Что такое симбиотрофы в биологии

Симбиотрофы

Фиксация молекулярного азота — один из процессов, определяющих биологическую продуктивность на нашей планете. Бактериальные удобрения для бобовых растений на основе симбиотрофных азотфиксаторов являются наиболее распространёнными биопрепаратами диазотрофов. Симбиотрофные клубеньковые бактерии обеспечивают фиксацию азота до 350 кг/га у люцерны на втором году вегетации, а также до 280 кг/га у сои и 70 кг/га у гороха.

Связанные понятия

Микробиологическими (или микробными) инокулянтами называют биопрепараты, содержащие живые культуры полезных для растений микроорганизмов. Биоинокулянты можно вносить непосредственно в почву, но более рационально проводить с их помощью предпосевную обработку семян. В зависимости от того, какие микроорганизмы входят в состав инокулянтов последние бывают бактериальными, грибными или комбинированными. В соответствии с предназначением, механизмом действия и биологическими особенностями инокулянты делятся.

В структуре наземных биоценозов значительную роль играет почвенная микрофлора. Микроорганизмы способствуют разложению мертвых органических веществ до минеральных, т. е. участвуют в процессе, без которого нормальное существование биоценозов было бы невозможным.

Арабиногалактáн — полисахарид, входящий в состав камедей покрытосеменных и некоторых голосеменных (в особенности его много в камеди лиственницы), также является исключительным компонентом клеточной стенки микобактерий.

Фитазы (мио-инозитол-1,2,3,4,5,6-гексакисфосфат-фосфогидролазы) – группа ферментов, относящихся к подклассу фосфатаз, осуществляющих высвобождение хотя бы одного фосфат-иона из молекулы фитиновой кислоты. В результате гидролиза фитиновой кислоты образуются низшие, т. е. содержащие менее шести остатков фосфорной кислоты, инозитолфосфаты, инозитол и неорганический фосфат, а также высвобождаются связанные с фитатами катионы.

Глиоксисомы — это специализированные пероксисомы, присущие растениям, а также нитевидным грибам. Особенно много глиоксисом в тканях прорастающих семян, которые содержат много растительных жиров.

Источник

Бактерии симбионты человека, животных и растений: примеры, питание, значение

Слово «симбионт» происходит от древнегреческого «совместная жизнь, сожительство» и обозначает различные живые организмы, поддерживающие существование друг друга. Процесс тесного и длительного сожительства разных видов живых организмов называют симбиозом.

Такие взаимоотношения между симбионтами успешны в том случае, если они приносят пользу всем участникам процесса и повышают их шансы на выживание. Яркий пример – бактерии-симбионты, живущие в кишечнике человека, без которых процесс пищеварения, а, следовательно, и наша жизнь были бы невозможны.

Бактерии-симбионты, живущие в кишечнике, потребляют остатки пищи, не усвоенной человеческим организмом. Также они снабжают организм витаминами и пдредотвращают чрезмерное распространение болезнетворных бактерий (кишечная палочка, энтерококки, бифидобактерии, лактобактерии и др.).

Симбионты в организме человека

В том случае, если симбиоз приносит пользу одному из «сожителей» и вредит другому, говорят о паразитизме. Например, блохи используют собаку как источник питания, поэтому они являются паразитами. Но собака вполне спокойно проживет и без блох, а вот блохи без собаки никак не обойдутся.

Мы привыкли считать, что бактерии – это плохо. Однако, как и люди, бактерии бывают всякие. Если избавить человека от всех микробов и бактерий, живущих в нем и на нем, то долго этот несчастный не протянет.

Связь человека с окружающим миром сложилась в процессе эволюции и представляет собой стройную систему взаимоотношений симбионтов. Без существования бактерий, вирусов, сапрофитов (утилизация отходов) и даже паразитов невозможно существование единой системы под названием «человек».

Бактерии-симбионты живут в нашем кишечнике, на слизистых, на коже и составляют так называемую нормальную микрофлору. Наши родные микроорганизмы:

В формировании нормальной микрофлоры человека принимают участие около 500 видов различных бактерий. Так, наличие в организме человека кишечной палочки (в определенных количествах) – непременное условие для переваривания лактозы. В свою очередь лактобактерии перерабатывают полученную лактозу и другие углеводы в молочную кислоту, участвуя в процессе получения энергии.

