Взаимодействие беспозвоночных и микроорганизмов (стр. 4 )

бактерий? Какие виды бактериальных микроценозов принято выделять? Что

такое микрофлора рассеения? Каковы общие закономерности развития

бактериальной сукцессии? Какие стадии проходит экосистема при силосовании

растительной массы? Что такое стратификация и какие зоны выделяют в

пресноводных озерах? Какие процессы и микроорганизмы характерны для

каждой из зон? В чем особенности почвенных микроценозов? Какие типы

микрофлоры почвы выделяют? Что такое микробный пул? Как гетерогенность

  14

почвы влияет на жизнедеятельность микрофлоры? Почему для почвы не

соблюдается принцип Вольтерры-Гаузе? Как функционируют аэротенки? Что

такое активный ил? Когда необходима доочистка сточных вод, поступающих в

аэротенк? В чем особенности бактериальных популяций? От чего зависит

взаимодействие популяций патогенных бактерий с популяциями хозяина? Как

изменяется состав популяции в ходе развития эпидемии? Что такое

горизонтальный перенос генов? Как осуществляется этот процесс? Какие гены

могут переноситься от вида к виду? Каковы предполагаемые источники генов

устойчивости?

  ВЗАИМООТНОШЕНИЯ  БАКТЕРИИ  С  БЕСПОЗВОНОЧНЫМИ

ЖИВОТНЫМИ

  СИМБИОНТЫ ПРОСТЕЙШИХ

  Симбиотические  отношения  бактерий  с  простейшими  широко

распространены. Обычно бактерии расположены внутри клеток простейших и

являются, таким образом, эндобионтами. Бактериальные клетки неоднократно

обнаруживали  в  цитоплазме  и  ядрах  амеб.  Используя  обработку

хлорамфениколом, можно получить культуры упомянутых видов простейших,

свободные от симбионтов. В отличие от исходных форм такие культуры

нуждаются в ростовых факторах, т. к. необходимый для их синтеза фермент

содержится только в клетках симбионта.

  Симбиотические бактерии часто обнаруживаются в цитоплазме и ядрах

инфузорий  различного  систематического  положения.  При  этом

прослеживается сложный взаимно приспособленный жизненный цикл

симбионта и хозяина.

  Клетка зараженного животного может содержать сотни и даже тысячи

бактерий. Биологический смысл рассмотренных примеров симбиоза не всегда

понятен.

  15

  СИМБИОНТЫ ЧЛЕНИСТОНОГИХ

  Внутриклеточные бактерии обнаружены у многих представителей отрядов

насекомых и у клещей.

  У насекомых симбионты обычно располагаются в клетках специальных

органов—мицетомов—или  в  определенных  участках  тела  в

специализированных  клетках—мицетоцитах.  Существует  большое

разнообразие анатомической организации мицетомов и способов передачи

симбионтов потомству.

  Симбионты обычны у форм насекомых, питающихся древесиной, соком

растений или кровью, и отсутствуют у хищных форм, например, у хищных

клопов. Однако у таракановых симбионты присутствуют всегда и у всех видов

независимо от хаpaктера питания. Симбионтами обладают насекомые обоего

пола или только самки (например, у некоторых тлей). Потомству симбионты

обычно передаются через яйца и лишь в редких случаях через сперму.

Распространение и развитие симбионтов в организме насекомого-хозяина

находится под строгим контролем со стороны последнего.

  Следует отметить, что формирование мицетомов не является реакцией

организма насекомого на внедрение бактерий и происходит и у особей,

лишенных симбионтов. При помощи бактерицидных веществ могут быть

получены  насекомые  без  симбионтов,  однако  жизнеспособные  особи

образуются только из яиц, зараженных симбионтами.

  СИМБИОНТЫ ПОГОНОФОР, МОЛЛЮСКОВ, ЧЕРВЕЙ И ГУБОК

  С симбиотическими бактериями связаны и многие виды погонофор,

развивающиеся  при  использовании  геотермальной  энергии.  Продукты

хемосинтеза — единственный источник питания как бактерий, так и их хозяев.

  В зоне глубоководных термальных источников обитает моллюск

Calyptogena, в жабрах которого находятся симбиотические бактерии.

Симбиотические бактерии имеет корабельный червь Teredo, питающийся

преимущественно целлюлозой. Было установлено, что моллюск получает от

  16

бактерий синтезированные ими аминокислоты. У корабельных червей

обнаружена способность к азотфиксации, видимо, также связанная с

активностью симбиотических бактерий.

  Бактерии-симбионты  обнаружены  у  представителей  13  из  17

исследованных отрядов морских губок. Особенно часто в роли симбионтов

губок выступают нитчатые или одноклеточные цианобактерии. Бактерии

располагаются  внутри  клеток-бактериоцитов  (цианоцитов)  или  в

межклеточном  пространстве.  Цианобактерии  развиваются  только  в

освещенных частях тела губки. При этом губки, имеющие симбионты, хорошо

растут на свету, тогда как на губки, лишенные симбионтов, свет действует

угнетающе. Показано, что губки используют продукты фотосинтеза и

азотфиксации цианобактерии.

