микробиология_кратко

клеток пр отивостоять действ ию

вещ еств

для них ядов иты х.

Бак т ери ост аз -

з адер ж ка

р оста

и р аз м нож ения

бактер ий,

вы з в анная

действ ием

неблагопр иятны х

хим ических

или ф из ических

ф актор ов.

П р екр ащ ение

действия ф актор а

пр ив одит к

воз обновлению

р оста и деления,

хотя пр и

длительном

его воз действии м ож ет начаться гибель клеток,

т.

е. ф актор

пр ояв ляетбак т ери ци дн ост ь.

А нтисептики - бактер ициды , использ уем ы ев пр актической деятельности

человека.

А нтисептики пр им еняю т в

м едицине

пр и лечении р ан,

для

дез инф екции,

в пищ евой пр ом ы ш ленностидляз ащ иты пр одуктов отпор чи, для

пр едохр аненияотгниениядер евянны х соор уж ений ит. п.

И оны

тяжелы х ме таллов

в

нев ы соких

концентр ациях

стим улир ую т

р аз витие тех

или ины х м икр оор ганиз м ов,

так

как яв ляю тся

для

них

необходим ы м и м икр оэлем ентам и,

в ходящ им и в

состав

тех или

ины х

ф ер м ентов.

П р иув еличенииконцентр ациисолей тяж елы х м еталлов начинает

пр ояв ляться их токсический эф ф ект.

тяж елы х м еталлов?

К ак воз действ ую т тяж елы е м еталлы на популяции

почвенны х бактер ий?

Ч то такое антибиотики? К аково их пр оисхож дение и

ф актор ов, не св яз анны х с воз действ ием пар аз ита и 2) по

степени их

им м унитета, в ы р абаты ваем ого в пр оцессе такого воз действия.

Способность

ственно из им м унны х ор ганиз м ов . В

пер вом случае в популяциях бактер ий

пр еобладаю т вы соков ир улентны е эпидем ические вар ианты , в о в тор ом —

м алов ир улентны е, р ез ер вационны е.

К онтрольны е вопросы : В

каких

случаях пр инято говор ить об ар еалах

бактер ий? К акие в иды бактер иальны х м икр оценоз ов пр инято вы делять? Ч то

такое м икр оф лор а р ассеения?

К аков ы общ ие з аконом ер ности р аз в ития

пр есноводны х оз ер ах?

К акие пр оцессы и м икр оор ганиз м ы хар

актер ны

для

каж дой из з он? В

чем

особенностипочвенны х м икр оценоз ов?

К акие типы

м икр оф лор ы почвы

в ы деляю т? Ч то такоем икр обны й пул? К ак гетер огенность

почвы влияет на ж из недеятельность м икр оф лор ы ? П очем у для почв ы

не

В ЗА И М О О Т Н О Ш

ЕН И Я

Б А К Т ЕР И И

С

Б ЕСП О ЗВ О Н О Ч Н Ы М И

Ж И В О Т Н Ы М И

СИ М БИ О Н Т Ы П РО СТ Е Й Ш И Х

Сим биотические

отнош ения бактер ий

с

пр остейш им и ш ир око

р аспр остр анены . О бы чно бактер иир асполож ены

в нутр иклеток пр остейш их и

яв ляю тся, таким

обр аз ом , эндобионтам и. Бактер иальны еклеткинеоднокр атно

обнар уж ивали

в

цитоплаз м е

и

ядр ах

ам еб.

И спольз уя

обр аботку

хлор ам ф ениколом , м ож но получитькультур ы

упом януты х в идов пр остейш их,

св ободны е от сим бионтов . В

отличие от исходны х ф ор м такие культур ы

нуж даю тся в

р остовы х ф актор ах,

т.к.

необходим ы й для их синтез а ф ер м ент

содер ж итсятольков клетках сим бионта.

