Целлюлозоразрушающими бактериями и растительноядными животными

Целлюлозные микроорганизмы

Целлюлоза является одним из главных компонентов растительных остатков. Она играет огромную роль в почвенных процессах и формировании ее свойств.

Неудивительно поэтому, что микроорганизмам почвы, разрушающим клетчатку, посвящено большее количество исследований.

Целлюлоза разрушается в почве представителями разных систематических групп микроорганизмов. Можно наметить следующие основные группировки целлюлозных микроорганизмов:

  1. Высшие грибы
  2. Микроскопические грибы (в том числе микохитридиевые)
  3. Миксобактерии
  4. Аэробные бактерии (Cellvibrio, Cellulomonas и др.)
  5. Актиномицеты
  6. Анаэробные бактерии.

Высшие базидиальные грибы распространены в лесных массивах. В СССР они были основательно изучены Частухиным и Николаевской, исследовавшими распад лесного опада. Мы не затрагивали в своих экспериментах эту группу организмов.

Микроскопические грибы, разлагающие клетчатку, весьма разнообразны. Наиболее полно они были описаны в СССР Тепляковой. Наши наблюдения позволяют сделать вывод, что основная масса разлагающих клетчатку грибов медленно развивается и может жить в субстратах, относительно бедных дзотом. Этим объясняется то, что в мало плодородных почвах в составе группировки, разлагающей клетчатку, доминируют грибы. Наиболее часто встречаются представители родов Dematium, Phoma, Penicillium, Strachybotrys, Monotospora, Haplographium и т. д. В северных почвах, имеющих обычно кислую реакцию, среди разлагающих целлюлозу микроорганизмов доминируют грибы.

Существенно отличаются от остальных грибов этой группы представители рода Chaetomium, которые тяготеют к более плодородным и богатым доступным азотом почвам.

Следует отметить нахождение в почве микохитридиевых грибов, разлагающих клетчатку. Впервые это было обнаружено автором этой работы в 1937 г., который описал микохитридиевый гриб как Angiococcus cellulosae. Позднее Новогрудский и Теплякова установили правильное систематическое положение этого организма и дали ему наименование Rhizophlictis rosea.

Типичные миксобактерии, разлагающие клетчатку, были почти одновременно описаны А. А. Имшенецким и Е. Н. Мишустиным. Среди них были найдены представители рода.

К миксобактериям должна быть отнесена Cytophaga, не образующая типичных плодовых тел. Ее правильнее отнести к особому семейству Promyxobacteriaceae.

Бактерии рода Cytophaga размножаются в очень богатых почвах, особенно удобренных навозом. Эти микроорганизмы свойственны также навозно-компостным удобрениям.

Миксобактерии предпочитают нейтральную среду и поэтому южные почвы (черноземы, каштановые, сероземы) более богаты ими.

Из бактерий (класс Eubacteriae) в почвах наиболее часто обнаруживаются вибрионы (Cellvibrio), дающие зеленые, желтые и бесцветные колонии, быстро распространяющиеся на субстрате. Целлюлозным вибрионам свойственна высокая потребность в азотном питании. Они богато представлены в почвах с энергично протекающей нитрификацией и особенно удобренных минеральными азотными солями.

Практически во всех почвах имеются анаэробные целлюлозоразлагающие бактерии. Однако их распространение более подробно пока не изучено.

Целлюлозоразрушающие актиномицеты, как и вообще микроорганизмы этой систематической группы, плохо переносят низкое значение pH. Поэтому они лучше развиваются в нейтральных почвах, расположенных в южной зоне СССР (черноземы, каштановые почвы, сероземы и т. д.).

Все отмеченное приводит к мысли о том, что состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов отдельных зональных типов почв должен в достаточной мере различаться. Это вполне подтверждается полученными нами в течение многолетней работы данными. Впочвах севера целлюлозоразрушающая микрофлора крайне бедна и в основном представлена микроскопическими грибами. По мере движения к югу почвы не только обогащаются микроорганизмами, разлагающими целлюлозу, но и происходит изменение их группового состава, а именно увеличивается относительная численность бактерий и актиномицетов, а грибное микронаселение редуцируется. Исключением являются лишь целинные почвы Крайнего юга (сероземы и отчасти каштановые почвы), где летом из-за дефицита увлажнения размножение более влаголюбивых бактерий несколько угнетается и большая часть целлюлозоразрушающих микроорганизмов представлена ксерофитными грибами и актиномицетами. В период весеннего увлажнения здесь бывает много бактерий.

Более точно численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в почве может быть учтена методом, предложенным сотрудницей нашей лаборатории О. И. Пушкинской. При работе по данному методу поверхность агаризованной среды Гутчинсона, разлитой в чашки Петри, засевается разными разведениями почвенной суспензии. Затем поверхность зараженной среды покрывается кружками стерильной фильтровальной бумаги. При инкубировании в термостате на целлюлозе развиваются изолированные колонии микроорганизмов, которые могут быть подсчитаны.

