Экология микроорганизмов

Экология микроорганизмов.

Экология (от греч. oikos – дом, место обитания) – наука, занимающаяся изучением структуры и функции особей в природе, их взаимоотношений с окружающей средой и друг с другом.

Экология микроорганизмов – раздел общей экологии, изучающий взаимоотношения организма человека с обитающими в нем микроорганизмами, а также взаимоотношения микроорганизмов, совместно обитающих в одном биотопе, между собой.

Биотоп – место обитания популяции, характеризующееся относительно однородными условиями. [Биотопы организма человека значительно отличаются между собой по составу микрофлоры, по спектру вырабатываемых ими ферментов, газовому составу, по продуктам метаболизма, уровню рН среды и по другим факторам.]

Популяция – совокупность особей одного вида, совместно обитающих в пределах одного биотопа.

Микробиоценоз (микробное сообщество) – совокупность популяций разных видов микроорганизмов, обитающих в одном биотопе.

Экологическая система – система, состоящая из биотопа и микробиоценоза.

Эковар – вариант микроорганизмов, приспособленных к обитанию в пределах определенной экосистемы.

Везде, где есть микроорганизмы, между ними складываются определенные взаимоотношения.

Экологические связи – взаимоотношения между биогенными и абиогенными факторами, входящими в состав экосистемы.

Применительно к микроорганизмам различают внутри- и межвидовые экологические связи. Внутривидовые связи направлены на сохранение вида. Основными видами межвидовых отношений являются: нейтрализм, симбиоз, конкуренция.

Нейтрализм – форма межвидовых отношений, при которых популяции не оказывают друг на друга ни стимулирующего, ни подавляющего действия. В таком случае плотность популяций при совместном и раздельном обитании будет одинаковой (нейтрализм встречается крайне редко).

Симбиоз (от греч. simbiosis – жизнь вместе) – совместное сосуществование или форма межвидовых отношений, в процессе которых из сожительства извлекают пользу обе популяции. В таком случае плотность популяций при их совместном обитании выше, чем при раздельном. Выделяют следующие типы симбиоза:

Ø Мутуализм – взаимовыгодные взаимоотношения симбионтов, выполняющих разные, но дополняющие друг друга жизненно важные функции (например, одна популяция синтезирует продукт, который является основой питания для другой популяции – так получая от клеток сине-зеленых водорослей органические вещества, грибы поставляют им минеральные соли и защищает от высыхания).

Ø Комменсализм (от лат. commensalis – сотрапезник) – форма симбиоза, при которой одна из совместно обитающих популяций извлекает для себя пользу, не нанося вред другой (например, комменсалы человека – собственные бактерии и грибы, питающиеся слущенным эпителием или остатками органических веществ). В таких случаях плотность одной популяции при совместном обитании выше, чем при раздельном, а плотность другой – не изменена.

Ø Синергизм (взаимопомощь) – форма симбиоза, при которой происходит усиление функций симбионтов (например, совместное выращивание дрожжей и молочно-кислых бактерий сопровождается активацией молочно-кислого брожения).

Ø Саттелизм (саттелит – спутник) – форма симбиоза, при которой рост одного микроорганизма стимулируется продуктами метаболизма другого (например, дрожжи, стафилококки и сарцины, выделяя в питательную среду метаболиты, стимулируют рост возбудителей чумы, бруцелл, лептоспир и др.)

Ø Метабиоз – форма симбиотических взаимоотношений, при которых происходит последовательная смена видов в одном и том же биотопе, когда один микроорганизм использует продукты жизнедеятельности другого (например, при брожении виноградного сока вначале размножаются дрожжи, переводящие глюкозу в спирт, затем уксусно-кислые бактерии окисляют спирт до уксусной кислоты, далее плесневые грибы разлагают эту кислоту и т.д.; почвенные нитрифицирующие бактерии используют для своего метаболизма аммиак – продукт жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий). Явление метабиоза имеет громадное значение в процессах круговорота веществ в природе.

Антагонизм – форма межвидовых отношений, когда одна из обитающих в биотопе популяций угнетает или полностью подавляет жизнедеятельность другой. Плотность обеих популяций при совместном обитании – ниже, чем при раздельном. Выделяют следующие формы антагонистических взаимоотношений:

Ø Антибиоз – форма антагонизма, при которой один вид микроорганизмов способен выделять токсические вещества (антибиотики, бактериоцины, кислоты, спирты, щелочи, токсины и др.), угнетающие жизнедеятельность других видов.

Ø Конкуренция – форма антагонизма, при которой популяции микроорганизмов имеют сходные потребности в питательных веществах, поэтому конкурируют за источники питания (интенсивно развиваясь и истощая питательную среду, микроорганизм-антагонист подавляет рост других микроорганизмов).

Ø Хищничество – форма антагонизма, при которой один вид захватывает, поглощает и переваривает другой (например, кишечная амеба питается бактериями и грибами кишечника).

Ø Паразитизм – крайнее проявление антагонизма – это такой тип межвидовых связей, при котором одна из популяций (паразит) наносит вред другой (хозяину), извлекая для себя пользу (например, патогенные бактерии и организм человека, вирулентный бактериофаг и бактериальная клетка).