3 КУРС / ЭКОЛОГИЯ МИКРОБИОЛОГИИ / 4 Экологические стратегии. Симбиоз и паразитизм
.pdfЭКОЛОГИЧЕСКАЯ
МИКРОБИОЛОГИЯ
ОСОБЕННОСТИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СТРАТЕГИИ И БИОТИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ У МИКРООРГАНИЗМОВ
•Экологические стратегии — это сформировавшиеся в условиях естественного отбора способы взаимодействия организмов с внешней средой.
•K-стратегии — эффективное использование субстрата (ресурсов);
•r-стратегии — высокая удельная скорость роста при освоении новых субстратов;
•L-стратегии — чрезвычайно высокая приспособленность к переживанию неблагоприятных условий.
ТИПЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОПУЛЯЦИЙ
•Показатель – изменение удельной скорости роста численности каждой из популяций в результате их взаимодействия
Изменение скорости роста |
Тип взаимодействия |
|
|
|
|
0 |
0 |
Нейтрализм |
|
|
|
- |
- |
Конкуренция |
|
|
|
0 |
- |
Аменсализм |
|
|
|
0 |
+ |
Комменсализм |
|
|
|
+ |
- |
Хищничество и паразитизм |
|
|
|
+ |
+ |
Мутуализм |
|
|
|
ОСОБЕННОСТИ СИМБИОТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ
1.Консорциум (лат. «consortium» - соучастие)
– симбиотическая ассоциация различных видов микроорганизмов с высокой степенью интеграции их метаболизма.
•Углеводородокисляющие микроорганизмы
•Микроорганизмы сточных вод (активный ил)
•Кишечная микрофлора
•Микрофлора рубца жвачных животных
ОСОБЕННОСТИ СИМБИОТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ
2.Метабиоз – комменсализм в пищевой цепи, когда последующий член пищевой цепи получает выгоду от «работы» предыдущего.
•Обеспечивает круговорот вещества в природе, при ступенчатом разложении растительных и животных остатков в почве:
o Органический азот аммиак нитрит нитрат
o Целлюлоза глюкоза органические кислоты метан
ОСОБЕННОСТИ СИМБИОТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ
3.Синтрофия (греч. «syn» - вместе, «trophe» - пища)
– способность различных микроорганизмов осуществлять такой процесс, который ни один из них не может осуществить в отдельности.
•Катаболическая синтрофия с межвидовым переносом водорода - один из ключевых процессов в анаэробном сообществе:
•CH3CH2OH CH3COOH + H2
•Н2 + CO2 CH4 + H2O
ЭВОЛЮЦИОННАЯ РОЛЬ СИМБИОТИЧЕСКИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЙ
•Гипотеза симбиогенеза –
эукариотическая клетка возникла в результате комплексного эндосимбиоза нескольких прокариотических.
•Впервые была высказана К. С. Мережковским в 1905 г.
•Получила подтверждения на
молекулярном уровне благодаря работам Линн Маргулис
Линн Маргулис
(1938-2011)
Symbiosis in Cell Evolution 1981
СИМБИОЗЫ С УЧАСТИЕМ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПИТАНИИ РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ ЖИВОТНЫХ
Микроценозы ЖКТ животных выполняют в организме хозяина ряд важных задач:
•входят в состав трофических цепей, приводящих к расщеплению сложных целлюлозосодержащих биополимеров до легко усвояемых мономеров;
•обеспечивают непрерывность и термодинамическую выгодность таких процессов в условиях ЖКТ;
•обеспечивают хозяина витаминами, ростовыми факторами, регуляторами развития;
•защищают хозяина от патогенных микроорганизмов;
•активируют системы иммунитета хозяина.
СИМБИОЗЫ С УЧАСТИЕМ МИКРООРГАНИЗМОВ В ПИТАНИИ РАСТИТЕЛЬНОЯДНЫХ ЖИВОТНЫХ
Симбиоз насекомых с грибами - Termitomyces, Alternaria, Aspergillus, Trichoderma, Chaetomium.
Микроценоз жвачных млекопитающих – гидролитики, бродильщики, метаногены.
Микроценозы ЖКТ птиц – бактерии, осуществляющие молочнокислое брожение – Lactobacillus, Streptococcus.
Микрофлора человека – ЖКТ, кожные покровы, слизистые оболочки.
Микроорганизмы, выделяющиеся из организма постоянно - резидентные. Микроорганизмы, выделяющиеся однажды или в течение короткого периода времени - транзитные.
СИМБИОЗЫ МИКРООРГАНИЗМОВ И МОРСКИХ ЖИВОТНЫХ
•Photobacterium, Vibrio – обладают хитиназной активностью, необходимой для гидролиза оболочек планктона — пищи морских животных.
•Люцифераза – фермент биолюминесценции.
•Свечение регулируется системой кворума: отсутствует при малых концентрациях микробных клеток в морской воде, и резко усиливается при достижении критической плотности в организмах животных.