Микроорганизмы, выросшие на клетчатке, легко подвергаются диагностике. Путем простого пересчета нетрудно затем высчитать, сколько зародышей целлюлозных микроорганизмов приходится на 1 г почвы.

Число зародышей микроорганизмов, разлагающих клетчатку, достигает нескольких тысяч в 1 г почвы. Наиболее богаты этими микроорганизмами черноземы. Относительная роль бактериальной флоры возрастает по мере движения от северных почв к южным. В почвах южной зоны более богато представлены миксобактерии, а также род Cellvibrio. Редуцируется роль микроскопических грибов, но вместе с тем чаще встречается род Chaetomium. Ясно, вырисовывается большее значение актиномицетов. В сероземах имеется много зародышей гриба Gliobotris.

Как уже отмечалось, в летний период времени некоторые почвы южной зоны (каштановые, сероземы и т. д.) пересыхают. Это подавляет в них развитие бактерий, до периода дождей.

На основании данных, полученных как методом Виноградского, так и Пушкинской, для целинных почв СССР может быть предложена следующая схема распространения некоторых целлюлозных микроорганизмов.

Несколько слов следует сказать о глубинном распространении аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов. По вполне понятной; причине микробиологический профиль чернозема более глубок, чем дерново-подзолистой почвы. Вместе с тем в обеих почвах отмечается одна и та же закономерность — с углублением в почву относительная численность грибов возрастаете бактерий уменьшается. Довольно глубоко в почве встречаются целлюлозоразлагающие актиномицеты, если они вообще свойственны данной почве.

Н. Н. Наплекова изучала целлюлозоразрушающие микроорганизмы большой серии почв Сибири. Она нашла, что активность этой группы микроорганизмов подвержена сезонным изменениям. Разложение целлюлозы подавлено в зимний период. Процесс усиливается в мае и достигает максимума в поздний летний и осенний периоды, когда в почву поступает свежий растительный опад.

Численность целлюлозных микробов в почвах Сибири увеличивается от подзолов к дерново-подзолистым почвам и далее к серым лесным почвам. В сухих степях число целлюлозных микробов уменьшается. Вообще же в южных почвах возрастает видовое разнообразие целлюлозных микробов, и большее значение приобретают актиномицеты, разлагающие клетчатку.

Окультуривание резко изменяет почву как среду обитания микроорганизмов. Это, конечно, влечет к перегруппировке состава почвенной микрофлоры вообще и целлюлозоразрушающих микроорганизмов в частности.

Влияние разных воздействий на состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов почвы хорошо иллюстрируется нашими опытами. Один из них был проведен с дерново-подзолистой

почвой Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. Здесь имелись делянки, которые в течение длительного времени (около 50 лет) получали разные удобрения. Одна из них ежегодно удобрялась полным набором минеральных удобрений (N60P90K30). Вторая один раз в три года удобрялась навозом (40 т/га). Контроль оставался без удобрений.

Аналогичный опыт был поставлен на черноземе Сумской опытной станции. Здесь — разные системы удобрений применялись в течение 20 лет.

Результаты получились практически тождественными. Минеральное и навозное удобрения сильно увеличили микронаселение почвы. Внесение минеральных удобрений резко стимулировало размножение Cellvibrio. Навозное удобрение особенно заметно сказалось на размножении Cytophaga. Грибы в удобренных почвах были подавлены, за исключением Chaetomium, представители этого рода лучше размножались в почвах, получивших удобрение.

Сильно действует на состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов кислых почв известкование. Так, в подзолистой почве, взятой под Москвой, явно доминировали грибы, причем особенно богато был представлен Stachibotrys. Известкование привело к сильному размножению целлюлозных бактерий, преимущественно видов Cellvibrio.

В приведенных примерах были взяты случаи влияния на микрофлору больших дозировок химических веществ. В практических условиях окультуривание почв связано с более мягкими на нее воздействиями ряда факторов, тем не менее существенно улучшающих режим почвы. Это вызывает также заметные сдвиги в составе целлюлозоразрушающих микроорганизмов почвы. опоставление этого материала с соответствующими показателями для целины позволяет сделать заключение о некоторых общих чертах влияния окультуривания на группировку разлагающих клетчатку микроорганизмов. Прежде всего отмечается увеличение их численности. Усиливается относительная роль целлюлозоразрушающих бактерий и уменьшается значение грибов. В окультуренных почвах чаще, чем в целинных, встречаются целлюлозные вибрионы и Cytophaga. В общем можно сделать заключение, что анализ состава целлюлозных микроорганизмов почвы может быть использован как один из диагностических признаков для суждения о ее плодородии.

