Взаимодействия бактерий с различными формами жизни. Межбактериальные взаимодействия и отношения бактерии-простейшии

Июль 24, 2022

Главная
Биология
Взаимодействия бактерий с различными формами жизни. Межбактериальные взаимодействия и отношения бактерии-простейшии

Содержание

2. План лекции: Синэкология Типы экологических стратегий: Генералисты Специалисты Виды симбиотических взаимоотношений Симбиоз и антибиоз Нейтрализм Конкуренция
3. Определения Синэкология – раздел экологии прокариот, изучающий взаимодействия микроорганизмов с различными формами живого Биотические факторы (или
4. Межбактериальные взаимодействия © http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273615003521
5. Георгий Гаузе(1910—1986) опубликовал в 1934г. монографию «Борьба за существование», где сформулировал один из важнейших законов экологии
6. Биопленкообразование
7. Экологическая стратегия – способ взаимодействия организмов с окружающей средой. Теория основных типов экологических стратегий заключается в
8. Основные отличия r- и К-стратегий
9. Формы взаимоотношений бактерий
10. (лат. concurrere—сталкиваться) — взаимоотношения между организмами одного или разных видов, соревнующихся за одни и те же
11. Антагонизм связан с образованием простых веществ – кислот, спиртов, мочевины и др. В других случаях определяется
12. — форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из них (паразит) использует другого (хозяина)
13. В широком смысле симбиоз("symbiosis" - совместная жизнь) охватывает все формы тесного сожительства организмов разных видов, включая
14. Круговорот серы в синтрофной ассоциации бактерий, - способность двух или более видов бактерий осуществлять такой процесс,
15. (лат. соnsortium -соучастие, сотоварищество) - клетки двух видов объединены как бы в единый организм. В центре
16. Симбионты простейших © http://www.krugozors.ru/foto-pod-mikroskopom.html
17. Под эндоцитобиозом понимают развитие клеток определенных микроорганизмов внутри клеток других организмов. Иногда эндоцитобионты приносят хозяину более
18. Введение Симбиоз – не просто очень широко распространенное явление. Это магистральный путь эволюции, без которого прогрессивное
19. Взаимоотношения с амёбами Бактериальные клетки неоднократно обнаруживали в цитоплазме и ядрах амеб. Клетки простейших имеют характерное
20. Инфузории. Слева направо: парамеция (инфузория-туфелька), блефаризма, эвплотес, подофрия, инфузория-трубач Симбиотические бактерии часто обнаруживаются в цитоплазме и
21. Бактерии – паразиты простейших Бактерия Holospora obtusa – внутриядерный паразит инфузории Paramecium caudatum (рис. сверху) Вегетативные
22. В микронуклеусе P. caudatum могут находиться клетки голоспор (Holospora undulata), где они проходят закономерный цикл развития.
23. Паразитизм в тройственной системе Клетки простейшего Paramecium aurelia могут содержать или не содержать паразитическую бактерию Caedibacter
25. Скачать презентацию

Слайд 2

План лекции:
Синэкология
Типы экологических стратегий:
Генералисты
Специалисты
Виды симбиотических взаимоотношений
Симбиоз и антибиоз
Нейтрализм
Конкуренция
Антагонизм
Паразитизм и хищничество
Мутуализм
Примеры межбактериальных

взаимодействий
Бактерии и простейшие
Эндоцитобиоз
Взаимоотношения с амебами
Симбионты инфузорий
Паразитизм в простейших

Слайд 3

Определения
Синэкология – раздел экологии прокариот, изучающий взаимодействия микроорганизмов с различными формами

живого
Биотические факторы (или связи) – прямое или косвенное влияние жизнедеятельности одних живых организмов на другие
Сообщество организмов – совокупность организмов, находящихся вместе и имеющих систему связей между собой
Биоценоз – сообщество организмов различного уровня – животные, растения и микроорганизмы
Экосистема = биоценоз + физико-химические условия обитания
Закон Гаузе или принцип конкурентного исключения – два вида не могут устойчиво сосуществовать, если они занимают одну экологическую нишу

Слайд 4

Межбактериальные взаимодействия
© http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273615003521

