Взаємовідносини мікроорганізмів симбіоз, метабіозу, антагонізм - контрольна робота, сторінка 1

Взаємовідносини мікроорганізмів: симбіоз, метабіозу, антагонізм.

Виробництво пива: освітлення пива, його розлив. Вимоги ГОСТу до якості пива.

1.Взаімоотношеніе мікроорганізмів: симбіоз, метабіозу, антагонізм.

У конкретних екологічних умовах між різними групами мікробів встановлюються певні взаємовідносини, характер яких залежить від фізіологічних особливостей і потреб спільно розвиваються мікробів. Крім того, мікроорганізми вступають в різного роду взаємини не тільки між собою, а й з найпростішими, вищими рослинами та іншими групами організмів, складових грунтову населення.

В основному ці взаємини можна умовно поділити на дві великі групи: сприятливі - синергізм і несприятливі - антагонізм. Однак взаємини між мікробними спільнотами далеко не завжди вкладаються в рамки цих підрозділів, так як вони надзвичайно складні, різнобічні і варіабельні. Зміни у взаєминах відбуваються внаслідок змін оточуючих умов існування або в результаті переходу мікробів з однієї стадії розвитку в іншу. Можна відзначити наступні форми взаємовідносин між мікроорганізмами: співіснування, метабіозу, симбіоз, конкуренція, хижацтво, паразитизм, антагонізм.

Співіснуванням. або нейтралізм, називається така форма взаємовідносин, коли організми, розвиваючись разом, не приносять один одному ні шкоди, ні користі. Метабіозу - використання продуктів життєдіяльності одних мікробів іншими.

Це явище спостерігається, наприклад, при ступінчастому розкладанні рослинних і тваринних залишків в грунті. Симбіоз характеризується взаємовигідним впливом мікроорганізмів один на одного в єдиній асоціації (сукупності). Так, класичним прикладом симбіозу між водоростями і грибами є лишайники. Тісний симбіоз між цими двома групами мікроорганізмів зайшов так далеко, що в процесі еволюції дана мікробна асоціація виділилася в особливий морфофизиологический клас, відмінний як від грибів, так і від водоростей. При цьому гриб, що становить основу лишайника, розщеплює живильний субстрат і поставляє необхідні для засвоєння речовини водоростей, а водорості постачають гриб продуктами фотосинтезу. Конкуренція спостерігається тоді, коли спільно розвиваються організми потребують одних і тих же поживних речовинах і умовах розвитку. Хижацтво полягає в поглинанні клітин одних мікроорганізмів іншими для використання їх в якості харчування. Паразитизм характеризується тим, що один вид мікроорганізму (паразит) поселяється в клітці іншого (хазяїна) і харчується за рахунок господаря. Абсолютні (облігатні) Паразити не можуть розвиватися за відсутності господаря. Відомі паразитичні форми бактерій і цвілевих грибів, що розвиваються в клітинах або в гифах господарів. Прикладом паразитизму певною мірою може також служити явище бактерії-і актінофагі. Антагонізм - придушення розвитку одних форм мікробів іншими за допомогою вироблюваних ними антимікробних речовин. Цими речовинами можуть бути: хімічні сполуки неспецифічної дії (кислоти, спирти, перекису і ін.), Які пригнічують ріст бактерій при високих концентраціях; антибіотики, що володіють специфічністю дії і виявляють антимікробні властивості при низьких концентраціях.

Мікроорганізми поширюються всюди, вони населяють грунт, воду, повітря. Середовищем існування є рослини, холоднокровні і теплокровні тварини, а також організм людини.

Більшість мікроорганізмів в природних умовах знаходиться в певних взаєминах один з одним, а також з організмом своїх господарів - рослин, тварин, людини. Ці відносини склалися в процесі еволюції. Асоціативні взаємини або співжиття різних видів мікроорганізмів, а також з іншими формами життя отримали назву симбіозу. Типи, або форми, симбіотичних стосунків надзвичайно різноманітні. Крайніми з них є мутуалізмом і антагонізм.

