Симбионты это способ питания

Бактерии симбионты человека, животных и растений: примеры, питание, значение

Слово «симбионт» происходит от древнегреческого «совместная жизнь, сожительство» и обозначает различные живые организмы, поддерживающие существование друг друга. Процесс тесного и длительного сожительства разных видов живых организмов называют симбиозом.

Такие взаимоотношения между симбионтами успешны в том случае, если они приносят пользу всем участникам процесса и повышают их шансы на выживание. Яркий пример – бактерии-симбионты, живущие в кишечнике человека, без которых процесс пищеварения, а, следовательно, и наша жизнь были бы невозможны.

Бактерии-симбионты, живущие в кишечнике, потребляют остатки пищи, не усвоенной человеческим организмом. Также они снабжают организм витаминами и пдредотвращают чрезмерное распространение болезнетворных бактерий (кишечная палочка, энтерококки, бифидобактерии, лактобактерии и др.).

Симбионты в организме человека

В том случае, если симбиоз приносит пользу одному из «сожителей» и вредит другому, говорят о паразитизме. Например, блохи используют собаку как источник питания, поэтому они являются паразитами. Но собака вполне спокойно проживет и без блох, а вот блохи без собаки никак не обойдутся.

Мы привыкли считать, что бактерии – это плохо. Однако, как и люди, бактерии бывают всякие. Если избавить человека от всех микробов и бактерий, живущих в нем и на нем, то долго этот несчастный не протянет.

Связь человека с окружающим миром сложилась в процессе эволюции и представляет собой стройную систему взаимоотношений симбионтов. Без существования бактерий, вирусов, сапрофитов (утилизация отходов) и даже паразитов невозможно существование единой системы под названием «человек».

Бактерии-симбионты живут в нашем кишечнике, на слизистых, на коже и составляют так называемую нормальную микрофлору. Наши родные микроорганизмы:

1. Дают защиту всему организму, убивая или лишая пищи «пришлые» бактерии. Они не дают возможности расселиться на коже или слизистых опасным микробам или вирусам, пришедшим извне, тем самым создавая иммунную систему организма.
2. Участвуют в пищеварении. Бактерии, живущие в кишечнике человека, вырабатывают пищеварительные ферменты, без которых невозможно усвоение некоторых видов пищи.

В формировании нормальной микрофлоры человека принимают участие около 500 видов различных бактерий. Так, наличие в организме человека кишечной палочки (в определенных количествах) – непременное условие для переваривания лактозы. В свою очередь лактобактерии перерабатывают полученную лактозу и другие углеводы в молочную кислоту, участвуя в процессе получения энергии.

Где живут и чем питаются

Бактерии есть практически по всей длине желудочно-кишечного тракта, начиная от ротовой полости до прямой кишки. Но самые важные обитают именно в кишечнике. Здесь они вырабатывают ферменты и витамины, без которых процесс пищеварения попросту невозможен.

На каждом участке кишечника живут именно те микроорганизмы, которые приспособлены к определенным условиям обитания и содержанию питательных веществ. Например, в слепой кишке самой многочисленной группой являются бактерии, расщепляющие целлюлозу, что делает возможным переработку клетчатки.

Бактериям тонкого кишечника приходится выживать в довольно жестких условиях. Именно здесь находятся агрессивные вещества, смертельные для многих микроорганизмов. Например, соляная кислота, необходимая для пищеварения, убивает значительное количество микробов. Только несколько видов бактерий и дрожжей способны выжить в такой среде.

Кроме того, именно в тонком кишечнике процесс поглощения питательных веществ идет полным ходом. Это значит, что бактериям приходится сражаться за пищу с самим организмом. А еще сюда попадают не до конца обработанные вещества, не всегда пригодные для питания бактерий.

Тонкий кишечник связан с кровеносной и лимфатической системами, переносящими полученные питательные вещества. А нервная система по сигналу тонкого кишечника регулирует состав и количество гормонов, необходимых организму. То есть тонкий кишечник, благодаря своим симбионтам, является энергетической станцией и поставщиком питательных веществ.

В толстом кишечнике бактериям живется значительно привольней, поэтому их количество и видовое разнообразие гораздо больше. В толстый кишечник организм отправляет непереваренные остатки пищи и другие отходы (осколки до размеров молекул) для дальнейшего вывода наружу.

Что представляет опасность для бактерий-симбионтов?

Антибиотики – относительно недавнее изобретение человечества. Сложно подсчитать, сколько жизней было спасено благодаря этому открытию. Однако, как известно, за все нужно платить. Антибиотики уничтожают все бактерии, не делая различий на хороших и плохих.

Именно поэтому после приема антибиотиков микрофлора кишечника выглядит весьма печально. Это моментально сказывается не только на нашем пищеварении, но и сильно снижает иммунитет. То есть, получается, опасность подцепить следующее заболевание становится больше после приема лекарств, предназначенных защитить наше здоровье.

