סימביוזה של בני אדם וחיידקים: גורמים למחלות ו"חצבת" של אנטיביוטיקה. מיקרואורגניזמים כשותפים סימביוטיים לסימביוזה של חיידק עם אורגניזם אחר

לשאלות על סימביוזה... משימות מאת המחבר koristuvacha ראההתשובה הטובה ביותר סימביוזה, או הדדיות, היא צורת תקשורת בין אורגניזמים (סימביונטים) משני מינים שונים, מה שמביא תועלת הדדית. רמת החומרה של הסימביוזה עשויה להשתנות, מה שמרמז על כך שגם סוג הטפילות המופגנת משתנה באופן משמעותי. כמה יחסים סימביוטיים חשובים לחיוניותם של אורגניזמים, ולכן מותו של אחד מהם מוביל בהכרח למותו של השני. עם זאת, הקשר לעולם לא יהיה כל כך קשה, והאורגניזמים יכולים לחיות לבד, אך לגדול ולהתרבות באופן שאינו מוצלח כמעט כמו במהלך השינה. במקרים אחרים, היחסים בין סימביונים עלולים להיות לא יציבים: אם אתה מסכים עם אחד מהם, אתה יכול לגבור על בן הזוג שלך לחלוטין ולבסוף להפוך למערכת יחסים עם השני.
תופעת הסימביוזה מתרחשת בקבוצות רבות של צמחים ובעלי חיים. התחת המופלא מודגם על ידי צמחי קטניות וחיידקים מקבעי חנקן הקשורים אליהם. חיידקים אלו חיים בנורות מיוחדות המתפתחות על שורשי הקטניות בהשפעת החיידקים עצמם; הם שולטים בחומרים מעניקי החיים של הצמחים, ובמקביל קושרים חנקן אטמוספרי, וממירים אותו לחומרים כימיים כאלה שיכולים להיות מוגנים על ידי צמחים סימביונים. חיידקים חיים בסימביוזה עם מגוון אורגניזמים אחרים. אז, אצל סוסים, בעלי קרניים גדולים, כבשים והגאים אחרים, המשגשגים על מזון עשיר בתאית, חיידקים משתהים במערכת המעיים, שלעתים קרובות מרעילים את הקיפוד הגס הזה. יכולת החיידק לעמוד בפני כל דרישות המזון הנחוצות.
דוגמה נוספת לסימביוזה היא חזזיות. הסירחון הוא איחוד הדוק מאוד של פטרייה ואצה חד-תאית ירוקה (לעיתים נדירות כחולה-ירוקה). הפטרייה תסופק עם מים והגנה וכן טיפול במים ומלחים אנאורגניים. המימן מספק לפטרייה מוצרים פוטוסינתטיים. בנסיבות נוחות, הפטרייה והמים הנכנסים למחסן החזזיות יכולים לחיות לבד, אלא שהם מתקיימים בסימביוזה של צחנת הגידול הזה במוחות פראיים כאלה, שבהם הגידולים העשירים אינם שורדים. זה לא יוצא דופן שחזזיות עצמן משתהות לעתים קרובות על סלעים חשופים, בהיותם המתיישבים היחידים במקומות כאלה.
ירוק אחיד, צהוב ירוק ואצות חומות פועלים לעתים קרובות כסימביונים של יצורים. תכולת המים במקרה זה תספק לבעל החיים מוצרים פוטוסינתטיים, הסרה, מליבתו, ותחתים, וחלקים נמוכים הנחוצים לחיים. אצות ירוקות הן סימביונים של פרוטוזואה של מים מתוקים, הידרה ומספר ספוגי מים מתוקים. אצות סערה גדלות לעתים קרובות יחד כסימביונטים של פרוטוזואה ימית (מינים שונים של פורמיניפרות ורדיולריות). אצות דומות חיות בסימביוזה עם אלמוגים, כלניות ים ומינים אחרים של דגים שטוחים.
הקטל הפשוט ביותר הוא סימביונים של יצורים שאוכלים עץ; התושבים האופייניים הללו של המעיים, למשל, טרמיטים וטרגנים, עושים את אותה עבודה כמו חיידקים המעבדים תאית - סימביונים של לועסים. האיחוד של טרמיטים ופרוטוזואה שחיים במעיים שלהם הוא מחויב בהחלט, כך שאורגניזמים אלה לא יכולים לחיות בלי אחד.
זוהי דוגמה טובה לסימביוזה - האיחוד של סרטנים ושושנות ים. שושנת הים מתיישבת על קונכיית סרטן מדבר חי, ובמחושים שלה מצוידים בציפורניים היא יוצרת הגנה נוספת לחדשה, וזה, בתורו, מושך את שושנת הים ממקום למקום, שגדולה מזו של שושנת הים. הטריטוריה עצמה yu її glade; בנוסף, ניתן לשלב שושנת ים עם עודפי מזון מארוחה של סרטנים.
צורה משמעותית נוספת של סימביוזה היא מורה הדדית ואהבה. אפרוחים יבשים לחלוטין קבורים, רועים ו"חולבים", מוציאים מהם מוצרי ליקריץ.

