Симбиотические отношения

Рис. 2-11. Правдоподобная гипотеза о возникновении митохондрий в ходе эволюции. Эта гипотеза основана на поразительном сходстве многих биохимических и генетических свойств у бактерий и митохондрий эукариотических клеток. В процессе эволюции эукариотических клеток между клеткой-хозяином и проникшей в ее цитоплазму бактерией установились взаимовыгодные симбиотические отношения. В конечном счете эти цитоплазматические бактерии превратились в митохондрии.

Симбиоз — это совместное проживание в тесном взаимодействии двух или более организмов различного вида. Многие подобные ассоциации состоят из трех и более партнеров с совместным питанием. Существует три основных типа симбиотических отношений [c.295]

Среди бактериальных клеток к созданию искусственных ассоциаций с растительными клетками наиболее способны цианобактерии. Это может быть связано с тем, что они часто вступают в симбиотические отношения с другими организмами что древние цианобактерии, вероятно, участвовали в формировании растительных клеток в процессе эволюции что цианобактерии способны выделять в среду разнообразные вещества углеводы, аминокислоты, вещества гормональной природы и другие, которые могуг быть использованы культивируемыми клетками растений. Растительные клетки способны потреблять кислород, образующийся в процессе фотосинтеза цианобактерий, а цианобактерии потребляют диоксид углерода, вьщеляемый растительными клетками при дыхании. Кроме того, азотфиксирующие цианобактерии могут накапливать азот в почве и обеспечивать до 15 % потребностей [c.191]

Одним из основных факторов, лимитирующих развитие растений, является недостаточная обеспеченность соединениями азота. Только в некоторых почвах, например в черноземах, содержание подвижных азотных соединений может полностью удовлетворить потребности растений. В условиях дефицита азотного питания растения купаются в молекулярном азоте (N2), составляющем около 80 % атмосферы. Этот азот не может быть использован растениями непосредственно, ибо для его фиксации необходим фермент нитрогеназа, который у растений, как и других эукариот, отсутствует. Способностью фиксировать N2 обладают лишь некоторые прокариотические организмы, с которыми многие растения вступают в симбиотические отношения. Разработка генетики систем симбиотической азотфиксации является необходимым этапом для их направленного конструирования и широкого использования в сельском хозяйстве. [c.161]

Заключительный раздел этой главы, посвященной проблемам коммуникации, следует отнести к вопросу межвидового общения. Люди сталкиваются с такими трудностями при общении друг с другом, что, казалось бы, проблемы экологических взаимоотношений не особенно существенны для них. Однако если внимательно взглянуть на то, что можно рассматривать более широко как метаболические циклы в биосфере, то легко убедиться в важности этого аспекта биохимии. Достаточно представить себе, что возникновение эукариот связано, возможно, с установлением симбиотических отношений между двумя видами прокариот. Точно так же развитие высших растений может быть обусловлено симбиозом между водорослью и организмом, неспособным к фотосинтезу. [c.367]

Отношения между микроорганизмами также могут иметь различную форму, часто можно наблюдать пример симбиотических отношений. Так, в кефирных заквасках имеются дрожжи и молочнокислые бактерии. Бактерии продуцируют молочную кислоту, которая создает благоприятную для дрожжей кислую среду, а дрожжи обогащают ее витаминами, нужными молочнокислым бактериям. Иногда одна группа микробов использует продукты жизнедеятельности другой группы например, при биологической очистке сточных вод ЦБП, целлюлозные бактерии разлагают клетчатку мелких древесных волокон й образуют сахара и органические кислоты, а вслед за ними другие группы микроорганизмов, используя эти вещества в качестве источников питания окисляют их до углекислого газа и воды. [c.133]

Микроорганизмы и животные. Существует огромное множество симбиотических связей между микроорганизмами и животными. Лишь в некоторых случаях функция партнеров так же очевидна, как в случае с рубцом жвачных (разд. 14.1). При изучении симбиотических отношений, особенно у низших животных, включая простейших, возникает много трудных проблем. Главный вопрос нередко состоит в том, содержит ли кишечный тракт специфическое микробное сообщество, которое обеспечивает определенную защиту от патогенных микроорганизмов или выполняет специальную пищеварительную функцию. Из массы примеров мы остановимся лишь на некоторых. [c.513]

