Растение микробы растительноядное животное

Микробиом растений — Plant microbiome

Микробиом завода , также известный как phytomicrobiome , играет роль в здоровье и продуктивности растений и получил значительное внимание в последние года. Микробиом был определен как «характерное микробное сообщество , занимающим достаточно хорошо определенной среду обитания , которая имеет различные физико-химические свойства. Термин , таким образом , относится не только к микроорганизмам , участвующим , но также охватывает их театр деятельности».

Растения живут в ассоциации с разнообразными микробными консорциумами . Эти микробы, называемые микробиотой растений , живут как внутри (эндосфера), так и снаружи (эписфера) тканей растения и играют важную роль в экологии и физиологии растений. «Основной микробиом растения, как полагают, включает ключевые таксоны микробов, которые важны для приспособленности растений и устанавливаются посредством эволюционных механизмов отбора и обогащения микробных таксонов, содержащих гены основных функций приспособленности холобионта растения».

Микробиомы растений формируются как факторами, связанными с самим растением, такими как генотип, орган, виды и состояние здоровья, так и факторами, связанными с окружающей средой растения, такими как управление, землепользование и климат. В некоторых исследованиях сообщалось, что состояние здоровья растения отражается или связано с его микробиомом.

СОДЕРЖАНИЕ

Обзор

Изучение ассоциации растений с микроорганизмами предшествует изучению микробиомов животных и человека, в частности, изучению роли микробов в поглощении азота и фосфора. Наиболее яркими примерами являются корень растений — арбускулярный микоризный (AM) и бобово-ризобиальный симбиоз , оба из которых сильно влияют на способность корней поглощать различные питательные вещества из почвы. Некоторые из этих микробов не могут выжить в отсутствие растения-хозяина ( облигатные симбионты включают вирусы, некоторые бактерии и грибы), который обеспечивает микроорганизмам пространство, кислород, белки и углеводы. Связь AM-грибов с растениями известна с 1842 г., и обнаружено, что с ними связано более 80% наземных растений. Считается, что грибы AM помогли приручить растения.

Традиционно исследования взаимодействия растений и микробов ограничивались культивируемыми микробами . Многочисленные микробы, которые невозможно культивировать, остались неисследованными, поэтому их роль в значительной степени неизвестна. Возможности раскрытия типов и результатов этих взаимодействий между растениями и микробами вызвали значительный интерес среди экологов, эволюционных биологов, биологов растений и агрономов. Недавние разработки в области мультиомики и создание больших коллекций микроорганизмов резко расширили знания о составе и разнообразии микробиома растений. Последовательность из маркерных генов целых микробных сообществ, именуемая метагеномика , проливает свет на филогенетическое разнообразие из microbiomes растений. Это также расширяет знания об основных биотических и абиотических факторах, ответственных за формирование сообществ микробиомных сообществ растений .

Основное внимание в исследованиях микробиома растений уделялось модельным растениям, таким как Arabidopsis thaliana , а также важным видам хозяйственных культур, включая ячмень (Hordeum vulgare), кукурузу (Zea mays), рис (Oryza sativa), сою (Glycine max), пшеница (Triticum aestivum), тогда как фруктовым культурам и древесным породам уделялось меньше внимания.

Микробиота растений

Микробиом ризосферы

Ризосфера содержит 1-10 мм зону почвы непосредственно вокруг корней , который находится под влиянием завода через его осаждение корневых экссудатов , слизь и мертвые клетки растений. Разнообразный набор организмов специализируется на жизни в ризосфере, включая бактерии , грибы , оомицеты , нематоды , водоросли , простейшие , вирусы и археи .

— Берендсен и др., 2012 г.

Микоризные грибы являются многочисленными членами ризосферного сообщества и были обнаружены у более чем 200 000 видов растений и, по оценкам, ассоциируются с более чем 80% всех растений. Ассоциации микоризы и корня играют важную роль в наземных экосистемах, регулируя круговорот питательных веществ и углерода . Микориза является неотъемлемой частью здоровья растений, поскольку обеспечивает до 80% потребности в азоте и фосфоре. Взамен грибы получают углеводы и липиды от растений-хозяев. Недавние исследования арбускулярных микоризных грибов с использованием технологий секвенирования показывают большее межвидовое и внутривидовое разнообразие, чем это было известно ранее.