בעשור האחרון, הסימביוזות של מיקרואורגניזמים ויצורי ים, כולל הראשון שבהם, עם חיידקים זוהרים, על פי תיאוריו של ר' פרנטון עוד ב-1918, זכו לכבוד רב מצד הצאצאים. ידוע כי במעיים של יצורים ימיים רבים (דגים, רכיכות וכו') מתפתחים חיידקים זוהרים - נציגי החופות Photobacterium, Vibrio,בעלי פעילות צ'יטנאז, הנחוצה להידרוליזה של ממברנות פלנקטון - העיקרי מבין רוב המינים הימיים והיצורים הגדולים. אור (ביו-לומינסנציה) מיוצר על ידי האנזים לוציפראז ומוסדר על ידי מערכת הקוורום: מדי יום בריכוז נמוך של תאים מיקרוביאליים החיים במי הים, ועלייה חמורה כאשר אוכלוסיית החומר הקריטי (קוורום) באורגניזמים של בעלי חיים הוא הגיע. חיידקים שזוהרים עשויים להיות חלק ממערכות סימביוטיות מיוחדות מאוד שאינן קשורות להרעלת קיפודים. כאשר הצחנה מאוכלסת, מגיעה לצפיפות של 10 מ' תאים/מ"ל, במיוחד איברים ריקים של מחזור הדם האקטודרמי. בקטריופוטופורים,המחוברים בצינור גלוי מהתווך החיצוני. לכן קשרים כאלה הם אקטוסימביוזות.

cephalopods אלו מגייסים איברים אחרים המספקים מחזירי אור ועדשות המשפרים את עוצמת האור. איברים זוהרים ממלאים תפקידים שונים ברבייה האנושית, באינטראקציה של אורגניזמים באוכלוסייה, חשובים בסילוק אויבים. למשל, ההשוואה של צפלפודים אופימנה סקולופס,הוא גדל בחדות בלילה כדי להבטיח את אפקט המניין, להבטיח אותו בטוח באותה מידה, להגן עליו מפני התקפות של בקתות למטה, כך שממעמקי האוקיינוס ​​הזוהר דומה לאור החודש, ולגוף של רכיכה בבוקר יש חושך. כוחה של אוכלוסיית החיידקים, אם כן, והשפעת האור מווסתים על ידי הרכיכה עצמה על ידי מתיחה של מזון.

עבור ספוגים, המקור העיקרי למזון הוא חיידקים ופנקטון. אנדוביונטים של ספוגים (נציגים של כ-20 חופות של חיידקים הטרוטרופיים, כמו גם ציאנובקטריה-פוטוטרופים) מקדמים את פעילות הסינון של בעלי חיים על ידי ניקוי התעלות באמצע הגוף מספוגים בעזרת הידרולאזים חיידקיים, וכן מספקים לאורחים שלכם קומפלקס של ויטמינים ותרכובות אחרות פעילות ביולוגית. סימביונטים חיים בעיקר בבקטריוציטים, ומגיעים ל-40% ממסת התאים הכוללת של ספוגים.

מיקרופלורת המעיים הסימביוטית של דגים גם לוקחת חלק בהרס של חומר גראב (פלנקטון, אצות), מגנה על המארחים מפני מיקרואורגניזמים ימיים ארסיים. לדוגמה, במעיים של כמה מינים של מנתחי דגים, זוהו פרוקריוטים-אנדוביונטים ענקיים (עד 600 מיקרומטר) גרם חיוביים, אשר נראו במיוחד במשפחת האפולופיסקיה. הם סגורים בציפורן עבה של התא עם דגלים עד שהם פולטים פלואורסצנטי ירוק. סוגים אלו של פרוקריוטים דומים לפרוטיסטים של אורז, למשל, צינור האלקטרונים הוא חלק מהממברנות בציטופלזמה, ונוכחות תאים שחולקו מתבצעת בקליפה החיצונית. לתוצאות של ניתוח rRNA של 16S, נציג של המולדת שלך Epulopiscium fishelsoni -דג אנדוביונט שחי בים האדום Acanthurus nigrofuscus, קרוב ל Metabacterium polyspora.חשוב לציין שהמורשת של מהפכת הדגים - אקנטורידים והמיקרוביונטים שלהם, שהחלה לפני למעלה מ-60 מיליון שנה, היא שהצורות ארוכות החיים של הפרוקריוטים הייחודיים הללו לא נשתמרו. מסיבות אלו, בשלב זה, ידועים רק מחזורים מחייבים של אנדוביונטיה מהמעי של טרמיטים וחיידקים רבים אחרים.

חיידקים-סימביונטים של המעיים של יצורי הים סובלים מגורל שאינו שונה מהרעלה ריקה או פוסט-חריפה. המיקרופלורה התגוררת של יצורים ימיים, כגון ספוגים ורכיכות, מפרישה גם אנזימים רבים המעבירים הידרוליזה של קיפודים, שהם חשובים ביותר לגוף המארח. ככה זה הולך תחריט סימביונט.בקצב זה, הידרולאזים הורסים את קרומי התא של חיידקים - חלק בלתי נפרד מיצורים חיים פלנקטוניים. בתהליך זה יש לליזוזימים תפקיד גדול - אנזימים המעבירים הידרוליזה של פפטידוגליקנים. Chergus, המכילים הרבה חיידקים, כמו קוליפורם, מכילים מעכבי ליזוזים.

אינטראקציות ליזוזים-אנטי-ליזוזיםממלאים תפקיד גדול בקידום התמדה של ביוקנוזים מימיים.

Meshkanets של הים התחתון רכיכה מסורק Clamys Islandicaהוא אוגר בדרכי העקמת-מעיים שלו את האנזים כלמיזין דמוי ליזוזים בתכלילים גבישיים המצטברים להידרוליזה אינטנסיבית של חיידקים לפלנקטון. ליזוזים זה אינו מבהיר את דפנות תא החיידקים באמצעות מנגנון ידוע, אלא גם מפגין אפקט אנטי-מיקרוביאלי לאחר איבוד פעילות אנזימטית, ומפחית את הממברנה הציטופלזמית החיידקית. זה מאפשר להשלים ביעילות את פעילות האנטי-ליזוזים של חיידקים.

פעילות אנטי-מיקרוביאלית לא אנזימטית, מסומנת עבור ליזוזימים רבים אחרים, - אחד מהיישומים רב-פונקציונליות של חלבונים.בהתאם לעיקרון של כלכלת הגנום, חלבונים אלה מציגים לא אחת, אלא שתי פעילויות נפרדות התלויות בחלקים שונים של המולקולות שלהם מאחורי מנגנונים שונים. רב-פונקציונליות חשובה במיוחד כאשר מיקרואורגניזמים מקיימים אינטראקציה עם קשרים ביוטיים שונים. כן, לקטיני Bacillus polymyxaלא רק אינטראקציה עם עודפי פחמימות על פני השטח של התאים, אלא גם לפגוע בפעילות פרוטאוליטית; סוגים של רעלני חלבון מאוד ספציפיים שהורגים בעלי חיים (לדוגמה, בוכה-חלבונים חיידק הטורגיינסיס), חושפים השפעה מיקרוביאלית מיידית ופחות ספציפית.

תפקידם של פרוקריוטים בסימביוזות מים עמוקיםє בתחילה. אחד היישומים הבהירים ביותר של סימביוזות ימיות הוא מערכות אקולוגיות מיוחדות על קרקעית האוקיינוס ​​בעומקים של מספר קילומטרים, במוחות מדורגים בין אנאירובי לאירובי. לראשונה, חיים במוחות כאלה נחשפו ב-1977. ליד פתחי אוורור הידרותרמיים. סביבת המגורים ליד פתחי אוורור הידרותרמיים מושפעת לא רק מנוכחות טמפרטורה גבוהה, אלא גם מהעושר של תרכובות טריות - הידרוהידראט, מתאן, מים, יונים דו ערכיים, מנגן, סולפיט ועוד. אורגניזמים כאלה נוחים יותר עבור כימוסינתזה חיידקית ו/או חמצון מתאן.

בביוטופים אחרים באוקיינוס ​​גדל גם ריכוז המזהמים. כל הביוטופים הללו נקראו מודרניים - למעט פתחי אוורור הידרותרמיים, נקודות חמות של מתאן קרים (סחף), אזורי מינימום חמוצים, מבודדים או מלאים במים כגון פיורדים, מקומות של חומר אורגני (למשל, פגרי לוויתן) וכו'. ההתפתחות האינטנסיבית ביותר של החיים מתרחשת בביוטופים מודרניים הקשורים למקורות חום עפר. חשוב לציין שהאזורים שבהם מרוכזות מערכות הידרותרמיות תופסים עד 1/3 משטח האוקיינוס ​​הקל, לעתים קרובות במקומות אלו נוצרים מבנים גיאולוגיים העומדים אנכית, עם סולפידים ואנהידריד חומצה עד 25 מ שקי - " תרנגולות שחורות."תנאי חיינו הם כמה מאות אלפי שנים. בפתחו של הקורט, הטמפרטורה יכולה להגיע ל-400 מעלות צלזיוס ואז היא יורדת במהירות. יש פחות ורדים ו"תרנגולות לבנות". מהחלקים העליונים של "התרנגולות השחורות" מגיע "עשן" שחור ממים גבוהים מאוד במקום מים ישרים. ב"עמום" זה ועל פני הצינורות של התרנגולות, שם הטמפרטורה מגיעה ל-10-25 מעלות צלזיוס, נמצאו נציגים ספציפיים ביותר של 20 סוגי יצורים: ריצות, סרקומסטיגופורות, טורבלריה, נמטודות, אוליגוצ'אטות, vstimentifsr, רוטיפים. ובתוך. יצורים אלה תופסים שטחים קטנים יחסית בקרקעית, אך אינם מגיעים לביומסה משמעותית. למרות שיש להם ממדים גדולים יותר באופן משמעותי, "קרובי המשפחה" שלהם יכולים לחיות בעומקים רדודים (לדוגמה, vestimentifera - עד 15 מ' עומק עם רוחב של כמה מילימטרים, רכיכות - עד 30 ס"מ עומק). המוצרים העיקריים שיצורים אלה צורכים מבוססים בעיקר על האנרגיה של כימוסינתזה.

יצורים בעלי תאים עשירים הצליחו להשתלט על מרחב מחיה חדש במעמקים הגדולים של האוקיינוס ​​האור ולאחר מכן נכנסו לסימביוזה עם פרוקריוטים כימוסינתטיים, ולעתים קרובות גם עם מתנוטרופים. זה נתן ליצורים החיים העשירים את האפשרות לעבור לדרך אכילה חדשה, וגם לשלוט בדרך חדשה של אכילה. מזון סימביוטרופילפירוק ביומסה פרוקריוטית, שנוצרת כתוצאה מכמוסינתזה ו/או מתנוטרופיה. במקרה זה, פרוקריוטים מנצלים את אנרגיית התגובה של חמצון של גופרית, מתאן ותרכובות אחרות, ומספקים את החומצה והפחמן הדו-חמצני הדרושים למיקרוביונים של יצוריהם. בנוסף, סימביוזות כאלה של יצורים יכולות לשרוד בנוכחות מים קטלניים, כמו גם לשרוד עם היפוקסיה תכופה ושינויי טמפרטורה משמעותיים במשך מספר שבועות.

כדי להבטיח סימביוזה בין יצורי תאים עשירים וחיידקים כימואוטוטרופיים ו/או מטנוטרופיים, יש צורך להפגיש בו-זמנית שני מוחות: נוכחות של חמיצות לאורגניזם המארח ופיתוח חמיצות עבור חיידקי הסימביונט (לתגובה דורשת גם כימוסינתזה. חֲמִיצוּת). אפשר להגן רק על מים כאלה בין אזור החמצון והלחות, ולכן החי של המוחות המעניקים לחות מוקדש לאזור של ערבוב המים המתוקים עם מי הים. לצורך זיקוק בן שעה של חמיצות וגופרית, המופצים בחלל, היצור מתחפר באדמה, כך שחלק הגוף הבולט מעל המצור נצבט באזור החמצון, והרגל חודרת לעומק האדמה. ,העשרת המצור.הידרציה אורגניזמים השוחים בחופשיות, כגון רוטיפים וריסים, עוברים תהליכים נפרדים של עיכול חומציות והידרט במהלך תקופת התנועה ההדרגתית של חמצון או חידוש הנפש.

החיות המחוסנות הראשונות, שבבגרותן מכוסות כמעט לחלוטין במזון סימביוטרופי, הן וסטימנטפירה. Riftia pachyphita.מערכת הצמחים שלו היא יומיומית, חילופי הדיבור מהמדיה החיצונית מתרחשת דרך האפידרמיס. המזון יובטח על ידי התהליכים המתבצעים ב טרופוזומים- עלילות מיוחדות של בד ויצורים, מה לכלול clitini-bacteriocytes.בקטריוציטים חדשים יוצאים מתת-קבוצה של תאים לא מתמחים ליד כלי הדם של הקרע ונדבקים בחיידקים מתאים נגועים סמוכים. בהדרגה, הבקטריוציטים עוברים לאזור ההיקפי, שם מתחילה תמוגה של חיידקים, כאשר הם מותקפים על ידי השליט כמו קיפוד. הסירקובקטריות המאכלסות את הטרופוזום מחמצנות את הסירקובקטריות ל-SO4." כתוצאה מכך, הפחמן הדו-חמצני מתחמצן, שמגיע לבקטריוציטים דרך מערכת הדם של הסרגל.

החלפת אנזימים במחזור קלווין-בנסון, רישומים בטרופוזום של וסטימנטפירה, והמינים הידועים ביותר של סימביוזה של חיידקים חסרי עמוד שדרה עם חיידקים כימואוטוטרופיים. המיקרוביונטים תופסים עד 35% מהנפח הכולל של הטרופוזומים, צפיפותם מגיעה ל-10 מיליארד תאים לכל 1 גרם ביומסה גולמית של האיבר, ואפילו סולפידים מעוררים את ניוון החומציות על ידי אנדוביונטים. מכיל לחלוטין את שאר חומצות האמינו הגופרית (טאורין והאנלוגים שלו, שיכולים לשמש כמשחה לסולפידים), מוצרי מזון מוגנים מתנאים רעילים בריכוז גבוה של גופרית iv. Thiotaurine, המצטבר במהלך תהליך זה, מהווה עתודה לניצול נוסף על ידי סימביונים. חקירות של רצף הנוקלאוטידים של 16S rRNA הראו שהסימביונטים של מארח אחד מיוצגים על ידי מין אחד של חיידקים. אנדוביונטים וסטימנטפירה המחמצנים סולפיד נכללים בתת-הקבוצה של פרוטאובקטריה. המסריחים יגידו לנציגי הטיובצילים או Thiomicrospira.

נוכחותם של מיקרוביונטים כימואוטוטרופיים הוכחה גם בזימים של גסטרופודים. בסוג זה זוהו חיידקי תיון-אנדוביונטים: ויברציות דמויי מוט ארוך וקצרות. הצחנה גדלה גם בבקטריוציטים ותופסת לפחות 60-70% מהשטח הנותר. תמונה שונה נצפית ברכיכות, שבהן זוהה חמצון של מתאן בזברות, שכמעט ולא נצפה בלווייתנים. תהליך זה מתבצע על ידי מתנוטרופים גרם שליליים. מבחינה מורפולוגית, הצחנה קרובה לנציגי הסוג מט-הילובקטר. M. winelandii, M. whiltenburyi.בחורף רקמות רכיכות איפרמריה נאוטילייזוהו אנדוביונטים כימו-אוטוטרופיים וגם מתנוטרופיים, המאפשרים לרכיכה לנצל את פוטנציאל האנרגיה של נוזלים אנאורגניים ומתאן. לרכיכות והאנדוביונטים שלהן יש רצועה הדוקה, המונעת היווצרות מקבילה. קיימת נטייה להפחתה חלקית של מערכת הצמחים ברכיכות (ב-Vestimentifera, כל יום), אולם במוחות מזמרים, הצחנה מכוסה וספרוטרופית.

להאכלה סימביוטרופית, יצורים ימיים יכולים לייצר אפיביונטים ויקוריסטים ואוטוטרופיים. לרוב הם כימואוטוטרופים ללא חבטות. עיקול הציפורן של נמטודות ימיות Euboslrichus parasitiferus, Laxus onieslus,כמו גם נמטודות אחרות מאזור המשנה Stibonematinae y-proteobacteria, ספורד עם אנדוביונים אנדמיים של בעלי חיים הידרותרמיים. האוטוטרופים המחמצנים בגופרית חיים לעתים קרובות כמונו-תרבות על גוף המארח, מה שאושר על ידי ניתוח של rRNA 16S שלהם. הסירחונים יוצרים צורה של חוטים ומקלות ומכסים את כל גוף הנמטודות כמו מונובול. צורות דמוי קוקו נוצרות ליצירת מספר כדורים על גבי מונובול של צורות קטנות יותר. חשוב להאכיל מאפיביונים וקהילות קולוניאליות. Zoothamnium niveum,וגם שרימפס - נציגי הסוג רימיקאריס,לדוגמה Rimicaris exoculata.האפיביונטים שלהם מסווגים כ-e-proteobacteria, כולל נציגים של הסוג Thiovulum.

יצורים ימיים והאפיביוניטים האוטוטרופיים שלהם, כמו גם האנדוביונטים, מתפתחים יחד. לדוגמה, בשרימפס, אפיביונטיס חי על נספחים מיוחדים הזימים - בקטריופורים. התדירות של תת-נבדקים מתואמת עם שינויים בציפורן הציפורן של המאסטרים שלהם. לפיתוח כל הפרוקריוטים הללו, יש צורך בכיור שבו מפחיתי סולפט מפרקים חומר אורגני ונוצר סולפיד, והתפתחותם האינטנסיבית ביותר בשיפועים של סולפיד וחומצה. אפיביונטים של פחמן מתחרטים בצורה אוטוטרופית ושומרים על אנרגיה כאשר הם מתחמצנים.

Vidomo ועוד תת עורית(החיים בין האקטודרם והציפורן) חיידקים המתפתחים יחד בסימביוזה עם אכינודרמטיטים שונים. לדוגמה, חשוב לציין שהסימביוזה של אופירידים אופיאקטיס באלי (Echinodermata: Ophiuroidea)הם נוצרו מפרוטאובקטריות תת עוריות בפליאוזואיקון. חברי הסימביוזה הזו עוברים חילוף חומרים נרחב של חנקן. מיקרוביונטים מגוונים בבירור מקבוצות האב שתוארו כבר של חיידקים סימביוטיים ימיים, אשר שנוי במחלוקת עם נציגי הסוג Rhizobium.

עד לאחרונה, האמינו כי החיים של ביוטופים במים עמוקים תלויים לחלוטין בכמוסינתזה, שעשויה לכלול אנרגיה גיאותרמית ולא את אנרגיית השמש. עם זאת, כעת אנו עדיין רואים מחשבה כזו כלא נכונה. קודם כל, אורגניזמים ייחודיים במים עמוקים דורשים חמיצות - תוצר של פוטוסינתזה. בנוסף, זחלים של יצורים רבים חסרי עמוד שדרה צפים ורועים על הסורגים הגדלים. לאחר מכן, יש נטייה למזון כזה להיצרך על ידי שומנים בתקופת המזון הסימביוטרופי. תופעה זו מיועדת ל-vestimentifera; בבגרות אין צורך במערכת הצמחים.

סימביוזות הדדיות עם מיקרואורגניזמים ממלאות תפקיד חשוב באבולוציה של מערכות ביולוגיות. הם עצמם החלו להתפתח מבחינה אבולוציונית, והדגימו בהצלחה את המאבק על החיים, אוקריוטים חד-תאיים ואחר כך בעלי תא עשיר, שהגדילו באופן משמעותי את הגיוון והיופי הביוספירה של כדור הארץ. היצורים הצליחו לחלץ ביעילות קיפודי עשב גבוהים ממקור עשיר של תאית, כולל תאית גסה מדשא ועצים. כתוצאה מכך, כמות הנאום האורגני המקורי גדלה באופן משמעותי. זה אפשר ליצורים להתרבות בצורה אינטנסיבית יותר בגומחות אקולוגיות שונות והרחיב משמעותית את מספר הנישות הללו. הרעלה בהשתתפות מיקרו-צנוזות מילאה תפקיד מרכזי בעצימות המוגברת של תהליכים מטבוליים בבעלי חיים, במיוחד בבעלי חיים, שהפכה לאחד הגורמים שקיזזו את הדם החם המבוסס של בעלי חיים. סימביוזות עם פרוקריוטות אפשרו לחלק ניכר מהיצורים חסרי עמוד השדרה להתפשט באופן נרחב ואינטנסיבי, מה שגרם להרעלה סימביוטרופית במקומות "לא מתאימים" לחיים כאלה, כמו קרקעית האוקיינוס ​​הקל. חשוב גם שמיקרוביונטים יוכלו לשרוד ללא שימוש ברעלים ייחודיים, אנטיביוטיקה, אנזימים, מעכביהם, חומצות שומן (כגון חומצה אקסופנטנואית), חומרים אנטי-ויראליים, שחלקם עשויים לשמש בני אדם.

סִימבִּיוֹזָהסימביוזה היא תהליך כואב להתפתחות מיקרואורגניזמים בבעלי חיים ארוכים. מצד שני, כאשר מיקרואורגניזם גדל בנפרד מתאי המארח (אורגניזם גדול יותר), זה ידוע בשם אקטוסימביוזה; כאשר הוא ממוקם באמצע התאים - כאנדוזימביוזה. חיידקים אקטוסימביוטיים אופייניים הם Escherichia coli, חיידקי החופה Bacteroides ו-Bifidobacterium, Proteus vulgaris, כמו גם נציגים אחרים של מיקרופלורה במעי. כסיוע לאנדוסימביוזה, ניתן לשקול פלסמידים, המספקים, למשל, עמידות של חיידקים למחלות. נוזלים סימביוטיים משותפים גם לטובת הסרת עור משותפים.

הדדיות- מסבים סימביוטיים הדדיים. לפיכך, מיקרואורגניזמים רוטטים חומרים פעילים ביולוגית הנדרשים על ידי גוף השליט (לדוגמה, ויטמינים מקבוצה B). במקרה זה, אקטוסימביונטים השוהים במאקרו-אורגניזמים מוגנים מפני מוחות עוינים של האמצע (ייבוש וטמפרטורות קיצוניות) ויש להם גישה קבועה למקורות חיים. מבין כל סוגי ההדדיות, הבולט ביותר הוא גידול פטריות מסוימות על ידי יתושים (חיפושיות וטרמיטים). מצד אחד הוא מכיל מגוון רחב של פטריות, מצד שני הוא מבטיח אספקה ​​מתמדת של חורי חיים לזחלים. זה מצוין על ידי גידול של צמחים חומים ומיקרואורגניזמים על ידי בני אדם.