Гемофлагелляты (Haemoflagellata) являются возбудителями ряда самых страшных болезней человека. Трипаносомы (род Trypanosoma) проникают в клетки нервной системы, вызывая сонную болезнь. Некоторые жгутиковые находятся в симбиотических отношениях с другими организмами. Наиболее сложные из известных в настоящее время жгутиковых (рис. 1-7) обитают в пищеварительном тракте термитов и тараканов. В клетках этих простейших в свою очередь живут бактерии-симбионты, которые обеспечивают термитов ферментами, необходимыми для переваривания целлюлозы древесины. [c.45]

Симбиотические отношения приносят взаимную выгоду симбионтам. Совместный рост таких организмов протекает лучше, чем развитие их по отдельности. Примером симбиотических взаимоотношений является симбиоз зеленых водорослей и инфузорий. Водоросль, поселяясь внутри тела инфузории, использует энергию света для превращения СО2 в органические вещества, выделяя при этом кислород. Инфузория потребляет кислород для окисления органических веществ в процессе дыхания, образуя в итоге СОг- [c.69]

Симбиотические отношения, создающие благоприятные условия для каждого из участвующих организмов, могут включать более или менее широкий круг процессов или функций, свойственных партнерам, и могут быть связаны с большей или меньшей специализацией взаимодействующих организмов. Наиболее совершенные формы симбиоза такие, когда в результате сосуществования организмов получается единый организм, обладающий общим телом и единым обменом веществ. Примером такого симбиоза являются лишайники — организмы, состоящие из водоросли и гриба, полностью утратившие способность к раздельному существованию. [c.7]

Однако к настоящему времени накопилось большое количество мате- риалов, показывающих, что симбиотические отношения, нередко переходящие в паразитические, объединяют сплошь и рядом близко родственные формы, характеризующиеся сходным типом питания. [c.9]

Вместе с тем, как было показано выше, симбиотические отношения с большой легкостью могут принимать паразитический характер. На примере паразитических и симбиотических отношений, как и во многих других случаях, подтверждается формула Энгельса, данная им в Диалектике природы Взаимодействие мертвых тел природы включает гармонию и коллизию взаимодействие живых существ включает сознательное и бессознательное сотрудничество, а также сознательную и бессознательную борьбу. Следовательно, уже в области природы нельзя провозглашать только одностороннюю борьбу (1964, стр. 270). [c.24]

Из вероятных путей возникновения паразитизма нельзя исключить возможность превращения симбиотических отношений в отношения паразитические. Для симбиоза с высшим растением, так же как и для паразитизма, микроорганизм должен обладать способностью преодолевать защитные приспособления растения. Вполне реально возникновение симбиотических отношений в результате эволюции отношений паразитических. Однако не менее вероятен и противоположный путь развития. [c.28]

Интересный и, по-видимому, не столь уж редкий пример взаимодействия высшего растения с микроорганизмами представляет собой случай, когда в роли гетеротрофа выступает высшее зеленое растение. Сюда относятся орхидные, семена которых не способны прорастать в отсутствие строго специфических представителей грибной флоры. В большинстве случаев заражению этим грибом подвергаются лишь корешки проростков орхидных. В основе симбиотических отношений гриба с семенами орхидных лежит использование последними некоторых физиологически активных веществ, синтезируемых грибом. В частности, показано, что в среде, содержащей витамины группы В, семена орхидных способны прорастать и в стерильных условиях. [c.636]

В пользу рассмотренной выше точки зрения говорит тот факт, что симбиотические отношения суш,ествуют и между современными организмами. Так, в цитоплазме зеленой парамеции Parame ium bursa-ria) присутствует одноклеточная водоросль хлорелла ( lorella) обычное зеленое растеньице, которое может жить и самостоятельно. Вероятно, сожительство хлореллы с парамецией возникло случайно [28]. Биологи и биохимики сразу приняли симбиотическую теорию возникновения митохондрий. Однако Рафф и Малер выдвинули другую гипотезу, предположив, что митохондрии возникли скорее из мезосом-ных мембран, а ДНК в них происходит из внехромосомного генетического материала (из плазмид или эписом гл. 15, разд. Г.7), который часто встречается в клетках прокариот [30]. Этот вопрос так и остается открытым и широко обсуждается [30—-32]. [c.38]

