Взаимоотношения микроорганизмов

В природных условиях обитания микроорганизмы образуют сложный биоценоз – такие сообщества, в которых они находятся в определенных взаимоотношениях и где каждый вид микроорганизма находится под постоянным стимулирующим или угнетающим влиянием со стороны его других видов.

В производственных условиях при сбраживании культурных сред наряду с микроорганизмами продуцентами желательных для них веществ, также находятся те или иные сопутствующие им микроорганизмы. Взаимоотношения между живущими в одних и тех же условиях разными микроорганизмами могут быть самыми различными. В основном эти взаимоотношения сводятся к симбиозу, метабиозу и антагонизму.

Симбиоз характеризует такие взаимоотношения микроорганизмов, при которых оба симбионта (сожителя) получают взаимную пользу, развиваясь вместе даже лучше, чем каждый в отдельности. Симбиотические взаимоотношения существуют между некоторыми молочнокислыми бактериями и дрожжами. Молочнокислые бактерии, продуцируя молочную кислоту, создают благоприятные условия (оптимальный рН) для роста дрожжей, которые, обогащая, в свою очередь, среду обитания аминокислотами и витаминами, стимулируют развитие молочнокислых бактерий. Квас – продукт симбиоза этих двух микроорганизмов.

Метабиоз означает такое взаимоотношение микроорганизмов, при котором продукты обмена одного вида микроорганизмов служат для питательным материалом для другого. Так, дрожжи, развиваясь в сахаристых субстратах, превращают сахар в этанол. После этого в культурной среде, содержащей этанол, могут развиваться уксуснокислые бактерии, окисляющие этанол в уксусную кислоту, а уксусная кислота, в свою очередь, используется плесенями, которые превращают ее в диоксид углерода и воду.

Антагонизм – противоположность метабиоза. Эта форма конкурентных взаимоотношений, при которой один микроорганизм угнетает или даже вызывает полную гибель другого. В борьбе за существование у микробов выработались различные антагонистические отношения.

Причины возникновения антагонизма и средства борьбы со своими конкурентами у микроорганизмов весьма различны. Одни виды вытесняют другим путем обильного и очень быстрого размножения. Другие виды выделяют такие продукты метаболизма, которые подавляют рост многих микроорганизмов.

Различают пассивный и активный антагонизм. Пассивный антагонизм обусловлен более быстрым использованием питательных веществ среды и использованием в качестве питания клеток своего конкурента (насильственный антагонизм).

Сущность насильственного антагонизма состоит в том, что при недостатке в среде питательных веществ бактерии-антагонисты для растворения клеток конкурента выделяют протеолитические ферменты и затем всасывают образовавшиеся продукты ферментативного распада.

Активный антагонизм связан с образованием продуктов обмена (спиртов, кислот) и обусловлен образованием антибиотических веществ. Многие микроорганизмы в процессе метаболизма выделяют органические кислоты, которые настолько изменяют активную кислотность среды, что подавляют развитие микроорганизмов других видов. Так, молочнокислые бактерии, продуцируя молочнокислую кислоту, полностью подавляют развитие гнилостных бактерий в молоке. Дрожжи образуют спирт, который не дает развиваться другим микроорганизмам. Некоторые плесневые грибы способны образовывать лимонную кислоту из сахара, что также способствует подавлению быстро развивающихся конкурентных бактерий.