INTERAKCIJE IZMEU MIKROBNIH POPULACIJA

INTERAKCIJE IZMEU MIKROBNIH POPULACIJA

Mikroorganizmi ne postoje sami u prirodi ve stupaju u raznovrsne interakcije. Sve te interakcije izmeu populacija mogu da budu korisne ili negativne za obe populacije ili za samo jednu populaciju.

POZITIVNE INTERAKCIJEKOMENSALIZAM je asocijacija, gde jedna populacija ima koristi, a druga je indiferentna, to znai da nema ni korist ni tetu. Naziv interakcije potie od latinskih rei cum-sa i mensa-trpeza, u prevodu na na jezik zajedno za stolom. U osnovi odnosa komensalizma izmeu populacija je produkcija faktora rasta. Neke mikrobne populacije produkuju i ekskretuju faktore rasta, kao to su aminokiseline i vitamini. Na primer Flavobacterium brevis ekskretuje cistein, koji koristi Legionella pneumophilla u vodenoj sredini.

Neke gljive mogu da degradiraju celulozu do glukoze i da na taj nain obezbede hranu (glukozu) za bakterije, koje ne mogu da degradiraju celulozu. Aerobne bakterije respiratornom aktivnou smanjuju u zemljitu koncentraciju kiseonika i na taj nain omoguavaju odvijanje anaerobnih procesa. Leptothrix moe da redukuje koncentraciju mangana u nekim sredinama i tako omogui rast nekih drugih mikrobnih populacija. Bez aktivnosti Leptothrix vrsta, koncentracija mangana u toj sredini bi bila toksina za druge mikrobne populacije.SINERGIZAM je poseban oblik interakcije u kome intermedijerni produkti metabolizma jedne populacije predstavljaju neophodan supstrat za druge populacije. Tako se arginin konvertuje u putrescin samo kada se nau zajedno izmeane populacije E.coli i Enterococcus faecalis i tada Enterococcus faecalis transformie arginin do ornitina, a E.coli dalje do putrescina. Ovaj proces transformacije se ne moe odvijati kada ove dve populacije ive odvojeno.Zahvaljujui komensalistikim i sinergistikim asocijacijama izmeu mikrobnih populacija u zemljitu, mogua je potpuna degradacija razliitih pesticida i drugih toksinih jedinjenja. Na primer, Arthrobacter i Streptomyces populacije mogu zajedno da degradiraju organofosfatnog insekticida diazina, a odvojeno ovaj proces ne mogu da obavljaju. Danas se ove populacije oznaavaju kao konzorcijum.MUTUALIZAM (latinski mutuus-obostran) je forma interakcije u kojoj obe populacije imaju koristi od zajednikog ivota, to se oznaava kao simbioza. Populacije organizama esto u ovoj interakciji ne mogu samostalno da funkcioniu. Tako su na primer liajevi funkcionalno novi organizmi, gde se alge ili cijanobakterije nalaze u jednoj intimnoj asocijaciji sa gljivama.Mutualistiki odnos se uspostavlja izmeu azotofiksatora i celulolitskih mikroorganizama u zemljitu. Azotofiksatori vre fiksaciju atmosferskog azota, kojeg zatim predaju celulolitskim mikroorganizmima, koji za uzvrat daju eere koji nastaju u procesu razgradnje celuloze. Podjednaku korist imaju mlene bakterije i kvasci u kefirnim zrncima. Mlene bakterije (Lactobacillus caucasicus) fermentiu laktozu do mlene kiseline, koju kvasci (Torula) koriste kao izvor ugljenika. Kvasci sintetiu velike koliine vitamina, a njihove uginule elije slue kao izvor tih jedinjenja.

Interakcija lizogenog faga i bakterijske populacije moe da se posmatra kao mutualizam. U ovom odnosu fag ivi u bakteriji, koristi metabolizam bakterije, a bakterija zahvaljujui virusu, dobija neko novo svojstvo koje do tada nije imala. Mikroorganizmi mogu da uspostavljaju simbiotske odnose i sa biljkama i ivotinjama. Dobar primer simbiotske interakcije je mikoriza, zajednica izmeu gljiva i biljaka.Mutualistika asocijacija izmeu mikroorganizama i ivotinja je jako vana za ivotinje, koje se prvenstveno hrane biljnom hranom, a tu pritom mutualistiki mikroorganizmi igraju kljunu ulogu u obezbeivanju nutritijenata za uspean rast i razmnoavanje ivotinja. Tako neke ivotinje imaju protozoe i bakterije, koje im pomau u razlaganju celulozne biljne hrane. Takoe, izmeu nekih termita i gljiva u zemljitu se formiraju mutualistiki odnosi.