Слайд 5

Георгий Гаузе(1910—1986) опубликовал в 1934г. монографию «Борьба за существование», где сформулировал

один из важнейших законов экологии или принцип конкурентного исключения:
два вида не могут устойчиво существовать в ограниченном пространстве, если численность обоих лимитирована одним жизненно важным ресурсом

Закон Гаузе

Г.Ф. Гаузе и М.Г. Бражникова

Слайд 6

Биопленкообразование

Слайд 7

Экологическая стратегия – способ взаимодействия организмов с окружающей средой.
Теория основных типов

экологических стратегий заключается в том, что различные организмы достигают преимуществ в борьбе за существование, используя один из видов экологической стратегии:
Организмы могут следовать r-стратегии, благодаря высокой удельной скорости роста при освоении нового субстрата r-стратеги быстро размножаются и получают преимущество, но в неблагоприятных условиях быстро отмирают.
К - стратегии, благодаря наиболее эффективному использованию субстрата, высокой конкурентноспособности и достижению высокой плотности популяции. При обилии пищи К-стратегии расходуют больше ресурсов на поддержание жизнеспособности, размножаются медленнее, но зато лучше сохраняются в неблагоприятных условиях.
L-стратегия реализуется у МО высокой приспособленностью к переживанию неблагоприятных условий.

Стратегии микроорганизмов

Слайд 8

Основные отличия r- и К-стратегий

Слайд 9

Формы взаимоотношений бактерий

Слайд 10

(лат. concurrere—сталкиваться) — взаимоотношения между организмами одного или разных видов, соревнующихся

за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних.
Конкуренция может быть пассивной—потребление ресурсов внешней среды, необходимых обоим организмам или активной—подавление одного другим в результате образования определенных продуктов обмена.
В микробиологии понятие конкуренции обычно распространяют лишь на взаимоотношения между микроорганизмами, хотя возможны конкурентные отношения между микро- и макроорганизмами, например почвенные микроорганизмы конкурируют с высшими растениями за элементы минерального питания.
В конкурентной борьбе организмы могут следовать различным стратегиям.

Конкуренция

Слайд 11

Антагонизм связан с образованием простых веществ – кислот, спиртов, мочевины и

др.
В других случаях определяется образованием сложных веществ, специфически (избирательно) воздействующих на «чужие» бактериальные клетки

Антагонизм

Пример антагонизма у микробов. Видна зона подавления роста стафилококка вокруг агарового блока с культурой актиномицета

Слайд 12

— форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из

них (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания или источника пищи, возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой

Паразитизм и хищничество

Bdellovibrio bacteriovorus -мелкие вибрионы диаметром 0,2 — 0,5 и длиной 0,5-1,4 мкм, прикрепляется к наружной мембране и проникает в периплазматическое пространство жертвы
Клетка жертвы раздувается и округляется, превращаясь в так называемый «бделлобласт»
Используя бактериальную клетку в качестве пищи Bdellovibrio bacteriovorus растет, но не делится – превращается в длинную спиральную клетку
Израсходовав запасы пищи она делится на множество коротких подвижных клеток, которые выходят наружу через оболочку жертвы

Слайд 13

В широком смысле симбиоз("symbiosis" - совместная жизнь)
охватывает все формы тесного

сожительства организмов разных видов, включая и паразитизм, который в этом случае называется антагонистическим симбиозом.
Основой для возникновения симбиоза могут быть трофические, пространственные и другие типы взаимоотношений. Один из партнеров системы или оба вместе приобретают возможность выигрыша в борьбе за существование.
Симбиоз бывает факультативным, когда каждый из организмов при отсутствии партнера может жить самостоятельно, и облигатным, когда один из организмов (или оба) оказывается в такой зависимости от другого, что самостоятельное существование невозможно.
Термин «симбиоз» впервые введён немецким ботаником А. де Бари (1879) в применении к лишайникам.

Симбиоз

Слайд 14

Круговорот серы в синтрофной ассоциации бактерий,
- способность двух или более видов

бактерий осуществлять такой процесс, который ни один из них не может по отдельности:

состоящей из зеленой фототрофной бактерии рода Chlorobium и Desulfuromonas acetoxidans, использующего элементарную серу в качестве окислителя. Для оптимального развития такой синтрофной культуры достаточно невысокой концентрации сероводорода. Накопление сероводорода неблагоприятно для Desulfuromonas.

Синтрофия

Слайд 15

(лат. соnsortium -соучастие, сотоварищество) - клетки двух видов объединены как

бы в единый организм.
В центре консорциума находится подвижная относительно крупная бактерия - Desulfotomaculum на ее поверхности клетки зеленой серобактерии Сhlorobium.
Фотосинтезирующие зеленые серобактерии снабжают центральную сульфатредуцирующую бактерию органическим веществом и окисленной серой,
Desulfotomaculum выделяя сероводород в микроценозе консорциума, снабжает фотосинтезирующую бактерию восстановителем.

Консорциум

Слайд 16

Слайд 17

Под эндоцитобиозом понимают развитие клеток определенных микроорганизмов внутри клеток других организмов.
Иногда

эндоцитобионты приносят хозяину более или менее значительный вред, то есть являются паразитами. В других случаях они полезны хозяину, иногда он без них не может существовать, тогда можно говорить о симбиозе.
В большинстве случаев эндоцитобионты в результате их адаптации к существованию в чужой клетке уже неспособны существовать вне ее, то есть являются облигатными (обязательными) паразитами или симбионтами.
В результате эндоцитобиоза (развития микроорганизмов внутри клеток других организмов) возрастает биоразнообразие, возникают организмы с новыми свойствами, иногда способные существовать в экстремальных условиях. Симбиотические бактерии явились родоначальниками хлоропластов и митохондрий эукариотической клетки.

Эндоцитобиоз

Слайд 18

Введение
Симбиоз – не просто очень широко распространенное явление. Это магистральный путь

эволюции, без которого прогрессивное развитие жизни на Земле было бы крайне затруднено, если вообще возможно.

Слайд 19

Взаимоотношения с амёбами
Бактериальные клетки неоднократно обнаруживали в цитоплазме и ядрах

амеб. Клетки простейших имеют характерное для эукариот строение, что определяет их способность к эндоцитозу – фитофагии и зоофагии.
У Amoeba proteus палочковидные бактерии расположены в вакуолях, различные клоны амебы могут быть снабжены симбионтами или лишены их. Американский ученый К. Джон сообщил о превращении бактерий, патогенных для этой амебы, в безвредных симбионтов.
В цитоплазме простейшего Pelomyxa palusrtis бактерии расположены вокруг ядра (показаны стрелками) в вакуолях, формирующих единую систему лакун и трубочек; предположительно выполняют функции митохондрий.

Слайд 20

Инфузории. Слева направо: парамеция (инфузория-туфелька), блефаризма, эвплотес, подофрия, инфузория-трубач
Симбиотические бактерии

часто обнаруживаются в цитоплазме и ядрах инфузорий. Хотя говорить здесь о симбиозе можно только условно, поскольку польза для животного неочевидна, а иногда бактерии наносят хозяину несомненный вред. Бактерии, заселяющие ядра инфузории туфельки, изучены и описаны еще в 1890 году учеником И.И. Мечникова - доктором В.В. Хавкиным. Они были названы Хавкиным голоспорами (Holospora) – внутриядерные симбионты. Это может быть примером паразитизма.

Симбионты инфузорий

Слайд 21

Бактерии – паразиты простейших
Бактерия Holospora obtusa – внутриядерный паразит инфузории Paramecium

caudatum (рис. сверху)
Вегетативные клетки длиной 1,5-2 мкм находятся в макронуклеусе (mac); делятся перетяжкой; достигают сотен копий (рис. посредине)
Некоторые из них превращаются в споры – неделящиеся поляризованные клетки длиной 15-18 мкм, которые поступают во внешнюю среду и заражают новые инфузории (рис. внизу)
Зараженные инфузории нормально делятся, но теряют способность вступать в половой процесс

Слайд 22

В микронуклеусе P. caudatum могут находиться клетки голоспор (Holospora undulata), где