Сим биотические бактер ии часто обнар уж ив аю тся в

цитоплаз м е и ядр ах

инф уз ор ий

р аз личного

систем атического

полож ения.

П р и

этом

пр ослеж ивается

слож ны й

вз аим но

пр испособленны й

ж из ненны й

цикл

сим бионта ихоз яина.

насеком ы х иуклещ ей.

У насеком ы х сим бионты

обы чно р асполагаю тся в

клетках специальны х

ор ганов— ми цет омо —

или

в

опр еделенны х

участках

тела

в

специализ ир ованны х

клетках—

ми цет оци т ах .

Сущ ествует

больш ое

р аз нообр аз ие анатом ической

ор ганиз ации м ицетом ов

и способов

пер едачи

сим бионтов потом ству.

Сим бионты обы чны

у ф ор м

насеком ы х, питаю щ ихся др евесиной, соком

р астений иликр овью ,

иотсутств ую т у хищ ны х ф ор м , напр им ер ,

у хищ ны х

обы чно пер едаю тся чер ез яйца и лиш ь в

р едких

случаях чер ез спер м у.

Распр остр анение и р аз витие сим бионтов в

ор ганиз м е насеком ого-хоз яина

находитсяпод стр огим контр олем состор оны последнего.

Следует отм етить, что ф ор м ир ование м ицетом ов

не яв ляется р еакцией

ор ганиз м а насеком ого на внедр ение бактер ий и пр

оисходит и у особей,

лиш енны х

сим бионтов.

П р и пом ощ и бактер ицидны х

в ещ еств

м огут бы ть

получены

насеком ы е

без

сим бионтов,

однако

ж из неспособны е

особи

обр аз ую тсятолькоиз яиц, з ар аж енны х сим бионтам и.

СИ М

БИ О Н Т Ы

П О ГО Н О Ф О Р, М О ЛЛЮ

СК О В , Ч Е РВ Е Й И ГУБ О К

С сим биотическим и бактер иям и св яз аны

и м ногие виды

погоноф ор ,

р аз виваю щ иеся пр и использ овании геотер м альной

энер гии.

П р одукты

хем осинтез а —

единственны й источник питаниякак бактер ий, так иих хоз яев.

В

з оне

глубоководны х

тер м альны х источников

обитает

м оллю ск

Calyptogena,

в

ж абр ах

котор ого находятся

сим биотические

бактер ии.

Сим биотические бактер ии им еет кор абельны й

чер вь Teredo,

питаю щ ийся

пр еим ущ ественно целлю лоз ой.

Бы ло установ лено,

что м оллю ск получает от

бактер ий

синтез ир ов анны е им и ам инокислоты .

У

кор абельны х

чер в ей

обнар уж ена

способность

к

аз отф иксации,

в идим о,

такж е

св яз анная

с

актив ностью сим биотических бактер ий.

Бактер ии-сим бионты

обнар уж ены

у

пр едстав ителей

13

из

17

исследов анны х отр ядов

м ор ских губок. О собенно часто в

р олисим бионтов

губок вы ступаю т нитчаты е или одноклеточны е цианобактер ии.

Бактер ии

р асполагаю тся

внутр и

клеток-бактер иоцитов

(цианоцитов)

или

в

м еж клеточном

пр остр анстве.

Ц ианобактер ии

р аз в иваю тся

только

в

угнетаю щ е.

П оказ ано, что

губки использ ую т пр одукты

ф отосинтез а

и

аз отф иксациицианобактер ии.

К онтрольны е вопросы : Сим бионты каких

в идов пр остейш их из вестны в

настоящ ее вр ем я?

К акую

р оль игр аю т сим биотические бактер ии в

ж из ни

ам еб?

П р ив едите

пр им ер ы

сим биоз а бактер ий

с

инф уз ор иям и?

Где

р асполож ены сим биотическием икр оор ганиз м ы

унасеком ы х? К ак пер едаю тся

сим бионты пр ир аз м нож ении? К акую р ольигр аю тданны ем икр оор ганиз м ы

в

ж из ни

насеком ы х?

