МИКРОБИОЛОГИЯ Учебное пособие - 2012

ГЛАВА 7. ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА МИКРООРГАНИЗМЫ

7.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ

В естественной среде микроорганизмы развиваются в сложных сообществах — микробоценозах. Между ними и другими живыми организмами устанавливаются различные формы взаимоотношений или симбиоза (от греч. simbiosus — совместная жизнь). Существует несколько вариантов симбиотических взаимоотношений: мутуализм, комменсализм, синергизм, метабиоз, сателлизм, антагонизм, паразитизм и др.

Мутуализм — сожительство организмов разных видов, приносящее им взаимовыгодную пользу. В мире микробов известны многие случаи синтрофии — взаимного снабжения партнеров необходимыми питательными веществами или факторами роста. Так, молочнокислые бактерии накапливают молочную кислоту и создают благоприятное значение pH среды для размножения дрожжей. В свою очередь, дрожжи синтезируют витамины группы В, необходимые для роста молочнокислых бактерий.

Тесный мутуалистический симбиоз наблюдается у микроорганизмов кефирного грибка: в нем сожительствуют молочнокислые, уксуснокислые бактерии и дрожжи. Примером мутуализма между микроорганизмами являются лишайники. В талломе лишайника гриб и водоросль (или цианобактерия) настолько тесно связаны между собой, что образуют единое растительное тело. Из этого симбиоза пользу извлекают оба партнера. Гриб получает от клеток водоросли органические вещества, а сам снабжает водоросли минеральными солями и защищает от высыхания.

Комменсализм (от лат. commensalis — сотрапезник) — тип сожительства, при котором пользу извлекает только один партнер, не принося другому вреда. Комменсалами являются эпифитные микробы растений, а также микроорганизмы желудочно-кишечного тракта человека и животных, получающие от макроорганизма необходимые им питательные вещества.

Метабиоз — форма взаимоотношений, при которой продукты обмена одного вида микроорганизмов служат питательным материалом для другого вида. Например, дрожжи сбраживают сахар с образованием диоксида углерода и этанола, который затем используется уксуснокислыми бактериями, окисляющими его до уксусной кислоты. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак, образуемый гнилостными бактериями при аммонификации белковых соединений. Метабиотические отношения лежат в основе круговорота веществ в природе, обусловливая смену одних групп микроорганизмов другими.

Синергизм — усиление физиологических функций у разных партнеров микробной ассоциации, в результате чего происходит увеличение конечных продуктов метаболизма.

Сателлизм — разновидность метабиоза. Для данной формы взаимоотношений характерно то, что микроб-сателлит выделяет в среду факторы роста — витамины, аминокислоты, которые стимулируют развитие сожительствующего с ним вида. Например, почвенные бактерии рода Azotobactev выделяют витамины, что стимулирует размножение бактерий, которые превращают органические формы фосфора в неорганические.

Антагонизм — форма взаимоотношений, когда один вид микробов подавляет размножение другого вида или вызывает полную гибель его. Явление микробного антагонизма впервые открыли Пастер и Жубер (1877), которые обнаружили быструю гибель кишечной палочки в совместной культуре с синегнойной палочкой. В основе микробного антагонизма лежат разные причины:

• конкуренция за питательные вещества, когда разные виды микроорганизмов потребляют из среды питательные вещества или кислород с разной скоростью, в результате чего и быстрее размножаются;

• образование микробами-антагонистами продуктов метаболизма (органических кислот, спиртов, и др.), оказывающих неблагоприятное действие на другие виды;

• образование некоторыми микроорганизмами специфических продуктов обмена — антибиотиков или бактериоцинов, губительно действующих на другие микроорганизмы.

Паразитизм — форма взаимоотношений, при которой развитие микробов-паразитов происходит за счет веществ живых клеток других организмов. К паразитирующим микробам относятся патогенные бактерии, вызывающие заболевания человека, животных и растений. Паразитизм наблюдается также между бактериофагами и бактериями, микофагами и грибами, актинофагами и актиномицетами. Примером паразитических отношений является размножение мелкой бактерии Bdellovibrio bacteriovorus в клетке бактерий рода Pseudomonas.