В силу того, что потребность к условиям среды у разных целлюлозоразрушающих микроорганизмов неодинакова, для различных типов почв свойственны определенные группировки целлюлозоразрушающих микроорганизмов. На их состав большое влияние оказывает окультуривание почв.

Целлюлозоразрушающие микроорганизмы могут быть использованы как показатели плодородия почвы. В почвах низкого плодородия доминируют грибы. При улучшении питательного режима в почве их место занимают бактерии. При достаточно высоком уровне минерального азота в почве доминирующей группировкой становятся представители рода Cellvibrio, а в почвах, богатых органическим веществом, — виды Cytophaga.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник



Типы взаимодействия организмов в сообществах

Цель образовательная: Изучить типы взаимодействия организмов в сообществах.

Цель развивающая: формировать умения и навыки самостоятельной работы, выделять главное, анализировать, сопоставлять, устанавливать причинно-следственные связи.

Читайте:  Карельский зоозащитник рассказал об обязанностях владельцев животных

Цель воспитательная: формирование у студентов интеллектуальных и исследовательских навыков. Развитие внимания при прослушивании материала.

Междисциплинарные связи: география, биология, химия.

Внутридисциплинарные связи: ботаника, зоология.

Тип урока: комбинированный.

Метод проведения: лекция-беседа, самостоятельная работа.

Требования согласно программе:

  • Иметь представления о различных типах взаимодействия организмов.
  • Знать определения : “биогеоценоз”, “аменсализм”, “нейтрализм”, “мутуализм”, “комменсализм”, “хищничество”, “паразитизм”
  • Уметь объяснять различные виды взаимодействия организмов. Приводить примеры.

А. Наглядные пособия:

  1. Открытки с изображением растений, обладающих фитонцидными и бактерицидными свойствами;
  2. Живые растения или гербарный материал полыни, пижмы, тюльпана, нарцисса, черемухи, чеснока, грецкого ореха, табака, резеды, петрова креста.
  3. Рисунки насекомоядных растений.
  4. Рисунки насекомых: саранча, колорадский жук, тля, божья коровка, бабочка-капустница, непарный шелкопряд, пчела, шмель, муравей.

I. Проверка домашнего задания и опрос. (Приложение 1)

II. Существуют 6 видов взаимоотношений:

1) Аменсализм – взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого. Например, взаимоотношения ели и растений нижнего яруса. Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса.

Частным случаем аменсализма является аллелопатия (антибиоз) – влияние одного организма на другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя ее и делая непригодной для жизни другого. Аллелопатия распространена у растений, грибов и бактерий. Например, гриб пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий. Пеницилл (несовершенные грибы) используют для получения пенициллина. Это первый открытый в медицине антибиотик. В последнее время в понятие “аллелопатия” включают и положительное воздействие.

2) Нейтрализм – сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, лось и белка или бурундук или бобр не оказывают друг на друга значительных воздействий.

3) Мутуализм – это взаимовыгодное сосуществование. Мутуализм подразделяется:

а) Протокооперация – взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают все участники. Например, раки отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства.

Некоторые бесскелетные актинии ( морские анемоны ) сосуществуют вместе с раками-отшельниками, живя на их раковинах. Рак питается остатками добычи актинии, а взамен переносит её с места на место – в более удачные для охоты места. Другая актиния симбиотирует с рыбой-клоуном. Яркая рыбка, невосприимчивая к яду щупалец, завлекает врагов, а актиния хватает их и поедает. Кое-что перепадает и клоуну. Отдельные актинии доживают (в аквариумах) до 50–80лет.

б) Симбиоз – взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии. Целюллозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные, со своей стороны, предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т.д.

Симбиозом (мутуализмом) называется форма отношений между организмами двух разных видов, приносящая обоюдную пользу. Иногда симбиотические взаимооотношения настолько важны, что гибель одного организма неизбежно ведёт к гибели другого. В других случаях организмы способны существовать и отдельно друг от друга, правда, не столь успешно. Среди известных примеров симбиоза можно привести лишайники , симбиоз бактерий, переваривающих целлюлозу, и жвачных , взаимоотношения мурьвьев и тлей, которых они “пасут”, получая взамен сладкие продукты выделения, рыбы-“санитары” и птицы-“санитары”, уничтожающие паразитов на коже крупных млекопитающих и рыб. Важными примерами симбиоза является совместное существование грибов и деревьев, насекомых и цветковых растений.

4) Комменсализм – взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма:

Примером комменсализма является сосуществование некоторых мелких рыб с крупными актиниями. Рыбки нечувствительны к стрекательным нитям актинии и “подбирают” остатки пищи между щупальцами, а актинии невольно обеспечивают этим рыбкам защиту. Очень часто комменсалами являются бактерии и простейшие, живущие в кишечнике и на поверхности более крупных организмов.