К ак

насеком ое-хоз яин

контр олир ует

деятельность

сим бионта?

Расскаж ите о сим биоз е бактер ий с погоноф ор ам и. К акую р оль

игр аю т

бактер ии-сим бионты

в

ж из недеятельности

губок,

чер вей

и

м оллю сков? Ч ем интер есен сим биоз бактер ий и нем атод?

К ак из м еняется

численностьбактер ий пр ивы еданииих беспоз воночны м и?

В ЗА И М О О Т Н О Ш

ЕН И Я

Б А К ТЕР И Й С П О ЗВ О Н О Ч Н Ы М И

Ж И В О Т Н Ы М И

Н О РМ

А ЛЬ Н А Я М И К РО Ф ЛО РА О РГА Н И ЗМ

А П О ЗВ О Н О Ч Н Ы Х

В

естественны х

условиях

ор ганиз м

лю бого

ж ивотного

населен

видов тело ж ивотного яв ляется основны м или единств енны м м естом

их

обитания. Хар актер и м еханиз м ы в з аим одействий м икр оор ганиз м ов

с

систем ы им м унитета и они м огут

погибнуть от бактер ий сов ер ш енно

без опасны х для обы чны х ор ганиз м ов. М

икр оор ганиз м ы , населяю щ иеор ганиз м

з дор овогож ивотного, обр аз ую тегон ормал ьн ую ми к роф л ору.

К ож н ы й п ок ро . М икр оор ганиз м ы

з аселяю т глав ны м обр аз ом участки

составляю т до 70%

всей кож ной

м икр оф лор ы .

Н ар уш ение нор м ального

сообщ ества бактер ий

кож и м ож ет им еть неблагопр иятны е последств ия для

м акр оор ганиз м а.

К и ш ечн ы й т рак т

ж ив отны х—

обы чное м есто обитания р аз нообр аз ны х

бактер ий, пр еим ущ ественно анаэр обны х. Хар актер

вз аим оотнош ений этих

бур ном у р аз витию

бактер ий, ив

з адней киш ке уж е содер ж ится огр ом ное их

количеств о.

В киш ечник

тр ав оядны х

попадает больш ое количество клетчатки.

О днако у м ногих

ж ивотны х

в з аим одейств ие с киш

ечной м икр оф лор ой

носит пр ом еж уточны й

хар актер .

Н апр им ер , у лош адей,

кр оликов, м ы ш ей в

Н аиболее актив ная ж из недеятельность бактер ий всегда

пр оисходит в

з адней киш ке. А наэр обы

з десь р аз вив аю тся,

осущ еств ляя

бр ож ения, пр и

котор ы х обр аз ую тся ор ганические кислоты ,

пр еим ущ ественно уксусная,

пр опионовая и м асляная.

Содер ж им ое киш ечника - благопр иятная ср еда

бактер ий, способны х р аз р уш ать

целлю лоз у, гем ицелю лоз ы , пектины . В

составе нор м альной м икр оф лор ы

киш ечника человека насчиты вается до 60

пр едстав ители р ода Bifidobacterium, котор ы м

пр иписы ваю т благопр иятное

влияние на

ор ганиз м хоз яина

благодар я

обр азованию

витам инов и

антибиотиков.

Д ля киш ечной м икр

оф лор ы челов ека хар актер ны

стр ептококки

Н ар уш ениенор м альногосостав

а киш ечной м икр оф лор ы опр еделяется как

ди сбак т ери оз. В ы сокая частота киш

ечны х pасстр ойств у м ладенцев, котор ы х

cв ободны м

р ецептор ам

клеток пр икр епляю тся, а з атем з десь pаз м нож аю тся

патогенны еф ор м ы .

