INTERAKCIJE IZMEĐU MIKROBNIH POPULACIJA
Mikroorganizmi ne postoje sami u prirodi već stupaju u raznovrsne interakcije. Sve te
interakcije između populacija mogu da budu korisne ili negativne za obe populacije ili za
samo jednu populaciju.
POZITIVNE INTERAKCIJE
KOMENSALIZAM
je asocijacija, gde jedna populacija ima koristi, a druga je indiferentna,
što znači da nema ni korist ni štetu. Naziv interakcije potiče od latinskih reči
cum
-sa i
mensa
-trpeza, u prevodu na naš jezik zajedno za stolom. U osnovi odnosa komensalizma
između populacija je produkcija faktora rasta. Neke mikrobne populacije produkuju i
ekskretuju faktore rasta, kao što 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 način obezbede hranu
(glukozu) za bakterije, koje ne mogu da degradiraju celulozu. Aerobne bakterije
respiratornom aktivnošću smanjuju u zemljištu koncentraciju kiseonika i na taj način
omogućavaju odvijanje anaerobnih procesa.
Leptothrix
može da redukuje koncentraciju
mangana u nekim sredinama i tako omogući rast nekih drugih mikrobnih populacija. Bez
aktivnosti
Leptothrix
vrsta, koncentracija mangana u toj sredini bi bila toksična 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 nađu zajedno izmešane populacije
E.coli
i
Enterococcus faecalis
i tada Enterococcus faecalis transformiše arginin do ornitina, a
E.coli
dalje do putrescina. Ovaj proces transformacije se ne može odvijati kada ove dve populacije
žive odvojeno.
Zahvaljujući komensalističkim i sinergističkim asocijacijama između mikrobnih populacija u
zemljištu, moguća je potpuna degradacija različitih pesticida i drugih toksičnih 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 označavaju kao
konzorcijum
.
MUTUALIZAM
(latinski
mutuus
-obostran) je forma interakcije u kojoj obe populacije
imaju koristi od zajedničkog života, što se označava kao simbioza. Populacije organizama
često u ovoj interakciji ne mogu samostalno da funkcionišu. Tako su na primer lišajevi
funkcionalno novi organizmi, gde se alge ili cijanobakterije nalaze u jednoj intimnoj
asocijaciji sa gljivama.
Mutualistički odnos se uspostavlja između azotofiksatora i celulolitskih mikroorganizama u
zemljištu. Azotofiksatori vrše fiksaciju atmosferskog azota, kojeg zatim predaju celulolitskim
mikroorganizmima, koji za uzvrat daju šećere koji nastaju u procesu razgradnje celuloze.
Podjednaku korist imaju mlečne bakterije i kvasci u kefirnim zrncima. Mlečne bakterije
(Lactobacillus caucasicus)
fermentišu laktozu do mlečne kiseline, koju kvasci
(Torula)
koriste kao izvor ugljenika. Kvasci sintetišu velike količine vitamina, a njihove uginule ćelije
služe kao izvor tih jedinjenja.
Interakcija lizogenog faga i bakterijske populacije može da se posmatra kao mutualizam. U
ovom odnosu fag živi u bakteriji, koristi metabolizam bakterije, a bakterija zahvaljujući
virusu, dobija neko novo svojstvo koje do tada nije imala. Mikroorganizmi mogu da
uspostavljaju simbiotske odnose i sa biljkama i životinjama. Dobar primer simbiotske
interakcije je mikoriza, zajednica između gljiva i biljaka.
Mutualistička asocijacija između mikroorganizama i životinja je jako važna za životinje, koje
se prvenstveno hrane biljnom hranom, a tu pritom mutualistički mikroorganizmi igraju
ključnu ulogu u obezbeđivanju nutritijenata za uspešan rast i razmnožavanje životinja. Tako
neke životinje imaju protozoe i bakterije, koje im pomažu u razlaganju celulozne biljne
hrane. Takođe, između nekih termita i gljiva u zemljištu se formiraju mutualistički odnosi.
Neke nove studije pokazuju da mutualističke asocijacije mogu da budu jednako važne i za
zaštitu domaćina od napada patogena. Tako,
Actinobacter
štite mrave, bube i ose od štetnih
mikroorganizama proizvodnjom antibiotika i drugih sekundarnih metabolita. Velika
sposobnost
actinobacteria
da iskoriste širok spektar izvora ugljenika i azota i njihov obiman
repertoar sekundarnih metabolita omogućio im je da formiraju simbioze. Tri ključna faktora
koja doprinose tome su njihova rasprostranjenost u zemljištu i prilagođenost na korišćenje
širokog spektra izvora ugljenika i azota, sposobnost preživljavanja 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 najširem smislu svodi na odnos “grabljivica - plen“. Vrlo je uska
granica između parazitizma i predatorstva, ali nasuprot predatorstvu, parazit živi stalno ili
povremeno na domaćinu ili u njegovoj unutrašnjosti, ne ubijajući ga momentalno. Takođe, za
razliku od parazitizma, odnos predatorstva je kratkotrajna interakcija. Ova interakcija je
ključna za funkcionisanje zemljišnih ekosistema. Iako je ova aktivnost štetna za veličinu
populacije plena, aktivnost preživelih utiče na predatore i veličinu populacije predatora i
plena.
Kao primer mogu poslužiti protozoe, koje se hrane bakterijama i nekim algama. Takođe,
neke gljive mogu da napadaju i razaraju neke nematode. Otkrićem
Bdellovibrio
bakterija
dokazano je da ova bakterija može da penetrira u periplazmatične prostore bakterije
domaćina, što dovodi do razaranja bakterije domaćina.
Bdellovibrio
je rasprostranjen u
zemljištu i otpadnim materijama i ima uticaj na sastav i broj bakterija u spoljašnjoj sredini.
PARAZITIZAM
je odnos u kome različiti mikroorganizmi mogu duže ili kraće vreme živeti
na račun domaćina, biljke, životinje ali i drugih mikroorganizma. Tako na primer neke gljive
(Cladosporium oxysporum
i
Gliocladium virens)
mogu da parazitiraju na gljivama koje