5) Примером служат взаимоотношения крупных хищников и падальщиков. Падальщики, например гиены, шакалы питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками. Еще один пример это цапли, которые ищут себе пропитание на теле буйвола.

Хищничество – взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зайцы. Популяции, находящиеся на разных трофических уровнях, могут вступать во взаимоотношения хищник–жертва. Во многих случаях циклические колебания численности популяции хищника сдвинуты по фазе по отношению к колебаниям численности популяции жертвы. Это можно объяснить тем, что возрастание численности хищника приводит к резкому снижению численности жертвы, вслед за чем в результате голода уменьшается количество хищников. Это позволяет снова вырасти числу жертв, вслед за чем начинает расти количество хищников. Характерный период таких циклов обычно составляет несколько поколений. Однако хищник может переключиться на другой вид жертвы. Например, волки могут использовать в качестве пищи зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т.д.

Собачьи имеют острую морду, стоячие уши и длинный пушистый хвост. Около 30 видов, распространённых по всему земному шару, кроме Антарктиды. Питаются животной пищей, иногда падалью. Некоторые виды охотятся в одиночку, другие собираются стаей.

Собачьи приносят большую пользу, истребляя грызунов. Песец и лисица – ценные промысловые звери (пушнина); их разводят на зверофермах. Волк одомашнен, от него произошли все породы домашних собак . Волк и некоторые другие звери истребляют полезных (в том числе домашних) зверей и птиц; стаей могут нападать на человека.

Частным случаем хищничества является каннибализм – умерщвление и поедание себе подобных. Встречается, например, у крыс, бурых медведей.

6) Паразитизм – взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи.

Встречаются, однако, и ситуации, когда организм, обитающий на другом организме, приносит ему ощутимый вред. Такую форму сожительства называют паразитизмом . Паразит получает пищу либо из тканей хозяина, либо из переваренной им пищи. Паразиты могут разрушать ткани хозяина, выделять в его организм ядовитые вещества (продукты выделения паразитов, разложения остатков самих паразитов либо токсины). Некоторые паразиты живут в теле хозяина всю жизнь, другие попадают в него лишь на определённое время, необходимое, например, для размножения или роста. Некоторые паразиты вызывают гибель хозяина, другие способны существовать в теле хозяина долгое время, не причиняя ему серьёзного вреда.

Переход к паразитическому образу жизни обычно сопровождается дегенерацией. Утрачиваются органы пищеварения, органы чувств, теряется подвижность. У паразитов изменяется форма тела, развиваются разнообразные крючья и присоски. Жизненный цикл паразитов сопряжён с огромной смертностью; следствием этого является повышенная способность к размножению (иногда измеряемая в миллионах особей в год). К паразитам относятся многие болезнетворные бактерии и простейшие, некоторые грибы, вьющиеся лианы; паразитические формы имеются среди представителей большинства типов животных.

Источник

Типы взаимодействий организмов

Нажмите, чтобы узнать подробности

Рассмотрены типы взаимоотношений организмов. Приведены определения связей и примеры взамодействий организмов.

Просмотр содержимого документа
«Типы взаимодействий организмов»

Типы связей между организмами

Живые организмы определенным образом связаны друг с другом. Различают следующие типы связей между видами:

Наиболее важными являются трофические и топические связи, так как именно они удерживают организмы разных видов друг возле друга, объединяя их в сообщества.

Трофические связи возникают между видами, когда один вид питается другим: живыми особями, мертвыми остатками, продуктами жизнедеятельности. Трофическая связь может быть прямой и косвенной.

Прямая связь проявляется при питании львов живыми антилопами, гиен трупами зебр, жуков-навозников пометом крупных копытных и т. д.

Косвенная связь возникает при конкуренции разных видов за один пищевой ресурс.

Топические связи проявляются в изменении одним видом условий обитания другого вида. Например, под хвойным лесом, как правило, отсутствует травянистый покров.

Форические связи возникают, когда один вид участвует в распространении другого вида. Перенос животными семян, спор, пыльцы растений называется зоохория, а мелких особей — форезия.

Фабрические связи заключаются в том, что один вид использует для своих сооружений продукты выделения, мертвые остатки или даже живых особей другого вида. Например, птицы при постройке гнезд используют ветки деревьев, траву, пух и перья других птиц.

Типы отношений между организмами

Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия. Различают:

Нейтрализм — сожительство двух видов на одной территории, не имеющее для них ни положительных, ни отрицательных последствий. Например, белки и лоси не оказывают друг на друга значительных воздействий.

Протокооперация — взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства.

Мутуализм (облигатный симбиоз) — взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т.д.

