Сапрофиты и паразиты симбиоз и метабиоз

Собственно симбиоз - такой тип взаимоотношений между микроорганизмами, когда два или более их вида при совместном развитии создают взаимовыгодныеусловия для развития друг друга. Примером собственно симбиоза являются взаимоотношения цианобактерий и микроскопических грибов, наблюдающиеся в лишайнике. Оба организма - и цианобактерий, и грибы - способны к самостоя­тельному существованию, но только в условиях чрезвычайного дефицита пита­тельных веществ и крайних пределах увлажнения или высыхания формирующая­ся ихассоциация приводит к взаимному выигрышу. Польза, получаемая грибом от симбиоза втаких условиях, очевидна: он использует продукты метаболизма циа­нобактерий как источник органических питательных веществ. Кроме того, циа­нобактерий способны фиксировать атмосферный азот, который используется и грибом. Вклад гриба в ассоциацию состоит в том, что он облегчает поглощение воды иминеральных веществ, а также защищает фотосинтезирующего партнера от высыхания и избыточной интенсивности света.

Метабиоз - тип взаимоотношений, при котором пользу из них извлекает толь­коодин партнер, не причиняя вреда другому; чаще всего один организм развива­ется за счет продуктов жизнедеятельности другого, как бы продолжая начатый им процесс. Например, аммонифицирующие бактерии разлагают органические азот­содержащие соединения с образованием аммиака, который является субстратом для развития нитрификатов. Последние окисляют аммиак до нитритов и нитратов, выступающих акцепторами электронов при нитратном дыхании денитрифициру­ющих бактерий. Таким образом, часто метабиотические отношения микроорга­низмов лежат в основе круговорота биогенных элементов в природе.

Сателлитизмявляется разновидностью метабиоза, при которой развитие од­ного микроорганизма стимулируется другим за счет выделения последним факто­ров роста (витамины, аминокислоты, азотистые вещества). Так, сарцины, проду­цирующие различные витамины и аминокислоты, способствуют росту и размно­жению уксуснокислых бактерий, которые более требовательны к содержанию и составу субстрата.

Присинергизмечлены ассоциации стимулируют развитие друг друга за счет выделения продуктов жизнедеятельности. Примером синергизма могут служить взаимоотношения между молочнокислыми бактериями и дрожжами в кумысе, хлебном квасе, кислом ржаном тесте. Бактерии образуют молочную кислоту, кото­рая создает кислую среду, благоприятную для развития дрожжей. Кроме того, мо­лочная кислота служит хорошим источником углеродного питания. В свою очередь дрожжи стимулируют развитие молочнокислых бактерий, устраняя избыток мо­лочной кислоты и обогащая субстрат витаминами. Отмирающие клетки дрожжей содержат много белков, являющихся хорошим источником азота для бактерий.

Конкурентные взаимоотношения предполагают невозможность сосуществова­ния двух видов микроорганизмов, обусловленную борьбой за источники питания или другие факторы среды. Среди конкурентных взаимоотношений выделяют ан­тагонизм, хищничество и паразитизм.

Антагонизмкакформа конкурентных взаимоотношений может возникать:

•присовместном развитии микроорганизмов разных видов, нуждающихся в одних и тех же питательных веществах. Активно размножающиеся клетки первыми поглощают питательные вещества и занимают пространство. Например, флуоресцирующие псевдомонады за счет синтеза сидерофоров поглощают ионы же­леза, тем самым ограничивая рост других бактерий;

•образовании микроорганизмами веществ (органические кислоты, спирты и др.), которые изменяют среду, делая ее непригодной для развития других микро­организмов. Характерным примером являются взаимоотношения между молочно­кислыми и гнилостными бактериями в молоке.

• продуцировании веществ, обладающих бактерицидным или бактериостатическим действием по отношению к другим микроорганизмам (антибиотики, бактериоцины).

Хищничество- форма взаимоотношений, при которых одна группа микроор­ганизмов использует клетки других в качестве питательного субстрата. Это редко встречающийся тип взаимоотношений у микроорганизмов. Между хищником и жертвой существуют только пищевые, но не пространственные отношения. При­мером могут служить миксобактерии, лизирующие с помощью выделяемых ими экзоферментов бактерии других видов. Образующиеся при этом питательные ве­щества используются ими для жизнедеятельности.

Паразитизм как форма взаимоотношений предполагает существование одно­го вида (паразита) в клетках другого (хозяина) и использование его как источника питания и среды обитания. Хозяин для паразита является средой обитания перво­го порядка, именно через хозяина происходит регуляция взаимоотношений пара­зита с внешней средой. Отсюда следует основное отличие паразитизма от других типов биотических связей: опосредованное влияние на состояние экосистем не за счет трофических, а за счет патогенных их воздействий на популяции хозяина. Примером таких взаимоотношений в мире микроорганизмов могут служить бакте­риофаги, не способные к активному существованию вне бактерии-хозяина.

