Взаимоотношение микроорганизмов с растениями реферат

Обновлено: 04.07.2024

В природе каждый живой организм живёт не изолированно. Его окружает множество других представителей живой природы. И все они взаимодействуют друг с другом. Взаимодействия между организмами, а также влияния их на условия жизни представляют собой совокупность биотических факторов.

Возможны следующие виды влияний одних организмов на другие:

· Положительное (+) - один организм получает пользу за счёт другого.

· Отрицательное (?) - организму причиняется вред из-за другого.

· Нейтральное (0) - другой никак не влияет на организм.

Таким образом, возможны следующие варианты отношений между двумя организмами по типу влияния их друг на друга:

Мутуализм - в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике)

Протокооперация - форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения)

Комменсализм - одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы ни вреда.

Сожительство - один организм использует другого (или его жилище) в качестве места проживания, не причиняя последнему вреда.

Нахлебничество - один организм питается остатками пищи другого.

Нейтрализм - обе популяции никак не влияют друг на друга.

Аменсализм, антибиоз - одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает отрицательного влияния.

Паразитизм - симбиоз организмов, при котором один (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой.

Хищничество - явление, при котором один организм питается органами и тканями другого, при этом не наблюдается симбиотических отношений.

Конкуренция - обе популяции отрицательно влияют друг на друга.

В реферате я рассмотрю симбиотические взаимодействия.

1. Симбиоз

В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза. От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений (зачастую орхидеи), чью пыльцу может распространять лишь один, определённый вид насекомых. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз - промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.

Муравьи Irisomyrmex и растение Myrmecodia извлекают пользу от симбиозных отношений. Муравьи питаются сахарным нектаром этого растения, который вырабатывается в нектарниках (1), что развиваются у основания цветка (2) после того, как опадут лепестки и чашелистики. Растение потребляет жизненно важные минералы из дефекации муравьев и их отходов (3). которые всасываются через бородавчатую внутреннюю поверхность полостей (4). Это растение является эпифитом, растущим на деревьях в отдаленных тропических лесах, где почвы часто бедны питательными веществами. Минеральные питательные вещества, обеспечиваемые муравьями, дополняют скудный рацион растений. По мере роста растения его стебель увеличивается и увеличиваются полости, в которые проникают муравьи (5). Эти полости не связаны между собой, а имеют отдельные выходы наружу (6), потому целая колония муравьев вскоре может разместиться в таком растении.

Форму симбиоза приобретают взаимоотношения при питании муравьёв сахаристыми выделениями гусениц бабочки - голубянки. Муравьи защищают этих гусениц от хищников и паразитов, а гусеницы перед окукливанием зарываются в муравейник. Аналогичные отношения отмечаются у многих муравьёв и тли: муравьи защищают тлю от врагов, а сами питаются их выделениями.

В более широком научном понимании симбиоз представляет собой любую форму взаимодействия между организмами разных видов, в том числе паразитизм - отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту. Обоюдно выгодный вид симбиоза называют мутуализмом. Комменсализмом называют отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту, а аменсализмом - отношения, вредные одному, но безразличные другому.

2. Мутуализм

Мутуализм - взаимополезное сожительство, когда присутствие партнера становится обязательным условием существования каждого из них. Примером служит сожительство клубеньковых бактерий и бобовых растений, которые могут совместно жить на почвах, бедных азотом, и обогащать им почву.

Самая тесная форма мутуализма - когда один организм живет внутри другого. Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных. Коровы, как и человек, не способны переварить целлюлозу - вещество, которое в большом количестве содержится в растениях. Но у жвачных животных есть особый орган - рубец. Он представляет собой полость, в которой живет множество микробов. Растительная пища, после того как животное ее прожевало, попадает в рубец, и там эти микробы разрушают целлюлозу. (Животное может отрыгнуть и вновь прожевать частично расщепленную пищу - именно этим и занимаются коровы, когда пережевывают свою жвачку.) Рубец коровы - это замкнутая микроэкосистема, образованная множеством различных микроорганизмов, задача которых состоит в переваривании целлюлозы для своего хозяина. Аналогично корневая система высших растений образована переплетением корневой ткани и грибных нитей, так что грибы снабжают растение минеральными веществами.

В животном мире пример наиболее совершённого симбиоза дают термиты, пищеварительный тракт которых служит приютом для жгутиковых или бактерий. Благодаря симбиозу, термиты в состоянии переварить древесину, а микроорганизмы получают убежище, вне которого они существовать не способны.

Взаимовыгодные связи могут формироваться на основе поведенческих реакций, например, как у птиц, совмещающих собственное питание с распространением семян. Иногда виды - мутуалисты вступают в тесное физическое взаимодействие, как при образовании микоризы (грибокорня) между грибами и растениями. Долгое время было непонятно, относить ли лишайники к грибам или к водорослям. Оказалось, что лишайник - это симбиотическая система гриба и водоросли, функциональная и морфологическая связь которых настолько тесна, что их можно рассматривать как особого рода организм, не похожий ни на один из слагающих его компонентов. Поэтому лишайники обычно классифицируют не как симбиозы двух видов, а как отдельные виды живых организмов. Водоросль поставляет грибу продукты фотосинтеза, а гриб, будучи редуцентом, поставляет для водоросли минеральные вещества и, кроме того, является субстратом, на котором она живет. Это позволяет существовать лишайникам в крайне суровых условиях.

Рыба-клоун живет вблизи актиний. В случае угрозы рыба находит убежище в щупальцах актиний. При этом рыбы-клоуны отгоняют других рыб, которые любят полакомиться актиниями. Таким образом, оба организма получают взаимную выгоду от этого соседства. Разновидность такого вида мутуализма - когда один вид кормит другой: например, человек выращивает сельскохозяйственные растения и рогатый скот; муравьи выращивают грибы.