Антагонізм - такі взаємини між різними видами мікробів, при якому один з партнерів завдає шкоди іншому. Це пов'язано з утворенням і виділенням мікробами-антагоністами метаболічних продуктів, що пригнічують розмноження багатьох організмів. До таких продуктів відносяться органічні кислоти (змінюють рН середовища), антибіотики, бактеріоцини та ін. Так, наприклад, багато актиноміцети є антагоністами бактерій, а молочнокислі бактерії мають антагоністичними властивостями щодо гнильних бактерій і т.д.

Метабіозу (від мета. І грец. Bios - життя) - взаємовідношення між мікроорганізмами

при використанні якого-небудь одного складного субстрату. Так, наприклад, при використанні білкових речовин послідовно можуть брати участь в цьому процесі амоніфікаторів, нитри-фікатори і денітріфікатори. Метабіозу спостерігається також в процесі спільного використання субстрату (сінтрофія). Сінтрофнимі називають зв'язку, при яких субстрат використовується одночасно декількома видами мікробів.

Метаболічна група зв'язків характеризується властивістю мікроорганізмів утворювати в процесі своєї життєдіяльності різноманітні продукти обміну речовин (метаболізму) і виділяти їх в навколишнє середовище. В результаті цього одні мікроорганізми можуть використовувати окремі продукти метаболізму (органічні кислоти, амінокислоти, вітаміни та ін.), Для інших організмів такі продукти обміну, як антибіотики, сірководень, пероксид водню та ін. Є інгібіторами росту.

Характер зв'язку і визначає специфіку взаємовідносин організмів.

Симбіоз. Симбіотичні взаємини мікроорганізмів характеризуються тим, що два або більше виду мікробів при спільному розвитку створюють для себе взаємовигідні умови. Типовим прикладом такого взаємини є факт, описаний ще в 1863 р Пастером щодо спільного розвитку аеробних і анаеробних мікроорганізмів. Розвиваючись в аеробних умовах, мікроби поглинають кисень і тим самим створюють сприятливі умови для розвитку анаеробів. Є й інші приклади, що ілюструють це явище. Так, в кефірних зернах одночасно розвиваються молочнокислі бактерії і дріжджі, отримуючи при цьому взаємовигідні умови: молочнокислі бактерії, відчуваючи потребу у вітамінах, отримують їх в результаті розвитку дріжджів; в той же час дріжджі, завдяки підкислення середовища молочнокислими бактеріями, отримують сприятливі умови для свого розвитку.

Приблизно те ж саме відбувається і в «чайний гриб», де спільно розвивається кілька видів оцтовокислих бактерій і дріжджів. В цьому випадку оцтовокислі бактерії перетворюють сахарозу в глюкозу і фруктозу, які потім цією ж групою бактерій окислюються до глюконової і 5-кетоглюконовой кислот. Утворилися кислоти використовуються дріжджами. Дріжджі, синтезуючи вітаміни, забезпечують потребу в них оцтовокислих бактерій.

До симбиотическому типу взаємин відносять п. Р о т о к о-операцію, в основі, якої лежить принцип спільного використання субстрату; комменсализм - мирне співжиття різних видів мікроорганізмів; мутуалізмом - спільне співжиття мікроорганізмів, не здатних існувати окремо.

Антагонізм. У природних умовах розвитку мікробів досить часто можуть спостерігатися явища не тільки взаємно сприятливі, але і такі, при яких один вид мікроорганізмів тим чи іншим способом пригнічує або повністю пригнічує ріст і розвиток інших видів. Явище антагонізму широко поширене серед бактерії, актиноміцетів, грибів та інших організмів. Детальний розгляд антагонізму наведено нижче.

Паразитизм. Форма взаємин, при якій розвиток деяких мікробів відбувається за рахунок речовин тіла), еткі) інших організмів, називається паразитизмом.

Наприклад, бактерії-паразити в своєму еволюційному розвитку втратили здатність синтезувати багато речовин; вони отримують їх у готовому вигляді за рахунок свого господаря. Господар же ніякої користі натомість від такого співжиття не отримує. Бактерії - це, як правило, позаклітинні паразити, а рикетсії і фаги (віруси) є внутрішньоклітинними паразитами.

Бактеріофаг в клітці бактерії і, відповідно, актінофаг в клітці актиномицета розвиваються, використовуючи речовини цих мікроорганізмів, іноді приводячи свого господаря до загибелі. Нерідко зустрічаються випадки, коли бактерії паразитують на гифах грибів, є велика група грибів-паразитів, що розвиваються на інших грибах.