Способностью к фиксации азота обладают самые разные бактерии, и многие из них в принципе могут использоваться как удобрения. Однако до тех пор, пока не будет показано, что бактериальные удобрения столь же эффективны, как и химические, вряд ли удастся преодолеть консерватизм производителей сельскохозяйственной продукции и изменить используемые в настоящее время подходы. Например, вторая по экономической значимости и по занимаемым площадям сельскохозяйственная культура в США — соя — формирует симбиотические отношения с бактерией Bradyrhizobium japoni um. В [c.307]

Рис. 2. Схема симбиотических отношений шести различных видов молочнокислых бактерий в камере для диализа с шестью отделениями (по Nurmikko, 1956)

Из всех бактерий, стимулирующих рост растений и уже использующихся в сельском хозяйстве, наиболее детально изучены члены семейства Rhizobium и Bradyrhizobium. Эти микроорганизмы вступают в сложные облигатные симбиотические отношения со строго определенными растениями. [c.327]

Микробиологические процессы в рубце жвачных животных. В рубце жвачных целлюлозу тоже расщепляют главным образом бактерии. Основными источниками углеводов для жвачных служат сено, солома и трава. В сухой траве примерно половину углеводов составляют фрук-тозаны и ксиланы и приблизительно столько же приходится на долю целлюлозы. Целлюлозные компоненты кормов были бы недоступны для использования, если бы у жвачных в процессе эволюции не возникли симбиотические отношения с микробами, способными расщеплять целлюлозу (рис. 14.1), [c.405]

Вступая в симбиотические отношения с растениями, штаммы Rhizobium стимулируют образование на их корнях клубеньков, где и происходит размножение этих бактерий и фиксация азота. Разумно бьию предположить, что, если с помощью методов генной инженерии удастся создать бактерии, способствующие образованию большего количества клубеньков, конкурентоспособность инокулирующих штаммов Rhizobium в борьбе за место на корнях растений-симбионтов повысится по сравнению со штаммами дикого типа. К сожалению, обнаружилось, что в образовании клубеньков участвует множество разных генов, и эта сложность затрудняет проведение соответствующих молекулярно-генетических экспериментов. [c.328]

Предположим, что у вас есть штамм Rhizobium japoni um, способный усваивать азот и вступаюший в симбиотические отношения с растениями сои. Какой подход вы использовали бы для идентификации кластера генов, кодирующих образование клубеньков, при условии, что у вас нет зонда для гибридизации с /го<У-генами [c.330]

Симбиотические отношения приносят взаимную выго- [c.69]

S.6. Улучшение симбиоза между бобовыми и Rhizobium Симбиотические отношения, приводящие к фиксации азота, [c.363]

Симбиотические отношения проявляются, если одни микроорганизмы благоприятствуют жизнедеятельности других. Так, некоторые водоросли находятся в симбиотических отношениях с простейшими. Метабиотические взаимоотношения заключаются в том что вещества, выделяющиеся микроорганизмами в процессе обмена веществ, используются другими микроорганизмами. Примером таких взаимоотношений является деятельность бактерий — минерализаторов. Органические кислоты, выделяющиеся при разложении целлюлозы целлюлозоразлагающими бактериями, служат питательными веществами для азотобактера. В свою очередь, удаление продуктов обмена веществ из окружающей среды благоприятствует жизнедеятельности целлюлозоразлагающих бактерий. В подобных взаимоотношениях находятся между собой бактерии — аммонификаторы, нитрозо- и нитробактерии. Аммиак, выделяющийся при разложении аминокислот, окисляется нитрозобактерия-ми до нитритов, которые под влиянием нитробактерий окисляются до нитратов. Между симбиозом и метабиотическими взаимоотношениями нельзя провести резкой границы. [c.225]

Симбиотические отношения, при которых хозяину наносится более или менее выраженный вред, существуют между самими микроорганизмами и между микробами, с одной стороны, и животными и растениями с другой. Мы уже останавливались на различных формах паразитизма, когда говорили, например, о бактерии Bdellovibrio ba teriovorus, паразитирующей на других бактериях (разд. 3.14) о риккетсиях и хламидиях- [c.515]