Наиболее часто изучаемыми полезными ризосферными организмами являются микоризы , ризобиальные бактерии , ризобактерии , способствующие росту растений (PGPR), и микробы для биоконтроля . Предполагалось, что один грамм почвы может содержать более одного миллиона различных бактериальных геномов, а в ризосфере картофеля было обнаружено более 50 000 OTU ( операционных таксономических единиц ). Среди прокариот в ризосфере наиболее частыми бактериями являются ацидобактерии , протеобактерии , планктомицеты , актинобактерии , Bacteroidetes и Firmicutes . В некоторых исследованиях не было обнаружено значительных различий в составе микробного сообщества между основной почвой (почва, не прикрепленная к корню растения) и почвой ризосферы. Определенные группы бактерий (например, актинобактерии, Xanthomonadaceae ) менее многочисленны в ризосфере, чем в близлежащей насыпной почве.

Микробиом филлосферы

Воздушная поверхность растения (стебель, лист, цветок, плод) называется филлосферой и считается относительно бедной питательными веществами по сравнению с ризосферой и эндосферой. Среда в филлосфере более динамична, чем среды ризосферы и эндосферы. Колонизаторы микробов подвергаются суточным и сезонным колебаниям температуры, влажности и радиации. Кроме того, эти элементы окружающей среды влияют на физиологию растений (например, фотосинтез, дыхание, поглощение воды и т. Д.) И косвенно влияют на состав микробиома. Дождь и ветер также вызывают временные изменения микробиома филлосферы.

Взаимодействия между растениями и связанными с ними микроорганизмами во многих из этих микробиомов могут играть решающую роль в здоровье, функционировании и эволюции растений-хозяев . Поверхность листа или филлосфера содержит микробиом, состоящий из различных сообществ бактерий, грибов, водорослей, архей и вирусов. Взаимодействие между растением-хозяином и бактериями филлосферы может влиять на различные аспекты физиологии растения-хозяина. Однако по состоянию на 2020 год знания об этих бактериальных ассоциациях в филлосфере остаются относительно скромными, и существует потребность в углублении фундаментальных знаний о динамике микробиома филлосферы.

В целом в филлосферных сообществах сохраняется высокое видовое богатство. Сообщества грибов очень разнообразны в филлосфере умеренных регионов и более разнообразны, чем в тропических регионах. На поверхности листьев растений может присутствовать до 107 микробов на квадратный сантиметр, а бактериальная популяция филлосферы в глобальном масштабе оценивается в 10 26 клеток. Размер популяции грибной филлосферы, вероятно, будет меньше.

Микробы филлосферы из разных растений кажутся в некоторой степени похожими на высоких уровнях таксонов, но на более низких уровнях таксонов остаются существенные различия. Это указывает на то, что микроорганизмам может потребоваться тонкая настройка метаболизма, чтобы выжить в среде филлосферы. Протеобактерии, по- видимому, являются доминирующими колонизаторами, при этом в филлосферах преобладают Bacteroidetes и Actinobacteria . Хотя есть сходства между ризосферными и почвенными микробными сообществами, было обнаружено очень мало сходства между филлосферными сообществами и микроорганизмами, плавающими в открытом воздухе ( аэропланктон ).

Сборка микробиома филлосферы, которую можно строго определить как сообщества эпифитных бактерий на поверхности листа, может формироваться микробными сообществами, присутствующими в окружающей среде (т. Е. Стохастическая колонизация ) и растением-хозяином (т. Е. Биотическим отбором). Однако, хотя поверхность листа обычно считается дискретной средой обитания микробов, нет единого мнения о доминирующем двигателе сборки сообщества в микробиомах филлосферы. Например, сообщалось о специфических для хозяина бактериальных сообществах в филлосфере сопутствующих видов растений, что свидетельствует о доминирующей роли отбора хозяев.

Напротив, микробиомы окружающей среды также считаются основным фактором, определяющим состав филлосферного сообщества. В результате процессы, управляющие сборкой филлосферных сообществ, недостаточно изучены, но вряд ли будут универсальными для всех видов растений. Однако существующие данные указывают на то, что микробиомы филлосферы, демонстрирующие специфические для хозяина ассоциации, с большей вероятностью будут взаимодействовать с хозяином, чем те, которые в первую очередь рекрутированы из окружающей среды.

