Словарь, статья из разделов: Термины, Бактерии

Симбиоз

Симбиоз – это взаимоотношение двух различных видов существ (симбионтов), приносящие пользу обоим видам или хотя бы одному из них^[2].

При симбиотических взаимоотношениях организмы стимулируют и поддерживают развитие друг друга. Совместно все члены симбиотической ассоциации (или их часть) развиваются гораздо продуктивнее, чем в отдельности. Между ними закрепляется соответствующее разделение функций, при котором становится неизбежным обмен продуктами жизнедеятельности^[3]. Симбиотические взаимоотношения формируют возможность выигрышного положения в борьбе за существование у одного или всех его членов. Основа для возникновения симбиозов – наличие различных типов связей: трофических, пространственных, защитных^[2].

Мутуалистичекий симбиоз бактерий с макрорганизмами

Ризобиевые бактерии (род Rhizobium) с люцерной^[5]

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^[2].

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^[2].

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].

2. По расположению партнеров различаются:

экзосимбиоты – микроорганизмы существуют раздельно друг от друга;
эндосимбиоты – один из микробов развивается в клетке другого^[2].

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^[2].
Метабиоз – тип взаимоотношений, когда пользу извлекает только один партнер, не причиняя вреда другому. Чаще всего наблюдается развитие одного организма за счет продуктов метаболизма другого^[2].
Сателлитизм – разновидность метабиоза. В данном случае развитие одного микроба стимулируется другим в результате выделения фактора роста (витаминов, аминокислот, азотистых веществ)^[2].
Синергизм – тип взаимоотношений между членами ассоциации, при которых они стимулируют развитие друг друга за счет выделения продуктов жизнедеятельности^[2].

Паразитический симбиоз

Бактерии Erwinia amylovora и Кизильник иволистный (огненная гниль)^[4].

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^[2].

В данном случае симбиоз – это тесное сожительство микроорганизмов с животными или растениями^[1].

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^[1]^[2].

Иногда при симбиозе микробные клетки дифференцируются на две формы:

участвующие в образовании симбиоза;
ответственные за размножение популяции^[2].

Одновременно в симбиозах у микроорганизмов наблюдается появление свойств и признаков не нужных для них самих, но приводящих к повышению жизнеспособности хозяина^[2].

В силу совместной коэволюции микробы – облигатные симбионты не могут развиваться вне организма хозяина^[2].

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^[2].

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^[1].

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^[2].

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^[2].

Одновременно отмечается, что природа взаимоотношений изменяется при смене условий окружающей среды. Взаимоотношения начинавшиеся, как взаимовыгодные становятся паразитическими и наоборот^[2].