Взаимоотношения микроорганизмов

Совместное существование различных организмов получило название симбиоза, в широком смысле слова – сожительства. Симбиотические отношения можно подразделить на конкурентные и ассоциативные.

Ассоциативные взаимоотношения. Ассоциативные взаимоотношения микроорганизмов осуществляются в виде метабиоза, симбиоза, комменсализма, сателлизма.

Метабиоз – взаимоотношения, при которых один микроорганизм своей жизнедеятельностью создает условия для развития другого. Аммонифицирующие бактерии разлагают органические азотсодержащие соединения с образованием аммиака, создают тем самым субстрат для развития нитрификаторов. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитритов и нитратов, служащих акцепторами электронов при нитратном дыхании денитрифицирующих бактерий. Именно метабиотические отношения микроорганизмов лежат в основе круговорота основных биогенных элементов в природе.

Симбиоз в узком смысле слова подразумевает тесные ассоциативные взаимоотношения микроорганизмов, стимулирующих и поддерживающих развитие друг друга. Симбионты совместно всегда развиваются лучше, чем каждый из них в отдельности. Иногда симбиоз становится настолько глубоким, что организмы утрачивают способность развиваться самостоятельно, например молочнокислые бактерии и дрожжи, образующие кефирные зерна.

Комменсализм проявляется взаимоотношением, при котором взаимная польза совместно существующих микроорганизмов не выражена отчетливо, но они и не причиняют вреда друг другу. Примером может служить нормальная микрофлора кишечника человека и животного.

Сателлизм – разновидность ассоциативных взаимоотношений, предусматривающая стимуляцию одного микроорганизма другим. Так, дрожжевые грибы и сарцины, продуцирующие различные аминокислоты и витамины, очень часто способствуют росту и размножению других, более требовательных к питательному субстрату бактерий, молочнокислых или уксуснокислых.

Конкурентные взаимоотношения. Конкурентные взаимоотношения микроорганизмов проявляются в разной форме. Это отношения антагонизма, при котором один микроорганизм своей жизнедеятельностью подавляет развитие другого. Открытие явления антагонизма принадлежит
Л. Пастеру (1877), описавшему гибель возбудителя сибирской язвы в совместной культуре его с синегнойной палочкой. Идею использования антагонизма микробов на благо медицины впервые высказал И.И. Мечников. Он пропагандировал использование молочнокислых бактерий (болгарской палочки) для нормализации микрофлоры кишечника и подавления гнилостных микробов.

Разновидностью активных антагонистических отношений является антибиоз, в основе которого лежит выделение одним микроорганизмом вещества, токсичного для другого. Именно на этом свойстве микроорганизмов основано применение арсенала современных антибиотических препаратов.

Крайнее проявление конкурентных взаимоотношений микроорганизмов выражает паразитизм. При паразитизме один микроорганизм использует другой как источник питательного субстрата, что нередко сопровождается гибелью жертвы. В 1963 г. Г. Штольп и М. Старр впервые описали бактерию-паразита Bdellovibrio bacteriovorum. Этот микроб паразитирует на многих грамположительных и грамотрицательных бактериях. Bdellovibrio внедряется в клетку, через 3–5 ч в клетке образует 20–50 клеток-паразитов. Клетка бактерии-жертвы лизируется, освобождая поколение паразита в среду. Бактерии рода Bdellovibrio широко распространены в природе – в почве, в морских и пресноводных водоемах.