Поиск основного микробиома в микробных сообществах, связанных с хозяином, является полезным первым шагом в попытке понять взаимодействия, которые могут происходить между хозяином и его микробиомом. Преобладающая концепция основного микробиома основана на представлении о том, что устойчивость таксона через пространственно-временные границы экологической ниши напрямую отражает его функциональную важность в той нише, которую он занимает; поэтому он обеспечивает основу для идентификации функционально важных микроорганизмов, которые постоянно ассоциируются с видами-хозяевами.

Различные определения «основного микробиома» возникли в научной литературе, при этом исследователи по-разному идентифицируют «основные таксоны» как таксоны, устойчивые в разных микробиомах хозяев и даже у разных видов. Учитывая функциональную дивергенцию микроорганизмов между различными видами хозяев и микробиотами, определение основных таксонов sensu stricto как устойчивых на широких географических расстояниях внутри тканевых и видоспецифичных микробиомов хозяев представляет собой наиболее биологически и экологически приемлемое применение этой концептуальной основы. Тканевые и видоспецифические основные микробиомы в популяциях хозяев, разделенных значительными географическими расстояниями, не были широко представлены для филлосферы с использованием строгого определения, установленного Руиненом.

Источник



Самые необычные примеры симбиоза между животными и бактериями

Симбиотические отношения в природе встречаются часто. Иногда они видны невооруженным глазом, как, например, абсолютная взаимозависимость между пчелами и цветущими растениями. Однако, бывает и такой симбиоз, который невозможно разглядеть без микроскопа. Например, между животными и бактериями. И это могут быть очень интересные отношения. Так как в обмен на уютную и безопасную среду обитания микробы дают своим компаньонам настоящие суперспособности, вроде неуязвимости к ядам или невидимости.

Топ-5 примеров симбиоза животных и бактерий

Это крошечное насекомое, которое высасывает жидкость из растений и распространяет между ними вирусы. Тля — опасный вредитель, но от этого она не становится менее замечательной с биологической точки зрения. Во всем мире насчитывается более 4000 её видов, и она плодится где-то даже с абсурдной скоростью. Каждое насекомое может порождать 80 себе подобных каждые 10 дней. Тля способна к половому размножению, но большинство насекомых рождаются по существу уже беременными благодаря так называемому партеногенезу. Эти кошмарные для любых демографов свойства позволяют ей губить огромное количество растений.

Читайте также:  Комары самые опасные животные

Однако рацион питания тли имеет существенный недостаток — в соках растений нет нужных насекомым аминокислот. Естественным выходом здесь кажется более разнообразная диета, но тля нашла более творческое и эффектное решение — некоторые её виды вступили в симбиоз с бактериями, которые взяли производство этих веществ на себя. Микробы принадлежат к роду Buchnera, и передаются тлей из поколения в поколение на стадии эмбрионов. Бактерии самостоятельно производят некоторые аминокислоты, например, триптофан. В других же случаях они генерируют их совместно с тлей. По мнению учёных, эти партнёрские отношения начались 250 миллионов лет назад. Возможно, в результате того что бактерии, жившие в кишечнике тли, полностью отобрали у насекомых какие-то функции. И сегодня они уже не способны существовать друг без друга.

Источник

Микробы и микробиология

Микробы — собирательное название группы живых организмов, которые слишком малы для того, чтобы быть видимыми невооружённым глазом.

Основы микробиологии

Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, условия жизни и развития мельчайших организмов, называемых микробами, или микроорганизмами.

«Невидимые, они постоянно сопровождают человека, вторгаясь в его жизнь то как друзья, то как враги», — сказал академик В. Л. Омельянский. Действительно, микробы есть везде: в воздухе, в воде и в почве, в организме человека и животных. Они могут быть полезны, и их используют в производстве многих пищевых продуктов. Они могут быть вредны, вызывать заболевания людей, порчу продуктов и др.

Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах.

Он положил начало описательному характеру новой науки. Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных.

Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы. Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.

Классификация и морфология микроорганизмов

Микробы — это мельчайшие, преимущественно одноклеточные живые организмы, видимые только в микроскоп. Размер микроорганизмов измеряется в микрометрах — мкм (1/1000 мм) и нанометрах — нм (1/1000 мкм).

Микробы характеризуются огромным разнообразием видов, отличающихся строением, свойствами, способностью существовать в различных условиях среды. Они могут быть одноклеточными, многоклеточными и неклеточными.

