Биотические связи с участием микроорганизмов

Микроорганизмы в структуре экосистемы

Микроорганизмы продуценты, консументы и редуценты

В зонах обитания микроорганизмы образуют биоценозы [от греч. bios, жизнь, + koinos, сообщество] — сложные ассоциации со специфическими и часто необычными взаимоотношениями. Каждое микробное сообщество в конкретном биоценозе образуют специфичные аутохтонные микроорганизмы [от autos, свой, + chthon, страна, местность], то есть микробы, присущие конкретной области. В состав этих сообществ могут внедрятся аллохтонные микробы [от греч. allos, чужой, + chthon, страна; буквально — чужестранец] (например, паразитические), обычно в них не встречающиеся.

Микроорганизмы - продуценты, - консументы и редуценты представляют собой отдельные трофические категории (или компоненты) функциональной структуры каждой экосистемы.

Продуценты — автотрофные организмы, которые с использованием солнечной энергии строят из неорганических соединений богатую энергией биомассу (зеленые растения, синезеленые водоросли, фото- и хемосинтезирующие бактерии);

Консументы — гетеротрофные организмы, которые используют этот органический материал для получения и накопления энергии, изменяют или перестраивают органические вещества [животные и гетеротрофные (главным образом низшие) растения];

Редуценты (деструенты, деструкторы) — гетеротрофы, которые разрушают использованные или отмершие остатки биомассы, разлагают их на неорганические составные части (минерализация), поступающие снова в резервуары минеральных веществ (бактерии, грибы).

Консументы питаются живым (биофаги) или мертвым (сапрофаги) органическим материалом. Среди биофагов могут быть выделены растительноядные организмы, или фитофаги (первичные консументы, к ним относятся также поражающие растения вирусы, бактерии, грибы и паразитические сосудистые растения), хищники (вторичные консументы, в их числе и паразиты первичных консументов) и конечные потребители — вершинные хищники (третичные консументы).

Биотическими факторами, или связями, называют прямое или косвенное влияние жизнедеятельности одних живых организмов на другие. В природе обычно взаимодействуют популяции нескольких видов микроорганизмов как с макроорганизмом, так и между собой. Две основные формы межвидовых биотических связей — это антибиоз и симбиоз.

Антибиоз (от греч. «anti» — против, «bios» — жизнь) — невоз­можность сосуществования двух видов организмов, основанная на конкуренции, прежде всего за источники питания, а также за другие факторы среды. Если обоим микроорганизмам нуж­ны одинаковые ресурсы или другие факторы среды, их конкурен­ция называется пассивной, а если при этом один микроорганизм подавляет развитие другого благодаря образуемым им продуктам обмена, — активной. Активную конкуренцию между различными организмами обычно называют антагонизмом, если один вид задерживает или полностью подавляет развитие другого, и взаимным антагонизмом, если уг­нетение взаимно. Однако если один вид образует метаболиты, по­давляющие развитие другого вида, не получая при этом ни пользы, ни вреда, говорят об аменсализме (от лат. amens — безрассудный). Одна популяция микроорганизмов может подавлять развитие дру­гих благодаря своим продуктам обмена — органическим кисло­там, щелочам, спиртам, ферментам гидролазам и особенно анти­биотикам.

Еще один случай антагонистических взаимоотношений — хищ­ничество, при котором одна группа организмов использует дру­гие в пищу. Для микроорганизмов примеры хищничества относи­тельно редки. При особой форме хищничества — инквилинизме (от лат. «inquilinus» — пришелец) — организм-инквилин, проникая в жилище своей жертвы, питается ею и использует ос­тавшееся жилище в качестве убежища.

Среди биотических факторов выделяют и нейтрализм (от лат. «neutralis» — ни тот, ни другой) — отсутствие взаимного влияния организмов, находящихся в составе одного биоценоза. Но так как организмы являются членами одного сообщества, между ними обязательна хотя бы косвенная взаимозависимость.

Самая многообразная группа межвидовых биотических связей — симбиозы (от греч. «symbiosis» — совместная жизнь). Симбиозы — это различные формы совместного существования разных орга­низмов. В ре­зультате симбиотических связей приобретается возможность вы­игрыша в борьбе за существование у одного или всех членов сим­биоза. Типы симбиоза выделяют по нескольким признакам.

• По обязательности симбиотической связи:

а) факультативный, когда каждый из организмов при отсут­ствии партнера может жить самостоятельно;

б) облигатный, когда один из симбионтов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что не может существовать самостоятельно.

• По расположению микросимбионта (микроорганизма) от­носительно макросимбионта:

а) эктосимбиозы — в этом случае более мелкие члены симбио­тической системы (эпибионты) располагаются на поверхности макросимбионта;

б) энтосимбиозы, когда эндосимбионты (их еще называют эндобионтами) располагаются внутри тела хозяина, в том числе в различных, иногда специализированных, полостях тела.

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 лекарственным средствам.

• По характеру отношений между симбионтами:

а) мутуализм — форма взаимовыгодного симбиоза организмов, при котором существование обоих или одного из партнеров невозможно без сожителя;

б) комменсализм — форма сожительства, приносящая пользу одному партнеру и безразличная для другого; выделяют варианты комменсализма: сотрапезничество, нахлебничество, синойкию — «квартирантство»;

в) паразитизм — форма меж­видового антагонистического сожительства, при которой один вид (паразит) использует другой (хозяина) как источник питания и среду обитания, нанося при этом вред хозяину.

Паразитов подразделяют по различным признакам:

— по локализации — эктопаразиты (живущие на поверхности тела хозяина) и эндопаразиты (живущие в полостях тела или в тканях внутренней среды хозяина);

— по обязательности связи с хозяином — облигатные и факультативные паразиты;

— по времени контакта с хозяином — временные, посещаю­щие хозяина только для питания, и постоянные;

— по отношению с хозяином в конкретном пищевом звене — первичные и вторичные (паразиты первичных), которых еще на­зывают надпаразитами или сверхпаразитами.

Одна из форм паразитизма — носительство — выживание и сохранение паразитов в организме хозяи­на, которые не приводят к его гибели.

Литература:

1) Расширенный вариант лекций

2) Шлегель. Основы микробиологии

3) Нетрусов. Экология микроорганизмов

4) Заварзин. Лекции по природоведческой микробиологии

Дата добавления: 2014-01-07