Среди актипомипетов и микобактерий имеются организмы, находящиеся в симбиотических отношениях с высшими растениями. Так, клубеньки на корнях ольхи образуются ири участии актиномицетов (возможно — микобактерий). Микобактерии были найдены в тканях и дрз гих растений. Некоторые исследователи высказывали предположение, что указанные [c.119]

Следующий тип фотосинтезирующих организмов — лишайники (ЫсЬепез) — является примером симбиотических отношений между двумя типами растений грибом (аскомицетом или в редких случаях базидио-мицетом) и водорослью (зеленой или сине-зеленой). За счет фотосинтеза водоросли обеспечивается углеродное питание лишайника, а за счет грибного компонента — оптимальный для водоросли водный режим и условия минерального питания. Последнее обуслов- [c.29]

Азотные удобрения стали очень дорогими из-за сокращения добычи ископаемого топлива, кроме того, в последнее время повышается общественно-политическая озабоченность возможностью химических загрязнений. Следовательно, внимание сейчас концентрируется на азотфиксации как альтернативе азотным удобрениям. Важность азотфиксации для сельского хозяйства привела к интенсивным исследованиям бактерий, способных вступать в симбиотические отношения с бобовыми растениями. Одними из таких бактерий являются бактерии рода Rhizobium, которые были выделены из корневых клубеньков различных видов бобовых, таких как горох, люпин, клевер, соя, люцерна. [c.275]

Более поздними исследованиями было обнаружено, что все виды Rhizobium, изолированные из клубеньков, очень напоминают друг друга, но обладают значительной специфичностью по отношению к хозяину. Например, бактерии, выделенные из люпина, не могут вызывать образование клубеньков у гороха, и наоборот. Однако виды Rhizobium, выделенные из гороха, будут формировать симбиотические отношения с чечевицей, кормовыми бобами и другими членами этой группы бобовых. Поэтому стало возможным классифицировать эти бактерии по кросс-инокулирующим группам в соответствии с их инфицирующей активностью. Бактерии, способные вызывать образование клубеньков у растений одной из этих групп, считаются одним видом Rhizobium sp. [c.276]

Мы не будем здесь останавливаться на различных типах симбиотических отношений, которые могут возникнуть еще на ранних стадиях эволюции. Некоторые из них также представляют собой один из исходов борьбы высшего растения с паразитом. Примером могут служить так называемые бессимптомные болезни, когда растению-хозяину настолько удается элиминировать вредоносность выделени микроорганизмов, что в нем не проявляются признаки поражения. [c.14]

Это верно, но ведь в данном месте их когда-то не было, а сейчас они есть, и эпидемиологическая обстановка зависит от их обезвреживания — время от времени случаются эпидемии холеры, дизентерии и т. п. — прямое микробиологическое 3arpjj3HenHe окружающей среды. Это вновь к вопросу о том, не опасно ли для очистки окружающей среды от загрязнений выпускать в эту среду микроорганизмы. А ведь мы их давно не только выпускаем в окружающую среду, но и используем в качестве продуктов питания — например, дрожжи в пивоварении, хлебопечении. Да и кроме дрожжей есть масса других микроорганизмов, жизненно необходимых для человека, животных, растений. Симбиотические отношения между ними и обеспечивают стабильность биосферы, без них она не могла бы существовать. Надо четко уяснить — микроорганизмы не просто полезны, они абсолютно необходимы для биосферы и нашего существования. И одна из возможностей, которую они нам приоткрыли в последнее десятилетие, — это эффективный способ борьбы с загрязнением окружающей среды. [c.117]

Своего рода симбиотические отношения могут устанавливаться и между высшими растениями. Еще античным ботаникам (Феоф-раст, Плиний Старший) было известно, что различные растения могут оказывать друг на друга сильное и разнохарактерное влияние. Издавна известно, что на плодовые растения действуют некоторые произрастающие рядом с ними травы. Известно также, что чертополох подавляет развитие овса. Euphorbia оказывает аналогичное воздействие на растения льна. Семена фиалки при совместном посеве с пшеницей не прорастают, тогда как в сочетании с семенами ржи семена фиалки прорастают на 100% (Токин, 1951). Нут благотворно действует на сизую горчицу и рыжик, но вместе с тем угнетает развитие клещевины, фасоли и бахчевых растений. Яровая пшеница, оказывая стимулирующее действие на бахчевые, угнетает коноплю, рыжик, горчицу и лен и не влияет на кунжут, сою и клещевину. Клен ясенелистный благоприятно влияет на посадки сосны и лиственницы и подавляет рост ясеня (Черно-бривенко, 1956). [c.11]