קומנסליזם- סוג של סימביוזה שבה רק אחד מבני הזוג מרוויח (ללא כל חיסרון גלוי לשני); מיקרואורגניזמים ביחסים הדדיים כאלה. - ציונים. מיקרואורגניזמים קומנסליים מתיישבים את העור של גוף האדם (לדוגמה, SCT), מבלי לגרום לנזק "נראה לעין"; המכלול שלו הוא פלורה מיקרוביאלית רגילה (מיקרופלורה טבעית). אורגניזמים אקטוסימביוטיים אופייניים לקומנסל הם חיידקים קוליפורמיים, ביפידובקטריה, סטפילוקוקוס, לקטובצילים. ישנם הרבה חיידקים קומנסליים לפני המיקרופלורה הנפשית-פתוגנית ובמצבים מוקדמים מובילים למחלה של המקרואורגניזם (לדוגמה, כאשר הם מוכנסים לזרם הדם במהלך הליכים רפואיים).

מטביוזהבביוטופים נמוכים, במיוחד ליד אדמה, מיקרואורגניזמים מנצלים את תוצרי פרנסתם של אנשים אחרים; לדוגמה, חיידקים מחנקים ויקוריסטה מייצרים אמוניה, אשר נוצרת על ידי חיידקים מאמוניים. זה דומה למה שאנו מכנים מטביוזה.

סאטליזםמיקרואורגניזמים אלו מייצרים מטבוליטים הממריצים את הצמיחה של מיקרואורגניזמים אחרים. לדוגמה, סרקיני וסטפילוקוק מכילים גורמי גדילה הממריצים את הצמיחה של חיידקי המופילוס. לעתים קרובות, הצמיחה של מספר סוגים של חיידקים מופעלת על ידי הכוחות הפיזיולוגיים שלהם. זה דומה זה לזה כסאטליזם.

הִתנַגְדוּתמצבים, כאשר מיקרואורגניזם אחד מדכא את התפתחותו של אחר, ידועים כאנטגוניזם מיקרוביאלי ומשקפים את היווצרותן של צורות אבולוציוניות של מאבק של מיקרואורגניזמים על מזון (כלומר, לחיים אותה אנרגיה). ביטויים הדדיים אנטגוניסטיים נצפים במיוחד בבתי גידול טבעיים של מספר רב של מינים וסוגים שונים של מיקרואורגניזמים (לדוגמה, באדמה או ב-SHKT), אשר, עם זאת, עלול לגרום לצריכת מזון ואנרגיה חדשה. יחד עם זאת, מתחרה יכול להיות פסיבי או אקטיבי. בשלב הראשון, מיקרואורגניזמים מסוגלים לנצל טוב יותר את המצע, ולחדש את הסופרנטנט של "משאבי סירובין"; אחרת - "להדהים את המלחמה עד כדי עוני מוחלט". צורות האשמה יכולות להיות משתנות - מעיבוד בנאלי של מינים אחרים ועד ליצירת מוצרים מאוד ספציפיים שהם רעילים למתחרים.

האינטראקציה בין חיידקים לאורגניזמים אחרים היא אחד הענפים העיקריים של המיקרוביולוגיה. לאחר שנרכש והשלט ידע על אינטראקציה זו בין אנשים יכול לקבוע את זרימת החיידקים לסביבה, ככל הנראה, ואת בטיחות בריאות האדם. סימביוזה האופיינית לחיידקי בולבול, אנדוסימביוזות חיידקיות ואקסוסימביוזות שונות - כל התהליכים הללו הם חלק בלתי נראה מהאנשים הזרים של האור האורגני וזורמים לתוך הגוף של חפצי נפח בעלי טבע אנאורגני.

המיקרוביולוגיה מספקת מספר סיווגים של סימביוזות חיידקים:

בואו נגדיר את הערך של קומנסליזם. מדובר בחיבור כזה בין חיידק לאורגניזם אחר, שאחד המשתתפים בו מקבל הטבה, והשני משתתף ביצירת קשר ועד למוצריו.

האוכלוסייה ההולכת וגדלה של גידולים וחיידקים מיוצגת על ידי כמעט כל סוגי הסימביוזות. אחד הנפוצים ביותר הוא גידול פקולטטיבי של מיקרואורגניזמים וקטניות מקבעים חנקן.

נציגי משפחת החיידקים הקובעים חנקן Rhizobiaceae יוצרים מה שנקרא פקעות שורש על שורשי הקטניות, המומרות לחנקן אטמוספרי על תרכובות אורגניות הנושאות חנקן. בשל פעילותם של מיקרואורגניזמים מקבעים חנקן, הריזוספרה (אדמה ליד שורשי הקטניות) מתמלאת בחומר אורגני עשיר בחנקן. מצד שני, הקטניות עצמן (למשל אפונה) מייצרות תוצרי חיים של חיידקים מקבעי חנקן.

בשל הרמה הגבוהה של חנקן אורגני בקטניות, אפונה, קוואס ומוצרים נוספים מקבוצה זו, הם מומלצים לטיפול במחלות מעיים ולמניעת מחלות אונקולוגיות של מערכת המעיים.

אפונה, עשירה בחלבון צמחי, היא מוצר תזונתי חיוני במצבים אלו, אם לא מומלץ למטופלים לאכול מוצרים המכילים חלבון מבושל. כמו כן, אפונה משפרת את חילוף החומרים של הדיבור, מנרמלת את רמת הסוכר בדם ומשפרת את תפקוד הכבד.

לאחר שלמדו את מנגנון האינטראקציה בין חיידקי הבולבולוקוקוס, אנשים זיהו את טבען של תרכובות נושאות קליפות באפונה וקטניות אחרות, וכיום ניתן לתסוס את כל התוצרים נושאי הקליפה של סימביוזה זו עם רפש סינתטי במעבדות פרמצבטיות ותעשייתיות.

אינטראקציה עם אנשים

אנשים חיים כל הזמן בידידות עם שותפויות חיידקיות רבות, המיוצגות על ידי עשרות משפחות גדולות. חיידקים יומיים נמצאים רק בדם ובלימפה. המטרה של כל האיברים והרקמות, כמו גם אחרת, היא לבוא במגע עם החיידקים עצמם או עם תוצרי חייהם.

מערכת שלונו-מעיים

SHKT מאוכלס בסימביונטים ממשפחת ה-Enterobacteriaceae. זהו המספר הגדול ביותר של פתוגנים, כולל מיקרואורגניזמים פתוגניים מעיים ופתוגניים נפשית. כמו כן, ל- SCT יש מספר רב של נציגים של משפחת לקטובצילוס - מיקרואורגניזמים אלה יוצרים תמיסה חומצית, המעכבת את פעילותם של פתוגנים חיידקיים וויראליים; לקטובצילים גם מנקים את המעיים מרקבון.

עקומות עור

העור האנושי מאוכלס במיקרואורגניזמים לא פחות מהעולם שמתחתיו. Staphylococci epidermidis, חיידקי coryneform, פרוטאות, propionibacteria, pseudomonads, חיידקי מעיים ואחרים נמצאים על העור.

חיידקים על עור האדם

פעילותם של חיידקים המאכלסים את העור תלויה בנוכחותם של גורמים רבים וחשובים, וכן בגורמים המעוררים התפתחות של סביבה ידידותית לגידול זן בריא של חיידקים. ברגע שנוצר מדיום כזה, צורת החיידק מתחילה להכריע את השיר, שלרוב מלווה בזיהום של העור. עבור מוחות נורמליים, אם קבוצה אחת מזרימה את השנייה, אינטראקציה כזו היא מגן ביולוגי טבעי.

רוטובה ריקה

בפה התבססה גם נוכחות של סימביוזה חיידקית המווסתת את האמצע הפנימי של חלל הפה ומונעת את פעילות המיקרופלורה הפתוגנית, ובכך מגנה על רקמות חלל הפה עצמו ועל דרכי הנשימה העליונות. נגוע.

אינטראקציה זו היא למעשה עבודת לוויה חיידקית בין בני אדם לפתוגנים ומנגנון טבעי מווסת עצמית אוניברסלית המגיב במדויק וזריז לכל השינויים בגוף עצמו ובעודף גופרית דובישצ'י. קידום בריאות טבעית זו הוא אחד ההיבטים העיקריים של שמירה על הבריאות.

סימביוזה של פטריות ואצות כחולות ירוקות

אחת הסימביוזות הצבעוניות ביותר של חיידקים ופטריות היא הנבטה של ​​אצות כחולות ירוקות (ציאנובקטריה) ופטריות. סימביוזה זו לובשת צורה של חזזית ידועה.

גוף הפטרייה הוא גוף יבש לייצור חיידקי של אצות כחולות ירוקות. היא תבטיח הגנה מפני ייבוש ואספקה ​​סדירה של מים לתאי החיידק, והאצות עצמן, שהן אורגניזמים פוטוסינתטיים, יספקו לפטרייה חומרים אורגניים הדרושים למזון.