Вступление в мутуалистические отношения может расширять экологические возможности вида-участника. Так, грибы, не вошедшие в состав лишайника (симбиотического организма, состоящего из гриба и водоросли), занимают ограниченный диапазон местообитаний, либо являясь паразитами растений или животных, либо разлагая отмершую органику. Объединение с водорослью открывает перед грибом новые возможности по выбору субстрата и климатических условий. Тесный контакт видов при мутуализме вызывает их совместную эволюцию. Характерным примером служат взаимные приспособления, которые сформировались у цветковых растений и их опылителей. Часто виды - мутуалисты совместно расселяются.

3. Протокооперация

Протокооперация (гр. протос - первый, лат. cooperatio - сотрудничество) относится к факультативным (необязательным) взаимодействиям, поскольку оба партнера могут существовать друг без друга. Примерами протокооперации служат: симбиоз актинии и рака-отшельника, симбиоз между человеком и обитающими в его кишечнике непатогенными бактериями, наличие сходной предостерегающей окраски у разных защищенных видов насекомых, например, черно-желто-полосатая окраска тела ос, пчел и шмелей (мюллеровская мимикрия).

Эти отношения взаимовыгодны для обоих партнеров. Подобные ассоциации между разными видами очень распространены в природе и играют крайне важную роль в эволюции разрозненного сообщества живых организмов в целостную надсистему вплоть до единого живого организма. Именно в этих отношениях формируется наибольшее количество синергетических эффектов, перерастающих в конечном итоге в ярко выраженные эмерджентные свойства надсистемы.

Случаи мутуализма чаще всего встречаются у организмов именно с разными потребностями. Очень часто, например, такие отношения возникают между автотрофами и гетеротрофами. При этом они как бы взаимодополняют друг друга. То есть в мутуализме наиболее полно проявляется принцип дополнительности, как наиболее фундаментальный закон природы. Ущербная в каком-то отношении биосистема стремится найти партнера, способного “закрыть” эту ущербность, но по-своему тоже ущербного, чья ущербность закрывается первым партнером. Это еще не мутуализм, а протокооперация. Совместная эволюция таких партнеров способствует более узкой специализации каждого из них, при этом их изначальная ущербность становится еще более явной. Но это энергетически более выгодно для системы в целом, поэтому такая система приобретает большую жизнеспособность. Однако каждый из компонентов в отдельности становится крайне уязвимым.

Примером протокооперации могут служить отношения крабов и кишечнополостных, которые прикрепляются к крабам, маскируя и защищая их своими стрекательными клетками. В то же время они используют крабов как транспортные средства и поглощают остатки их пищи.

4. Комменсализм

В кишечнике любого животного содержится большое количество разных организмов. Некоторые из кишечных бактерий, ранее относимых к комменсалам, могут быть полезными для хозяина, например тем, что синтезируют витамины группы В, часть из которых может им усваиваться. Поэтому такие бактерии должны рассматриваться как симбионты, а не комменсалы. Известны и противоположные ситуации, когда организмы, считавшиеся симбионтами, на самом деле оказывались комменсалами. Предполагалось, в частности, что некоторые инфузории (Entodinium, Epidinium, Diplodinium), встречающиеся в громадных количествах в рубце и других отделах желудка жвачных, помогают хозяину расщеплять клетчатку и растительные белки, перемешивать перевариваемую пищу, а также контролировать численность бактерий и грибов. Однако позднее было показано, что переваривание указанных веществ у жвачных (крупного рогатого скота, овец, антилоп) обеспечивается другими микроорганизмами.

Чрезвычайно широко распространен эктокомменсализм. Примером его может быть обитание бактерий на поверхности кожи человека или же некоторых простейших (инфузорий Hypotricha, Chontricha, Peritricha, и представителей класса сосущих инфузорий Suctoria) на поверхности тела многих беспозвоночных (гидры, различных губок, ракообразных и кольчатых червей), а также позвоночных (рыб, амфибий). Хозяин используется этими видами только как место обитания; никакой пользы от них он не получает.

В целом же у партнёров нет никаких общих интересов, и каждый отлично существует сам по себе. Однако подобные союзы облегчают одному из участников передвижение или добывание пищи, поиск убежища и т.д. Иногда такие союзы могут быть абсолютно фиктивными. Так, в раковинах моллюсков и панцирях ракообразных порой встречаются различные виды мшанок. Этот союз совершенно случаен, так как мшанки способны прикрепляться к любой твёрдой поверхности, и всё же многие животные, ведущие сидячий образ жизни, оказываются в выигрыше, прикрепившись к живому существу. Хозяин переносит их с места на место. Нередко при движении поток воды облегчает им добывание пищи.

Среди комменсалов различают фолеоксенов, которые в норах и гнёздах встречаются случайно; фолеофилов, встречающихся в этих убежищах чаще, чем в окружающей среде, и фолеобистов, которые проводят в них всю жизнь.

В зависимости от характера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют три формы:

· синойкия (квартиранство) - одно животное (комменсал) использует другое животное (его раковину, гнездо и т.п.) в качестве убежища;

Нахлебничество - потребление остатков пищи хозяина. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами-прилипалами

Квартиранство (сожительство) - использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища. Такой тип взаимоотношений широко распространён у растений.

Наглядный пример сожительства дают некоторые усоногие рачки, прикрепляющиеся к коже кита. Они получают при этом преимущество - более быстрое передвижение, а киту не причиняют практически никаких неудобств.

Отношения типа комменсализма играют важную роль в природе, так как способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.

Симбиоз в мире животных - частое явление. Он играет важную роль в природе, так как способствуют более тесному сожительству видов, более полному освоению среды и использованию пищевых ресурсов.

В симбиозе оба партнера оказываются взаимозависимыми друг от друга. Степень этой взаимозависимости может быть самой разной: от протокооперации, когда каждый из партнеров вполне может существовать самостоятельно при разрушении симбиоза, до мутуализма, когда оба партнера настолько взаимозависимы, что удаление одного из партнеров приводит к неминуемой гибели их обоих.

Подобные механизмы в природе не редкость. Протон объединяется с электроном, обнуляя тем самым общий электрический заряд получаемого в результате атома водорода. Атомы двух разных химических элементов сливаются в молекулу, объединяя свои внешние электронные оболочки, чтобы создать одну общую оболочку с полным комплектом электронов. Мужчина и женщина, являясь полными противоположностями друг другу, объединяются в семью, которая, как правило, гораздо более гармонична, чем каждый из людей в отдельности (“посему оставит человек отца и мать и прилепится к жене своей, и будут два одною плотью, так что они уже не двое, но одна плоть” [Мф 19:5-6]). В таких системах количество взаимодействий с внешним миром гораздо меньше, чем в разобщенном состоянии. То есть такие системы более независимы от внешнего мира. Именно минимум напряжений в отношениях с внешним миром отличает состояние гармонии, то есть наиболее устойчивое состояние, энергетически наиболее выгодное. Таким образом, объединение противоположных в каких-то отношениях живых существ в симбиозы есть прямое следствие принципа оптимальности.

Введение……………………………………………………………….………..2
Взаимоотношения между растениями и грибами……………….………..3
Взаимоотношения растений с паразитными грибами…………………. 3
Симбиотические (мутуалистические) взаимоотношения растений с грибами –микосимбиотрофия…………………………………………. ….6
Взаимоотношения растений с сапротрофными грибами……………..…7
Взаимоотношения растений с прокариотами……………………….…….8
Взаимоотношения растений с бактериями………………………………. 8
Симбиотические связи бобовых с бактериями, фиксирующими атмосферный азот……………………………………………………………. 9
Взаимоотношения растений со свободноживущими азотфиксирующими бактериями……………………………………………………………….……11
Взаимоотношения с прочимибактериями…………………………..…….12
Симбиотические связи небобовых растений с бактериями, образующими на их корнях клубеньки…………………………………………………. …13
Симбиотические связи растений с бактериями, образующими на их листьях желвачки…………………………………………………………..…13
Симбиотические взаимоотношения с азотфиксирующими актиномицетами………………………………………………………………14
Взаимоотношения растений с цианобактериями (цианеями, сине-зелеными водорослями)……………………………………………….……..15Список используемой литературы…………………………………………17

Живые организмы поселяются друг с другом не случайно, а образуют определенные сообщества, приспособленные к совместному обитанию. Среди огромного разнообразия взаимосвязей живых существ выделяют определенные типы отношений, имеющие много общего у организмов разных систематических групп. По направлению действия на организмвсе они подразделяются на позитивные, негативные и нейтральные.

Взаимоотношения между растениями и грибами.

Грибы широко распространены в наземных биогеоценозах, входя, вероятно, в состав всех биоценозов. Среди них различают паразитов, симбиотрофов, эккрисотрофов, сапротрофов. Особенно широко распространены микромицеты, но в некоторыхтипах биоценозов, особенно в лесах, макромицеты такжепредставлены значительным числом видов. Грибы встречаются на почвах различной реакции, от кислой до нейтральной. Большое значение для них имеет достаточная влажность почвы и воздуха, однако даже в аридных регионах их видовое разнообразие значительно. Так, в подзоне опустыненных степей в Казахстане было обнаружено следующее количество видов микромицетов: в тонковатополынно-типчаково-ковылковомсообществе на светло-каштановой почве паразитных грибов 4 вида, почвенных 81; в тонковатополынно-тырсиковом сообществе на светло-каштановой почве соответственно 3 и 82, в чернополынно-копкековом сообществе на солонцеватом солончаке соответственно 0 и 71. Во влажных регионах число видов грибов значительно выше.

Взаимоотношения растений с паразитными грибами.

Грибные паразиты встречаются оченьшироко: они, вероятно, встречаются во всех наземных фитоценозах, поражая как надземные, так и подземные органы растений (корни, стебли, листья, генеративные органы). Обычно в состав фитоценозов входят виды растений и поражаемые в различной степени грибными паразитами, и не поражаемые ими. В группу обычно устойчивых к поражению грибами входили папоротники (за исключением голокучника Линнея), плауны, хвощи,кислица, черника, седмичник европейский и др.Степень поражения грибами деревьев изменяется от вида к виду, а в пределах типов леса – в зависимости от возраста насаждения. Наиболее устойчивы к грибным паразитам деревья среднего возраста. Паразитные грибы способствуют угнетению и усыханию деревьев.
Различия.

В естественной среде обитания в процессе эволюции сформиро­вались весьма сложные и многообразные взаимоотношения между определенными видами и группами микроорганизмов. Совместное существование различных организмов получило название сим­биоза, в широком смысле слова — сожительства. Симбиотические отношения можно подразделить на конкурентные и ассоциативные (взаимно благоприятствующие).

Ассоциативные взаимоотношения.

Ассоциативные взаимоотноше­ния микроорганизмов в природе встречаются очень часто. Среди них можно выделить несколько еще более узких смысловых форм.

1. Метабиоз — взаимоотношения, при которых один микроорганизм своей жизнедеятельностью создает условия для развития другого, как правило, продолжающего процесс, начатый первым. Именно метабиотические отношения микроорганизмов лежат в основе круговорота основ­ных биогенных элементов в природе. (амонификаторы в почве существуют рядом с нитрификаторами).

2. Симбиоз в – совместное проживание, приносящее взаимопользу. Симбионты совместно всегда развиваются лучше, чем каждый из них в отдельности. Иногда симбиоз становится настолько глубоким, что организмы утрачивают способность развиваться самостоятельно, например молочнокислые бактерии и дрожжи, образующие кефирные зерна. Молочнокислые бактерии, образуя молочную кислоту, подкисляют среду и тем са­мым стимулируют развитие дрожжей. Последние синтезируют ами­нокислоты и витамины, необходимые для питания молочнокислых бактерий.

3. комменса­лизм, при котором взаимная польза совместно существующих микро­организмов не выражена отчетливо, но они и не причиняют вреда друг другу. Примером комменсалов может служить нормальная мик­рофлора кишечника человека и животного.

4. Сателлизм–—разновидность ассоциативных взаимоотношений, предусматривающая стимуляцию одного микроорганизма другим. Так, дрожжевые грибы и сарцины, продуцирующие различные ами­нокислоты и витамины, очень часто способствуют росту и размноже­нию других, более требовательных к питательному субстрату бакте­рий, молочнокислых или уксуснокислых.

Конкурентные взаимоотношения.

1. антагонизма, при котором один микроорганизм своей жизнедеятельностью подав­ляет развитие другого. Антагонистические отношения между микро­организмами возникают в борьбе за вещества питательного субстра­та, за использование молекулярного кислорода, за экологическую нишу.

2. антибиоз, в основе которого лежит выделение одним микро­организмом вещества, токсичного для другого. Именно на этом свойстве микроорганизмов осно­вано применение арсенала современных антибиотических препаратов.

3. паразитизм. При паразитизме один микро­организм использует другой как источник питательного субстрата, что нередко сопровождается гибелью жертвы.

АНТИБИОТИКИ

Антибиотики — высокоактивные метаболиты микроорганизмов, избирательно подавляющие рост многих бактерий, единичных виру­сов и некоторых опухолей.

Продуцентами антибиотических веществ являются актиномице-ты, плесневые грибы и бактерии.

Большая часть антибиотиков, во­шедших в клиническую практику, получена из актиномицетов (стреп­томицин, левомицетин, тетрациклины, канамицин, эритромицин, ни­статин и др.).

Продуцентами пенициллинов и цефалосноринов явля­ются плесневые грибы рода Penicillium и рода Cephalosporium.

Механизм действия антибиотиков на микроорганизмы различен.

По характеру антимикробного эффекта выделяют антибиотики узкого и широкого спектра действия.

• Антибиотики с узким спектром действия, например пенициллины, подавляют рост грамположительных кокков и бактерий, грамотрицательных кокков и спирохет, но не действуют на кислотоустойчивые и грамотрицательные бактерии, микоплазмы, риккетсии и простейших.
• Антибиотики широкого спек­тра действия, например тетрациклины, подавляют рост многих грамположительных, грамотрицательных и кислотоустойчивых бак­терий, а также рост риккетсии, хламидий и микоплазм.

К настоящему времени выделено свыше 2000 различных антибио­тических веществ. Однако в медицинской практике применение нашли пока всего несколько десятков. Учитывая лекарственную устойчивость патогенных микроорганизмов, человеку приходится постоянно получать новые терапевтические препараты.

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ С РАСТЕНИЯМИ

Микрофлора ризосферы. Растения выделяют во внешнюю среду различные органические соединения — сахара, органические кис­лоты, нуклеотиды, аминокислоты, витамины, стимуляторы роста, представляющие собой легкодоступный и весьма разнообразный субстрат для питания микроорганизмов. Поэтому не случайно, что корневая система и наземные органы растений обильно насе­лены микроорганизмами. В свою очередь, микрофлора ризосферы, принимая участие в процессах трансформации органических ве­ществ в почве, обеспечивает растения необходимыми элементами минерального питания, а также и некоторыми биологически актив­ными веществами. Кроме того, микроорганизмы ризосферы разла­гают многие токсичные для растений соединения, обеззараживая почву. Степень взаимного влияния растений и бактерий определя­ется их контактом.

Фитопатогенные микроорганизмы. Практически во всех группах микроорганизмов имеются возбудители болезней растений. Первое место среди фитопатогенных микробов принадлежит грибам, второе место занимают вирусы и бактерии и лишь небольшой процент бо­лезней растений вызывают актиномицеты.

Большинство фитопатогенных микроорганизмов активно синте­зируют гидролитические ферменты (пектипазы, целлюлазы, протеазы и др.), вызывающие мацерацию растительных тканей и разрушение клеточных оболочек, что приводит к проникновению возбудителя бо­лезни внутрь клетки. Проникнув в клетку, фитопатогенные микробы нарушают нормальный ход физиологических процессов, прежде всего фотосинтеза и дыхания. Токсины, выделяемые возбудителем болезни, инактивируют ферменты растительной клетки, что в конечном счете приводит ее к гибели.

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МИКРООРГАНИЗМОВ С ЧЕЛОВЕКОМ И ЖИВОТНЫМИ

Нормальная микрофлора человека и животных.

Совокупность микроорганизмов, приспособившихся к жизни в организме человека и животных и не вызывающих каких-либо нарушений физиологи­ческих функций макроорганизма, носит название нормальной микрофлоры.

Нормальную микрофлору человека и животных подразделяют на облигатную и факультативную. К облигатной микрофлоре относятся относительно постоянные сапрофитные и условно – патогенные микро­организмы, максимально приспособленные к существованию в орга­низме хозяина. Факультативная микрофлора является случайной и временной. Она определяется поступлением микроорганизмов из ок­ружающей среды, а также состоянием иммунной системы макроорга­низма.

В ротовой полости человека и животных основная масса бакте­рий локализуется а зубном налете. В 1 г сухой массы зубного на­лета содержится не менее 250 млн. микробных клеток.

В желудке человека микроорганизмы почти отсутствуют, что обусловливается бактерицидным действием желудочного сока и кислой реакцией рН.

В тонком кишечнике обитает сравнительно мало бактерий (10 2 —10^), преимущественно аэробные формы. Зато в толстом ки­шечнике имеется колоссальное количество микробов, включающих более 260 разных видов факультативных и облигатных анаэробов.

Из окружающего воздуха вместе с пылью в дыхательные пути человека и животных поступает масса микробов. Благодаря защит­ной функции эпителия и бактерицидного действия лизоцима и муцина слизистой носа большая часть микроорганизмов задерживается в верхних дыхательных путях. Бронхи и альвеолы легких практически стерильны. В составе микрофлоры верхних дыхательных путей со­держатся относительно постоянные микробы, представленные ста­филококками, коринебактериями, стрептококками, бактероидами, капсульнымн грамотрицательными бактериями и др.

Субстратом для питания бактерий на поверхности кожи слу­жат выделения потовых и сальных желез, а также отмирающие клетки эпителия. Наиболее богата микроорганизмами кожа откры­тых частей тела — рук, лица, шеи. Подавляющая масса микро­организмов кожи представлена сапрофитными бактериями — стафилококками, бациллами, микобактериями, коринебактериями и дрожжевыми грибами и только в 5% анализов выделяется услов­но-патогенный микроб — золотистый стафилококк.

Нормальная микрофлора в организме человека и животных играет важную роль в формировании естественного иммунитета. Установлено, что облигатные микроорганизмы, продуцирующие вещества типа антибиотиков, молочную кислоту, спирты, пероксид водорода и другие соединения, обладают ярко выраженными анта­гонистическими свойствами в отношении многих патогенных бак­терий. Качественные и количественные нарушения в составе микро-боиенозов в организме человека получили название дисбактериоза. Последний возникает чаще всего в результате длительного приема антибиотиков, а также при хронических инфекциях, радиации и действии экстремальных факторов. Развитие дисбактериоза объяс­няется подавлением облигатной микрофлоры макроорганизма и соответственно активным размножением условно-патогенных бак­терий (Proteus, Pseudomonas) и дрожжевых грибов Candida al-bicans.

Патогенные микроорганизмы.

Патогенными (от греч. patos — болезнь) называются микроорганизмы, способные вызывать заболе­вания человека, животных и растений.

Основным свойством патогенных бактерий является специфичность их действия, которая проявляется в локализации возбудите­ля в определенных органах и тканях организма, клинической картине инфекционного процесса, механизмах выделения и передаче микроба.

Вирулентность патогенных микроорганизмов теснейшим образом связана с образованием ими экзо- и эндотоксинов, способностью к инвазии (проникновению в организм хозяина), формированием капсульной слизи, а также выделением агрессинов (веществ, подавляю­щих защитные силы организма).

Внедрение патогенных микробов, нарушающих физиологическое равновесие и физиологические функции макроорганизма, приводит к развитию инфекции. Общими наиболее типичными признаками ин­фекции являются воспаление, лихорадка, поражение вегетативной и центральной нервной системы, нарушение сердечно-сосудистой и дыхательной функций, а при некоторых заболеваниях появление на­кожной сыпи. В ходе инфекционного процесса возбудители из перзичного очага могут поступать в кровь и разноситься по всему орга­низму, что приводит к развитию сепсиса. При благоприятном течении инфекционный процесс заканчивается выздоровлением. В борьбе с инфекционными заболеваниями существенную роль играют защит­ные силы организма.

Иммунитет.

Защита организма от инфекционных и других гене­тически чужеродных для него агентов (микробов или их токсинов) получила название иммунитета. По происхождению различают врожденный и приобретенный иммунитет.

Врожденный иммунитет является одним из видовых генетических признаков организма, передаваемых по наследству. Он выражается в невосприимчивости какого-либо вида животных или человека к микроорганизму, вызы­вающему заболевание у других видов. Так, человек невосприимчив к чуме собак и крупного рогатого скота, куриной холере, инфекционной анемии лошадей. В свою очередь, животные не поражаются такими инфекциями человека, как гонорея, сифилис, брюшной тиф, скарла­тина, корь и др.

Приобретенный иммунитет формируется в процессе жизни орга­низма и не передается по наследству. Он вырабатывается в орга­низме после перенесенного заболевания или искусственного введе­ния вакцины либо готовых антител. Приобретенный иммунитет явля­ется высокоспецифичным. Так, человек, переболевший оспой, при­обретает иммунитет только к ней и сохраняет чувствительность к другим инфекциям.

Механизмы иммунитета сложны и разнообразны. Важным факто-том защиты, освобождающим организм от патогенных микробов и других чужеродных агентов, является фагоцитоз. Значение фагоцито­за в иммунитете обосновано И. И. Мечниковым. Процесс фагоцитоза заключается в активном поглощении и переваривании чужеродного агента специализированными клетками организма, получившими название фагоцитов. Фагоцитарной активностью обладают микро-и макрофаги. К микрофагам относятся гранулоциты (нейтрофилы, эозинофилы, базофилы). Они первыми проникают в очаг воспаления. Среди макрофагов различают подвижные (моноциты крови, полибласты, гистиоциты) и неподвижные (клетки селезенки, лимфатиче­ской ткани, клетки Купфера печени) клетки.

Процесс фагоцитоза проходит в несколько стадий: 1) приближе­ние фагоцита к чужеродному объекту; 2) захват фагоцитируемого объекта; 3) внутриклеточное ферментативное переваривание объек­та фагоцитом. Фагоцитарная активность организма в значительной мере определяет его сопротивляемость инфекции.

Специфическим механизмом приобретенного иммунитета служит образование антител в ответ на внедрение в организм того или иного антигена. В роли антигенов выступают чужеродные для организма патогенные микробы, их токсины, а также белки, нуклеиновые кисло­ты, липиды, полисахариды и т. д. Антигены обладают способностью индуцировать образование антител и вступать с ними в специфичес­кое взаимодействие.