Характер взаимоотношений симбионтов не является стабильным. Изменение внешних условий может различно сказываться на каждом из партнеров, ослабляя одного и благоприятствуя другому. В результате симбиотические отношения могут переходить в паразитические. Так, например, клубеньковые бактерии и бобовые растения известны как типичные симбионты. Однако отношения между партнерами могут принимать различные формы, зависящие от физиологического состояния растения и микроорганизма. При ослабленности бактериальных клеток они, проникнув в корни растения, не развиваются в них, а подвергаются растворению. В этом случае растение выступает в роли паразита. Напротив, при ослаблении растения, например при недостаточном освещении, клубеньковые бактерии бурно размножаются, нанося определенный вред растению. При этом, как экспериментально показано Торнтоном (Thornton а. Hugh, 1934), бактерии, распространяющиеся по межклетникам, разрушают цитоплазму и клеточные ядра. При переходе бактерий к паразитизму клубеньки изменяют форму, остаются недоразвитыми и перестают фиксировать атмосферный азот. [c.14]

Аналогичное явление перехода симбиотических отношений в паразитические описано Дороховой (1955) для пшениц, произра-стаюш,их в Сибири, и микоризных грибов (относящихся в основном к видам Fusarium), заполняющих поверхностные клетки паренхимы коры первичных придаточных корней. При влажности почвы 45 % гриб оказывает на растение благоприятное воздействие. Повышение влажности до 60—80% активизирует деятельность микоризных грибов, которые проникают в центральный цилиндр и разрушают его, приобретая в этих условиях паразитические свойства. Напротив, снижение влажности почвы приводит к уменьшению количества микоризных грибов, частично зависящему от их переваривания клетками растения. [c.15]

Известно много случаев полусимбиотических и симбиотических отношений, которым не предшествовал паразитизм. Сюда относятся отношения между высшими автотрофными растениями типа упоминавшегося выше обмена метаболитами через корневую систему, отношения между растениями и почвенными микроорганизмами. Основой целого ряда симбиотических ассоциаций является, как [c.28]

Способность использовать разнообразные питательные вещества свойственна факультативным паразитам. Особенно выражено это свойство у полусапрофитов, которые не в состоянии входить в симбиотические отношения с живыми клетками высшего растения и распространяются лишь по тканям, предварительно убитым токсическими выделениями гриба. Факультативные паразиты образуют большое количество разнообразных экстрацеллюлярных ферментов, расщепляющих полимерные пластические вещества растений и переводящих тем самым эти вещества в усвояемую форму. [c.30]

Прямо противоположное значение приобретает устойчивость растительных тканей к токсину в случае заражения паразитами, питающимися за счет содержимого живых клеток (облигатные паразиты и некоторые факультативные паразиты, характеризующиеся высокой приспособленностью к обмену веществ растения-хозяина). В этом случае клетки, остающиеся живыми вопреки воздействию выделяемых паразитом веществ, являются хорошим субстратом для развития микроорганизма. Способность обезвреживать продукты метаболизма паразитического организма — одна из основ для установления своеобразных симбиотических отношений между партнерами, необходимых для успешного развития паразита по крайней мере на первых фазах заболевания. Следовательно, при контакте с паразитами, относящимися к группе облигатных или близких к ним, устойчивость растительных клеток к токсинам является признаком, характерным для неиммунных, восприимчивых к заболеванию форм растений. [c.214]

Симбиотические отношения, приводящие к фиксации азота,— это наиболее эффективный способ биологического образования аммиака, потребляемого сельскохозяйственными культурами. Влияя на них, мы сможем достичь значительного прогресса в использовании биологической фиксации азота для производства пищевых продуктов. Для расширения масштабов и эффективности систем фиксации азота необходимо глубже понять генетику бактерий Rhizobium, чтобы не зависеть столь сильно от природных систем симбиоза, а формировать их с участием любого желаемого вида растений, употребляемых в пищу. [c.363]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология