Экологические связи

Экологические связи — взаимоотношения между биогенными и абиогенными факторами, входящими в состав экосистемы или биосферы.

Применительно к живым организмам, входящим в состав экосистем, выделяют связи:

• внутривидовые — направлены на сохранение вида, увеличение его численности и ареала;

• межвидовые — между населяющими экосистему популяциями абиотическими (физическими и химическими) факторами, которые могут быть полезными, вредными и нейтральными для популяции. Межвидовые взаимоотношения сложны, многообразны и динамичны.

В общебиологическом плане взаимоотношения организмов представляют собой симбиоз, так как все живые существа сосуществуют в природе. Симбиоз (от греч. sim — совместно и bios — жизнь) — тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов.

Типы экологических связей (симбиоза)

1. Нейтрализм — форма межвидовых отношений, при которой обитающие в одном биотопе популяции нейтральны по отношению друг к другу. Плотности этих популяций при совместном и раздельном обитании одинаковы.

2. Мутуализм — полная степень взаимозависимости симбионтов, при которой обе популяции извлекают для себя пользу. При этом они выполняют разные, дополняющие друг друга, жизненные функции.

Мутуализм наблюдается между организмом человека и его нормальной (аутохтонной) микрофлорой в физиологических условиях. Макроорганизм обеспечивает поддержание оптимального температурного режима для микрофлоры и обеспечивает ее постоянным поступлением необходимых питательных веществ. Представители нормальной микрофлоры участвуют в переваривании пищи, синтезе витаминов и обменных процессах, защищают хозяина от внедрения патогенных микроорганизмов.

Метабиоз — вид мутуализма, при котором один микроорганизм начинает процесс, а другой продолжает его, утилизируя метаболиты первого. При этом происходит дальнейшее размножение обоих микрорганизмов. Так, разрушающие клетчатку бактерии, разлагая целлюлозу, накапливают сахара и органические кислоты для других микроорганизмов.

Сателлизм — вид мутуализма, при котором один микроорганизм стимулирует другой микроорганизм. Напр., сарцины и некоторые грибы, продуцируя витамины и аминокислоты, стимулируют рост других микроорганизмов (уксуснокислых и молочнокислых бактерий).

3. Сотрудничество — слабая степень взаимозависимости симбионтов.

4. Комменсализм (нахлебничество) — пользу извлекает один вид, не причиняя вреда другому. Комменсалы питаются остатками пищи хозяина, которые в его рационе не имеют значения. Например, комменсалы человека - аутохтонные бактерии и грибы, питающиеся слущенным эпителием или остатками органических веществ.

5. Аменсализм — отношения, вредные одному, но безразличные другому.

6. Конкуренция (антагонизм) — популяции разных видов соревнуются за одни и те же ресурсы среды обитания (питательные вещества) и угнетают роста друг друга. Конкуренция может быть:

• пассивной — благодаря различным темпам питания и размножения;

• активной — при воздействии на партнера синтезируемых микроорганизмом антагонистических субстанций: токсических продуктов метаболизма, ферментов, органических и жирных кислот, бактериоцинов, антибиотиков.

Практическое использование микробного антагонизма:

• антибиотикотерапия: использование антибиотиков, продуцируемых микроорганизмами (актиномицеты продуцируют стрептомицин, грибы продуцируют пенициллин, цефалоспорин и грамицидин) или их синтетических аналогов для лечения бактериальных инфекций с учетом антибиотикограммы;

• использование пробиотиков (препаратов из бактерий-антагонистов) для коррекции дисбиоза. Преимущество пробиотиков — неспецифическое действие, реализуемое через восстановление эумикробиоза, поэтому они могут использоваться вне зависимости от этиологии дисбиоза;

• профилактическое использование в пищу кисломолочных продуктов, содержащих мутуалистическую флору (бифидокефир, бифилайф, бифитат, биойогурт);

• защитная функция нормальной микрофлоры: благодаря конкуренции за питательные вещества, выработке кислот и бактериоцинов нормальная микрофлора создает условия, неблагоприятные для патогенной флоры.

7. Паразитизм — использование одним видом другого как среды обитания или источника пищи, при этом паразит извлекает пользу за счет ущерба для другого хозяина.

Паразиты (греч. para — при, sitos — пища) — гетеротрофные микроорганизмы, которые в про­цессе эволюции приобрели способность жить за счет живых тканей растений или животных, используя их аминокислоты, углеводы, витамины как источники питания или энергии.

Паразитами бактерий являются фаги. К паразитам человека относятся бактерии, вирусы, грибы, простейшие. Более успешен тот паразит, который персистирует в организме хозяина, выделяется, выживает во внешней среде и обеспечивает передачу другим организмам.

Паразиты могут быть облигатными, факультативными, внеклеточными и внутриклеточными.

Паразиты облигатные — микроорганизмы, пол­ностью утратившие способность к сапрофитическому образу жизни, и живущие за счет живых клеток. Высшей ступенью облигатного пара­зитизма является внутриклеточный паразитизм, свой­ственный вирусам, риккетсиям, хламидиям и некоторым патогенным простейшим. Эти микроорганизмы характери­зуются обеднением ферментных систем вплоть до полной их утраты вирусами.

Паразиты факультативные — микроорганизмы, ко­торые в зависимости от условий окружающей среды ведут себя как сапрофиты  или как паразиты (напр., клостридии ботулизма, столб­няка, газовой гангрены).