Ученые пытаются разрушить этот замкнутый круг, разрабатывая все новые, узконаправленные, препараты. Но долгие годы широкого использования антибиотиков привели к тому, что микрофлора человека становится все более слабой. А отсутствие или недостаточное количество бактерий-симбионтов влечет за собой целый букет хронических заболеваний: диабет, рак, ожирение и т.д.

Внутриклеточные симбионты

Не так уж и редко симбионты могут жить внутри клеток своего «хозяина». Если говорить о тех же водорослях, то их называют эндофитами. Они образуют эндосимбиозы, которые уже намного сложнее вышеописанных явлений. Между партнерами в этом случае уже образуются тесные, прочные и долговременные связи. Их главное отличие заключается в том, что выявляются такие симбионты-простейшие только в результате достаточно подробных и сложных цитологических исследований.

Важно! Ученые сравнительно давно доказали, что важнейшие клеточные органоиды – митохондрии у животных и хлоропласты у растений – образовались в незапамятные времена именно благодаря симбиотическим отношениям. Когда-то они были самостоятельными организмами.

В какой-то момент эти внутриклеточные симбионты перешли к полностью «оседлому» существованию внутри живой клетки, а затем и вовсе стали зависимыми от нее, передав управление своим геномом в ее ядро (частично). Так что можно смело заявлять о том, что все ныне известные формы жизни, которые стремятся к взаимовыгодному существованию, имеют все шансы когда-то стать единым целым с теми организмами, с которыми у них сегодня существуют партнерские отношения.

Как симбионты проникают внутрь клетки?

Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник – азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.

Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.

Таким образом, симбионты – это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.

Чем выгодно такое сосуществование?

Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. Сине-зеленые водоросли, которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.

Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами морских губок.

Симбионты в мире растений

Растения в своем стремлении выжить тоже не стесняются использовать симбионты. Например, хорошо известный лишайник, по сути, не является отдельным растением. Это симбиотическая система зеленых водорослей и грибов.

Как известно, водоросли не могут выжить без воды, а грибы не способны самостоятельно синтезировать питательные вещества (они используют то, что произвели другие микроорганизмы). Но эти недостатки взаимно уничтожаются в симбиотической группе. Водоросли с помощью фотосинтеза создают питательные вещества для грибов, а взамен получают комфортную среду обитания: необходимую влажность, кислотность почвы, защиту от ультрафиолета. В результате лишайники умудряются не просто выживать, но весьма уверенно чувствовать себя в довольно суровых условиях, где у них нет конкурентов за место под солнцем.

Еще одним примером симбиоза служат орхидеи, в корневой системе которых живут грибы и микроорганизмы. В этом тройственном союзе бактерии отвечают за тесную взаимосвязь растения-хозяина и гриба-симбионта. Самое поразительное, что не только грибы и микроорганизмы не могут существовать без растения, но и орхидея погибает, если уничтожить ее симбионтов.

Но самым, пожалуй, ярким примером растительной симбиотической системы являются клубеньковые бактерии в союзе с растениями семейства бобовых.

Пример симбиоза

В воздухе, которым мы дышим, есть азот (аж 78% от общего объема). Этот химический элемент в обязательном порядке входит в состав белков и нуклеиновых кислот, а значит, жизненно необходим все живым организмам на Земле.

Человек и животные получают азот вместе с пищей, в основном из белков животного и растительного происхождения. Но откуда же берут азот растения?

Получать азот напрямую из атмосферного воздуха самостоятельно растения не умеют. В почве тоже есть азот, но, во-первых, его очень мало, во-вторых, значительная его часть содержится в органических соединениях, усваивать которые растения не в состоянии.

И вот здесь вступают в игру азотфиксирующие бактерии. Они умеют превращать органические соединения, содержащие азот, в минеральные (нитраты), доступные для питания растений.

Отдельное место в ряду азотфиксирующих бактерий занимают так называемые клубеньковые. Эти микроорганизмы-симбионты образуют клубеньки на корнях бобовых растений (клевера, люпина, гороха, вики). Клубеньковые бактерии связывают свободный атмосферный азот и доставляют его прямо к столу своего растительного хозяина.

Таким образом, с помощью клубеньков-симбионтов растения получают возможность получать азот, а микроорганизмы, в свою очередь, берут от растений питательные вещества (продукты углеводного обмена и минеральные соли) для собственного роста и развития.

Для успешного развития системы симбионтов (растение + микроорганизм) необходимы определенные условия:

• температура;
• влажность;
• реакция почвы;
• штамм бактерий.

В природных условиях встречаются клубеньковые бактерии различных видов, и не все они достаточно эффективны. Поэтому в сельском хозяйстве используют выведенные штаммы микроорганизмов, инфицируя ими бобовые растения, что приводит к увеличению урожая.

Однако в случае с бобовыми симбиоз – вынужденная необходимость. Если в почве будет достаточно азота (например, азотные удобрения), то клубеньковые бактерии потеряют для хозяина свою значимость, и их колонии будут разрушены самим растением.

Заключение

Итак, симбиоз – вещь важная, нужная и иногда жизненно необходимая. Симбионтные системы есть у высших животных, растений, грибов, бактерий, водорослей… Словом, практически везде. И мы не смогли бы не то что выжить, но даже появиться на свет, не создай природа такого мощного орудия для выживания, как система симбионтов.

Источник

Грибы симбионты, сапрофиты и паразиты

Все организмы на земле выполняют какие-либо функции, приносящие пользу или вред окружающей среде. Например, некоторые грибы пополняют свои запасы, уничтожая мертвые останки, а другие питаются за счет живых организмов.

Значение грибов в природе

Питательные вещества, разложенные грибами, в дальнейшем усваиваются другими растениями. Шляпочными видами питаются живые существа (животные и насекомые). Существуют и такие грибы, которые специально выращивают искусственным путем. Это шампиньоны и вешенки. Плесневелые грибы (аспергилл, пенициллы) используют для получения антибиотиков и даже твердых сыров. Спорынья (образующийся на злаковых культурах) применяется для борьбы со злокачественными опухолями.

Многие паразитические грибы причиняют вред живым организмам и растениям, вызывая заболевания. Немалый ущерб наносится древесине. Не рекомендуется использовать для деревянных построек зараженный строительный материал. Поскольку грибная культура может вызвать смертельное отравление, специалисты советуют относиться к ее сбору с большой осторожностью.

Особенности грибов паразитов (видео)

Грибы-симбионты

Симбиоз – сожительство различных организмов, при котором оба получают пользу. Грибы-симбионты участвуют в формировании двух симбиозов:

• лишайники, образованные в результате взаимодействия с водорослями и бактериями;
• микориза – с корневой системой растений.

Особенности питания

Грибы, оплетая мелкие корни растительных организмов, питаются органическими веществами, входящими в их состав. Такие действия не наносят вред растениям, а способствуют впитыванию из почвы полезных веществ (азот, фосфор, микроэлементы) и воды.

Названия и описания популярных грибов-симбионтов

Обычно шляпочные грибы относят к смешанному типу питания, которые могут получать органические вещества, как из растительных корней, так и перегноя.

• Подосиновик. Взаимодействует с осинами, дубами, ивами и тополями. Бурая шляпка в форме полушария имеет красноватый или оранжевый оттенок. Отделить слой кожицы без мякоти невозможно. Высота серой ножки до 18 см. Плодовое тело мясистое и плотное. Молодые особи упругие, а старые становятся рыхлыми. На изломе белая мякоть с течением времени синеет, а затем чернеет. Не обладает выраженным ароматом.
• Подберезовик. Произрастает возле березовых корней. В течение жизни шляпка гриба из сферической формы превращается в плоскую, напоминающую подушку. При повышенной влажности на ощупь становится липкой. Мякоть белого цвета плотной структуры в месте среза окисляется. У старых особей становится водянистой и рыхлой. Цилиндрическая ножка покрытая темно-серыми чешуйками.
• Масленок и рыжик. Селятся под хвойными породами деревьев. Маслята характеризуются слизистой кожицей, как будто покрытой маслом. Шляпки с формой полушария, достигающие 16 см в диаметре, окрашены в спектр цветов от коричнево-шоколадного до желто-бурого. По мере взросления форма распрямляется, превращаясь в плоскую. Цвет ножки обычно светлее. Мякоть сочная. Для рыжика характерна круглая шляпка с концентрическими окружностями и вдавленным центром. Оранжевая мякоть при соприкосновении с воздухом окисляется, приобретая зеленоватый оттенок.

Если уничтожить дерево-хозяина, то исчезнут и грибы, произрастающие под ними.

Грибы-сапрофиты

Сапротрофные организмы (редуценты, сапрофиты) питаются органическими соединениями, полученными в результате разрушения погибших животных и растений.

Особенности строения и питания

К сапрофитам относятся множество крупных грибов, состоящих из большого количества легких спор, позволяющих без усилий распространяться на другие источники питания.

Данная популяция грибов предпочитает селиться на остатках растительного происхождения:

• опавшая хвоя, листва;
• перья и рога;
• веточки;
• шишки;
• стебли однолетних трав;
• пни.

Из мертвых источников сапрофиты вытягивают питательные элементы. В зависимости от субстрата вырастают определенные виды грибов.

Примеры грибов-сапрофитов

Поскольку все живые организмы имеют начало и конец, сапрофиты занимают немаловажную роль в круговороте веществ, уничтожая природную биомассу, состоящую из моноорганических веществ. К съедобным грибам относят:

Среди сапротрофных организмов есть и непригодные в пищу, которые представляют опасность для жизни человека.

Чем опасны грибы для человека (видео)

Грибы – паразиты

В отличие от грибов, выполняющих полезную деятельность, паразитирующие организмы не приносят пользы растению-хозяину, а разрушают его еще при жизни. Заражение дерева происходит через поврежденную кору. Споры грибов, перемещаемы с потоком воздуха, проникают через оголившиеся места и поселяются на древесине.

Во избежание заражения плодовых деревьев, необходимо своевременно предпринимать профилактические меры: полив в летние месяцы, укрытие на зиму, изоляция ранок при помощи садового вара. В случае появления паразитирующего нароста на стволе, дерево рекомендуется уничтожить, лучше сжечь.

Внешний вид и питание

Паразитирующие грибы бывают однолетниками и многолетниками, способными прожить до 25 лет. Различные виды особей отличаются друг от друга окрасом, формой, структурой, размером и продолжительностью жизни. По форме плодовые тела бывают полусферическими или шляпочными, а также схожими с копытом либо острием пики. Встречаются и бесформенные наросты в виде выпуклых или слоистых тел. Многолетники способны набирать до 10 кг веса и вырастать до размеров одного метра. Цветовой спектр паразитов также разнообразен. Структура тела бывает подобна древесине, либо мягкой коже.

Расселяясь на живых растениях, грибы питаются органическими веществами живых клеток хозяина. В результате дереву наносится огромный урон. Поселившись на сельскохозяйственных культурах, они приводят к образованию опасных болезней и уменьшают урожай.

Некоторые паразиты умеют хорошо приспосабливаться к хозяину, в начальной стадии стимулируя его развитие. Они питаются за счет образованных наростов, не развивая мицелии внутри дерева.

Съедобные виды грибов-паразитов

Шляпочные грибы обычно относятся к сапротрофам. Реже встречаются паразиты, например, опенок. Вступая в симбиоз с корневой системой, грибы пронизывают ее микоризами, оплетающие корневые отростки.

Наличие кольца на ножке опенка легло в название гриба. Предпочитает расти большими колониями. Его солят, жарят, маринуют. Ценится за большое содержание минеральных веществ. Всего в 100 гр продукта находится суточная потребность организма в данных элементах.

Поскольку опята вызывают гниль дерева, они являются опасными паразитами. Черные шнурки грибницы проникают сквозь кору и, выделяя токсичные вещества, поражают древесину. В результате за 1-3 года может погибнуть молодое деревце. Старый экземпляр погибает через 10 лет. После того как на дереве поселяется гриб, его рост замедляется. Защитные вещества, которые вырабатывает дерево, не могут остановить процесс, а лишь только замедлить.

Грибом-паразитом, питающиймся соком дерева, является трутовик. Существует несколько разновидностей данной популяции. Хотя ядовитых представителей очень мало, в основном их используют в кулинарии из-за твердого тела. Некоторые виды считаются деликатесами. По вкусу серно-желтый трутовик напоминает куриное мясо. В некоторых странах трутовики специально культивируют на фермах.

Принимать в пищу следует молодые экземпляры трутовиков, собранные на лиственных породах. Особи, растущие на хвойных деревьях, грозят легким отравлением. Опытные грибники рекомендуют употреблять в пищу только хорошо известные грибные популяции.

Основные различия между грибами-сапрофитами и паразитами

Неправильно считать, что любые микроорганизмы, которые питаются органической пищей, являются паразитическими. К паразитам причисляют те организмы, которые выживают за счет других. Они могут селиться как внутри какого-либо тела, так и снаружи.

Сапрофиты питаются только останками растений либо животных. К ним относятся почвенные и плесневые грибы, а также плесневые бактерии. Таким образом, основные отличия между сапрофитами и паразитами заключается в нескольких особенностях:

1. Метод существования и характер питания организмов: паразитические особи питаются за счет органических структур живого хозяина; сапрофиты живут на мертвых растительных телах.
2. В отличие от паразитов, сапрофиты обычно не причиняют вред человеческому организму.
3. Средой обитания для сапрофитов могут быть как живые, так и неживые структуры. Паразиты живут только в живом организме.

В некоторых случаях грибы из паразитов превращаются в сапрофитов, которые первоначально селятся на живых растениях, а после их гибели продолжают жить, питаясь мертвой древесиной. Такие грибы называются симбионтами.

Интересные факты о грибах (видео)

Грибы не обходят ни одно растительное сообщество, принимая участие в их жизни. Они тесно с ними сотрудничают, обеспечивая минерализацию органических элементов, а также активно участвуют в круговороте веществ в природе.

Источник