Взаимоотношения между микроорганизмами

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ МИКРООРГАНИЗМАМИ

микроорганизмами.

Материалы и оборудование: среда МПА; пипетки; микроскоп; микробиологическая петля; спиртовка; предметные стекла; покровные стекла; шпатель Дригальского; стерильные чашки Петри

Задачи.

1.Ознакомиться с типами взаимоотношений между микроорганизмами.

2.Изучить методы определения антагонистической активности.

Задание 1. Ознакомиться с типами взаимоотношений между микроорганизмами.

В естественных условиях микроорганизмы существуют в сложных ассоциациях, внутри которых складываются разнообразные взаимоотношения, определяющиеся, в первую очередь, физиолого-биохимическими особенностями членов ассоциаций, а также различного рода экологическими факторами. Взаимоотношения между микроорганизмами могут быть разделены на симбиотические (симбиоз, метабиоз, сателлитизм, синергизм) и конкурентные (антагонизм, паразитизм, хищничество).

Симбиоз – взаимоотношения микроорганизмов, при которых два или более вида микроорганизмов при совместном развитии создают для себя взаимовыгодные условия. Типичный пример таких взаимоотношений – совместное развитие аэробных и анаэробных

бактерий. В кефирных зернах одновременно развиваются молочнокислые бактерии и дрожжи, при этом молочнокислые бактерии, испытывающие потребность в витаминах, получают их в результате развития дрожжей, последние получают благоприятные условия для развития за счет подкисления среды.

В некоторых случаях симбиотические взаимоотношения приводят к формированию так называемого консорциума, в котором клетки объединены как бы в один организм. Примером симбиоза являются взаимоотношения цианобактерий и микроскопических грибов в лишайнике. Оба партнера лишайника способны к самостоятельному существованию, но в условиях чрезвычайного дефицита питательных веществ и крайних пределов увлажнения и высыхания, их ассоциация в лишайнике дает взаимный выигрыш. Польза, получаемая грибом от симбиоза в таких условиях, очевидна: он зависит от цианобактерии, как от источника органических питательных веществ. Кроме того, цианобактерии способны фиксировать атмосферный азот, который также используется грибом. Вклад гриба в ассоциацию состоит в том, что он облегчает поглощение воды и минеральных веществ, а также защищает фотосинтезирующего партнера от высыхания и избыточной интенсивности света.

При метабиозе продукты жизнедеятельности одного микроорганизма, содержащие значительное количество энергии, потребляются другими микроорганизмами в качестве питательногоматериала. Это почти всегда происходит при последовательном употреблении какого-либо субстрата. При использовании белковых субстратов в метабиозе последовательно могут принимать участие аммонификаторы, нитрификаторы и денитрификаторы. Газовая гангрена, например, обусловлена действием нескольких возбудителей из рода Clоstridium в ассоциации с различными аэробными бактериями, главным образом, стафилококками и стрептококками.

Разновидностью метабиоза является сателлитизм, для которого характерно, что одни микроорганизмы выделяют в среду ростовые вещества (аминокислоты, витамины и др.), стимулирующие развитие другого микроорганизма. При синергизме у членов микробной ассоциации взаимно повышается физиологическая активность за счет выделения продуктов, стимулирующих их развитие.

Помимо благоприятных взаимоотношений между микроорганизмами наблюдаются и такие, при которых один вид микроорганизмов полностью или частично подавляет рост и развитие других видов, т. е. между ними при их развитии наблюдается антагонизм. Причины, приводящие к антагонизму, разнообразны:

1.Антагонизм, складывающийся при совместном развитии разных видов, нуждающихся в одних и тех же питательных веществах. В этом случае преимущества будут у того микроорганизма, скорость роста которого выше скорости роста других. Так, при совместном высеве на питательный субстрат, необходимый одновременно для роста и эубактерий и актиномицетов, эубактерии будут развиваться быстрее.

2.Антагонизм, связанный с образованием микроорганизмами -органических кислот, спиртов, сидерофоров (флуоресцирующие водорастворимые пигменты) или других продуктов обмена, которые изменяют условия среды, делая ее непригодной для развития других микроорганизмов. В процессе смены микрофлоры свежего молока в нем содержатся как молочнокислые, так и гнилостные бактерии. Сначала они развиваются одинаково, но в результате размножения молочнокислых бактерий накапливается молочная кислота и молоко значительно подкисляется. В этих условиях наблюдается подавление роста, а затем и полная гибель гнилостных бактерий.

3. Антагонизм, связанный с образованием и выделением в окружающую среду антибиотических веществ (антибиотиков,бактериоцинов и др.)

Процесс хищничества состоит в том, что некоторые микроорганизмы разрушают клетки других видов микроорганизмов и используют их в качестве питательного субстрата. К числу микроорганизмов-хищниковотносят, главным образом, миксоформы (миксобактерии, миксомицеты).

Паразитизм характеризуется тем, что один вид микроорганизмов (паразит) поселяется в клетках другого (хозяина) и питается за его счет. Облигатные паразиты не могут развиваться в отсутствие хозяина. Бактерии - паразиты утратили способность синтезировать многие вещества; они получают их в готовом виде за счет своего хозяина.

Случаи паразитизма в мире микроорганизмов относительно редки. Так, бактерии Metallogenium, состоящие из тонких нитей, пропитанных окислами железа и марганца, часто паразитируют на клетках или колониях бактерий, водорослей, грибов.

Наиболее существенной формой конкурентных взаимоотношений, имеющей важное практическое использование, является образование микробами-продуцентамиспецифических продуктов обмена, угнетающих или полностью подавляющих развитие микроорганизмов других видов.

Задание 2. Освоить методы определения антагонистической активности микроорганизмов.

Для выделения микробов-антагонистов из естественных мест обитания применяют разнообразные методы. В основу большинства методов положен принцип выделения чистой культуры микроорганизма-продуцентаанти бактериального вещества и непосредственного его испытания по отношению к используемым тест-организмам.Микроорганизмы-продуценты выделяют из субстратов, где активно развиваются бактерии, дрожжи, мицелиальные грибы. Например, на поверхность питательной среды, предварительно засеянной тест-организмом,петлей наносят взвесь почвы. Через 48 – 72 часа инкубирования, формируются колонии и вокруг некоторых наблюдаются зоны задержки роста тест-организма.Такие колонии отбирают и исследуют далее.

При определении же антагонистической активности данного штамма основной принцип заключается в создании условий для совместного культивирования антагонистов на агаризованных или в жидких питательных средах. Существует множество методических приемов, обеспечивающих решение данной задачи.