Симбиотические отношения между микробами
Симбиоз является более редкой формой взаимоотношений в мире микробов, чем конкуренция. При наличии наибольшей степени связей формируется консорциум – структурированная симбиотическая ассоциация двух или более видов, предполагающая тесную интеграцию их метаболизма.
Основные признаки симбиоза между микробами
Границы между различными типами симбиозов микробов в природе часто трудно различимы. Различные формы симбиотических отношений могут переходить друг в друга.
Симбиозы классифицируют по нескольким признакам:
1. По обязательности симбиотической связи выделяют:
· факультативный симбиоз – каждый организм может существовать самостоятельно;
· облигатный симбиоз – один или оба симбионта сильно зависимы друг от друга, и развиваться раздельно не могут.
2. По расположению партнеров различаются:
· экзосимбиоты – микроорганизмы существуют раздельно друг от друга;
· эндосимбиоты – один из микробов развивается в клетке другого.
Типы симбиоза по характеру взаимоотношений между микробами
Характер образующихся между микроорганизмами взаимоотношений позволяет выделять несколько основных типов симбиозов:
- Собственно симбиоз – тип взаимоотношений между микробами, при котором два или более вида при совместном развитии создают друг для друга взаимовыгодные условия жизнедеятельности.
- Метабиоз – тип взаимоотношений, когда пользу извлекает только один партнер, не причиняя вреда другому. Чаще всего наблюдается развитие одного организма за счет продуктов метаболизма другого.
- Сателлитизм – разновидность метабиоза. В данном случае развитие одного микроба стимулируется другим в результате выделения фактора роста (витаминов, аминокислот, азотистых веществ).
- Синергизм – тип взаимоотношений между членами ассоциации, при которых они стимулируют развитие друг друга за счет выделения продуктов жизнедеятельности.
Взаимоотношения микробов с макроорганизмами
Характер взаимоотношений микробов с макроорганизмами определяется путем формирования биотических связей. При этом один многоклеточный организм вступает в связь одновременно с несколькими микроорганизмами одновременно.
В данном случае симбиоз – это тесное сожительство микроорганизмов с животными или растениями.
Особенности симбиоза микробов с макроорганизмами
При длительном сосуществовании между симбионтами происходит процесс их совместной коэволюции. Это влечет за собой увеличение генетической пластичности популяции, переносу генов. На примере энтеробактерий доказано, что в симбиотических популяциях бактериальные клетки более разнообразны, чем в свободноживущих. Так же установлено, что хозяин обычно оказывает более сильное влияние на структуру популяций бактерии, чем условия внешней среды.
Иногда при симбиозе микробные клетки дифференцируются на две формы:
- участвующие в образовании симбиоза;
- ответственные за размножение популяции.
Одновременно в симбиозах у микроорганизмов наблюдается появление свойств и признаков не нужных для них самих, но приводящих к повышению жизнеспособности хозяина.
В силу совместной коэволюции микробы – облигатные симбионты не могут развиваться вне организма хозяина.
Кроме того, между макро и микроорганизмами, живущими в симбиотической связи, формируется общий поток энергии, совместная регуляция экспрессии генов, наличие взаимной передачи физиологической, клеточной, организменной информации через регуляторные системы организмов.
Типы симбиозов микробов с макроорганизмами
По относительной пользе, извлекаемой партнерами из ассоциативных взаимоотношений между микро- и макроорганизмами выделяют несколько типов симбиоза:
- мутуалистичекий симбиоз (мутуализм) – оба партнера извлекают пользу от взаимосуществования, при этом они не могут существовать раздельно;
- паразитизм (паразитический симбиоз) – один из партнеров испытывает вредоносное влияние другого;
- комменсализм – микробы питаются за счет хозяина, но сами не оказывают на него, ни какого влияния.
В зависимости от пространственного расположения микробов по отношению к макроорганизму (хозяину) различают:
- экзосимбиоз – микроорганизм находится вне клеток макроорганизма;
- эндосимбиоз – микроорганизм находится внутри клеток и тканей макроорганизма.
Очень часто точный вид симбиоза определить достаточно трудно, поскольку наблюдаются переходные формы взаимоотношений. Особенно трудно определяется разница между мутуалистическими и паразитическими взаимоотношениями. Степень пользы или вреда, получаемого каждым из партнеров, оценивается исходя из сравнения их состояния при независимом существовании с их состоянием при жизни в ассоциации.
Одновременно отмечается, что природа взаимоотношений изменяется при смене условий окружающей среды. Взаимоотношения начинавшиеся, как взаимовыгодные становятся паразитическими и наоборот.