4.В природных условиях микроорганизмы образуют сложно взаимодействующие между собой популяции, среди которых еще С. Н. Виноградский выделил два ти­па: автохтонные (местные) и аллохтонные (зимогенные). Автохтонные микроор­ганизмы обычно встречаются в данной экосистеме в значительных количествах, которые относительно постоянны во времени. Аллохтонные микроорганизмы - нетипичные представители данной экосистемы. Их численность подвержена зна­чительным колебаниям, зависящим от наличия источников питания, или ограни­чена действием других лимитирующих факторов. Биоценозы, в состав которых входят только представители микрофлоры, называются микробоценозами.

При исследовании микробоценозов существуют специфические методы опре­деления как минимум двух их особенностей, позволяющие проводить количе­ственный анализ и определять видовое разнообразие.

Для количественной оценки, прежде всего, используются методы прямого подсчета клеток микроорганизмов под микроскопом. Основное достоинство мето­да — простота выполнения, однако во многих природных материалах (вода, почва) клетки микроорганизмов прикреплены к частицам детрита и плохо различимы при микроскопии.

При изучении особенностей поведения микроорганизмов в природных популяциях существенное значение имеет определение связей между отдельными чле­нами сообщества и взаимодействия сообщества с окружающей средой. Совре­менным подходом для этого являются методы, основанные на достижениях молекулярной биологии, которые в применении к микробоценозам позволили сформировать новое направление - молекулярную экологию, изучающую генотипическое разнообразие всех представителей определенного природного сообщества. Принцип молекулярной экологии - изучение биоразнообразия без выделения микроорганизмов, а только на основании анализа отдельных элементов их гене­тического материала.

Характер взаимоотношений микроорганизмов с различными микроорганизма­ми определяется посредством формирования соответствующих биотических свя­зей, причем один многоклеточный организм вступает в связь с несколькими мик­роорганизмами одновременно.

Тесное сожительство микроорганизмов с растениями и животными в широком смысле. Называется симбиозом(от греч. symbiosis - совместная жизнь). При дли­тельном сосуществовании между микро - и макроорганизмом происходит процесс ихсовместной коэволюции. Это приводит к увеличению генетической пластично­сти популяции, переносу генов и т. п. На примере энтеробактерий показано, что в симбиотических популяциях их клетки более разнообразны, чем в свободноживущих.

• мутуализм или взаимовыгодный симбиоз;

• паразитизм - один из партнеров по симбиозу испытывает вредное воздей­ствие другого;

• комменсализм - микроорганизмы питаются за счет своего хозяина, не нано­ся ему особого ущерба.

Между видами симбиоза существуют переходные формы взаимоотношений. Иногда трудно определить, является ли данный тип взаимоотношений мутуалистическим или паразитическим.

При тесном сожительстве микроорганизмов с макроорганизмами могут скла­дываться также различные пространственные отношения. Если микроорганизм находится вне клеток макроорганизма, то говорят об экзосимбиозе, а если внут­ри клеток и тканей - об эндосимбиозе. Макроорганизм обычно называют хозяи­ном.

Примером взаимовыгодных, или мутуалистических, взаимоотношений, отно­сящихся к типу эндосимбиозов, при которых клетки микроорганизмов находятся в клетках и тканях макроорганизма является симбиоз клубеньковых бактерий с бо­бовыми растениями. Одним из примеров взаимовыгодных экзосимбиозов являет­ся симбиоз микроорганизмов и жвачных животных.

5. Инфекции (инфекционный процесс) - комплексный патологический процесс

Возникающий в результате взаимодействия патогенных микроорганизмов с макроорганизмом, сопровождающийся повреждением тканей, нарушением функции его органов и систем и последующим развитием ответных защитно-приспособительным реакций.

•Условия возникновения инфекционного процесса

Для возникновения инфекционного процесса необходимы три основных условия: патогенный возбудитель, способность его к проникновению во внутренние среды организма. Причем активность инфекционного процесса, его интенсивность зависят от эффективности действия трех названныхусловий. Интенсивность инфекционного процесса при первом условии зависит от дозы и вирулентности возбудителя, при втором – от состояния естественных барьеров макроорганизма и места проникновения возбудителя, при тре­тьем - от внутренних и внешних факторов.

Место проникновения микроба в организм обозначается как входные ворота инфекции.

Облигатно-патогенные микроорганизмы (например, возбудители особо опас­ных инфекций - чумы, сибирской язвы и др.) обладают высокой вирулентностью, факторами подавления и преодоления естественных барьеров иммунитета. Для защиты от них требуется предварительная активация системы иммунитета, ин­дукция антител и/или иммунных Т-клеток, обладающих способностью резко уси­ливать иммунные реакции.

