2. Типи взаємовідносин між організмами в природі.

Організми в природі існують у тісній взаємодії один з одним. Форми їх взаємовідносин можна умовно поділити на дві кате­горії: симбіотичні та антагоністичні.

Симбіотичні взаємовідносини.

Симбіотичні, або асоціативні взаємовідносини характе­ризуються взаємною вигодою. Вони розглядаються як позитивні впливи організмів один на одного, якщо навіть тільки один парт­нер виграє від співжиття з іншим.

Симбіоз — форма співіснування організмів, у результаті якого обидва симбіонти мають вигоду від спільного існування. Класична форма симбіозу являє собою таку форму співіснуван­ня, коли симбіонти в певних умовах не можуть існувати окремо один від одного. Прикладом служить співжиття гриба аскоміце­та з певним видом водоростей, асоціації яких утворюють новий організм — лишайники. Ця асоціація отримує взаємну вигоду тільки в дуже специфічних екологічних умовах — за дефіциту поживних речовин і в умовах засухи. Гриб є постачальником для водорості мінеральних речовин і води з навколишнього сере­довища, а також захищає клітини водорості від несприятливих факторів. Водорость як організм, здатний асимілювати СО₂, поста­чає грибу продукти фотосинтезу і продути фіксації молекуляр­ного азоту з повітря.

У симбіозі бульбочкових бактерій з бобовими рослинами обидва асоціанти отримують користь від співжиття, проте зв'яз­ки між ними є менш міцними, ніж у організмів, які утворюють лишайники. Різновид такого симбіозу називається мутуаліз­мом, або кооперацією. І бактерії, і рослина-хазяїн можуть рости та розвиватись самостійно. У співіснуванні бульбочкові бактерії фіксують азот, продукти азотфіксації надходять до рос­лини, в результаті чого вона отримує доступні сполуки азоту, а бак­терії — продукти асиміляції СО₂, що утворюються в рослині.

Існує форма симбіозу мікроорганізмів з макроорганізмами, що називається коменсалізмом, у якій симбіонти користуються захистом або поживними речовинами за рахунок макроорганізму, не приносячи йому користі, але й не завдаючи шкоди. Прикладом є взаємовідносини організму людини з нормальною мікрофлорою тіла, наприклад, з сапрофітною мікрофлорою верхніх дихальних шляхів, шкіри, травного тракту. Представники нормальної мікро­флори перешкоджають розвитку хвороботворних мікроорганізмів, синтезують фактори росту, розщеплюють складні вуглеводи.

Симбіотичні взаємовідносини в спільнотах мікроорганіз­мів можуть проявлятися як синтрофні. Синтрофія — це явище спільного росту двох чи більше видів мікроорганізмів на середо­вищі, недоступному кожному видові окремо. Найпоширенішим типом синтрофної взаємодії є обмін факторами росту або суб­стратами. Так, симбіоз у молочнокислих бактерій здійснюється внаслідок того, що кожний з симбіонтів синтезує і виділяє в сере­довище речовини, необхідні для інших партнерів.

Якщо стимуляція проявляється в результаті однобічної дії, такий вид взаємовідносин називається сателімом. Наприклад, за спільного росту на агаризованому середовищі дов­кола колоній мікроорганізмів, що синтезують ціанкобаламін, розмножуються мікроорганізми, які цей вітамін не продукують.

Синтрофна взаємодія може проявлятись також у тому, що один вид мікроорганізмів готує підґрунтя для розвитку іншого.

Такий тип синтрофії називається метабіозом. Метабіоз — форма взаємозв'язку, у якій продукти метаболізму одного мікро­організму є субстратом (поживним чи енергетичним) для іншо­го. Так, нітрифікуючі бактерії роду Nitrosomonas, окиснюючи аміак до нітритів, забезпечують енергетичним субстратом бак­терії роду Nitrobacter.

Синергізм — форма співіснування мікроорганізмів, у якій у асоціантів взаємно посилюються фізіологічні функції і виникають нові властивості. Прикладом є співіснування оцтово­кислих бактерій і дріжджів ("чайний гриб")- Оцтовокислі бак­терії перетворюють сахарозу на глюкозу і фруктозу, окиснюють моноцукри до глюконової та оксоглутарової кислот, які вико­ристовуються дріжджами. Дріжджі синтезують вітаміни і забез­печують ними оцтовокислі бактерії.

Антагоністичні взаємовідносини.

Антагоністичні взаємовідносини проявляються у пригні­ченні одного або кількох членів мікробної спільності іншими.

Пасивний (конкурентний) антагонізм — взаємодії, за яких різні мікроорганізми використовують одні й ті самі поживні речовини. Пасивний антагонізм — це конкуренція у боротьбі за поживу та життєвий простір. У цій боротьбі перевагу мають мікроорганізми, яким притаманна висока швидкість росту та невибагливість до джерел живлення.

Активний антагонізм зумовлений виділенням бактери­цидних речовин. Ними можуть бути неспецифічні продукти обмі­ну (органічні кислоти, спирти, аміак, феноли та ін.), які спри­чиняють коагуляцію білків цитоплазми. Так, молочнокислі бак­терії, підкислюючи середовище, пригнічують розвиток гниль­них бактерій. Причиною активного антагонізму може бути утво­рення специфічних бактеріостатичних або бактерицидних речо­вин — антибіотиків, які вибірково діють на інші мікроорганіз­ми. Форма антагонізму, зумовлена синтезом антибіотиків, роз­глядається як антибіоз. У 1928-1929 pp. А. Флемінг спостері­гав різке пригнічення грибом Репісillіит notatum патогенних стафілококів. У 1941-1942 pp. Е. Чейн та Г.В. Флорі з культуральної рідини гриба виділили антибіотик пеніцилін. За це від­криття, яке ознаменувало початок нової ери в розвитку медицини — ери антибіотиків, А. Флемінг, Е. Чейн та Г.В. Флорі були удостоєні Нобелівської премії.

Явище мікробного антагонізму широко використовується в медицині та сільському господарстві. Живі мікроорганізми застосовуються для боротьби з дисбактеріозами, для лікування і профілактики інфекційних хвороб, для попередження розвит­ку токсиноутворювальних грибів у кормах тварин, а також для боротьби з фітопатогенними мікроорганізмами.

Найвиразніше антагоністичні взаємовідносини проявля­ються у формі паразитизму та хижацтва. Між цими формами взаємовідносин важко провести чітку грань, оскільки і хижа­ки, і паразити задовольняють свої потреби у поживі за рахунок жертви. Різниця між ними полягає в тому, що хижаки умертв­ляють свою жертву відразу ж, тоді як паразити живляться за раху­нок живого організму, який залишається живим упродовж три­валішого часу. Наприклад, бактеріофаги (віруси бактерій) є облігатними паразитами, вони втратили здатність до сапрофітного способу життя, оскільки не здатні розмножуватися поза організ­мом хазяїна. Бактерії Bdellovibrio є паразитами грамнегативних бактерій. Факультативні паразити можуть розвиватись поза організмом хазяїна і навіть рости на поживних середовищах.

Отже, між мікроорганізмами у природних асоціаціях вста­новлюються певні взаємовідносини, які можуть змінюватися і не мають чітких меж між собою. Причини, від яких залежить прояв тих чи інших форм взаємовідносин, зумовлені конкрет­ними умовами існування, а також характерними особливостя­ми обміну речовин самих організмів

.