Т аким

обр аз ом , состав бактер ий, ф ор м ир ую щ их нор м альную м икр оф лор у

ор ганиз м а ж ивотного,

не м ож ет бы ть случайны м . П р едставителинор м альной

пар аз итиз м у.

О днако

р аз витие нор м альной м икр оф лор ы

р егулир уется и

огр аничив ается хоз яином .

Более сов ер ш енны е и специф ические м еханиз м ы ,

р егулир ую щ ие р аз витие

бактер ий,

наблю даю тся пр и

сим биотических

вз аим одействиях.

СИ М БИ О ЗЫ СВ Е Т Я Щ И ХСЯ БА К Т Е РИ Й

В киш ечнике м ногих м ор ских ж ивотны х, пр еж девсего р ы б, р аз вив аю тся

св етящ иеся бактер ии.

В се светящ иеся бактер ии обнар уж иваю т хитиназ ную

актив ностьи,

в идим о,

в киш ечникеосущ еств ляю тр аз р уш ениеэтого полим ер а,

не атакуем ого ф ер м ентам и хоз яина.

Т ем

сам ы м они способствую т более

полном у использ ов анию пищ ихоз яином . И з

киш ечника св етящ иеся бактер ии

Р ис.

8.

О бщ ая схе м а

строения

фотофора

с

сим биотич еским и бакте -

риям и (по: Гительз он и

др ., 1984).

1

—

экр анир ую щ ая

ткань, 2 —

соединительная

ткань,

3—

св етоотр аж аю -

щ ая

ткань;

4 -

полость

ф отофор а,

содер ж ащ ая

слущ ив ш иеся эпителиаль-

ны еклеткиибактер ии,

5

—

в ы водной

пр оток

ф отофор а, 6— светопр ово-

дящ ая

ткань,

7

—

светоф окусир ую щ ая

и

светоф ильтр ую щ ая ткань,

8

—

капилляр ная сеть в

складках эпителия, 9 —

бактер ии

в

светов ы х

тр убках, 10 — вы стилаю щ ий св етовы е тр убкиэпителий, 11 —

ар тер ия, 12 —

вена.

Светящ иеся бактер ии м огут в ходить в сим биотические систем ы иного

хар актер а, несвяз анны еспищ евар ением

ииногда вы сокоспециализ ир ованны е.

Э ти бактер ии обнар уж иваю тся

в

специальны х

светящ ихся

ор ганах,

ф от оф орах , некотор ы х голоногих

м оллю сков и м ор ских, пр еим ущ еств енно

обнар уж ены у50

в идов , пр едставляю щ их 30 р одов 11 сем ейств .

Светящ иеся

бактер ии

населяю т

специальны е

ор ганы

-

бак т ери оф от оф оры

(р ис. 8). Стр оение ф отоф ор ов иих р асполож ение в теле

пр исутств ии м олекуляр ного кислор ода,

котор ы й поступает из

кр ови р ы бы ,

пр ичем , м еняя тонус

сосудов, она

им еет

воз м ож ность

р егулир овать

интенсивностьсвечения.

Ф отоф ор снабж ен

светор егулир ую щ им и

и светор аспр еделительны м и

инф екционны е болез ни,

м ер а патогенностиопр еделяется как в и рул ен т н ост ь.

П атогенность— св ойство,

опр еделяем ое генетически, xoтя в оз м ож ность его

пр ояв ления м ож етз ав исетьотм ногих услов ий.

Способность к пар аз итиз м у опр еделяется наличием

у бактер ии р яда

св ойств , котор ы е опр еделяю т как ф актор ы патогенности.

Ср еди них м ож но

обладаю щ ие

м олекуляр ны м

сходством

с

м акр ом олекулам и хоз яина,

ответственны ез а им м унологическую м им икр ию бактер ий.

Специф ичностьпар аз итиз м а патогенны х бактер ий м ож етбы тьр аз личной.