Комменсализм — взаимоотношения, при которых один из партнеров получает пользу от сожительства, а другому присутствие первого безразлично. Различают две формы комменсализма: синойкия (квартирантство) и трофобиоз (нахлебничество). Примером синойкии являются взаимоотношения некоторых актиний и тропических рыбок. Тропические рыбки укрываются от нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки. Примером трофобиоза служат взаимоотношения крупных хищников и падальщиков. Падальщики, например гиены, грифы, шакалы, питаются останками жертв, убитых и частично съеденных крупными хищниками — львами.

Хищничество — взаимоотношения, при которых один из участников (хищник) умерщвляет другого (жертва) и использует его в качестве пищи. Например, волки и зайцы. Состояние популяции хищника тесно связано с состоянием популяции жертв. Однако при сокращении численности популяции одного вида жертв хищник переключается на другой вид. Например, волки могут использовать в качестве пищи зайцев, мышей, кабанов, косуль, лягушек, насекомых и т.д.

Частным случаем хищничества является каннибализм — умерщвление и поедание себе подобных. Встречается, например, у крыс, бурых медведей, человека.

Паразитизм — взаимоотношения, при которых паразит не убивает своего хозяина, а длительное время использует его как среду обитания и источник пищи. К паразитам относятся вирусы, патогенные бактерии, грибы, простейшие, паразитические черви и др. Различают облигатных и факультативных паразитов. Облигатные паразиты ведут исключительно паразитический образ жизни и вне организма хозяина либо погибают, либо находятся в неактивном состоянии (вирусы). Факультативные паразиты ведут паразитический образ жизни, но в случае необходимости могут нормально жить во внешней среде, вне организма хозяина (патогенные грибы и бактерии).

Конкуренция — взаимоотношения, при которых организмы соперничают друг с другом за одни и те же ресурсы внешней среды при недостатке последних. Организмы могут конкурировать за пищевые ресурсы, полового партнера, убежище, свет и т.д. Различают прямую и косвенную, внутривидовую и межвидовую конкуренции. Косвенная (пассивная) конкуренция — потребление ресурсов среды, необходимых обоим видам. Прямая (активная) конкуренция — подавление одного вида другим. Внутривидовая конкуренция — соперничество между особями одного вида. Межвидовая конкуренция возникает между особями разных, но экологически близких видов. Ее результатом может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо замещение популяцией одного вида популяции другого вида, который переселяется на другое место, переключается на другую пищу или вымирает.

Конкуренция приводит к естественному отбору в направлении увеличения экологических различий между конкурирующими видами и образованию ими разных экологических ниш.

Аменсализм — взаимоотношения, при которых один организм воздействует на другой и подавляет его жизнедеятельность, а сам не испытывает никаких отрицательных влияний со стороны подавляемого. Например, ель и растения нижнего яруса. Плотная крона ели препятствует проникновению солнечных лучей под полог леса и подавляет развитие растений нижнего яруса.

Частным случаем аменсализма является аллелопатия (антибиоз) — влияние одного организма на другой, при котором во внешнюю среду выделяются продукты жизнедеятельности одного организма, отравляя ее и делая непригодной для жизни другого. Аллелопатия распространена у растений, грибов, бактерий. Например, гриб-пеницилл продуцирует вещества, подавляющие жизнедеятельность бактерий. Пеницилл используют для получения пенициллина — первого открытого в медицине антибиотика. В последнее время в понятие «аллелопатия» включают и положительное воздействие.

В ходе эволюции и развития экосистем существует тенденция к уменьшению роли отрицательных взаимодействий за счет положительных, увеличивающих выживание обоих видов. Поэтому в зрелых экосистемах доля сильных отрицательных взаимодействий меньше, чем в молодых.

Характеристика типов взаимодействия между популяциями разных видов также приведена в таблице:

Источник

22. Типы взаимоотношений животных. Характеристика положительных взаимоотношений

Взаимоотношения организмов строится по принципу влияния, которое оказывают одни виды на другие в процессе взаимных контактов. Эти взаимоотношения можно обозначить математическими значками «+», «–», «0» (положительно, отрицательно, нейтрально). Воздействие одного вида на другой может быть положительным, отрицательным и нейтральным. При этом возможны разные комбинации типов воздействия. Различают:

  • нейтрализм, ни один из видов не оказывает влияния на другой;
  • протокооперацию, взаимодействие друг с другом полезно для обеих видов, но не является облигатным;
  • мутуализм, облигатное взаимодействие, полезное для обеих популяций;
  • комменсализм, вид комменсал (1) получает пользу от объединения с хозяином (2), для которого это объединение безразлично;
  • хищничество, особи хищника обычно больше особей добычи;
  • паразитизм, паразит обычно меньше, чем хозяин;
  • конкуренцию, прямое взаимное подавление обоих видов;
  • аменсализм, один вид подавляет другой, но сам не испытывает отрицательного влияния.