Где живут и чем питаются

Бактерии есть практически по всей длине желудочно-кишечного тракта, начиная от ротовой полости до прямой кишки. Но самые важные обитают именно в кишечнике. Здесь они вырабатывают ферменты и витамины, без которых процесс пищеварения попросту невозможен.

На каждом участке кишечника живут именно те микроорганизмы, которые приспособлены к определенным условиям обитания и содержанию питательных веществ. Например, в слепой кишке самой многочисленной группой являются бактерии, расщепляющие целлюлозу, что делает возможным переработку клетчатки.

Бактериям тонкого кишечника приходится выживать в довольно жестких условиях. Именно здесь находятся агрессивные вещества, смертельные для многих микроорганизмов. Например, соляная кислота, необходимая для пищеварения, убивает значительное количество микробов. Только несколько видов бактерий и дрожжей способны выжить в такой среде.

Кроме того, именно в тонком кишечнике процесс поглощения питательных веществ идет полным ходом. Это значит, что бактериям приходится сражаться за пищу с самим организмом. А еще сюда попадают не до конца обработанные вещества, не всегда пригодные для питания бактерий.

Тонкий кишечник связан с кровеносной и лимфатической системами, переносящими полученные питательные вещества. А нервная система по сигналу тонкого кишечника регулирует состав и количество гормонов, необходимых организму. То есть тонкий кишечник, благодаря своим симбионтам, является энергетической станцией и поставщиком питательных веществ.

В толстом кишечнике бактериям живется значительно привольней, поэтому их количество и видовое разнообразие гораздо больше. В толстый кишечник организм отправляет непереваренные остатки пищи и другие отходы (осколки до размеров молекул) для дальнейшего вывода наружу.

Что представляет опасность для бактерий-симбионтов?

Антибиотики – относительно недавнее изобретение человечества. Сложно подсчитать, сколько жизней было спасено благодаря этому открытию. Однако, как известно, за все нужно платить. Антибиотики уничтожают все бактерии, не делая различий на хороших и плохих.

Именно поэтому после приема антибиотиков микрофлора кишечника выглядит весьма печально. Это моментально сказывается не только на нашем пищеварении, но и сильно снижает иммунитет. То есть, получается, опасность подцепить следующее заболевание становится больше после приема лекарств, предназначенных защитить наше здоровье.

Ученые пытаются разрушить этот замкнутый круг, разрабатывая все новые, узконаправленные, препараты. Но долгие годы широкого использования антибиотиков привели к тому, что микрофлора человека становится все более слабой. А отсутствие или недостаточное количество бактерий-симбионтов влечет за собой целый букет хронических заболеваний: диабет, рак, ожирение и т.д.

Внутриклеточные симбионты

Не так уж и редко симбионты могут жить внутри клеток своего «хозяина». Если говорить о тех же водорослях, то их называют эндофитами. Они образуют эндосимбиозы, которые уже намного сложнее вышеописанных явлений. Между партнерами в этом случае уже образуются тесные, прочные и долговременные связи. Их главное отличие заключается в том, что выявляются такие симбионты-простейшие только в результате достаточно подробных и сложных цитологических исследований.

Важно! Ученые сравнительно давно доказали, что важнейшие клеточные органоиды – митохондрии у животных и хлоропласты у растений – образовались в незапамятные времена именно благодаря симбиотическим отношениям. Когда-то они были самостоятельными организмами.

В какой-то момент эти внутриклеточные симбионты перешли к полностью «оседлому» существованию внутри живой клетки, а затем и вовсе стали зависимыми от нее, передав управление своим геномом в ее ядро (частично). Так что можно смело заявлять о том, что все ныне известные формы жизни, которые стремятся к взаимовыгодному существованию, имеют все шансы когда-то стать единым целым с теми организмами, с которыми у них сегодня существуют партнерские отношения.

Как симбионты проникают внутрь клетки?

Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник – азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.

Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.

Таким образом, симбионты – это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.

Чем выгодно такое сосуществование?

Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. Сине-зеленые водоросли, которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.

Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами морских губок.

Симбионты в мире растений

Растения в своем стремлении выжить тоже не стесняются использовать симбионты. Например, хорошо известный лишайник, по сути, не является отдельным растением. Это симбиотическая система зеленых водорослей и грибов.

Но самым, пожалуй, ярким примером растительной симбиотической системы являются клубеньковые бактерии в союзе с растениями семейства бобовых.

Пример симбиоза

В воздухе, которым мы дышим, есть азот (аж 78% от общего объема). Этот химический элемент в обязательном порядке входит в состав белков и нуклеиновых кислот, а значит, жизненно необходим все живым организмам на Земле.

Человек и животные получают азот вместе с пищей, в основном из белков животного и растительного происхождения. Но откуда же берут азот растения?

Получать азот напрямую из атмосферного воздуха самостоятельно растения не умеют. В почве тоже есть азот, но, во-первых, его очень мало, во-вторых, значительная его часть содержится в органических соединениях, усваивать которые растения не в состоянии.

И вот здесь вступают в игру азотфиксирующие бактерии. Они умеют превращать органические соединения, содержащие азот, в минеральные (нитраты), доступные для питания растений.

Отдельное место в ряду азотфиксирующих бактерий занимают так называемые клубеньковые. Эти микроорганизмы-симбионты образуют клубеньки на корнях бобовых растений (клевера, люпина, гороха, вики). Клубеньковые бактерии связывают свободный атмосферный азот и доставляют его прямо к столу своего растительного хозяина.

Таким образом, с помощью клубеньков-симбионтов растения получают возможность получать азот, а микроорганизмы, в свою очередь, берут от растений питательные вещества (продукты углеводного обмена и минеральные соли) для собственного роста и развития.

Для успешного развития системы симбионтов (растение + микроорганизм) необходимы определенные условия:

В природных условиях встречаются клубеньковые бактерии различных видов, и не все они достаточно эффективны. Поэтому в сельском хозяйстве используют выведенные штаммы микроорганизмов, инфицируя ими бобовые растения, что приводит к увеличению урожая.

Однако в случае с бобовыми симбиоз – вынужденная необходимость. Если в почве будет достаточно азота (например, азотные удобрения), то клубеньковые бактерии потеряют для хозяина свою значимость, и их колонии будут разрушены самим растением.

Заключение

Итак, симбиоз – вещь важная, нужная и иногда жизненно необходимая. Симбионтные системы есть у высших животных, растений, грибов, бактерий, водорослей… Словом, практически везде. И мы не смогли бы не то что выжить, но даже появиться на свет, не создай природа такого мощного орудия для выживания, как система симбионтов.

Победить паразитов можно!

Сейчас действует льготная программа на бесплатную упаковку. Читать мнение экспертов.

Клубеньковые бактерии на корнях бобовых и других растений, значение в природе

Водоросли паразиты в аквариуме: примеры, описание и методы борьбы

Сенная палочка: описание бактерии, питание, значение для человека и растений

Грибы паразиты злаковых растений: представители, жизненный цикл

Грибы паразиты растений: представители, жизненный цикл развития

Паразиты – автотрофы, гетеротрофы или симбионты

Список литературы

Лучшие истории наших читателей

Тема: Во всех бедах виноваты паразиты!

От кого: Людмила С. ([email protected])

Кому: Администрации Noparasites.ru

Не так давно мое состояние здоровья ухудшилось. Начала чувствовать постоянную усталость, появились головные боли, лень и какая-то бесконечная апатия. С ЖКТ тоже появились проблемы: вздутие, понос, боли и неприятный запах изо рта.

Думала, что это из-за тяжелой работы и надеялась, что само все пройдет. Но с каждым днем мне становилось все хуже. Врачи тоже ничего толком сказать не могли. Вроде как все в норме, но я-то чувствую, что мой организм не здоров.

Решила обратиться в частную клинику. Тут мне посоветовали на ряду с общими анализами, сдать анализ на паразитов. Так вот в одном из анализов у меня обнаружили паразитов. По словам врачей – это были глисты, которые есть у 90% людей и заражен практически каждый, в большей или меньшей степени.

Мне назначили курс противопаразитных лекарств. Но результатов мне это не дало. Через неделю мне подруга прислала ссылку на одну статью, где какой-то врач паразитолог делился реальными советами по борьбе с паразитами. Эта статья буквально спасла мою жизнь. Я выполнила все советы, что там были и через пару дней мне стало гораздо лучше!

Улучшилось пищеварение, прошли головные боли и появилась та жизненная энергия, которой мне так не хватало. Для надежности, я еще раз сдала анализы и никаких паразитов не обнаружили!

Источник

Все о грибах-симбионтах

Грибы-симбионты вступают во взаимоотношения (симбиоз) с живыми организмами, чаще – растениями, обеспечивая тесное взаимовыгодное взаимодействие между участниками. Симбиотический процесс имеет большое значение в природе и активно используется человеком в сельскохозяйственной агротехнике.

