Микра / Лекции / Скорина / Лекция 24

Тема 24 «Формы взаимоотношений между

микроорганизмами и факторы их определяющие»

1. Экология микроорганизмов

2. Симбиотические взаимоотношения

3. Конкурентные взаимоотношения

4. Бактериоцины

1. Экология микроорганизмов

• Экология изучает взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. Экология микроорганизмов исследует лишь отдельные части целостных экологических систем.

• Экосистема – это основная единица в экологии. В нее входят биотические и абиотические компоненты. Биотические компоненты составляют сообщества организмов или биоценоз.

• Биоценозы, в состав которых входят только представители микрофлоры, называются микробоценозами. При этом речь обычно идет о популяциях микроорганизмов (популяция может состоять из клонов одного вида или нескольких различных видов).

• Под абиотическими компонентами следует понимать физические и химические условия, в которых живут организмы.

• Все жизненное пространство нашей планеты в совокупности – биосферу – можно рассматривать как гигантскую экосистему.

• Окружающая среда - среда, которая поддерживает взаимоотношения определенных популяций с окружающими ее биотическими и абиотическими компонентами экосистем.

• Местообитание - это тот участок или жизненное пространство, в котором обычно живет данный организм (популяция).

• Экологическая ниша отражает не место в пространстве («местообитание»), а функцию какого-то вида или популяции в сообществе организмов. Экологическая ниша характеризует «профессию» вида: например, гнилостные бактерии.

• Обитатели экосистемы. Согласно концепции, выдвинутой Виноградским в 1925 году, микроорганизмы можно подразделить на две категории – автохтонные и аллохтонные. Автохтонные микроорганизмы - типичные обитатели данной экосистемы (почвы, кишечника) и присутствуют там всегда. Аллохтонные микроорганизмы - такие, наличие которых зависит от случайного повышения концентрации питательных веществ или от добавления определенных веществ. Эти виды в определенной мере чужды данной экосистеме, присутствуют в ней временно или пребывают в состоянии покоя.

• Численность и разнообразие микроорганизмов в экосистемах. В нормальных условиях в почве или в воде развивается большое число видов. Под «нормальными» условиями мы понимаем нейтральное значение рН, обилие питательных веществ и высокое содержание воды.

2. Симбиотические взаимоотношения

• Симбиотические взаимоотношения, возникающие между микроорганизмами, и в которых хотя бы один из них извлекает выгоду, иногда называют кооперацией. При наибольшей степени связей говорят о формировании консорциума – структурированной симбиотической ассоциации двух или более видов, предполагающей тесную интеграцию их метаболизма.

• Собственно симбиоз – тип взаимоотношений между микроорганизмами, когда два или более их вида при совместном развитии создают взаимовыгодные условия для развития друг друга (взаимоотношения цианобактерий и микроскопических грибов, что наблюдается в лишайнике).

• Метабиоз – тип взаимоотношений, при котором пользу из них извлекает только один партнер, не причиняя вреда другому. Самый яркий пример – это процесс нитрификации, который является двухфазным, причем каждая фаза выполняется двумя отдельными группами бактерий: одни окисляют аммиак, образуя нитрит, а другие окисляют нитрит в нитрат. Наиболее известные виды нитрифицирующих бактерий – это Nitrosomonas europaea и Nitrobacter winogradskyi.

• Сателлитизм - разновидность метабиоза, при котором развитие одного микроорганизма стимулируется другим за счет выделения последним факторов роста (витамины, аминокислоты, азотистые вещества) и БАВ. (Сарцины, продуцируя различные витамины и аминокислоты, способствуют росту и размножению уксуснокислых бактерий).

• При синергизме члены ассоциации стимулируют развитие друг друга за счет выделения продуктов жизнедеятельности. (Пример - взаимоотношения между молочнокислыми бактериями и дрожжами в кумысе, хлебном квасе, кислом ржаном тесте.)

3. Конкурентные взаимоотношения

• Конкурентные взаимоотношения предполагают невозможность совместного обитания двух видов микроорганизмов, что обусловлено борьбой за источники питания или другие факторы среды. Если организмам необходимы одинаковые ресурсы или другие факторы среды, их конкуренция называется пассивной. Когда один из микроорганизмов подавляет развитие другого за счет образования продуктов обмена, говорят об активной конкуренции. Выделяют: антагонизм, хищничество и паразитизм.

• Антагонизм микробный – угнетение роста одного микроба другим. Характерен для многих почвенных споровых и гнилостных бактерий, актиномицетов, грибов.

• Хищничество – форма взаимоотношений, при которых одна группа микроорганизмов использует клетки других как источник питательного субстрата.

• Паразитизм - предполагает обитание одного вида (паразита) в клетках другого (хозяина) и использование его как источника питания и среды обитания. Примером таких взаимоотношений могут служить бактериофаги, бактерии-паразиты Bdellovibrio bacteriovorus, других родов: Micаvibrio, Vampirovibrio.

4. Бактериоцины

• Бактериоцины – это вещества, которые обладают антибактериальным действием. Впервые были обнаружены А.Грация у E. сoli в 1925 г. Способность к синтезу бактериоцинов обнаружена у различных видов как грамотрицательных, так и грамположительных бактерий.

• Бактериоцины – это вещества белковой природы или представленные белком в комплексе с липополисахаридами, но в любом случае за антибактериальную активность бактериоцина отвечает белок. Бактериоцины различаются по спектру действия, по физико-химическим, морфологическим и некоторым другим свойствам.

• В большинстве случаев бактериоцины называют в соответствии с видовой принадлежностью бактерий-продуцентов: колицины – Escherichia coli; флюоцины – Pseudomonas fluorescens и т. д. Некоторые авторы используют родовое название бактерий-продуцентов: стафилококкцины – Staphylococcus epidermidis, вибриоцины – Vibrio comma и т. д.

• На биосинтез бактериоцинов оказывают влияние условия культивирования продуцента: состав питательной среды, рН, температура, а также время инкубации продуцента.

• Бактериоциногенность – способность некоторых штаммов бактерий к синтезу бактериоцинов; она определяется в основном наличием плазмид, имеет большое значение для развития популяций бактерий.

3