  Контрольные вопросы: Симбионты каких видов простейших известны в

настоящее время? Какую роль играют симбиотические бактерии в жизни

амеб? Приведите примеры симбиоза бактерий с инфузориями?  Где

расположены симбиотические микроорганизмы у насекомых? Как передаются

симбионты при размножении? Какую роль играют данные микроорганизмы в

жизни  насекомых?  Как  насекомое-хозяин  контролирует  деятельность

симбионта? Расскажите о симбиозе бактерий с погонофорами. Какую роль

играют бактерии-симбионты в жизнедеятельности губок, червей  и

моллюсков? Чем интересен симбиоз бактерий и нематод? Как изменяется

численность бактерий при выедании их беспозвоночными?

  ВЗАИМООТНОШЕНИЯ БАКТЕРИЙ С ПОЗВОНОЧНЫМИ

  ЖИВОТНЫМИ

  НОРМАЛЬНАЯ МИКРОФЛОРА ОРГАНИЗМА ПОЗВОНОЧНЫХ

  В  естественных  условиях  организм  любого  животного  населен

множеством бактерий. Среди них могут быть случайные формы, но для многих

видов тело животного является основным или единственным местом их

обитания. Характер и механизмы взаимодействий микроорганизмов с

  17

макроорганизмом многообразны и играют решающую роль в жизни и эволюции

многих видов бактерий. Для животного бактерии также важный экологический

фактор, определяющий многие стороны его эволюционных изменений.

  Животные, лишенные бактерий, нормально растут и размножаются, если

получают пoлноценную пищу, однако у них не функционируют нормально

системы иммунитета и они могут погибнуть от бактерий совершенно

безопасных для обычных организмов. Микроорганизмы, населяющие организм

здорового животного, образуют его нормальную микрофлору.

  Кожный покров. Микроорганизмы заселяют главным образом участки

кожи, покрытые волосами и увлажненные потом. Обычно на коже преобладают

грамположительные бактерии. Представители рода Corynebacterium иногда

составляют до 70% всей кожной микрофлоры. Нарушение нормального

сообщества бактерий кожи может иметь неблагоприятные последствия для

макроорганизма.

  Кишечный тракт животных—обычное место обитания разнообразных

бактерий, преимущественно анаэробных. Характер взаимоотношений этих

бактерий с хозяином может быть различным и в первую очередь зависит от

особенностей его питания.

  В кишечном тракте хищных или насекомоядных находится пища по

своему биохимическому составу близкая к составу их тела. Она является также

прекрасным субстратом для развития бактерий. Поэтому здесь складываются

конкурентные взаимоотношения бактерий с хозяином. Последний не может

полностью исключить возможность их развития, но ограничивает его благодаря

секреции кислоты и быстрому пищеварению, в результате чего почти все

продукты деятельности пищеварительных ферментов потребляются животным.

Более медленное прохождение пищи через толстый кишечник способствует

бурному развитию бактерий, и в задней кишке уже содержится огромное их

количество.

  В кишечник травоядных попадает большое количество клетчатки.

Переваривание целлюлозы происходит за счет разрушения ее бактериями, а

  18

животное потребляет в качестве пищи продукты деградации и сами клетки

микроорганизмов. Таким образом, здесь наблюдается кооперация, или симбиоз.

  Однако у многих животных взаимодействие с кишечной микрофлорой

носит промежуточный характер. Например, у лошадей, кроликов, мышей в

кишечнике пища в значительной степени используется до того, как начнется

бурное развитие бактерий. Однако в отличие от хищников, у таких животных

пища дольше задерживается в кишечнике, что способствует ее сбраживанию

бактериями.

  Наиболее активная жизнедеятельность бактерий всегда происходит в

задней кишке. Анаэробы здесь развиваются, осуществляя брожения, при

которых образуются органические кислоты, преимущественно уксусная,

пропионовая и масляная. Содержимое кишечника - благоприятная среда

обитания бактерий. Однако здесь действует и ряд неблагоприятных факторов,

способствующих адаптации и специализации кишечных микроорганизмов. Так,

в толстом кишечнике накапливаются желчные кислоты до концентраций, уже

угнетающих рост некоторых бактерий. Масляная и уксусная кислоты также

обладают бактерицидными свойствами.

  В состав кишечной микрофлоры различных животных входит ряд видов

бактерий, способных разрушать целлюлозу, гемицелюлозы, пектины. В

составе нормальной микрофлоры кишечника человека насчитывается до 60

видов бактерий. Здесь преобладают неспорообразующие анаэробы, в том числе

представители рода Bifidobacterium, которым приписывают благоприятное

влияние  на  организм  хозяина  благодаря  образованию  витаминов  и

антибиотиков. Для кишечной микрофлоры человека характерны стрептококки

и кишечная палочка.

  Нарушение нормального состава кишечной микрофлоры определяется как

дисбактериоз. Высокая частота кишечных pасстройств у младенцев, которых