Връзката между различните организми - симбиоза, тройна симбиоза растение, гъба, вирус -
Връзката между различните организми се изразява в своеобразни форми, обединени под общото наименование симбиоза (съжителство). Тези форми включват коменсализъм, метабиоза, мутуализъм, сателитизъм, синергизъм, вирофория и паразитизъм.
Симбиозата (от гръцки symbiosis, живеещи заедно) е съвместното дълготрайно съществуване на микроорганизми в дълголетни общности. Връзката, при която микроорганизмът пребивава извън клетките на гостоприемника (по-големия организъм), е известна като ектосимбиоза; когато са локализирани вътре в клетките - като ендосимбиоза.
Типични ектосимбиотични микроби са Escherichia coli, бактерии от родовете Bacteroides и Bifidobacterium, Proteus vulgaris и други представители на чревната микрофлора. Като пример за ендосимбиоза може да се разгледат плазмиди, които осигуряват например бактериална резистентност към лекарства. Симбиотичните връзки също се разделят според ползите, получени от всеки от партньорите.
Тройна симбиоза: растение, гъба, вирус
Удивителен пример за тройна симбиоза е открит от американски биолози, работещи в Националния парк Йелоустоун (САЩ), където устойчивата на топлина трева Dichanthelium lanuginosum расте на гореща почва близо до геотермални извори. По-рано беше установено, че невероятната устойчивост на това растение към високи температури по някакъв начин е свързана с гъбичките Curvularia protuberata, живеещи в тъканите му. Ако отглеждате растение и гъба отделно един от друг, тогава нито един организъм не може да издържи продължително нагряване над +38 ° C, но заедно те растат добре на почва с температура +65 ° C. Изследвайки тази удивителна симбиотична система, учените откриха, че тя има и трети задължителен участник - РНК-съдържащи вирус, който живее в клетките на гъбичките. Изследователите са изолирали не само вирусна РНК от гъбичките, но и самите вирусни частици, които изглеждат като топки с диаметър около 30 nm.
Учените решили да разберат дали откритият вирус има някакъв ефект върху връзката между гъбата и растението. За да направят това, те "лекуват" гъбата, като подлагат нейния мицел на сушене и замразяване при -80 ° C. Тази сурова процедура води до унищожаване на вирусните частици. Растенията без гъби, необходими за експериментите, бяха отгледани от семена, от които беше отстранена черупката и след това изплакнати за 10-15 минути в белина. След това растенията се заразяват (или не се заразяват) със симбиотична гъба чрез накапване на суспензия от гъбични спори върху тях от пипета. Оказа се, че гъбата, "излекувана" от вируса, не е в състояние да направи растението устойчиво на топлина. Растенията с тази гъба умират на гореща почва по абсолютно същия начин като растенията без гъбата.
Все пак беше необходимо да се уверим, че въпросът е точно във вируса, а не в някои странични ефекти от онези жестоки процедури, използвани при „лечението“ на гъбичките от вируса и освобождаването на растението от гъбичките. За целта „излекуваните“ гъби бяха повторно заразени с вируса, а тези повторно заразени гъбички на свой ред заразиха „излекуваните“ растения. Сега всичко беше наред: новосглобеният симбиотичен комплекс растеше перфектно върху гореща почва.
Накрая учените проведоха много смел експеримент, заразявайки съвсем различно растение с „гъбата, устойчива на топлина“, а именно обикновен домат. Взети са четири групи млади домати по 19 растения. Първата група беше заразена с "дива" форма на гъбата, съдържаща вируса; вторият - с гъбички, излекувани от вируса и след това повторно заразени; третата - гъба, лишена от вирус; четвъртият като цяло остана без гъби. Тогава почвата, в която тезидоматите се нагряват до +65 °C всеки ден в продължение на 10 часа, а температурата на почвата се поддържа на +26 °C през останалите 14 часа. След 14 дни 11 растения останаха живи в първата група, 10 във втората, 4 в третата и само 2 в четвъртата.
По този начин беше установено, че гъбата, заразена с вирус, е в състояние да повиши устойчивостта на топлина не само в естествения си гостоприемник, едносемеделното растение Dichanthelium lanuginosum, но и в несвързани растения, принадлежащи към класа на двусемеделните.
Всеки от отделите на човешкия храносмилателен тракт има характерен брой и набор от микроорганизми.
Техният брой в устната кухина, въпреки бактерицидните свойства на слюнката, е голям (10x7-10x8 клетки на 1 ml устна течност). Съдържанието на стомаха на здрав човек на празен стомах, поради бактерицидните свойства на стомашния сок, често е стерилно, но често се откриват сравнително голям брой микроорганизми (до 10x3 на 1 ml съдържание), погълнати със слюнка. Приблизително еднакъв брой от тях в дванадесетопръстника и началната част на йеюнума. В съдържанието на илеума редовно се откриват микроорганизми, като средният им брой е 10x6 на 1 ml съдържание. В съдържанието на дебелото черво броят на бактериите е максимален, а 1 g изпражнения на здрав човек съдържа 10 милиарда или повече микроорганизми.
При здрави индивиди в червата повечето микроорганизми са представители на т. нар. облигатна микрофлора - бифидобактерии, лактобацили, непатогенна ешерихия коли и др. 92-95% от чревната микрофлора се състои от облигатни анаероби.
По този начин, поради анаеробни условия при здрав човек, анаеробните бактерии преобладават (96-98%) в състава на нормалната микрофлора в дебелото черво:
бактероиди (особено Bacteroidesкрехък),
анаеробни млечнокисели бактерии (напр. Bifidumbacterium),
клостридии (Clostridium perfringens),
И само 14% от микрофлората са аеробни и факултативно анаеробни микроорганизми:
грам-отрицателни колиформни бактерии (предимно Escherichia coli - E.Coli), ентерококи,
гъби от рода Candida,
някои видове спирохети, микобактерии, микоплазми, протозои и вируси.
Микрофлора на кожата. Микроорганизмите обитават предимно участъци от кожата, покрити с косми и навлажнени с пот. На участъци от кожата, покрити с косми, има около 1,5-106 клетки/cm. Някои видове са ограничени в строго определени райони.
Микрофлората на дихателните органи. Горните дихателни пътища носят голямо микробно натоварване – те са анатомично пригодени за отлагане на бактерии от издишания въздух. В допълнение към обичайните нехемолитични и виридесцентни стрептококи, непатогенни Neisseria, стафилококи и ентеробактерии, менингококи, пиогенни стрептококи и пневмококи могат да бъдат открити в назофаринкса. Горните дихателни пътища при новородени обикновено са стерилни.
Микрофлора на пикочно-половата система. По-оскъдна е микробната биоценоза на органите на пикочно-половата система. Горните пикочни пътища обикновено са стерилни; в долните части доминират Staphylococcus epidermidis, нехемолитични стрептококи, дифтероиди; често се изолират гъби от родовете Candida, Toluropsis и Geotrichum. Външните участъци са доминирани от Mycobacterium smegmatis. Основният обитател на вагината е B. vaginale vulgare, който има изразен антагонизъм към други микроби. При физиологично състояние на пикочно-половата система микрофлората се намира само във външните им отдели (стрептококи, млечнокисели бактерии). Нормални матка, яйчници, тестиси, пикочен мехурстерилен.