Условно-патогенные микробы могут индуцировать инфекционный процесс в организме с нормальными защитными механизмами лишь тогда, когда соотноше­ние инфицирующей дозы на единицу защитного фактора (например, на один фа­гоцит) будет превышать некий критический уровень. На практике инфекции, вызы­ваемые условно-патогенными микробами, возникают обычно у людей с дефици­тами в системе иммунитета, когда для этого достаточно небольшой дозы микро­организмов, не вызывающей заболевания у людей с нормальной иммунной си­стемой.

Собственно инфекционная болезнь-это частное проявление инфекционного процесса, крайняя степень его развития.

Инфекционные болезни - это обширная группа заболеваний человека, вы­зываемых патогенными вирусами, бактериями, риккетсиями и простейшими. Они развиваются вследствие взаимодействия макроорганизма и микроорганизма, каждый из которых обладает собственной биологической активностью. В настоя­щее время инфекционные болезни - одна из ведущих причин смертности.

6. Эпидемический процесс- процесс возникновения и распространения среди населения специфических инфекционных состояний (заболеваний), вызванных циркулирующими вколлективе возбудителем.

Основными составными частями эпидемическою процесса являются ис­точник инфекции; механизмы, пути и факторы передачи; восприимчивость коллектива.

Выделяют три степени интенсивности эпидемического процесса:

- спорадическая_:при которой заболеваемость определенной нозологической формы на данной территории и в данный промежуток времени не превышает обычный уровень при этом случаи заболевания не имеют между собой видимой эпидемической связи;

- эпидемия, во время которой заболеваемостьданной нозологической формой значительно превышает уровень спорадической заболеваемости; заболевание распространяется на обширные территории;

- пандемия- максимальное увеличение заболеваемости, болезнь распростра­няется на континенты и может охватить весь земной шар.

Эндемическое заболевание (эндемия)-заболевание, характерное лишь для данной местности.

Источник инфекции- место естественного пребывания, размножения и вы­деления в окружающую среду возбудителя. Источником инфекции может быть че­ловек (больной или носитель) или больное животное.

Перемещения возбудителя из источника инфекции в восприимчивый организм, который обеспечивает сохранение возбудителя как биологического вида в приро­де, осуществляется с помощью четырех механизмов передачи.

1. Аэрозольный механизм передачи является специфическим для возбудите­лей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых являются дыхательные пути.

2. Фекально-оральный механизм передачи является специфическим для воз­будителей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых яв­ляется желудочно-кишечный тракт.

3. Трансмиссивный механизм передачи является специфическим для возбуди­телей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых является кровь.

4. Контактный механизм передачи является специфическим для возбудите­лей инфекционных болезней, местом первичной локализации которых являются наружные покровы.

По специфической среде обитания возбудителя выделяют три класса ин­фекционных болезней.

Это антропонозы- источник обитания и заражения - человек; по характеру взаимоотношения возбудителя с организмом человека здесь выделяют следую­щие подгруппы инфекций:

- кишечные с кишечной локализацией возбудителей и фекально-оральным механизмом передачи (брюшной тиф, гепатит А);

- респираторные с локализацией возбудителей в дыхательных путях и аэро­зольным механизмом передачи (корь, краснуха);

- кровяные с локализацией возбудителей в крови и трансмиссивным механиз­мом передачи (сыпной тиф);

- наружных покровов с локализацией возбудителей на кожных покровах и наружных слизистых оболочках и контактным механизмом передачи (прямой и косвенный контакт);

Зоонозы: основной резервуар возбудителя - животные и членистоногие. Зоонозы делятся на болезни домашних(бруцеллез, ящур), синантропныхживотных (грызуны) и болезни, вызываемые дикими животными (туляремия, бешенство).

Сапронозы - основной резервуар возбудителя - объекты окружающей среды (почва, вода и др.); среди сапронозов выделяют водные (холера), почвенные (столбняк), зоофильные - сапрозоонозы (сибирская язва, лептоспироз).

Разнообразие форм инфекционного процесса зависит от условий инфициро­вания, биологических свойств возбудителя, его локализации в организме, особен­ностей макроорганизма и других факторов.

По происхождению различают экзогенную инфекцию, которая возникает при заражении микробами извне и эндогенную инфекцию вызванную микроорганиз­мами, находящимися в самом макроорганизме.

В зависимости от локализации возбудителя различаюточаговую (местную, локальную) инфекцию при которой возбудитель остается в местном очаге и не распространяется по всему организму, и генерализованную инфекцию, при кото­рой микроорганизмы распространяется по всему макроорганизму. Однако, при определенных условиях (снижении резистентности организма), местный процесс может стать этапом генерализованного процесса.

7. По распространенности микроорганизмов в организме выделяют следующие формы.

бактериемия - состояние, при которых возбудитель находится в крови, но не размножается в ней.

септицемия возникает тогда, когда кровь служит местом обитания и размно­жения микробов. При возникновении во внутренних органах отдаленных гнойных очагов развивается септикопиемия.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Симбиоз [от греч. symbiosis, совместное проживание] — совместное длительное существова­ние микроорганизмов в долгоживущих сообществах. Взаимоотношения, при которых микроор­ганизм располагается вне клеток хозяина (более крупного организма), известны как эктосимбиоз: при локализации внутри клеток — как эндосимбиоз. Типичные эктосимбиотические микробы — Escherichia coli, бактерии родов Bacteroides и Bifidobacterium, Proteus vulgaris, а также другие представители кишечной микрофлоры. Как пример эндосимбиоза можно рассмат­ривать плазмиды, обеспечивающие, например, резистентность бактерий к ЛС. Симбиотические отношения также разделяют по выгоде, получаемой каждым из партнёров.

Мутуализм [от лат. mutuus, взаимный] — взаимовыгодные симбиотические отношения. Так, микроорганизмы вырабатывают БАВ, необходимые организму хозяина (например, витамины группы В). При этом обитающие в макроорганизмах эндо- и эктосимбионты защищены от неблагоприятных условий среды (высыхания и экстремальных температур) и имеют постоян­ный доступ к питательным веществам. Из всех видов мутуализма наиболее удивительно куль­тивирование некоторых грибов насекомыми (жуками и термитами). С одной стороны, это способствует более широкому распространению грибов, с другой — о \

mjбеспечивает постоян­ный источник питательных веществ для личинок. Это напоминает выращивание человеком полезных растений и микроорганизмов.

Антагонистический симбиоз — симбиотические отношения, наносящие хозяину более in менее выраженный вред; его крайнее проявление — паразитизм [от греч. para, при, + Ля, пища]. Если микроорганизмы-сапрофиты [от греч. sapros, гнилой, + phyton, растение] ути- Иуют мёртвые органические субстраты, то паразитические виды живут за счёт живых тка- ||астении или животных. Проникая в организм хозяина, они могут вызывать у него заболе­ли, поэтому их обозначают как патогенные микроорганизмы, [шразитические микроорганизмы разделяют на внутри- и внеклеточные. Внутриклеточные ■юиты - вирусы, риккетсии и хламидии. Внеклеточные паразиты — большинство бактерий I простейших.

Факультативные паразиты. В зависимости от внешних условий некоторые микроорганиз- jjfc могут вести себя как паразиты, либо как сапрофиты. Поэтому их так и называют — ■«ультативные паразиты. К ним относят большинство условно-патогенных бактерий. Облигатные паразиты полностью утратили собственные метаболические возможности и *пут, разрушая ткани хозяина.

Метабиоз

В ряде биотопов, особенно в почве, некоторые микроорганизмы утилизируют продукты жиз­недеятельности других; например, нитрифицирующие бактерии используют аммиак, который образуют аммонифицирующие бактерии. Подобные взаимоотношения известны как метабиоз.

Сателлизм

Некоторые микроорганизмы способны выделять метаболиты, стимулирующие рост другая микроорганизмов. Например, сарцины или стафилококки выделяют ростовые факторы, стиму­лирующие рост бактерий рода Haemophilus. Нередко совместный рост нескольких видов миг бов активирует их физиологические свойства. Подобные взаимоотношения известны как сат лизм [от лат. safeties, сопровождающий].

Антагонизм

Метабиоз — взаимоотношение микроор­ганизмов, при котором один из них использует для своей жизнедеятельности продукты жизнедеятельности другого. Метабиоз ха­рактерен для почвенных нитрифицирую­щих бактерий, использующих для своего метаболизма аммиак — продукт жизнеде­ятельности аммонифицирующих почвен­ных бактерий.

Мутуализм — взаимовыгодные взаимо­отношения разных организмов. Примером мугуалистического симбиоза являются лишайники — симбиоз гриба и сине-зеленой водоросли. Получая от клеток водоросли ор­ганические вещества, гриб, в свою очередь, поставляет им минеральные соли и защищает от высыхания.

Комменсализм (от лат. commensalis — сотрапезник) — сожительство особей разных видов, при котором выгоду из симбиоза екает один вид, не причиняя другому Комменсалами являются бактерии — Чхдставители нормальной микрофлоры че­ловека

Сателлитизм — усиление роста одного ви­да микроорганизма под влиянием другого вида микроорганизма. Например, колонии дрожжей или сарцин, выделяя в питательную среду метаболиты, стимулируют рост вокруг них колоний других микроорганизмов. При совместном росте нескольких видов мик­роорганизмов могут активизироваться их физиологические функции и свойства, что приводит к более быстрому воздействию на субстрат.

Антагонистические взаимоотношения, или антагонистический симбиоз, выражаются в виде неблагоприятного воздействия одного вида микроорганизма на другой, приводяще­го к повреждению и даже гибели последнего. М икроорганизмы-антагонисты распростра­нены в почве, воде и в организме человека и животных. Хорошо известна антагонистичес­кая активность против посторонней и гни­лостной микрофлоры представителей нор­мальной микрофлоры толстого кишечника человека — бифидобактерий, лактобактерий, кишечной палочки и др.

Механизм антагонистических взаимоотно­шений разнообразен. Распространенной фор­мой антагонизма является образование анти­биотиков — специфических продуктов обме­на микроорганизмов, подавляющих развитие микроорганизмов других видов. Существуют и другие проявления антагонизма, например большая скорость размножения, продукция бактериоцинов, в частности колицинов, про­дукция органических кислот и других продук­тов, изменяющих рН среды.

Антагонизм может развиваться в форме конкуренции в основном за источники пита­ния: интенсивно развиваясь и истощая пи­тательную среду, микроорганизм-антагонист подавляет рост других микроорганизмов. При хищничестве микроорганизм, например аме­ба кишечника, захватывает и переваривает бактерии кишечника. Наконец, такая форма антагонизма, когда микроорганизм исполь­зует другой организм как источник питания, называется паразитизмом. Примером пара­зитизма является взаимоотношение бактери­офага и бактерии, а также взаимоотношение бделловибрионов (маленькие бактерии, пара­зиты обычных грамотрицательных бактерий).

В зависимости от источника готовых органических веществ гетеротрофы в свою очередь делятся на сапрофитов и паразитов.

Сапрофиты — это такие гетеротрофные растительные организмы, которые питаются за счет мертвого органического вещества, извлекаемого из почвы (почвенные грибы, бактерии), отмерших растений, из готовой сельскохозяйственной продукции (плесневые грибы, сапрофитные бактерии) и т. п.

Паразиты — это гетеротрофные организмы, развивающиеся всю жизнь или хотя бы часть ее на поверхности или внутри других живых организмов и извлекающие питательные вещества не из мертвых, а из живых клеток. Живое растение, служащее местом поселения и источником питания для другого организма, принято называть хозяином, растением-хозяином, или питающим растением. Паразитами являются многие грибы, вызывающие различные болезни растений (ржавчинные, головневые, мучнисторосяные) некоторые цветковые паразиты. Паразитизм же — это тип отношения одного организма (паразита) к другому (хозяину), при котором один живет за счет другого, питаясь его соками и тканями. Такое резкое деление гетеротрофных организмов на паразитов и сапрофитов легко проводится для типичных представителей, на самом деле их различить относительно трудно, так как многие паразиты довольно часто ведут полусапрофитный образ жизни, поселяясь на отмирающих частях растения; представители же сапрофитов нередко поселяются на живых растениях, которые по какой-либо причине ослаблены. Причиной такого перехода могут быть возрастные особенности растения или стадии развития возбудителя болезни: многие конидиальные стадии сумчатых грибов известны как паразиты, а в совершенной стадии развития грибы ведут сапрофитный образ жизни на опавших листьях (Venturia inaequalis Wint.). Поэтому возникает необходимость установления промежуточных групп и групп с различной паразитической активностью — облигатные и факультативные паразиты и сапрофиты.

Облигатные, или обязательные, паразиты — это такие организмы, которые способны использовать для своей жизнедеятельности только содержимое живых клеток растения и с отмиранием растения они погибают. На всех стадиях своего онтогенеза они ведут паразитический образ жизни и в сапрофитных условиях на естественных и искусственных питательных средах не развиваются. Примером облигатных паразитов являются пероноспоровые, ржавчинные и мучнисторосяные грибы.

Факультативные или условные, сапрофиты, или полупаразиты, — это такие организмы, которые обычно развиваются на живых растениях и ведут паразитический образ жизни в какой-нибудь стадии индивидуального развития, но при отсутствии растения-хозяина и в других стадиях могут питаться сапрофитно и вести сапрофитный образ жизни. Такие организмы можно выращивать в чистых культурах на искусственных питательных средах. К ним относятся большинство сумчатых грибов, которые в конидиальной стадии паразиты, а в сумчатой — сапрофиты, а также некоторые трутовики на деревьях.

Факультативные паразиты, или полусапрофиты, — организмы, нормально ведущие сапрофитный образ жизни, но в подходящих условиях в одной из стадий индивидуального развития поселяющиеся на живых тканях растений. В качестве примера могут быть названы грибы: Rhizopus — это обычный сапрофит, но встречается на плодах, вызывая их гниль; на початках кукурузы (Rh. maydis Brud.) — вызывая серую гниль их, а также виды Botrytis, встречающиеся на всходах некоторых растений и на корнеплодах.

Наконец, группа грибов, которые способны существовать только за счет мертвых растительных и других органических остатков и не встречающихся в условиях паразитизма, называется облигатными сапрофитами. Эти грибы, хотя и не способны вызывать болезни растений, тем не менее важны для фитопатологии в том отношении, что некоторые из них являются антагонистами, угнетают развитие патогенных микроорганизмов в почве и используются для получения антибиотических веществ, применяемых в фитопатологии в качестве лечебных средств.

Кроме паразитизма в его различных проявлениях, взаимоотношения между грибами и растениями в естественных условиях часто носят характер симбиоза, при котором оба симбионта извлекают пользу. Симбиотические взаимоотношения имеют место при микоризе (myces — гриб, rhizo — корень) — сожительство грибов с корнями высших растений. При этом гифы гриба оплетают корни растения и даже проникают внутрь его клеток, чем достигается контакт двух различных организмов и участие гриба в физиологических процессах корня (микотрофное питание).

По внешнему виду и внутреннему строению различают три формы микоризы: эктотрофную, эндотрофную и промежуточную, или эктоэндотрофную.

При эктотрофной (наружной) микоризе гриб образует плотный чехол на поверхности корня, и лишь отдельные гифы проникают в межклетники первичной коры корешков, не проникая внутрь клеток. Корневые волоски на корне отмирают, а их функции выполняют гифы.

Эндотрофная, или внутренняя, микориза характеризуется проникновением и размещением грибных гиф внутри клеток корня, образуя в них сплетения в виде клубочков. Корневые волоски при эндотрофной микоризе сохраняются. Не погибают и те клетки, в которые внедрились гифы гриба.

Эктоэндотрофная, или смешанная, микориза отличается тем, что гифы гриба, располагаясь на поверхности, проникают в межклетники коры корня и заходят внутрь клеток тканей корневых окончаний.

Микориза имеется у очень многих растений и большинству их свойственна микориза эндотрофного и эктоэндотрофного типа. Для многих растений микориза способствует интенсивному росту. Физиологическая роль микоризы проявляется в том, что она благоприятствует питанию и росту растения, так как гриб доставляет ему минеральные и органические вещества из гумуса почвы и из разлагающихся остатков растений. Получает же гриб от растения углеводы и некоторые физиологически активные вещества, в частности, витамины, не причиняя при этом ущерба растению.

Однако при слабом состоянии растения и сильно выраженной вирулентности гриба симбиотические взаимоотношения могут перейти в односторонний паразитизм с преобладанием гриба. Известны случаи, когда микоризный гриб становится патогенным для растения-хозяина и приводит его к гибели.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Контрольная работа № 1

Взаимоотношение микроорганизмов: симбиоз, метабиоз, антагонизм.

Производство пива: осветление пива, его розлив. Требования ГОСТа к качеству пива.

1.Взаимоотношение микроорганизмов: симбиоз, метабиоз, антагонизм.

В конкретных экологических условиях между разными группами микробов устанавливаются определенные взаимоотношения, характер которых зависит от физиологических особенностей и потребностей совместно развивающихся микробов. Кроме того, микроорганизмы вступают в различного рода взаимоотношения не только между собой, но и с простейшими, высшими растениями и другими группами организмов, составляющих почвенное население.

В основном эти взаимоотношения можно условно подразделить на две большие группы: благоприятные — синергизм и неблагоприятные — антагонизм . Однако взаимоотношения между микробными сообществами далеко не всегда укладываются в рамки этих подразделений, так как они чрезвычайно сложны, разносторонни и вариабельны. Изменения во взаимоотношениях происходят вследствие изменений окружающих условий существования или в результате перехода микробов из одной стадии развития в другую. Можно отметить следующие формы взаимоотношений между микроорганизмами: сосуществование, метабиоз, симбиоз, конкуренция, хищничество, паразитизм, антагонизм.

Сосуществованием , или нейтрализмом, называется такая форма взаимоотношений, когда организмы, развиваясь совместно, не приносят друг другу ни вреда, ни пользы. Метабиоз — использование продуктов жизнедеятельности одних микробов другими.

Это явление наблюдается, например, при ступенчатом разложении растительных и животных остатков в почве. Симбиоз характеризуется взаимовыгодным влиянием микроорганизмов друг на друга в единой ассоциации (совокупности). Так, классическим примером симбиоза между водорослями и грибами являются лишайники. Тесный симбиоз между этими двумя группами микроорганизмов зашел так далеко, что в процессе эволюции данная микробная ассоциация выделилась в особый морфофизиологический класс, отличный как от грибов, так и от водорослей. При этом гриб, составляющий основу лишайника, расщепляет питательный субстрат и поставляет необходимые для усвоения вещества водорослям, а водоросли снабжают гриб продуктами фотосинтеза. Конкуренция наблюдается тогда, когда совместно развивающиеся организмы нуждаются в одних и тех же питательных веществах и условиях развития. Хищничество заключается в поглощении клеток одних микроорганизмов другими для использования их в качестве питания. Паразитизм характеризуется тем, что один вид микроорганизма (паразит) поселяется в клетке другого (хозяина) и питается за счет хозяина. Абсолютные (облигатные) Паразиты не могут развиваться в отсутствие хозяина. Известны паразитические формы бактерий и плесневых грибов, развивающиеся в клетках или в гифах хозяев. Примером паразитизма в известной мере может также служить явление бактерио- и актинофаги. Антагонизм — подавление развития одних форм микробов другими с помощью вырабатываемых ими антимикробных веществ. Этими веществами могут быть: химические соединения неспецифического действия (кислоты, спирты, перекиси и др.), которые подавляют рост микробов при высоких концентрациях; антибиотики, обладающие специфичностью действия и проявляющие антимикробные свойства при низких концентрациях.

Микроорганизмы распространяются повсюду, они населяют почву, воду, воздух. Средой обитания являются растения, холоднокровные и теплокровные животные, а также организм человека.

Большинство микроорганизмов в естественных условиях находится в определенных взаимоотношениях друг с другом, а также с организмом своих хозяев - растений, животных, человека. Эти отношения сложились в процессе эволюции. Ассоциативные взаимоотношения или сожительство разных видов микроорганизмов, а также с другими формами жизни получили название симбиоза. Типы, или формы, симбиотических отношений чрезвычайно разнообразны. Крайними из них являются мутуализм и антагонизм.

Антагонизм - такие взаимоотношения между разными видами микробов, при котором один из партнеров наносит вред другому. Это связано с образованием и выделением микробами-антагонистами метаболических продуктов, ингибирующих размножение многих организмов. К таким продуктам относятся органические кислоты (изменяющие рН среды), антибиотики, бактериоцины и др. Так, например, многие актиномицеты являются антагонистами бактерий, а молочнокислые бактерии обладают антагонистическими свойствами в отношении гнилостных бактерий и т.д.

Метабиоз (от мета. и греч. bios - жизнь) - взаимоотношение между микроорганизмами

при использовании какого-либо одного сложного субстрата. Так, например, при использовании белковых веществ последовательно могут принимать участие в этом процессе аммонификаторы, нитри-фикаторы и денитрификаторы. Метабиоз наблюдается также в процессе совместного использования субстрата (синтрофия). Синтрофными называют связи, при которых субстрат используется одновременно несколькими видами микробов.

Метаболическая группа связей характеризуется свойством микроорганизмов образовывать в процессе своей жизнедеятельности разнообразные продукты обмена веществ (метаболизма) и выделять их в окружающую среду. В результате этого одни микроорганизмы могут использовать отдельные продукты метаболизма (органические кислоты, аминокислоты, витамины и др.), для других организмов такие продукты обмена, как антибиотики, сероводород, пероксид водорода и др., являются ингибиторами роста.

Характер связи и определяет специфику взаимоотношений организмов.

Симбиоз. Симбиотические взаимоотношения микроорганизмов характеризуются тем, что два или более вида микробов при совместном развитии создают для себя взаимовыгодные условия. Типичным примером такого взаимоотношения является факт, описанный еще в 1863 г. Пастером в отношении совместного развития аэробных и анаэробных микроорганизмов. Развиваясь в аэробных условиях, микробы поглощают кислород и тем самым создают благоприятные условия для развития анаэробов. Имеются и другие примеры, иллюстрирующие это явление. Так, в кефирных зернах одновременно развиваются молочнокислые бактерии и дрожжи, получая при этом взаимовыгодные условия: молочнокислые бактерии, испытывая потребность в витаминах, получают их в результате развития дрожжей; в то же время дрожжи, благодаря подкислению среды молочнокислыми бактериями, получают благоприятные условия для своего развития.

К симбиотическому типу взаимоотношений относят п. р о т о к о-операцию, в основе, которой лежит принцип совместного использования субстрата; комменсализм — мирное сожительство разных видов микроорганизмов; мутуализм — совместное сожительство микроорганизмов, не способных существовать раздельно.

Антагонизм. В естественных условиях развития микробов довольно часто могут наблюдаться явления не только взаимно благоприятные, но и такие, при которых один вид микроорганизмов тем или иным способом угнетает или полностью подавляет рост и развитие других видов. Явление антагонизма широко распространено среди бактерии, актиномицетов, грибов и других организмов. Подробное рассмотрение антагонизма приведено ниже.

