Влияние биологических факторов на микроорганизмы

Микроорганизмы, как и все другие существующие в природе живые существа, представлены не обособленно, а в виде многообразных ассоциаций, сообществ или популяций, которые населяют почву, воздух и воду, а так же организмы животных, человека и растения. В состав микробных ассоциаций (биоценозов) входит большое количество разнообразных по видовому составу и различных по численности бактерий и грибов. Между ними постоянно осуществляются сложные взаимоотношения, которые выработались в процессе эволюции, направлены на выживание вида и основаны на взаимной или односторонней зависимости организмов.

Совместное существование двух или большего количества организмов называется симбиозом (от греческого simbiosis – совместная жизнь), а сами организмы принимающие участие в таких взаимоотношениях - симбионтами.

Симбиоз может выражаться по-разному и, поэтому, принято выделять несколько форм или вариантов взаимодействия между биологическими особями.

Мутуализм – взаимовыгодные отношения разных организмов. Классический пример таких взаимоотношений – сосуществование макроорганизма и его нормальной микрофлоры. Когда эти отношения нарушается и микрофлора гибнет, например, под влиянием антибиотиков широкого спектра действия, макроорганизм страдает в результате развития дисбактериоза. Примером мутуализма могут служить взаимоотношения одного из видов грибов рода Мукор и дрожжей из рода Родоторула. Оба этих представителя для своего развития нуждаются в витамине В₁ (тиамине), однако, ни один из этих видов не способен по отдельности синтезировать тиамин, так как гриб может синтезировать только один из предшественников тиамина - пиримидин, а дрожжи – другой – тиазол. В совместной культуре этих видов синтезируется тиамин и удовлетворяются потребности того и другого микроорганизма.

Метабиоз – тип взаимодействия организмов, при котором один из участников ассоциации использует для своих потребностей продукты жизнедеятельности другого. Метабиоз характерен для почвенных нитрофицирующих бактерий, которые используют для своего метаболизма аммиак – продукт жизнедеятельности аммонифицирующих бактерий.

Саттелизм – усиление роста одного микроорганизма под влиянием другого. При совместном росте нескольких видов бактерий и грибов их физиологические функции могут активизироваться, что приводит к более быстрому воздействию на субстрат. Например, сарцины и дрожжи выделяют в питательную среду метаболиты, стимулирующие вокруг их колоний рост других микроорганизмов.

Комменсализм – (от лат. commensalis – сотрапезник) – это такая форма сосуществования, при которой питание микроорганизмов происходит за счет макроорганизма, который при этом, как правило, не испытывает вреда. Комменсалами являются бактерии – представители нормальной микрофлоры человека и животных. Они обильно заселяют верхние дыхательные пути, кожные покровы, кишечник. Среди бактерий комменсалов много сапрофитов, но встречаются и условно-патогенные микроорганизмы, которые могут стать возбудителями различных, чаще всего, гнойно-воспалительных заболеваний.

Синергизм - такая форма взаимоотношений микроорганизмов в биоценозе, при котором усиливаются биологические функции микробов, входящих в ассоциацию. Например, уксуснокислые бактерии в процессе метаболизма вырабатывают органические кислоты, стимулирующие размножение дрожжей.

Крайней формой проявления симбиоза является паразитизм. При этой форме взаимоотношений один из организмов использует другой в качестве источника питания и метаболирует за счет этого источника. Пример паразитизма – взаимоотношения бактерий и бактериофагов, клеток макроорганизма и внутриклеточных паразитов – вирусов, хламидий и риккетсий, которые могут существовать и репродуцироваться только за счет клетки-хозяина. Частный случай паразитизма – хищничество, например, амеба, обитающая в толстом кишечнике человека в качестве симбионта, захватывает и переваривает бактерии-сапрофиты, представители нормальной микрофлоры кишечника, которые также являются участниками данного биоценоза или ассоциации.

Одной из форм симбиоза является антагонистический симбиоз или антагонистические взаимоотношения между микроорганизмами. При этом один из партнеров в биоценозе наносит вред другому, приводит к его гибели или повреждению. Микробы-антагонисты широко распространены в окружающей среде. Антагонизм проявляется за счет большей скорости размножения, продукции органических кислот и других веществ, приводящих к изменению величины рН, выработке токсических продуктов. Среди представителей нормальной микрофлоры человека множество микроорганизмов – антагонистов. Бифидобактерии, кишечная палочка, лактобактерии - антагонисты многих патогенных микроорганизмов, в частности клостридий, энтеропатогенных бактерий, а также грибов рода Candida. Антимикробный потенциал бактерий-антагонистов формируется за счет их способности выделять кислоты, спирты, лизоцим, колицины и другие бактериоцины.

К распространенной форме антагонизма относится способность живых организмов к выделению антибиотиков – специфических конечных продуктов направленного синтеза клетки. Продукцию антибиотиков могут осуществлять клетки животных и растений, бактерии, грибы, актиномицеты, лишайники. Антибиотики ингибируют жизнедеятельность многих бактерий и грибов или уничтожают их.

РАЗДЕЛ IV. ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