Ф актор ы

патогенности

обы чно

специализ ир ованы

в

отнош ении

вз аим одействия сор ганиз м ом

огр аниченного числа близ кор одственны х в идов

ж ивотны х.

Сущ ествую т в ы соко специализ ир ованны е пар аз иты . В м есте с тем

сущ еств ует нем ало бактер ий,

котор ы еспособны

в ы з ы ватьз аболевания особей

р аз нообр аз ны х идаж есов ер ш еннонер одственны х видов.

К онтрольны е вопросы : Ч то

такое нор м альная м икр оф лор а? К акие

особенности хар актер ны для м икр оф лор ы

кож ного покр ова человека? К ак

р аз личаю тся

м икр оф лор ы

хищ ны х

и тр авоядны х ж ивотны х?

Ч то такое

такое вир улентность? Н аз овите ф актор ы

патогенности бактер ий? К аков ы

м еханиз м ы пр оникновения бактер ий

в

тело ж ер твы ?

К ак

бактер ии

пр еодолев аю т воз действ ие им м унны х

систем ор ганиз м а?

К ак

действую т

обнар уж ены

у р икеттсий ихлам идий?

К аков ы пр ичины

в идоспециф ичности

пар аз итов?

К аков ы пр едполож ения

С.Н .Рум янцев а

об инф екционны х

П овер хность р астения,

и

глав ны м

обр азом

повер хность

листьев

(ф иллосф ер ы ),

яв ляется

м естом

обитания р аз нообр аз ны х м икр оор ганиз м ов,

котор ы е опр еделяю т как эп и ф и т н ы е.

Бактер ии не только

находятся на

пов ер хности листьев , но и актив но там

р аз в иваю тся. О собенно обильна

эпиф итная

м икр оф лор а

на

пов ер хности р астений,

р астущ их

в

услов иях

влаж ноготр опическогоклим ата.

Ч исленность

популяций

бактер ий

ф иллосф ер ы

опр еделяется

доступностью

в лаги и питательны х

в ещ еств,

источником

котор ы х

служ ат

вы м ы ваем ы е водой из листа в ещ ества,

секр еты

иэкссудаты

р астения. Роса и

см ы вы с

листьев

содер ж ат

ам инокислоты ,

углеводы ,

углеводор оды ,

ор ганические

кислоты ,

ф итогор м оны ,

неор ганические ионы .

В

качестве

питательны х

субстр атов

м икр обам

м огут

служ ить такж е оседаю щ ие на

повер хность листьев

частицы , пы льца,

вещ еств а,

р аствор енны е в

дож девой

воде.

Систем атический состав

бактер ий ф иллосф ер ы

р аз нообр аз ен.

Н а р аз ны х

ф иллосф ер ы не доказ ана. Д ля

м ногих бактер ий ф иллосф ер ы

хар актер на

способность к синтез у м еланиновы х

и (или) кар отиноидны х

пигм ентов ,

з ащ ищ аю щ их клеткиот неблагопр иятного воз действ ия солнечной

р адиации.

О битатели ф иллосф ер ы

часто

синтез ир ую т внеклеточны е полисахар иды ,

з ащ ищ аю щ иеклеткикак отр адиации, так иотв ы сы хания.

К р ом етого, слиз и

усиливаю т адгез ию клеток, так что даж е под пр олив ны м

дож дем бактер ии

удер ж иваю тсяна листьях.

Бактер ии, р аз виваю щ иеся

в ф иллосф ер е, м огут пр иносить р астению

польз у, в ы деляя стим улятор ы

р оста;

з начительная часть этих бактер ий

способна к аз отф иксации.

О днако в состав е м икр оф лор ы ф иллосф ер ы м огут

сохр аняться и ф итопатогенны е ф ор м ы ,

до некотор ы х пор

не в ы з ы ваю щ ие

з аболев анияpacтeния.

на бедны х

почвах, и воз р астает с глубиной, в

особенности если кор ни

достигаю т

подстилаю щ ий

гр унт.

У силенное

р аз м нож ение бактер ий

в

р из осф ер е

опр еделяется

поступлением

в

пр икор невую

з ону

кор нев ы х

вы делений,

содер ж ащ их

р аз личны е

ор ганические вещ ества,

доступны е

бактер иям ,

икор невогоопада, т. е. отм ир аю щ их кор ней.

П опуляции м ногочисленны х

в идов

м икр оор ганиз м ов

р из осф ер ы

не

яв ляю тся собственно м икр оф лор ой р астении,

однако ониоказ ы ваю т больш ое

влияние на ж из недеятельность р астения:

бактер иир из осф ер ы

в ы р абаты ваю т

тиам ин и р яд др угих в итам инов ,

синтез ир ую т р остов ы е

вещ ества

—

р аз нообр аз ны х бактер ий

соз дает условия для конкур енции м еж ду ним и з а

пищ ев ы есубстр аты , что пр епятств уетр аз витию з десьслучайны х ф ор м , в том

числеиф итопатогенны х.

В

р из осф ер е пр еобладаю т гетер отр оф ны е гр ам отр ицательны е палочки.

Состав

р из осф ер ной м икр оф лор ы около р аз ны х р астений р аз личается, хотя

В этот пер иод состав

р из осф ер ной м икр оф лор ы

из м еняется: pаз м нож аю тся

бактер ии, использ ую щ ие пектин,

клетчатку,

увеличивается

численность

гр ам полож ительны х ф ор м .

В сообщ ествах

бактер ий,

связ анны х с

небобовы м и

р астениям и,

аз отф иксация. О коло 75% в идов

населяю щ их

почву бактер ий способны к

аз отф иксации.

М икр оф лор а ф иллосф ер ы и р из осф ер ы

р астения яв ляется до некотор ой

степенианалогом нор м альной м икр оф лор ы ор ганиз м а ж ивотного.

К ЛУ БЕ Н Ь К О В Ы Е Б А К Т Е РИ И -СИ М БИ О Н Т Ы

К лубеньков ы е

бактер ии

пр едстав ляю т

собой гр ам отр ицательны е

неподв иж ны е аэр обны е палочки;

бы стр ор астущ ие ф ор м ы

относят к р оду

Rhizobium, м едленнор астущ ие—

к

р оду

Bradyrhizobium.

К лубеньков ы е

бактер ии способны

ф ор м ир овать сим биотические ассоциации с бобовы м и

специф ичность.

О бы чно опр еделенны й вид бактер ий обр аз ует клубеньки

толькона одном илинем ногих в идах бобов ы х.

Сущ ественное з начение для в з аим ного уз нав ания бактер ий

и р астения

им ею т

лектины

бобовы х.

Э то

белки

или

гликопр отеины ,

лиш енны е

ф ер м ентатив ной

актив ности,

но способны е к

специф ическом у св яз ы ванию

остатков

сахар ов. П р оцессы

св яз ы вания

сахар ов

лектинам и

сходны

с

р еакциям и антиген— aнтитело.

Лектины

м огут

опр еделять

хоз яйскую

специф ичность,

р еагир уя с

опр еделенны м и

углев одны м и остаткам и

на

пов ер хностисим биотических бактер ий.

р астения

содер ж ат сходны е антигенны е

детер м инанты ,

р еагир ую щ ие с

тр иф олиином . Лектинслуж итм остиком м еж дуним и(р ис. 9).

И з вестны

два путив недр ения клубеньков ы х бактер ий в кор еньр астения-

хоз яина:

чер ез

кор невы е волоски или «р асщ елины » ,

котор ы е обр аз ую тся в

основаниях боков ы х ответв лений кор ня.

И скр ив ление кор невого в олоска яв ляется пер в ы м

пр из наком

з ар аж ения

р астения.

Степень деф ор м ации волоска

з ав исит

от

вида

р астения,