Паразитизм. Форма взаимоотношений, при которой развитие некоторых микробов происходит за счет веществ тела), етки) других организмов, называется паразитизмом.

Например, бактерии-паразиты в своем эволюционном развитии утратили способность синтезировать многие вещества; они получают их в готовом виде за счет своего хозяина. Хозяин же никакой пользы взамен от такого сожительства не получает. Бактерии — это, как правило, внеклеточные паразиты, а риккетсии и фаги (вирусы) являются внутриклеточными паразитами.

Бактериофаг в клетке бактерии и, соответственно, актинофаг в клетке актиномицета развиваются, используя вещества этих микроорганизмов, иногда приводя своего хозяина к гибели. Нередко встречаются случаи, когда бактерии паразитируют на гифах грибов, имеется большая группа грибов-паразитов, развивающихся на других грибах.

Паразитизм следует отнести к одной из форм антагонизма, однако этот тип взаимоотношений имеет специфические черты, а поэтому более рационально его рассматривать в качестве самостоятельной формы.

Хищничество. Исходя из общего определения понятия антагонизма, хищничество также должно быть, отнесено к антагонизму, однако в этом случае имеет место не только гибель клеток другого вида. Процесс хищничества состоит в том, что некоторые микробы поглощают клетки других видов микроорганизмов и используют их в качестве питательного материала. Часто подбор микробов для использования их как пищевых объектов носит избирательный характер.

К числу микроорганизмов-хищников относятся главным образом микроформы (миксобактерии, миксоамебы, миксомицеты).

Имшенецкий и Кузюрина (1951) описали наиболее простой тип хищничества, характерный для миксококков. Последние могут использовать в качестве источника питания преимущественно продукты лизиса живых клеток других бактерий. Причем мертвые клетки бактерий менее пригодны. Жизнь микроорганизмов в природных условиях обычно протекает совместно с другими живыми существами— м растениями, животными. Взаимоотношения между этими организмами носят весьма разнообразный характер и существенно сказываются на их развитии.

Основными типами взаимоотношений являются симбиоз, метабиоз, паразитизм, антагонизм.

Симбиоз — это взаимоотношения, устанавливающиеся при совместном обитании в одной и той же среде двух или более видов микробов, при которых они не мешают друг другу в развитии, или когда такое совместное обитание является даже необходимым для них. Примером могут служить отношения при одновременном нахождении на пищевых продуктах анаэробных и аэробных микробов. Поглощая кислород, аэробы создают благоприятные условия для развития анаэробов. В этой связи понятно, почему иногда продукты, хранящиеся в обычных условиях, подвергаются анаэробной порче и становятся даже ядовитыми (ботулизм).

Взаимополезные отношения устанавливаются между дрожжами и молочно-кислыми бактериями в опаре и тесте при производстве хлеба, в молоке при производстве кефира, кумыса. Молочная кислота необходима для дрожжей, а дрожжи обеспечивают молочно-кислых бактерий ростовыми веществами. Симбиотические взаимоотношения устанавливаются между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями. Используя готовые органические вещества растений, клубеньковые бактерии взамен снабжают их азотистыми веществами, синтезируемыми из азота воздуха.

Метабиоз — форма сожительства, близкая к симбиозу. При метабиотических взаимоотношениях один вид микроорганизмов в процессе жизнедеятельности создает благоприятные условия для другого. Так, многие сапрофиты в процессе питания способны превращать белки в пептоны, полипептиды и аминокислоты. Другие же микробы, неспособные использовать белки, хорошо усваивают эти вещества. Первые создают продукты питания для вторых, продукты жизнедеятельности вторых могут служить пищей для третьих и т. д.

Отношения метабиоза способствуют быстрой порче квашеных и соленых овощей, кисло-молочных продуктов, если они хранятся открытыми. Молочнокислые бактерии продуцируют молочную кислоту, ее потребляют плесневые грибы и подготавливают, таким образом, субстрат для гнилостных бактерий.

Дрожжи, продуцируя, спирт при развитии в средах, содержащих сахар, например во фруктовых соках, подготавливают условия для уксуснокислых бактерий, вслед за которыми этот субстрат могут использовать плесневые грибы, превращая уксусную кислоту в углекислый газ и воду. Метабиозом объясняется быстрая минерализация всех органических веществ, попадающих в почву. Принцип метабиоза лежит в основе всего круговорота веществ в природе.

Паразитизм — форма взаимоотношений, когда один из организмов развивается за счет другого. Примером паразитизма могут служить взаимоотношения между бактериофагами и бактериями. Бактериофаги, питаясь веществами живых бактерий, разрушают их.

Антагонизм — это такие взаимоотношения, при которых совместно обитающие виды микроорганизмов оказывают угнетающее действие друг на друга.