Анаэробное сообщество как модель трофических связей.

Отношения кооперации редко встречаются между м-орг. Факултативная кооперация может возникать в случае накопления какого-то продукта. В анаэробных условиях кооперация облигатна. В таком сообществе возникают тесные трофические связи, субстрат может быть расщеплен до простых веществ именно группой м-орг, а не отдельными ее членами, которые в виде чистых культур этот субстрат вообще не могут использовать из-за энергетических барьеров.

Например – микробиота рубца. Это анаэробное собщество.

1. Полимеры расщипляются внеклеточными ферментами бродильщиков 1 стадии(часто клостридии)

2. На 2 стадии бродильщики – облигатные восстановители H⁺ - проводят эндэргонические реакции, используя жирные кислоты с более чем 2мя атомами углерода и спирты с больше чем 1 атом углерода, с образованием ацетата и H₂.

 

При метаногенном расщеплении эту операцию осуществляют метаногены(в 3 стадии).

При сульфатзависимом расщеплении полимеров – 2 стадии: бродильщики+сульфидогены.

 

При выбросе большого количества органики в анаэробную метаногенную среду происходит закисление(до рН 6) и метаногены выключаются. Происходит разбалансировка системы, что приводит к ацидозу у жвачного животного.

Поэтому необходим межвидовой перенос водорода от микроорганизма к микроорганизму. Здесь возникает синтрофия – полная взаимозависимость м-орг друг от друга в пищевых потребностях.

Выделенный при брожении H₂ могут удалять метаногены, ацетогены, сульфат и серуредукторы.

 

Например: 2 организма: S и M.o.H.

1.S осуществляет реакцию: 2CH3CH2OH + 2H2O = 2CH3COO^‑ + 2H⁺

2.MoH потребляет молекулярный водород: 4H2 + CO2 = CH4 + 2 H2O

Первая реакция идет только при эффективном удалении водорода.

Первую реакцию способен осуществлять: Pelobacter

Вотрую: гидрогенотрофные метаногены Methanospirillum, Methanococcus, Methanobacterium, Methanobrevibacter.

 

Другой пример: Acetobacterium woodii превращает фруктозу в ацетат, а Methanosarcina осуществляет ацетокластический метаногенез.

 

 

Синтрофия.

Способность двух или более видов бактерий осуществлять такой процесс, который ни один из них не может осуществлять по отдельности. Синтрофия является частным случаем симбиотических взаимоотношений между бактериями.

 

Синтрофия – полная взаимозависимость м-орг друг от друга в пищевых потребностях.

 

Например – микробиота рубца. Это анаэробное собщество.

1. Полимеры расщипляются внеклеточными ферментами бродильщиков 1 стадии(часто клостридии)

2. На 2 стадии бродильщики – облигатные восстановители H⁺ - проводят эндэргонические реакции, используя жирные кислоты с более чем 2мя атомами углерода и спирты с больше чем 1 атом углерода, с образованием ацетата и H₂.

 

При метаногенном расщеплении эту операцию осуществляют метаногены(в 3 стадии).

При сульфатзависимом расщеплении полимеров – 2 стадии: бродильщики+сульфидогены.

 

При выбросе большого количества органики в анаэробную метаногенную среду происходит закисление(до рН 6) и метаногены выключаются. Происходит разбалансировка системы, что приводит к ацидозу у жвачного животного.

Поэтому необходим межвидовой перенос водорода от микроорганизма к микроорганизму.

 

Выделенный при брожении H₂ могут удалять метаногены, ацетогены, сульфат и серуредукторы.

 

Например: 2 организма: S и M.o.H.

1.S осуществляет реакцию: 2CH3CH2OH + 2H2O = 2CH3COO^‑ + 2H⁺

2.MoH потребляет молекулярный водород: 4H2 + CO2 = CH4 + 2 H2O

Первая реакция идет только при эффективном удалении водорода.

Первую реакцию способен осуществлять: Pelobacter

Вторую: гидрогенотрофные метаногены Methanospirillum, Methanococcus, Methanobacterium, Methanobrevibacter.

 

Другой пример: Acetobacterium woodii превращает фруктозу в ацетат, а Methanosarcina осуществляет ацетокластический метаногенез.

 

 

Трофические связи — субстрат может быть расщеплен до простых веществ группой микроорганизмы, а не отдельными ее членами, которые в виде чистых культур этот субстрат вообще не могут использовать из-за энергетических барьеров. Пример тесных связей — анаэробное сообщество, разлагающее полимерные молекулы, в частности, микробиота рубца. Полимеры расщепляются внеклеточными ферментами брожильщиков I стадии. На II стадии бродильщики — облигатные восстановители Н+ — обычно проводят эндэргонические реакции, используя жирные кислоты с более чем двумя атомами углерода и спирты с больше чем одним атомом углерода, с образованием ацетата и Н2. Такие реакции требуют обязательно отвода Н2. При метаногенном расщеплении эту операцию осуществляют метаногены. Расщепление идет в три стадии. При вбросе большого количества орг. в-ва в анаэробную метаногенную систему снижается рН и метаногены «выключаются». Происходит разбалансировка системы, что приводит к ацидо з у у жвачны х живо тны х. Таким обра зом, для нормал ьно го функционирования анаэробного пищевой цепи неохоим межвидовой перенос водорода от микроорганизма к микроорганизма. Выделенный при брожении Н2 могут удалять метаногены, ацетогены, сульфатредукторы. При таких условияхвозникает синтрофия — полная взаимосвзять микроорганизмов друг от друга в пищевых потребностях.

Микроорганизмы – существенная часть любой экосистемы, выполняющая функции синтеза нового органического вещества в процессе первичной продукции и деструкции органических веществ. Функции микроорганизмов в природных сообществах: 1) Минерализация – полное разрушение органических веществ до самых простых неорганических веществ – СО2, Н2О, Н2S, CH4, NH4 и др.; 2) Питание для других организмов сообщества – «мортмасса». 3) Пища для крупных микроорганизмов, простейших. Роль жертвы. 4) Модификация сложных соединений или газообразную форму. 5) Подавление/стимулирование активности или ограничение роста и жизнедеятельности других организмов сообщества. В природных сообществах: • Микроорганизмы никогда не находятся в оптимальных условиях. • Пищевые ресурсы в систему поступают медленно. • Бактерии используют 1 % от своих возможностей жизнедеятельности. Между собой микроорганизмы строят различные взаимоотношения: 1. Конкуренция. Микроорганизмы вырабатывают антибиотики и другие агрессивные вещества, подавляя жизнедеятельность конкурирующей биоты. 2. Кооперация. Кооперативные взаимоотношения возникают при накоплении субстрата. Для анаэробов кооперативные взаимоотношения более обязательны, чем для аэробов, поскольку анаэробные бактерии часто испытывают энергетические барьеры при потреблении питательных субстратов. 3. Симбиозы. Обусловлены не только пищевой зависимостью, но и изменениями условий внешней среды (микориза, ризосфера, эндо- и экзосимбиозы с простейшими и пр.) 4. Паразитизм. Возбудители инфекционных болезней человека и животных, риккетсии и хламидии (облигатные паразиты); фитопатогенные бактерии Agrobacterium; хищники грамотрицательных бактерий Bdellovibrio и зеленых водорослей Campylobacter.