Типы 2—3 можно считать «положительными взаимодействиями», 4, 7, 8 — «отрицательными взаимодействиями», а типы 5 и 6 можно отнести к обеим группам.

Если взаимоотношения обоим партнерам выгодны, они обозначаются значками (+,+) и носят название симбиоза или мутуализма. Степень этих связей различна.

Мутуализм (облигатный симбиоз) — взаимовыгодное сожительство, когда либо один из партнеров, либо оба не могут существовать без сожителя. Например, травоядные копытные и целлюлозоразрушающие бактерии. Целлюлозоразрушающие бактерии обитают в желудке и кишечнике травоядных копытных. Они продуцируют ферменты, расщепляющие целлюлозу, поэтому обязательно нужны травоядным, у которых таких ферментов нет. Травоядные копытные со своей стороны предоставляют бактериям питательные вещества и среду обитания с оптимальной температурой, влажностью и т.д

В ряде случаев организмы настолько тесно связаны, что функционируют как единый организм. Например, лишайники, представляющие симбиоз гриба и водоросли. Водоросль поставляет грибу продукты фотосинтеза, а гриб для водоросли является поставщиком минеральных веществ и, кроме того, субстратом, на котором она живет. В то же время сожительство грибов с корнями растений (микориза) носит хотя и взаимовыгодные, но не в такой степени тесные взаимоотношения. Тип взаимовыгодных отношений широко распространен. Сюда относятся и микроорганизмы, населяющие пищеварительный тракт животных, способствуя усвоению пищи; и, в ряде случаев, травоядные животные. Установлено, что исключение поедания трав животными может иметь следствием оскудение растительных сообществ, снижение ими продуктивности и устойчивости. Даже умеренное объедание листьев древесных растений насекомыми или их гусеницами может быть положительным не только для животных, но и для растений.

К положительным воздействием одного вида на другой можно отнести протокооперацию (+,+). Протокооперация — взаимовыгодное, но не обязательное сосуществование организмов, пользу из которого извлекают все участники. Например, раки-отшельники и актинии. На раковине рака может поселяться коралловый полип актиния, который имеет стрекательные клетки, выделяющие яд. Актиния защищает рака от хищных рыб, а рак-отшельник, перемещаясь, способствует распространению актиний и увеличению их кормового пространства.

Менее распространенным типом взаимоотношений является комменсализм (франц. комменсал — сотрапезник) — отношения, положительные для одного и безразличные для другого партнера (+,0), его иногда делят:

  • на нахлебничество (трофобиоз), когда один организм поедает остатки пищи со «стола» другого (крупного) организма (например, акулы и сопровождающие их мелкие рыбы; львы и гиены),
  • квартиранство, или синойкию (греч. синойкос — сожительство), когда одни организмы используют другие как «квартиру», убежище.

Например, молодь некоторых морских рыб прячется под зонтик из щупалец медуз, или некоторые насекомые живут в норах животных, гнездах птиц, используя их только для укрытия. Примером синойкии также являются взаимоотношения некоторых актиний и тропических рыбок. Тропические рыбки укрываются от нападения хищников среди щупалец актиний, которые имеют стрекательные клетки.

Уважаемые друзья биологи!

Данный сайт я создавал не для заработка. Я на нем не размещаю никакой рекламы и делаю это не из-за этических соображений, а просто потому что биология пока тема не особо доходная. К тому же у меня есть другие проекты на которых я хорошо зарабатываю.

Наверное у вас возник вопрос, а зачем вообще мне все это нужно?

Я еще не так давно учился на биофаке и конечно же возлагал надежды на то, что после окончания буду работать по специальности и заниматься научно исследовательской работой. Однако в аспирантуру не поступил и работу биологом по специальности, которая нормально оплачивается не нашел. После провала вступительных экзаменов в аспирантуру я пошел получать второе высшее образование и теперь занимаюсь программированием.

На данный момент биология это моё хобби. Данный сайт можно назвать сайтом для своих. Если у вас есть идеи о том, как сделать данный проект более серьезным и более полезным вы можете написать мне.

Источник

Целлюлозные микроорганизмы

Целлюлоза является одним из главных компонентов растительных остатков. Она играет огромную роль в почвенных процессах и формировании ее свойств.

Неудивительно поэтому, что микроорганизмам почвы, разрушающим клетчатку, посвящено большее количество исследований.

Целлюлоза разрушается в почве представителями разных систематических групп микроорганизмов. Можно наметить следующие основные группировки целлюлозных микроорганизмов:

  1. Высшие грибы
  2. Микроскопические грибы (в том числе микохитридиевые)
  3. Миксобактерии
  4. Аэробные бактерии (Cellvibrio, Cellulomonas и др.)
  5. Актиномицеты
  6. Анаэробные бактерии.