Все о грибах-симбионтах

Особенности грибов-симбионтов

Они работают подобно естественному насосу, активно впитывают из грунтовых слоев воду и полезные вещества, получают взамен жизненно необходимые элементы и питаются углеводами, синтезированными растениями в процессе фотосинтеза.

Их особенность – избирательность в выборе хозяина. Некоторые разновидности образуют тесную взаимосвязь лишь с избранным хозяином и не способны существовать в симбиотической ассоциации с другими популяциями.

На симбиотический группу приходится большая доля аскомицетов, почти все трубчатые и порядка 35% пластинчатых видов.

У микоризных грибов в отсутствии хозяина жизнедеятельность не поддерживается и плодоношение не происходит. Без микоризы они некоторое время существуют и питаются в почвенных слоях, не образуя плодовых тел, но спустя какое-то время гибнут.

Место в природе

Благодаря таким свойствам, их используют:

Примеры представителей

К грибам-симбионтам относятся довольно известные представители. Их названия всем известны:

Есть ядовитые, вредные для здоровья человека, симбионты – поганки и мухоморы (они растут в любых лесах).

Суть процесса

В природе присутствуют многочисленные примеры взаимовыгодного симбиоза – когда путем тесного общения у участников процесса увеличиваются шансы на выживание.

Осуществляемые действия и производимые ими вещества чаще выступают для обоих незаменимыми и существенными для жизни. Однако симбиоз иногда проявляется и в иных формах, выгодных лишь грибам.

Все симбиотические процессы делят на две группы.

Существуют опасные для человека аиды-симбионты

Пример облигатного симбиотического процесса ярко просматривается на взаимосвязи растений с грибами:

Трутовики – разрушители деревьев, играют не смотря на свой паразитический образ жизни, важную роль в жизни леса, спасая его завалов отмерших тел деревьев.

В результате вот такой формы симбиоза на нашей планете появляются новые виды, способные выживать в уже новых условиях. Появляются они на основе наиболее жизнеспособных форм и свои особенности закрепляют в потомстве.

Какую пользу приносит

Когда симбиоз носит не паразитический характер, его роль в растительном и животном мире имеет положительную сторону и важен для сосуществования участников биоценоза.

Некоторые факты о симбионтах

Науке о симбионтах известны некоторые интересные факты. Так,

Подводим итоги

Источник

Симбиоз живых организмов в природе: определение, типы и примеры

Если у вашей кошки или собаки когда-либо были блохи, вы стали свидетелями симбиоза в действии. В этой статье вы узнаете о многих типах симбиоза в биологии и о том, как эти взаимоотношения между организмами могут оказывать положительное, отрицательное или нейтральное влияние на отдельные виды.

Что такое симбиоз в биологии?

Слово симбиоз буквально означает “жить вместе”, но когда мы используем слово симбиоз в биологии, мы действительно говорим о тесном, долгосрочном взаимодействии между двумя разными видами.

Существует много различных типов симбиотических отношений, которые встречаются в природе. Во многих случаях от взаимодействия выигрывают оба вида. Этот тип симбиоза называется мутуализмом. Одним из примеров мутуализма является взаимосвязь между деревьями акации бычерогой (Vachellia cornigera) и некоторыми видами муравьев. Каждое дерево акации бычерогой является домом для колонии жалящих муравьев.

В соответствии со своим названием, эти деревья имеют очень большие шипы, похожие на бычьи рога. Муравьи выдалбливают шипы и используют их в качестве укрытия. В дополнение к предоставлению убежища, акация также обеспечивает муравьев двумя источниками пищи. Одним из источников пищи является очень сладкий нектар, который сочится из дерева. Второй источник пищи – структуры на кончиках листьев, называемые тельцами Белта. Нектар и Бельтовы тельца обеспечивают муравье всем необходимым продовольствием.

Муравьи получают еду и кров, но что получает дерево? Довольно много! Муравьи очень территориальные и агрессивные насекомые. Они будут атаковать все и вся, что касается дерева – от кузнечиков и гусениц до оленей и людей. Они даже взбираются на соседние деревья, которые касаются их дерева и уничтожают всю ветвь, а также очищают растительность по периметру вокруг ствола акации.