Паразитизм слід віднести до однієї з форм антагонізму, однак цей тип взаємин має специфічні риси, а тому більш раціонально його розглядати в якості самостійної форми.

Хижацтво. Виходячи із загального визначення поняття антагонізму, хижацтво також має бути, віднесено до антагонізму, проте в цьому випадку має місце не тільки загибель клітин іншого виду. Процес хижацтва полягає в тому, що деякі мікроби поглинають клітини інших видів мікроорганізмів і використовують їх в якості поживного матеріалу. Часто підбір мікробів для використання їх як харчових об'єктів має вибірковий характер.

До числа мікроорганізмів-хижаків відносяться головним чином мікрофільми (миксобактерии, міксоамеби, Міксоміцети).

Імшенецький і Кузюріна (1951) описали найбільш простий тип хижацтва, характерний для міксококков. Останні можуть використовувати в якості джерела живлення переважно продукти лізису живих клітин інших бактерій. Причому мертві клітини бактерій менш придатні. Життя мікроорганізмів в природних умовах зазвичай протікає спільно з іншими живими существамі- м рослинами, тваринами. Взаємини між цими організмами носять дуже різноманітний характер і істотно позначаються на їхньому розвитку.

Основними типами взаємин є симбіоз, метабіозу, паразитизм, антагонізм.

Симбіоз - це взаємини, що встановлюються при спільному проживанні в одній і тій же середовищі двох або більше видів мікробів, при яких вони не заважають один одному в розвитку, або коли таке спільне проживання є навіть необхідним для них. Прикладом можуть служити відносини при одночасному перебуванні на харчових продуктах анаеробних і аеробних мікроорганізмів. Поглинаючи кисень, аероби створюють сприятливі умови для розвитку анаеробів. У зв'язку з цим зрозуміло, чому іноді продукти, що зберігаються в звичайних умовах, піддаються анаеробної псування і стають навіть отруйними (ботулізм).

Взаімополезние відносини встановлюються між дріжджами і молочно-кислими бактеріями в опарі і тісті при виробництві хліба, в молоці при виробництві кефіру, кумису. Молочна кислота необхідна для дріжджів, а дріжджі забезпечують молочно-кислих бактерій ростовими речовинами. Симбіотичні взаємини встановлюються між бульбочкових бактерій і бобовими рослинами. Використовуючи готові органічні речовини рослин, бульбочкові бактерії натомість постачають їх азотисті речовини, які синтезуються з азоту повітря.

Метабіозу - форма співжиття, близька до симбіозу. При метабіотіческіх взаєминах один вид мікроорганізмів в процесі життєдіяльності створює сприятливі умови для іншого. Так, багато сапрофіти в процесі харчування здатні перетворювати білки в пептони, поліпептиди і амінокислоти. Інші ж мікроби, нездатні використовувати білки, добре засвоюють ці речовини. Перші створюють продукти харчування для друге, продукти життєдіяльності друге можуть служити їжею для третіх і т. Д.

Відносини метабіозу сприяють швидкому псуванню квашених і солоних овочів, кисломолочних продуктів, якщо вони зберігаються відкритими. Молочнокислі бактерії продукують молочну кислоту, її споживають цвілеві гриби і готують, таким чином, субстрат для гнильних бактерій.

Дріжджі, продукуючи, спирт при розвитку в середовищах, що містять цукор, наприклад у фруктових соках, готують умови для оцтовокислих бактерій, слідом за якими цей субстрат можуть використовувати цвілеві гриби, перетворюючи оцтову кислоту в вуглекислий газ і воду. Метабіозу пояснюється швидка мінералізація всіх органічних речовин, що потрапляють в грунт. Принцип метабіозу лежить в основі всього кругообігу речовин в природі.

Паразитизм - форма взаємовідносин, коли один з організмів розвивається за рахунок іншого. Прикладом паразитизму можуть служити взаємини між бактеріофагами і бактеріями. Бактеріофаги, харчуючись речовинами живих бактерій, руйнують їх.

Антагонізм - це такі взаємини, при яких спільно мешкають види мікроорганізмів справляють гнітюче дію один на одного.