Антитела представляют собой иммуноглобулины — специфиче­ские гетерогенные белки с характерными химическими и биологи­ческими свойствами. Для синтеза иммуноглобулинов необходима кооперация трех типов клеток в организме — Т- и В-лимфоцитов и макрофагов. Первыми в контакт с антигеном вступают макро­фаги. Они захватывают антиген, частично гидролизуют его, а оставшуюся часть выделяют на свою клеточную поверхность. Далее макрофаги вступают в кооперацию с Т- и В-лимфоцитами, передавая им информацию для иммуногенеза. Под влиянием анти­генов В-лимфоциты дифференцируются в плазматические клетки, синтезирующие антитела. Т-лимфоциты выполняют функцию контроля и регуляции этого процесса. Среди популяции Т-лимфо-цитов имеются клетки-хелперы (помощники), усиливающие про­цесс антителообразования; клетки-сунрессоры, вызывающие тор­можение синтеза антител; клетки-киллеры (убийцы), способные разрушать чужеродные клетки; клетки-активаторы макрофагов, усиливающие процесс фагоцитоза. Синтезирующиеся в плазма­тических клетках антитела накапливаются в сыворотке крови, лимфе, экстрактах тканей и реагируют с гомологичными анти­генами. О наличии антител в организме судят по лизису антигена и потере им токсичности. Способность антител связынзть и нейтра-лизовывать антигены и обеспечивает формирование иммунитета в организме.

Развитие современной науки привело к тому, что в основе естественнонаучной картины мира лежит живой организм и его взаимодействия. Одним из центральных вопросов современной биологической науки является вопрос о взаимодействии микроорганизмов с высшими растениями, обеспечивающее регуляцию жизненных процессов. Именно взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями регулирует слаженность физиологических процессов, упорядоченность

Содержание работы

• Введение
I. Теоретическая часть
1. Симбиотические взаимоотношения. Типы симбиоза
2. Симбиоз актиномицетов и растений
3. Везикулярно-арбускулярная микориза
4. Другие формы взаимовыгодных микробно-растительных взаимодействий
5. Азотфиксирующие симбиотические биосистемы
II. Практическая часть.
2.1.1.Объект исследования. Характеристика взятого образца почвы
2.1.2.Определние влажности почвы
2.1.3.Питательные среды
2.1.4.Методы исследования почвы
2.1.5. Приготовление почвенной суспензии и посев на питательные среды
III. Результаты исследования
3.1.Учет количества микроорганизмов на плотных средах
3.2.Количественная характеристика микрофлоры исследуемого образца почвы
3.3.Культурные и морфологические признаки доминирующих микроорганизмов
3.4. Количественная характеристика микрофлоры исследуемого образца почвы
3.5. Культурные и морфологические признаки доминирующих микроорганизмов
3.6.Результаты и анализы сравнения всех трех видов почв
• Заключение
• Библиографический список

Файлы: 1 файл

курсовая по микре 2.doc

Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное агентство по сельскому хозяйству

(ФГОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)

Факультет почвоведения, агрохимии и экологии

Кафедра микробиологии и иммунологии

По дисциплине почвенная микробиология

Выполнила: студентка 2 курса,

Проверила: Доц Волобуева О.Г.

• Аннотация
• Введение

1. Теоретическая часть

1. Симбиотические взаимоотношения. Типы симбиоза
2. Симбиоз актиномицетов и растений
3. Везикулярно-арбускулярная мико риза
4. Другие формы взаимовыгодных микробно-растительных взаимодействий
5. Азотфиксирующие симбиотические биосистемы

1. Практическая часть.

2.1.1.Объект исследования. Характеристика взятого образца почвы

2.1.2.Определние влажности почвы

2.1.4.Методы исследования почвы

2.1.5. Приготовление почвенной суспензии и посев на питательные среды

3.1.Учет количества микроорганизмов на плотных средах

3.2.Количественная характеристика микрофлоры исследуемого образца почвы

3.3.Культурные и морфологические признаки доминирующих микроорганизмов

3.4. Количественная характеристика микрофлоры исследуемого образца почвы

3.5. Культурные и морфологические признаки доминирующих микроорганизмов

3.6.Результаты и анализы сравнения всех трех видов почв

• Заключение
• Библиографический список

В теоретической части курсовой работы, были рассмотрены биологические особенности и характеристика различных микроорганизмов вступающих в симбиотические взаимоотношения с растениями. А так же представлены научные работы и исследования, проводимые в целях изучения симбиотических взаимоотношений и применение их на практике.

В практической части курсовой представлены результаты по учету численности микроорганизмов в трех разных почвах.

Курсовая работа содержит 30 страниц, 6 таблиц

1. Теоретическая часть
   1. Симбиотические взаимоотношения. Типы симбиоза

   По мнению К.А. Лукумской (1987), влияние микробов на высшие растения может быть полезным или вредным для последних (см. Рис. 1).

   • минерализации органических веществ, тем самым, переводя их в усвояемую для растений форму;
   • микроорганизмы выделяют ряд биотических веществ (витамины, гормоны);
   • защищают от некоторых фитопатогенных микроорганизмов;
   • микробы вызывать заболевания растений;
   • образуют токсические вещества;
   • выступают как конкуренты высших растений, поглощая усвояемые питательные вещества

   Рис. 1 Влияние микроорганизмов на высшие растения.

   Взаимодействие микроорганизмов с высшими растениями носит разносторонний характер. Исключительный случай взаимодействия микробов с высшими растениями представляют многочисленные примеры симбиоза. Иногда, даже трудно определить, является высший организм субстратом, и микроорганизмы размножаются на нём, либо наоборот, высшее растение паразитирует на микробах. Например, клубеньковые бактерии образуют на корнях (чаще бобовых) растений наросты, заселённые бактериями. С течением времени бактерии разрушаются в клубеньках, и растение использует вещества, запасённые микробами (паразитизм растения на бактериях) (16, 315).

   Из разносторонних влияний микроорганизмов на высшие растения вытекают различные виды взаимодействия (см. Рис 2).

   Симбиотические паразитические (фитопатогенные)

   Рис. 2 Виды взаимодействия микроорганизмов с высшими растениями.

   Биолог Ф.Ю. Гельцер разработала теорию симбиотрофности растений, утверждающую, что растения питаются только при посредничестве микроорганизмов-симбионтов, на примере микоризы (42, 45).

   Растения вступают в тесные взаимоотношения с содержащейся в почве микрофлорой. Некоторые бактерии и грибы, обитающие в почве и на корнях, постепенно переходят в наземную часть развивающегося растения и расселяются на ней. Отсюда неизбежно взаимодействие высших растений и микроорганизмов (см. Рис 3)

   Но в данной работе мы будем рассматривать симбиоз и его виды.

   Симбиозом (от греческого "symbiosis" - "совместная жизнь") в биологии принято называть такое взаимодействие двух и более разных организмов, от которого все партнеры получают пользу, все что-то выигрывают.

   Различают три типа симбиоза:

   2. Симбиоз актиномицетов и растений

   У многих небобовых растений, как древесных и кустарниковых, так и травянистых, также существуют корневые клубеньки, способные связывать молекулярный азот. Фиксация азота в таких условиях, как и у бобовых, основана на симбиозе с прокариотами. У древесной и кустарниковой растительности клубеньки чаще всего образуются азотфиксирующими актиномицетами, у травянистой – бактериями. В большинстве случаев симбионтами деревьев и кустарников служат актиномицеты рода Frankia (рис. 2). Это аэробные организмы с септированным мицелием, образующими спорангии.

   Рис. 4. Влияние заражения актиномицетами рода Frankia на рост ольхи. Слева - растения, инфицированные Frankia; справа - незараженное растение.

   Известно 17 родов древесных и кустарниковых покрытосеменных растений, образующих с Frankia клубеньки. Они относятся к порядкам Casuarinales, Coriariales, Fegales, Cucurbitales, Myricales, Rhamnales и Rosales. Среди растений, которые весьма эффективно связывают азот, казуарина (Casuarina), ольха (Alnus), облепиха (Hippophae), менее эффективны в этом отношении восковница (Myrica), куропаточья трава (Dryas) и т.д.

   Актиномицеты - симбионты способны инифицировать только паренхимные клетки коры корня. Как и при заражении бобовых, микроорганизм проникает в корни из почвы через корневые волоски, которые в результате скручиваются. В месте инфицирования стенки корневого волоска утолщаются и гифы, проникшие внутрь клетки, покрываются толстым чехлом. По мере продвижения гиф по корневым волоскам чехол утоньшается, и вокруг гифа формируется капсула, которая, как считают, образуется растением, так и актиномицетом.

   Из корневого волоска гифы проникают в эпидермис и кору корня, вызывая деление и гипертрофию инфицированных клеток. Как правило, клубки гиф заполняют центр клеток растения, у клеточных стенок происходит расширение и деление концов гиф, в последнем случае формируются специфичные структуры, так называемые везикулы. В клубеньках образуется вещество, подобное леггемоглобину бобовых растений. В конце вегетации везикулы деградируют, но в клетках растениях сохраняются гифы, заражающие весной новые ткани. Обычно при симбиозе с небобовыми растениями энергия азотфиксации актиномицетами рода Frankia больше, чем у клубеньковых бактерий бобовых растений.

   Клубеньки обнаружены у большой группы травянистых растений – злаковых, осоковых, лютиковых и др. В клубеньках этих растений выявлены микробные ассоциации, состоящие из двух- трех видом микроорганизмов, которые представлены грамположительными и грамотрицательными бактериями. Установлено, что в клубеньках осуществляется азотфиксация, однако роль отдельных бактерий в нем пока не определена.

   В последнее время из клубеньков на растениях, не относящихся к бобовым, - тропическом кустарнике Trema arientalis ( семейство крапивных) и близком к нему Parasponia parviflora – выделены бктерии, близкие к клубеньковым бактериям бобовых. Указанные бактерии способны заражать бобовые растения и образовывать клубеньки. Их относят к роду Rhizobium. Из клубеньков на листьях тропических кустарников Pavetta и Psychotria выделены азотфиксирующие бактерии, отнесенные к роду Klebsiella (Klebsiella rubacearum). Листовые клубеньки также обогащают растения азотом. Поэтому в Индии, Шри- Ланке и других странах листья Pavetta используют как зеленое удобрение.

   Азотфиксируюшие симбионты обогащают почву азотом в следующей степени: однолетник бобовые (фасоль, соя, вика, бобы, горох, чечевица) накапливают 40-110 кг/га азота в год), многолетние (клевер,люцерна) -150-220, тропические бобовые – Sebania rostrata – от 324 (сухой сезон) до 458 (влажный сезон), небобовые растения – 150-300 кг/га азота в год.2

   Наиболее древней формой симбиоза растений с микроорганизмами является микориза (возникла 400-450 млн. лет назад, а бобово-ризобиальный симбиоз – 60-70 млн. лет назад), которая образуется при колонизации грибами корней растений. Микоризы образуются у 90 % видов наземных растений. При этом грибы являются посредниками между растениями и почвой, обеспечивая хозяев питательными веществами. Выделяют эндомикоризу (гифы гриба проникают внутрь клеток растений) и эктомикоризу (факультативна для обоих симбионтов).

   Особенно заметен описанный процесс в клетках, расположенных глубоко в паренхиме, он напоминает явление фагоцитоза. Под влиянием содержимого клетки внутриклеточный мицелий иногда образует клубки (пелотоны), а нередко — древовидные разветвления арбускулы) или вздутые окончания (спорангиолы и везикулы). Не исключено, что спорангиолы в некоторых случаях представляют собой лизирующиеся арбускулы.У корней с эндотрофной микоризой часть мицелиальных окончаний выходит в почву. Такие гифы называют эмиссионными. Они не так густы и не образуют грибного чехла, как при эктотрофной микоризе. Поэтому корневые волоски у растений с эндотрофной микоризой обычно сохраняются.

   Большое распространение имеет неспецифичная форма эндомикоризы – везикулярно-арбускулярная микориза (ВАМ), образуемая большинством наземных растений. ВАМ образуется под действием грибов-зигомицетов из порядка Glomales ( см. Рис 5 Glomus строение), для которых симбиоз является облигатной стадией.

   Рис 5. Glomus строение. 1 – споры на поверхности корня растения; 2 – аппрессории (а) и арбускулы ( б) в корне; 3 - споры

   Для растений же ВАМ может быть как облигатным (многолетние формы и растения со слабо развитой корневой системой), так и факультативным. ВАМ растения в основном образуют при недостатке фосфора.

   Развитие ВАМ можно разделить на три этапа:

   А) преинфекционные взаимодействия

   Б) формирование межклеточного мицелия

   В) развитие внутриклеточной симбиотической структуры.

   На первом этапе споры гриба прорастают в почве под действием растительных выделений и образуют специальные структуры прикрепления – апрессории.

   Во втором этапе из апрессорий во внутрь корня начинает расти инфекционная гифа, проникая через эпидермис в ткани кортекса, ветвится и образует мицелий.

   
   

   12.09.2018
   

   Почвенный состав, включающий не только химические соединения, но и находящиеся в нем микроорганизмы, оказывает важнейшее влияние на рост и развитие сельскохозяйственных культур. В прилегающей к корням растений микрозоне (ризосфере), где вместе с продуктами корневых выделений находятся также и многочисленные представители микробиоты, постоянно происходят непрерывные процессы: синтез биологически активных веществ, преобразование недоступных для растительных организмов соединений в легкоусваиваемые формы, нитрификация почвы, выделение токсичных продуктов и т. п. Поэтому жизнедеятельность растений тесно связана и напрямую зависит от состава и количества присутствующих в почвенной среде микроорганизмов.

   
   Взаимодействие различных типов микроорганизмов с растениями может иметь положительный, нейтральный или отрицательный результат. Последний возможен в том случае, если растения служат источником пищи для паразитирующих на них микроорганизмов, что в конечном итоге приводит к заболеванию и даже гибели культур. Но функции многих представителей почвенной микрофауны все же имеют прогрессивное направление: они непосредственно участвуют в трансформациях находящихся в грунте азота, фосфора, серы, формируя соединения, необходимые для питания растений, в доступной для них форме, что активизирует процессы роста культур и позитивно отражается на их развитии. Именно благодаря деятельности почвенных микроорганизмов происходит разложение и минерализация растительных остатков, за счет чего в почве увеличивается количество органических и минеральных соединений, а освободившийся углерод выделяется в атмосферу.

   
   
   

   
   Те культуры, у которых эволюционно выработалась способность к взаимодействию с арбускулярными микоризными грибами, обладают преимуществом перед остальными растениями, утратившими такую особенность. Согласно статистическим научным данным, количество растительных организмов, сосуществующих с микоризными грибами, в среднем в 11,8 раз превосходит численность видов остальных представителей высших растений. К тому же наличие (или отсутствие) микоризы оказывает влияние и на распределение азота и фосфора между этими группами. Таким образом, арбускулярные микоризные грибы могут перераспределять питательные ресурсы между растениями различных видов.

   
   
   

   
   Положительное воздействие на культуры оказывает группа ризосферных бактерий рода Pseudomonas (PGPR). Начиная с конца ХХ века их применяют для ограничения жизнедеятельности растительных патогенов (добавляют в почву или к семенам зерновых культур). Некоторые представители бактерий PGPR способны стимулировать производительность растений разными способами. Так, исследования показали, что инокуляция растений отдельными видами PGPR содействует увеличению содержания в них питательных веществ, повышает устойчивость к влиянию неблагоприятных факторов, а некоторые бактерии способны даже вырабатывать фитогормоны, увеличивая тем самым количество полезных микроорганизмов и ограничивая содержание в ризосфере патогенов. Таким образом, те виды культур, которые могут привлекать и удерживать в своей ризосфере популяции бактерий PGPR, отличаются большей выживаемостью, интенсивным ростом и высокой урожайностью, а следовательно, они более конкурентноспособны.

   
   
   

   
   Кроме вышеперечисленных микроорганизмов, в почве также присутствуют фосфатные солюбилизирующие бактерии (PSB) или микробы (PSM). Их положительная роль состоит в повышении плодородия почвы путем преобразования нерастворимых фосфатных соединений (с железом, алюминием и кальцием) в доступные для растений, растворимые формы. Практические наблюдения подтвердили более высокий уровень роста культур, находящихся в зоне деятельности солюбилизирующих микроорганизмов, который происходит в связи с увеличением количества поглощаемого растениями фосфора. Но вместе с тем, влияние этих бактерий довольно относительное, так как они не участвуют в самом процессе транспортировки растворимого фосфора к корневой системе растений.

   
   Наблюдения микробиологов за взаимодействием растений и почвенных биоорганизмов в ризосфере помогают изучить их влияние друг на друга, а также выявить закономерности, позволяющие регулировать с помощью микрофлоры и микрофауны (бактерий, грибов, вирусов, нематод, водорослей и пр.) скорость роста культур, их устойчивость к неблагоприятным факторам, а также уровень урожайности. В результате таких исследований разрабатываются биологические препараты, способные частично или полностью заменить широко применяемые в сельском хозяйстве агрохимикаты, что может значительно снизить риск загрязнения окружающей среды, улучшить экологическую ситуацию, повысить качество почвенных и водных ресурсов.

   Читайте также:

     
   • Патоморфологическая диагностика микотоксикозов у животных реферат
     
   • Транспортные прокуратуры рф реферат
     
   • Приборы для поиска источников излучения реферат
     
   • Проектирование чистых помещений реферат
     
   • Реферат здоровье и город