Высшие базидиальные грибы распространены в лесных массивах. В СССР они были основательно изучены Частухиным и Николаевской, исследовавшими распад лесного опада. Мы не затрагивали в своих экспериментах эту группу организмов.

Микроскопические грибы, разлагающие клетчатку, весьма разнообразны. Наиболее полно они были описаны в СССР Тепляковой. Наши наблюдения позволяют сделать вывод, что основная масса разлагающих клетчатку грибов медленно развивается и может жить в субстратах, относительно бедных дзотом. Этим объясняется то, что в мало плодородных почвах в составе группировки, разлагающей клетчатку, доминируют грибы. Наиболее часто встречаются представители родов Dematium, Phoma, Penicillium, Strachybotrys, Monotospora, Haplographium и т. д. В северных почвах, имеющих обычно кислую реакцию, среди разлагающих целлюлозу микроорганизмов доминируют грибы.

Существенно отличаются от остальных грибов этой группы представители рода Chaetomium, которые тяготеют к более плодородным и богатым доступным азотом почвам.

Следует отметить нахождение в почве микохитридиевых грибов, разлагающих клетчатку. Впервые это было обнаружено автором этой работы в 1937 г., который описал микохитридиевый гриб как Angiococcus cellulosae. Позднее Новогрудский и Теплякова установили правильное систематическое положение этого организма и дали ему наименование Rhizophlictis rosea.

Типичные миксобактерии, разлагающие клетчатку, были почти одновременно описаны А. А. Имшенецким и Е. Н. Мишустиным. Среди них были найдены представители рода.

К миксобактериям должна быть отнесена Cytophaga, не образующая типичных плодовых тел. Ее правильнее отнести к особому семейству Promyxobacteriaceae.

Бактерии рода Cytophaga размножаются в очень богатых почвах, особенно удобренных навозом. Эти микроорганизмы свойственны также навозно-компостным удобрениям.

Миксобактерии предпочитают нейтральную среду и поэтому южные почвы (черноземы, каштановые, сероземы) более богаты ими.

Из бактерий (класс Eubacteriae) в почвах наиболее часто обнаруживаются вибрионы (Cellvibrio), дающие зеленые, желтые и бесцветные колонии, быстро распространяющиеся на субстрате. Целлюлозным вибрионам свойственна высокая потребность в азотном питании. Они богато представлены в почвах с энергично протекающей нитрификацией и особенно удобренных минеральными азотными солями.

Практически во всех почвах имеются анаэробные целлюлозоразлагающие бактерии. Однако их распространение более подробно пока не изучено.

Целлюлозоразрушающие актиномицеты, как и вообще микроорганизмы этой систематической группы, плохо переносят низкое значение pH. Поэтому они лучше развиваются в нейтральных почвах, расположенных в южной зоне СССР (черноземы, каштановые почвы, сероземы и т. д.).

Все отмеченное приводит к мысли о том, что состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов отдельных зональных типов почв должен в достаточной мере различаться. Это вполне подтверждается полученными нами в течение многолетней работы данными. Впочвах севера целлюлозоразрушающая микрофлора крайне бедна и в основном представлена микроскопическими грибами. По мере движения к югу почвы не только обогащаются микроорганизмами, разлагающими целлюлозу, но и происходит изменение их группового состава, а именно увеличивается относительная численность бактерий и актиномицетов, а грибное микронаселение редуцируется. Исключением являются лишь целинные почвы Крайнего юга (сероземы и отчасти каштановые почвы), где летом из-за дефицита увлажнения размножение более влаголюбивых бактерий несколько угнетается и большая часть целлюлозоразрушающих микроорганизмов представлена ксерофитными грибами и актиномицетами. В период весеннего увлажнения здесь бывает много бактерий.

Более точно численность целлюлозоразрушающих микроорганизмов в почве может быть учтена методом, предложенным сотрудницей нашей лаборатории О. И. Пушкинской. При работе по данному методу поверхность агаризованной среды Гутчинсона, разлитой в чашки Петри, засевается разными разведениями почвенной суспензии. Затем поверхность зараженной среды покрывается кружками стерильной фильтровальной бумаги. При инкубировании в термостате на целлюлозе развиваются изолированные колонии микроорганизмов, которые могут быть подсчитаны.

Микроорганизмы, выросшие на клетчатке, легко подвергаются диагностике. Путем простого пересчета нетрудно затем высчитать, сколько зародышей целлюлозных микроорганизмов приходится на 1 г почвы.

Число зародышей микроорганизмов, разлагающих клетчатку, достигает нескольких тысяч в 1 г почвы. Наиболее богаты этими микроорганизмами черноземы. Относительная роль бактериальной флоры возрастает по мере движения от северных почв к южным. В почвах южной зоны более богато представлены миксобактерии, а также род Cellvibrio. Редуцируется роль микроскопических грибов, но вместе с тем чаще встречается род Chaetomium. Ясно, вырисовывается большее значение актиномицетов. В сероземах имеется много зародышей гриба Gliobotris.

