотопе — важнейший объект изучения экологической микробиологии.

Экосистема — биотоп с населяющим его биоценозом.

Биосфера — совокупность экосистем Земли (живая оболочка планеты).

Экологические факторы — элементы среды обитания или условия среды, на которые микроорганизмы реагируют приспособительными реакциями.

Эковар — вариант вида, приспособленный к обитанию в определенной экосистеме (виде хозяина, больничной среде, пищевом продукте).

Концепция микробной доминанты

Основное положение экологии микроорганизмов — концепция микробной доминанты: микроорганизмы, занимая максимальную экологическую нишу, способствовали возникновению биосферы и оказывают на последнюю ведущее влияние.

Доказательства микробной доминанты:

1. Микроорганизмы — первые живые обитатели Земли. Своей жизнедеятельностью (обеспечение плодородия почв, поддержание газового состава атмосферы) они обеспечили появление и существование эукариот.

2. Повсеместное распространение микроорганизмов в биосфере.

3. Суммарная биомасса прокариот больше, чем эукариот.

4. Очень высокие темпы размножения и изменчивости.

5. Малые размеры микроорганизмов обеспечивают им возможность миграции в различных экологических средах.

6. Относительная резистентность микроорганизмов к повреждающим факторам и способность переходить в покоящуюся стадию.

7. Микроорганизмы оказывают решающее влияние на радиационный баланс Земли путем синтеза основных парниковых элементов (тепло, озон).

8. Интенсивный обмен веществ, высокая биохимическая активность, способность закреплять солнечную энергию в органических соединениях.

9. Микроорганизмы играют ведущую роль в круговороте веществ и энергии, способны трансформировать и включать в круговорот любые вещества. Растения (продуценты) синтезируют органические вещества, используя энергию Солнца и углекислый газ. Животные (потребители-консументы) расходуют значительную часть первичной биомассы для построения тела. Тела животных и растения подвергаются разложению (минерализации), которая осуществляется грибами и бактериями (деструкторами). Преобразуя органические молекулы в неорганические, бактерии очищают поверхность планеты от гниющих остатков и возвращают химические элементы в биологический круговорот.