Neke nove studije pokazuju da mutualistike asocijacije mogu da budu jednako vane i za zatitu domaina od napada patogena. Tako, Actinobacter tite mrave, bube i ose od tetnih mikroorganizama proizvodnjom antibiotika i drugih sekundarnih metabolita. Velika sposobnost actinobacteria da iskoriste irok spektar izvora ugljenika i azota i njihov obiman repertoar sekundarnih metabolita omoguio im je da formiraju simbioze. Tri kljuna faktora koja doprinose tome su njihova rasprostranjenost u zemljitu i prilagoenost na korienje irokog spektra izvora ugljenika i azota, sposobnost preivljavanja u negostoljubljivoj sredini i sposobnost stvaranja sekundarnih metabolita sa svojstvima antibiotika. Kombinacije ovih karakteristika doprinose da actinobacter bude odbrambeni simbiont kod insekata.NEGATIVNE INTERAKCIJE

PREDATORSTVO se u najirem smislu svodi na odnos grabljivica - plen. Vrlo je uska granica izmeu parazitizma i predatorstva, ali nasuprot predatorstvu, parazit ivi stalno ili povremeno na domainu ili u njegovoj unutranjosti, ne ubijajui ga momentalno. Takoe, za razliku od parazitizma, odnos predatorstva je kratkotrajna interakcija. Ova interakcija je kljuna za funkcionisanje zemljinih ekosistema. Iako je ova aktivnost tetna za veliinu populacije plena, aktivnost preivelih utie na predatore i veliinu populacije predatora i plena.Kao primer mogu posluiti protozoe, koje se hrane bakterijama i nekim algama. Takoe, neke gljive mogu da napadaju i razaraju neke nematode. Otkriem Bdellovibrio bakterija dokazano je da ova bakterija moe da penetrira u periplazmatine prostore bakterije domaina, to dovodi do razaranja bakterije domaina. Bdellovibrio je rasprostranjen u zemljitu i otpadnim materijama i ima uticaj na sastav i broj bakterija u spoljanjoj sredini.PARAZITIZAM je odnos u kome razliiti mikroorganizmi mogu due ili krae vreme iveti na raun domaina, biljke, ivotinje ali i drugih mikroorganizma. Tako na primer neke gljive (Cladosporium oxysporum i Gliocladium virens) mogu da parazitiraju na gljivama koje izazivaju prakastu gare kod biljaka, to moe predstavljati osnovu za primenu ovih gljiva kao biokontrolnih agenasa.

KOMPETICIJA je aktivan odnos dve populacije, koje deluju jedna na drugu kroz aktivnu ili pasivnu konkurenciju. injenica je da je zemljite naseljeno razliitim vrstama mikroorganizama i to sugerie aktivnu kompeticiju izmeu nekih vrsta za raspoloivim hranljivim materijama. Ova interakcija se ostvaruje kada dve populacije koriste isti izvor hrane, pri emu moe doi do nie stope rasta.

Pri visokoj koncentraciji supstrata, konkurencija izmeu morske Spirillum i E.coli rezultira iskljuivanjem Spirillum iz konkurentske utakmice, dok niske koncentracije supstrata, dovode do iskljuivanja E.coli, to ukazuje da abiotiki spoljanji faktori, prisustvo nutritijenata, temperatura, pH vrednost, kiseonik, itd. u velikoj meri utiu na konkurentske odnose.

Kompeticija se javlja i izmeu predstavnika iste vrste, kao to je sluaj kod Rhizobium vrsta koje formiraju kvrice na korenu leguminoznih biljaka, tako da broj nodula zavisi od broja razliitih sojeva. Ukoliko ima vie razliitih sojeva, broj nodula e biti manji ali i efikasnost fiksacije manja nego ako je prisutan samo jedan soj.Amensalizam je odnos gde jedan organizam produkcijom inhibitornih jedinjenja inhibira rast i aktivnost drugog. Klasian primer je produkcija antibiotika od strane nekih mikroorganizama. Ali postoje i druge forme antagonizma. Neke gljive produkuju cijanide koji su jaki otrovi za druge organizme, a takoe neke alge mogu da produkuju antibakterijske

masne kiseline. Poznate su neke miksobakterije i streptomicete koje mogu da produkuju snaan litiki enzim koji moe da degradira elijski zid i druge zatitne slojeve oko bakterija. Degradirani elijski materijal kao i materije osloboene tokom lize predstavljaju hranu za miksobakterije i streptomicete. U rizosferi nekih biljaka uoava se smanjenje biljnih patogena kao rezultat amansalistikih odnosa i produkcije nekih antimikrobnih substanci, to predestavlja fenomen poznat kao biokontrolni agensi.