Как уже отмечалось, в летний период времени некоторые почвы южной зоны (каштановые, сероземы и т. д.) пересыхают. Это подавляет в них развитие бактерий, до периода дождей.

На основании данных, полученных как методом Виноградского, так и Пушкинской, для целинных почв СССР может быть предложена следующая схема распространения некоторых целлюлозных микроорганизмов.

Несколько слов следует сказать о глубинном распространении аэробных целлюлозоразрушающих микроорганизмов. По вполне понятной; причине микробиологический профиль чернозема более глубок, чем дерново-подзолистой почвы. Вместе с тем в обеих почвах отмечается одна и та же закономерность — с углублением в почву относительная численность грибов возрастаете бактерий уменьшается. Довольно глубоко в почве встречаются целлюлозоразлагающие актиномицеты, если они вообще свойственны данной почве.

Н. Н. Наплекова изучала целлюлозоразрушающие микроорганизмы большой серии почв Сибири. Она нашла, что активность этой группы микроорганизмов подвержена сезонным изменениям. Разложение целлюлозы подавлено в зимний период. Процесс усиливается в мае и достигает максимума в поздний летний и осенний периоды, когда в почву поступает свежий растительный опад.

Численность целлюлозных микробов в почвах Сибири увеличивается от подзолов к дерново-подзолистым почвам и далее к серым лесным почвам. В сухих степях число целлюлозных микробов уменьшается. Вообще же в южных почвах возрастает видовое разнообразие целлюлозных микробов, и большее значение приобретают актиномицеты, разлагающие клетчатку.

Окультуривание резко изменяет почву как среду обитания микроорганизмов. Это, конечно, влечет к перегруппировке состава почвенной микрофлоры вообще и целлюлозоразрушающих микроорганизмов в частности.

Влияние разных воздействий на состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов почвы хорошо иллюстрируется нашими опытами. Один из них был проведен с дерново-подзолистой

почвой Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. Здесь имелись делянки, которые в течение длительного времени (около 50 лет) получали разные удобрения. Одна из них ежегодно удобрялась полным набором минеральных удобрений (N60P90K30). Вторая один раз в три года удобрялась навозом (40 т/га). Контроль оставался без удобрений.

Аналогичный опыт был поставлен на черноземе Сумской опытной станции. Здесь — разные системы удобрений применялись в течение 20 лет.

Результаты получились практически тождественными. Минеральное и навозное удобрения сильно увеличили микронаселение почвы. Внесение минеральных удобрений резко стимулировало размножение Cellvibrio. Навозное удобрение особенно заметно сказалось на размножении Cytophaga. Грибы в удобренных почвах были подавлены, за исключением Chaetomium, представители этого рода лучше размножались в почвах, получивших удобрение.

Сильно действует на состав целлюлозоразрушающих микроорганизмов кислых почв известкование. Так, в подзолистой почве, взятой под Москвой, явно доминировали грибы, причем особенно богато был представлен Stachibotrys. Известкование привело к сильному размножению целлюлозных бактерий, преимущественно видов Cellvibrio.

В приведенных примерах были взяты случаи влияния на микрофлору больших дозировок химических веществ. В практических условиях окультуривание почв связано с более мягкими на нее воздействиями ряда факторов, тем не менее существенно улучшающих режим почвы. Это вызывает также заметные сдвиги в составе целлюлозоразрушающих микроорганизмов почвы. опоставление этого материала с соответствующими показателями для целины позволяет сделать заключение о некоторых общих чертах влияния окультуривания на группировку разлагающих клетчатку микроорганизмов. Прежде всего отмечается увеличение их численности. Усиливается относительная роль целлюлозоразрушающих бактерий и уменьшается значение грибов. В окультуренных почвах чаще, чем в целинных, встречаются целлюлозные вибрионы и Cytophaga. В общем можно сделать заключение, что анализ состава целлюлозных микроорганизмов почвы может быть использован как один из диагностических признаков для суждения о ее плодородии.

В силу того, что потребность к условиям среды у разных целлюлозоразрушающих микроорганизмов неодинакова, для различных типов почв свойственны определенные группировки целлюлозоразрушающих микроорганизмов. На их состав большое влияние оказывает окультуривание почв.

Целлюлозоразрушающие микроорганизмы могут быть использованы как показатели плодородия почвы. В почвах низкого плодородия доминируют грибы. При улучшении питательного режима в почве их место занимают бактерии. При достаточно высоком уровне минерального азота в почве доминирующей группировкой становятся представители рода Cellvibrio, а в почвах, богатых органическим веществом, — виды Cytophaga.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник