Симбиозы с участием микроорганизмов.

Симбиоз – если отношения между организмами обусловлены не только пищевыми связями.

Симбиозы различаются по

● · входящим в них компонентам(микро-микро, микро-макро, макро-макро)

● · по расположению компонентов относительно др др(экзо/эндо)

● · по характеру взаимоотношений(взаимовыгодный – мутуализм, подавляющий – паразитизм, безразличный – нейтрализм)

Нормальная микрофлора человека – мутуализм, но если иммунитет снижается, то некоторые м-орг могут стать патогенными.(паразитизм).

Облигатный симбмоз – один партнер не может существоватьь без другого(эндо). Например: паразитирование риккетсий и хламидий внутри животных клеток.

Факультативный симбиоз – клубеньковые бактерии, которые могут нормально существовать и без бобовых.

Мутуалистический симбиоз – это защита от внешних воздействий, получение питательных компонентов, преимущества в узнавании половых партнеров и в размножении. В таком случае взаимоотношения основаны на взаимном улучшении обстановки друг для друга. Например:

● · чайный гриб: дрожжи сбраживают сахар в спирт и углекислоту, уксуснокислые бактерии окисляют спирт в ацетат

● · в кефире: дрожжи сбраживают сахара, синтезируют витамины для молочнокислых бактерий, которые сбраживают лактозу в лактат.

· Ассоциациии фототрофных бактерий и сульфидогенов основаны на циклическом использовании соединений серы.

Комменсализм – один партнер получает выгоду, а второму ассоциация безразлична. Например:

· аэробные и анаэробные м-орг, где аэробы, потребляя кислород, обеспечивают условия для развития анаэробов, а сами при этом выгоды не получают.

· Гнилостные бактерии образуют аммиак.ю который используют нитрифицирующие бактерии

Это метабиотические связи.

Ассоциация с клубеньковыми бактериями – экзосимбиоз (клубеньки, цианобактерии+Azolla, рубец, микробиота кишечника).

Эндосимбиоз – микориза.

 

Особенности мутуалистических и паразитических микроорганизмов.

 

Мутуализм.

Кальмар: светящиеся бактерии в светящемся органе. Захватываются – прикрепляются к стенке, теряют жгутики. Активно размножаются в течение 40 минут и при этом максимально светятся, свечение сохраняется на всю ночь. Утром кальмар вытсняет бактерии, чтобы не кормать их весь день, а к ночи опять захватывает новых. Светящийся орган – система камуфляжа, чтобы не было видно тень на фоне лунной ночи.

У асцидий во рту – Prochloron, фиксирующий CO2? Получает внешнюю защиту.

Рубец у жвачных. Объем – 80-100л. Очень много бактерий, что позволяет им питатться небелковой пищей. В слюне нет целлюлаз, поэтому нужны бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии образуют жирные кислоты для животного(формиат, ацетат, пропионат, бутират) М-орг утилизируют также CO2 и Н2. Метаногены превращают ацетат и формиат в метан.

Рубец населен археями, бактериями, простейшими и грибами.

Основное расщепление целлюлозосодержащего корма происходит в рубце, здесь создаются анаэробные условия, что позволяет непрерывно культивироваться анаэробам.

В рубце поддерживается постоянный рН благодаря бикарбонату слюны. Разные прокариоты по разному относятся к изменению рН. Целлюлозолитические и метаногенные археи очень чувствительны к понижению, крахмалрасщепляющие – нет.

Есть высокоспециализированные, и использующие разный субстрат

В рубце постоянно: Ruminococcus, Fibrobacter, Butirivibrio – с целлюлазами, Ruminobacter Selenomonas, Prevotella? Streptococcus – расщепляют крахмал, Lachnospira – переваривание пектина, Clostridium – полисахариды, пептиды, Eubacterium, Esherichia, Micromonospora – сбраживают сахара, спирты, амк, жирные кислоты. Сульфатредуцирующие – Desulfovibrio, Метанногенные археи – Methanobrevibacter, Methanospirillum.

Грибы –гидролиз лигнина и ксилана, целлюлозы.

Также микробиота обеспечивает животного витаминами, амк, факторами роста, стимулируют иммунную систему.

Под действием сложного сообщества рубца растительная пища переваривается за 0,5-2 суток. При рождении детеныша микробиота передается через слюну.

Кишечник человека:Bacteroides, Streptococcus, Bifidobacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus, E.coli(первая населяет)

Паразитический симбиоз – один за счет другого и наносит вред хозяину.

Есть болезнетворные – патогенные. Паразиты могут отличаться по степени вирулентности=патогенности. Аверулентные – не приносят большого вреда, высоковирулентные – всегда вызывают болезни, обычно специфичны(определенный м-орг – конкретное заболевание). Факторы патогенности – вещества м-орг, каждый из который отвечает за определенную стадию заболевания. Патогены проникают с помощью факторов инвазии в ткани хозяина.Защитные факторы обманывают иммунитет хозяина. Фактора агрессии – нападают на иммунную систему.

Облигатные паразиты – вирусы, бактериофаги, хламидии, риккетсии.

Факультативные – vibrio cholera.

Случайные паразиты – сибиреязвенные бацилла, легионеллы.

 

 

Сообщества микроорганизмов.

Микробное сообщество – множество функционально различных МО, связанных между собой, как правило, одним местообитанием, осуществляющие трофические процессы. Функциональная единица.

Экологические стратегии:

1. Автохтонные - постоянно присутствуют в сообществе независимо от количества питательных веществ. Растут медленно, но всегда (К-стратеги). Олиготрофы.

2. Аллохтонные (зимогенные) - растут, когда много питательных веществ. Высокая скорость роста (r-стратеги). Копиотрофы.

3. L-стратегия – высокая устойчивость к изменениям, способность переживать неблагоприятные условия.

В почве функционирование идет так: гидролитики → копиотрофы → олиготрофы.

В сообществе всегда есть градиент организмов по активностям, но есть и функциональные дублеры.