Муравьи защищают дерево от растительноядных животных и удаляют конкурирующую растительность, поэтому акация получает большое преимущество от отношений с ними. В этом случае акация считается хозяином, потому что она является самым крупным организмом в симбиотических отношениях.

Микроорганизмы и Мутуализм

Поразительное количество мутуалистических отношений возникает между многоклеточными организмами и микроорганизмами. Термиты могут есть только древесину, потому что в их кишечнике есть мутуалистические простейшие и бактерии, которые помогают им переваривать целлюлозу.

В нашем собственном организме существуют сотни различных видов бактерий, которые живут в толстом кишечнике. Большинство из них мало изучены, но мы знаем много о кишечной палочке ( E. col ), которая является одной из нормальных бактерий, встречающихся в толстых кишечниках всех людей.

Люди обеспечивают E. coli едой и местом для жизни. В свою очередь, кишечная палочка производят витамин К, и затрудняет проникновение патогенных бактерий в наш кишечник. Пока доскональна неизвестно, участвуют ли другие бактерии нашего пищеварительного тракта в абсорбции или производстве витаминов, но все они препятствуют развитию патогенов внутри нас.

Паразитизм

А теперь представим, что патогенный микроорганизм все-таки сумел закрепится в толстом кишечнике человека. Хозяин служит местом обитания и пищей для бактерий, но бактерии, в свою очередь вызывают у хозяина болезнь. Это пример паразитизма или ассоциации между двумя различными видами, когда хозяину наносится вред. Не все паразиты вызывают заболевания. Вши, клещи, блохи и пиявки – все это примеры паразитов, которые обычно не вызывают болезнь напрямую, но они сосут кровь своего хозяина, и это причиняет некоторый вред, не говоря уже о дискомфорте.

Паразиты также могут выступать в роли переносчиков, которые передают болезнетворные патогены другим видам животных. Бактерии, вызывающие бубонную чуму, переносятся грызунами, например крысами. Затем бактерии чумы заражают блох, которые кусают крыс. Инфицированные блохи передают бактерии другим животным, которых они кусают, включая людей. В этом случае и блохи, и бактерии являются паразитами, но блохи также являются переносчиком, который передает болезнетворные бактерии от крысы к другим животным и человеку.

Комменсализм

Комменсализм – это взаимоотношения между двумя видами, когда один организм получает выгоду, не вредя, но и не принося пользы другому. Комменсализм иногда трудно доказать, так как в любых симбиотических отношениях вероятность того, что тесно связанный организм не оказывает никакого воздействия на другой организм, довольно маловероятна.

Но есть несколько примеров, когда комменсализм действительно существует. Например, египетская цапля (Bubulcus ibis) следует за
азиатским буйволом (Bubalus bubalis) и другими крупными травоядными млекопитающими. По мере движения через растительность, животные собирают на себе много насекомых, а цапли ловят и едят их. В этих отношениях цапля получает большую выгоду, но для травоядных нет никакой ощутимой пользы.

Некоторые биологи утверждают, что водоросли и усоногие ракообразные, прикрепляющиеся к черепахам и китам, имеют комменсалистические отношения с хозяевами. Другие утверждают, что их присутствие вызывает сопротивление хозяина, когда он движется в воде, и поэтому хозяин страдает, хотя и незначительно. В любом случае, маловероятно, что эти организмы сильно влияют на качество жизни хозяина, поэтому комменсализм, лучший способ описать такие отношения.

Аменсализм

Аменсализм – это ассоциация между двумя организмами разных видов, где один вид ингибируется или убивается, а другой не затрагивается. Аменсализм может осуществляться несколькими способами. Чаще всего, он происходит путем прямой конкуренции за природные ресурсы.

Например, есть небольшое деревце, которое пытается вырасти рядом с большим деревом, то зрелое дерево, скорее всего, вытеснит его в борьбе за ресурсы. Оно будет перехватывать большую часть света, а его зрелая корневая система будет гораздо лучше поглощать воду и питательные вещества, оставляя саженец в среде без достаточного количества света, воды или питательных веществ и нанося ему вред.

Однако, большое дерево не испытает вреда от присутствия молодого, так как оно не может преградить свет более высокорослому дереву, а количество воды и питательных веществ, которое оно способно поглотить настолько незначительно, что зрелое дерево не заметит разницу.

Подведение итогов

Давайте посмотрим. В биологии, симбиоз относится к близкому, долгосрочному взаимодействию между двумя различными видами. Но существует много различных типов симбиотических отношений:

Источник