Взаємовідносини між різними організмами - симбіоз, потрійний симбіоз рослина, гриб, вірус -
Взаємини між різними організмами виявляється у своєрідних формах, об'єднаних під загальною назвою симбіоз (співжиття). До цих форм належать комменсалізм, метабіоз, мутуалізм, сателізм, синергізм, вірофорія та паразитизм.
Симбіоз (від грецьк. symbiosis, спільне проживання) - спільне тривале існування мікроорганізмів у довгоживучих спільнотах. Взаємини, при яких мікроорганізм розташовується поза клітинами господаря (більшого організму), відомі як ектосимбіоз; при локалізації всередині клітин - як ендосімбіоз.
Типові ектосимбіотичні мікроби - Escherichia coli, бактерії пологів Bacteroides і Bifidobacterium, Proteus vulgaris, а також інші представники кишкової мікрофлори. Як приклад ендосимбіозу можна розглядати плазміди, які забезпечують, наприклад, резистентність бактерій до ЛЗ. Симбіотичні відносини також поділяють за вигодою, яку отримує кожен із партнерів.
Потрійний симбіоз: рослина, гриб, вірус
Дивовижний приклад потрійного симбіозу виявили американські біологи, які працюють у Єллоустонському національному парку (США), де на гарячому ґрунті поблизу геотермальних джерел росте термостійка трава Dichanthelium lanuginosum. Раніше було встановлено, що дивовижна стійкість цієї рослини до високих температур якимось чином пов'язана з грибом Curvularia protuberata, що мешкає в його тканинах. Якщо вирощувати рослину та гриб окремо один від одного, то ні той ні інший організм не витримують тривалого нагрівання понад +38 °C, проте разом вони чудово ростуть на ґрунті з температурою +65 °C. Досліджуючи цю дивовижну симбіотичну систему, вчені виявили, що в ній є ще й третій обов'язковий учасник – РНК.містить вірус, що мешкає в клітинах гриба. Дослідники виділили з гриба як вірусну РНК, а й самі вірусні частинки, мають вигляд кульок діаметром близько 30 нм.
Вчені вирішили з'ясувати, чи не виявляє вірус якогось впливу на взаємини гриба і рослини. Для цього вони «вилікували» гриб, піддавши його міцелій висушуванню та заморожуванню при -80 °C. Ця серйозна процедура призводить до руйнування вірусних частинок. Необхідні для експериментів «безгрибні» рослини вирощували із насіння, з якого знімали оболонку, а потім полоскали 10-15 хв у хлорці. Потім рослини заражали (або не заражали) симбіотичним грибом, капаючи на них з піпетки завись грибних спор. Виявилося, що гриб, «вилікуваний» від вірусу, не в змозі зробити рослину термостійкою. Рослини з таким грибом гинули на гарячому ґрунті так само, як і рослини без гриба.
Однак треба було ще переконатися, що справа тут саме у вірусі, а не в якихось побічних ефектах тих жорстоких процедур, які застосовувалися під час лікування гриба від вірусу та звільнення рослини від гриба. Для цього «виліковані» гриби знову заражені вірусом, а цими повторно зараженими грибами, у свою чергу, заразили «виліковані» рослини. Тепер все було гаразд: заново зібраний симбіотичний комплекс чудово зростав на гарячому ґрунті.
Насамкінець вчені провели дуже сміливий експеримент, заразивши «грибом термостійкості» зовсім інше рослина, зокрема, звичайний помідор. Було взято чотири групи молодих томатів, по 19 рослин у кожній. Першу групу заразили дикою формою гриба, що містить вірус; другу - грибом, вилікуваним від вірусу, та був знову зараженим; третю – грибом, позбавленим вірусу; четверту взагалі залишили без грибів. Потім ґрунт, в якому росли ціпомідори, щодобу протягом 10 год нагрівали до +65 °C, а решту 14 год підтримували температуру грунту +26 °C. Через 14 днів у першій групі в живих залишилося 11 рослин, у другій – 10, у третій – 4, у четвертій – лише 2.
Таким чином було встановлено, що гриб, заражений вірусом, здатний підвищувати термостійкість у свого природного господаря, однодольного рослини Dichanthelium lanuginosum, а й у неспоріднених рослин, що належать до класу дводольних.
Кожен із відділів травного тракту людини має характерну для нього кількість та набір мікроорганізмів.
Їх число в ротовій порожнині, незважаючи на бактерицидні властивості слини, велике (10х7-10х8 клітин на 1 мл ротової рідини). Вміст шлунка здорової людини натще завдяки бактерицидним властивостям шлункового соку часто буває стерильним, але нерідко виявляється і відносно велика кількість мікроорганізмів (до 10х3 на 1 мл вмісту), що проковтують зі слиною. Приблизно така ж кількість їх у дванадцятипалій та початковій частині худої кишки. У вмісті клубової кишки мікроорганізми виявляються регулярно, і кількість їх у середньому становить 10х6 на 1 мл вмісту. У вмісті товстої кишки кількість бактерій максимальна, і 1 г калу здорової людини містить 10 млрд і більше мікроорганізмів.
У здорових осіб у кишечнику більшу частину мікроорганізмів складають представники так званої облігатної мікрофлори – біфідобактерії, лактобактерії, непатогенна кишкова паличка та ін. На 92-95% мікрофлора кишечника складається з облігатних анаеробів.
Таким чином, у зв'язку з анаеробними умовами у здорової людини у складі нормальної мікрофлори в товстому кишечнику переважають (96-98%) анаеробні бактерії:
бактероїди (особливо Bacteroidesfragilis),
анаеробні молочнокислі бактерії (наприклад, Bifidumbacterium),
клостридії (Clostridium perfringens),
І лише 14% мікрофлори становлять аеробні та факультативно-анаеробні мікроорганізми:
грамнегативні коліформні бактерії (насамперед кишкова паличка - E.Coli), ентерококи,
гриби роду Candida,
окремі види спірохет, мікобактерій, мікоплазм, найпростіших та вірусів.
Мікрофлора шкіри. Мікроорганізми заселяють головним чином ділянки шкіри, покриті волоссям і зволожені згодом. На ділянках шкіри, покритих волоссям, знаходиться близько 1,5-106 клітин/див. Деякі види приурочені до певних ділянок.
Мікрофлори органів дихання. Верхні відділи дихальних шляхів несуть високе мікробне навантаження - вони анатомічно пристосовані для осадження бактерій з повітря, що видихається. Крім звичайних негемолітичних і зелених стрептококів, непатогенних нейссерій, стафілококів та ентеробактерій, у носоглотці можна виявити менінгококи, піогенні стрептококи та пневмококи. Верхні відділи дихальних шляхів у новонароджених зазвичай стерильні.
Мікрофлора сечостатевої системи. Мікробний біоценоз органів сечостатевої системи мізерніший. Верхні відділи сечовивідних шляхів зазвичай стерильні; у нижніх відділах домінують Staphylococcus epidermidis, негемолітичні стрептококи, дифтероїди; часто виділяють гриби пологів Candida, Toluropsis та Geotrichum. У зовнішніх відділах переважає Mycobacterium smegmatis. Основний мешканець піхви - B. vaginale vulgare, що має виражений антогонізм до інших мікробів. При фізіологічному стані сечостатевих шляхів мікрофлора виявляється лише у зовнішніх відділах (стрептококи, молочнокислі бактерії). Матка, яєчники, сім'яники, сечовий міхур у нормістерильні.