они проходят закономерный цикл развития. Некоторые клетки, перестав делится, становятся значительно длиннее - до 12- 15 мкм - и несколько толще и через ряд промежуточных стадий превращаются в извитые, неподвижные и никогда не делящиеся клетки. Эти клетки служат для заражения инфузорий.
Микронуклеус зараженной парамеции содержит несколько сотен бактерий. Размеры зараженного микронуклеуса увеличиваются, но количество ДНК в нем уменьшается, иногда наблюдается полиморфизм микронуклеусов. Симбионты вызывают активизацию в норме неактивного микронуклеуса, в ядерной оболочке образуется большое число пор, хроматин диспергируется. Зараженные парамеции не обнаруживают признаков дегенерации и нормально делятся, но не вступают в половой процесс. Однако после освобождения от симбионтов способность к конъюгации восстанавливается.
При митотическом делении зараженного микронуклеуса часть симбионтов, попадает в дочерние микронуклеусы, но большое количество спор, ориентированных параллельно микротрубочкам веретена, остается в его центральной части. Остаточное тело оказывается в одной из дочерних клеток, где скоро разрушается, а до 200 спор выводится в окружающую среду. Споры заглатываются парамециями, попадают в пищеварительные вакуоли, а затем в микронуклеус.

Бактерии – паразиты простейших

Слайд 23

Паразитизм в тройственной системе
Клетки простейшего Paramecium aurelia могут содержать или не

содержать паразитическую бактерию Caedibacter (a).
Если встретятся инфузория с такими симбионтами и инфузория, их лишенная, то последняя этими симбионтами либо будет заражена, либо убита. Если это обычные вегетативные клетки бактерии, инфузория будет заражена, но она погибнет, если в этих бактериях активировались гены находящегося в них вирусного генома. Тогда бактерии перестают делиться, в них обнаруживаются вирусные частицы и крупные, преломляющие свет R-тела.
Часть популяции Сaedibacter всегда содержит так называемые R-тела (б) – скрученные белковые ленты, образуемые под контролем генов бактериофага. Для бактерий такая индукция летальна. Если простейшее заглатывает бактерию с R-телами, то в ее лизосоме лента раскручивается, протыкает мембрану и вызывает излитие содержимого лизосомы в цитоплазму. Следствие – гибель простейшего.
Если простейшее уже содержит эти бактерии, оно нечувствительно к такой инфекции.

Взаимодействия бактерий с различными формами жизни. Межбактериальные взаимодействия и отношения бактерии-простейшии

Содержание

ОпределенияСинэкология – раздел экологии прокариот, изучающий взаимодействия микроорганизмов с различными формами

Межбактериальные взаимодействия© http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0005273615003521

Георгий Гаузе(1910—1986) опубликовал в 1934г. монографию «Борьба за существование», где сформулировал

Биопленкообразование

Экологическая стратегия – способ взаимодействия организмов с окружающей средой. Теория основных типов

Основные отличия r- и К-стратегий

Формы взаимоотношений бактерий

(лат. concurrere—сталкиваться) — взаимоотношения между организмами одного или разных видов, соревнующихся

Антагонизм связан с образованием простых веществ – кислот, спиртов, мочевины и

— форма антагонистических взаимоотношений двух различных организмов, при которой один из

В широком смысле симбиоз("symbiosis" - совместная жизнь) охватывает все формы тесного

Круговорот серы в синтрофной ассоциации бактерий, - способность двух или более видов

(лат. соnsortium -соучастие, сотоварищество) - клетки двух видов объединены как

Симбионты простейших© http://www.krugozors.ru/foto-pod-mikroskopom.html

Под эндоцитобиозом понимают развитие клеток определенных микроорганизмов внутри клеток других организмов.Иногда

ВведениеСимбиоз – не просто очень широко распространенное явление. Это магистральный путь

Взаимоотношения с амёбами Бактериальные клетки неоднократно обнаруживали в цитоплазме и ядрах

Инфузории. Слева направо: парамеция (инфузория-туфелька), блефаризма, эвплотес, подофрия, инфузория-трубачСимбиотические бактерии

Бактерии – паразиты простейшихБактерия Holospora obtusa – внутриядерный паразит инфузории Paramecium