Микробы подразделяют на бактерии, вирусы и фаги, грибы, дрожжи. Отдельно выделяют разновидности бактерий — риккетсии, микоплазмы, особую группу составляют простейшие (протозои).

Бактерии

Бактерии — преимущественно одноклеточные микроорганизмы размером от десятых долей микрометра, например микоплазмы, до нескольких микрометров, а у спирохет — до 500 мкм.

Различают три основные формы бактерий — шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы и др.), извитые (вибрионы, спирохеты, спириллы) (рис. 1).

Шаровидные бактерии (кокки) имеют обычно форму шара, но могут быть немного овальной или бобовидной формы. Кокки могут располагаться поодиночке (микрококки); попарно (диплококки); в виде цепочек (стрептококки) или виноградных гроздьев (стафилококки), пакетом (сарцины). Стрептококки могут вызывать ангину и рожистое воспаление, стафилококки — различные воспалительные и гнойные процессы.

Рис. 1. Формы бактерий: 1 — микрококки; 2 — стрептококки; 3 — сардины; 4 — палочки без спор; 5 — палочки со спорами (бациллы); 6 — вибрионы; 7- спирохеты; 8 — спириллы (с жгутиками); стафилококки

Палочковидные бактерии самые распространенные. Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза и др. Некоторые палочковидные бактерии обладают способностью при неблагоприятных условиях образовывать споры. Спорообразующие палочки называют бациллами.Бациллы, напоминающие по форме веретено, называют клостридиями.

Спорообразование представляет собой сложный процесс. Споры существенно отличаются от обычной бактериальной клетки. Они имеют плотную оболочку и очень малое количество воды, им не требуются питательные вещества, а размножение полностью прекращается. Споры способны длительно выдерживать высушивание, высокие и низкие температуры и могут находиться в жизнеспособном состоянии десятки и сотни лет (споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.). Попав в благоприятную среду, споры прорастают, т. е. превращаются в обычную вегетативную размножающуюся форму.

Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты. К вибрионам относится возбудитель холеры, а возбудитель сифилиса — спирохета.

Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.).

Микоплазмы — бактерии, лишенные клеточной стенки, нуждающиеся для своего развития в ростовых факторах, содержащихся в дрожжах.

Некоторые бактерии могут двигаться. Движение осуществляется с помощью жгутиков — тонких нитей разной длины, совершающих вращательные движения. Жгутики могут быть в виде одиночной длинной нити или в виде пучка, могут располагаться по всей поверхности бактерии. Жгутики есть у многих палочковидных бактерий и почти у всех изогнутых бактерий. Шаровидные бактерии, как правило, не имеют жгутиков, они неподвижны.

Размножаются бактерии делением на две части. Скорость деления может быть очень высокой (каждые 15-20 мин), при этом количество бактерий быстро возрастает. Такое быстрое деление наблюдается на пищевых продуктах и других субстратах, богатых питательными веществами.

Вирусы

Вирусы — особая группа микроорганизмов, не имеющих клеточного строения. Размеры вирусов измеряются нанометрами (8-150 нм), поэтому их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Некоторые вирусы состоят только из белка и одной из нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

Вирусы вызывают такие распространенные болезни человека, как грипп, вирусный гепатит, корь, а также болезни животных — ящур, чуму животных и многие другие.

Вирусы бактерий называют бактериофагами, вирусы грибов — микофагами и т. п. Бактериофаги встречаются повсюду, где есть микроорганизмы. Фаги вызывают гибель микробной клетки и могут использоваться для лечения и профилактики некоторых инфекционных заболеваний.

Риккетсии — микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между бактериями и вирусами. Они представляют собой неподвижные палочки длиной не более 1,0 мкм, не образующие спор и капсул. Как и вирусы, они являются внутриклеточными паразитами.

Грибы

Грибы являются особыми растительными организмами, которые не имеют хлорофилла и не синтезируют органические вещества, а нуждаются в готовых органических веществах. Поэтому грибы развиваются на различных субстратах, содержащих питательные вещества. Некоторые грибы способны вызывать болезни растений (рак и фитофтора картофеля и др.), насекомых, животных и человека.

Клетки грибов отличаются от бактериальных наличием ядер и вакуолей и похожи на растительные клетки. Чаще всего они имеют форму длинных и ветвящихся или переплетающихся нитей — гифов. Из гифов образуется мицелий, или грибница. Мицелий может состоять из клеток с одним или несколькими ядрами или быть неклеточным, представляя собой одну гигантскую многоядерную клетку. На мицелии развиваются плодовые тела. Тело некоторых грибов может состоять из одиночных клеток, без образования мицелия (дрожжи и др.).

Грибы могут размножаться разными путями, в том числе вегетативным путем в результате деления гиф. Большинство грибов размножаются бесполым и половым путями при помощи образования специальных клеток размножения — спор.Споры, как правило, способны длительно сохраняться во внешней среде. Созревшие споры могут переноситься на значительные расстояния. Попадая в питательную среду, споры быстро развиваются в гифы.

Обширную группу грибов представляют плесневые грибы (рис. 2). Широко распространенные в природе, они могут расти на пищевых продуктах, образуя хорошо видные налеты разной окраски. Причиной порчи продуктов часто являются мукоровые грибы, образующие пушистую белую или серую массу. Мукоровый гриб ризопус вызывает «мягкую гниль» овощей и ягод, а гриб ботритис покрывает налетом и размягчает яблоки, груши и ягоды. Возбудителями плесневения продуктов могут быть грибы из рода пениииллиум.

Отдельные виды грибов способны не только приводить к порче продуктов, но и вырабатывать токсические для человека вещества — микотоксины. К ним относятся некоторые виды грибов рода аспергиллус, рода фузариум и др.

Полезные свойства отдельных видов грибов используют в пищевой и фармацевтической промышленности и других производствах. Например, грибы рода пениииллиум применяются для получения антибиотика пенициллина и в производстве сыров (рокфора и камамбера), грибы рода аспергиллус — в производстве лимонной кислоты и многих ферментных препаратов.

Читайте также:  Это надмембранный слой животной клетки

Актиномицеты — микроорганизмы, имеющие признаки и бактерий, и грибов. По строению и биохимическим свойствам актиномицеты аналогичны бактериям, а по характеру размножения, способности образовывать гифы и мицелий похожи на грибы.

Рис. 2. Виды плесневых грибов: 1 — пениииллиум; 2- аспергиллус; 3 — мукор.

Дрожжи

Дрожжи — одноклеточные неподвижные микроорганизмы размером не более 10-15 мкм. Форма клетки дрожжей бывает чаще круглой или овальной, реже палочковидной, серповидной или похожей на лимон. Клетки дрожжей своим строением похожи на грибы, они также имеют ядро и вакуоли. Размножение дрожжей происходит почкованием, делением или спорами.

Дрожжи широко распространены в природе, их можно обнаружить в почве и на растениях, на пищевых продуктах и различных отходах производства, содержащих сахара. Развитие дрожжей в пищевых продуктах может приводить к их порче, вызывая брожение или закисание. Некоторые виды дрожжей обладают способностью превращать сахар в этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс называется спиртовым брожением и широко используется в пищевой промышленности и виноделии.

Некоторые виды дрожжей кандида вызывают заболевание человека — кандидоз.

Микробиолог Мартин Блейзер из школы медицины при Нью-Йоркском университете определяет понятие «микробиом» как «совокупность всех микроорганизмов, которые живут в теле человека и взаимодействуют друг с другом и с самими собой». Некоторые из обитателей человеческого тела, в числе которых есть бактерии, грибки и различные простейшие одноклеточные организмы проявляют удивительные свойства.

5 фактов о жизни внутри нас

1. Число микробов и бактерий в организме превышает количество клеток тела человека

Человеческий организм буквально кишит микробами: по некоторым сведениям, внутри нас клеток бактерий примерно в десять раз больше, чем клеток тела. Как заявил в интервью «LiveScience» Мартин Блейзер: «Конечно, никто не будет считать, сколько бактерий живёт в человеке, точное количество не имеет значения, но ясно одно — бактерий гораздо больше, чем клеток, из которых мы состоим».

Развитие бактерий, населяющих наш «внутренний мир», происходило на протяжении всей эволюции человека и продолжается до сих пор. Ожидается, что в 2013-м году завершится масштабный 5-летний проект по каталогизации и классификации микробиома человека — над ним трудились сотни учёных по всему миру.

2. Люди появляются на свет без бактерий

Зная, какую важную роль микроорганизмы играют в жизнеобеспечении, можно подумать, что бактерии появляются на свет вместе с человеком. Однако, как выяснилось, это не так: согласно Блейзеру, люди рождаются без бактерий и обзаводятся ими в течение нескольких первых лет жизни.

Первую «порцию» микробов младенец получает при прохождении через родовые пути матери, если же малыш появился на свет с помощью кесарева сечения, то он не получает этой доли микроорганизмов, из-за чего у него может быть повышен риск возникновения некоторых видов аллергии, а также ожирения.

Большая часть микробиома ребёнка формируется к трём годам — это период интенсивного развития всех систем организма.

3. Одна бактерия способна приносить как пользу, так и вред

Helicobacter Pylori

Некоторые микробы вызывают недуги, другие способны от них защитить, а иногда одна и та же бактерия может и навредить и оказать положительное влияние.

Например, Helicobacter Pylori — когда-то эти бактерии были широко распространены, обитая в телах практически всех людей на Земле, но сейчас они есть лишь у половины человечества. Большинство из этих бактерий не доставляют их «хозяевам» никаких неприятностей, но в некоторых случаях могут способствовать образованию болезненных язв в пищеварительном тракте (за работы по изучению влияния Helicobacter Pylori на возникновение гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки австралийский врач Маршалл Барри в 2005-м году получил Нобелевскую премию).

Победить негативное влияние бактерии можно с помощью антибиотиков, но Блейзер и его коллеги обнаружили, что отсутствие этого микроорганизма может вызвать рефлюкс-эзофагит (повреждение слизистой оболочки) и даже рак пищевода.

Таким образом, некоторые бактерии могут быть как полезными, так и смертельно опасными.

4. Лечение антибиотиками может спровоцировать астму и ожирение

В 1928-м году Александр Флемминг изобрёл пенициллин, и это был грандиозный прорыв в медицине. Во всём мире антибиотики широко применяются в борьбе с самыми разнообразными заболеваниями, однако, как показывают последние исследования, использование антибиотиков может увеличить риск развития астмы, воспалительных заболеваний кишечника и даже ожирения. Кроме того, микробы научились приспосабливаться к антибиотикам: к примеру, метициллин-резистентный золотистый стафилококк способен вызвать тяжёлые заболевания вроде пневмонии или сепсиса.

Конечно, бывают случаи, когда лечение антибиотиками необходимо, но, как заявил «LiveScience» Мартин Блейзер, иногда стоит воздержаться от их использования: некоторые детские инфекционные заболевания ушей или горла могут пройти сами по себе.

5. Пробиотики не так хороши, как считается

В последнее время во всём мире наблюдается повальное увлечение пробиотическими (состоящими из микроорганизмов) добавками к пище: многие принимают их после курса лечения антибиотиками, полагая, что это дарует им здоровье. Насколько их применение оправдано?

«Сама концепция восстановления микрофлоры после использования антибиотиков хороша, — считает Блейзер. — Но наивно считать, что принимая пробиотики, содержащие один или несколько видов микроорганизмов, можно добиться впечатляющих результатов — у нас в организме тысячи разновидностей!». Учёный считает, что продавцы пробиотиков преувеличивают положительный эффект от своих препаратов.

«Возможно, в будущем у нас появятся пробиотики, способные побеждать болезни, но до этого пока далеко — эта отрасль слишком молода», — подытоживает микробиолог.

Источник

Микробиом растений — Plant microbiome

Микробиом завода , также известный как phytomicrobiome , играет роль в здоровье и продуктивности растений и получил значительное внимание в последние года. Микробиом был определен как «характерное микробное сообщество , занимающим достаточно хорошо определенной среду обитания , которая имеет различные физико-химические свойства. Термин , таким образом , относится не только к микроорганизмам , участвующим , но также охватывает их театр деятельности».

Растения живут в ассоциации с разнообразными микробными консорциумами . Эти микробы, называемые микробиотой растений , живут как внутри (эндосфера), так и снаружи (эписфера) тканей растения и играют важную роль в экологии и физиологии растений. «Основной микробиом растения, как полагают, включает ключевые таксоны микробов, которые важны для приспособленности растений и устанавливаются посредством эволюционных механизмов отбора и обогащения микробных таксонов, содержащих гены основных функций приспособленности холобионта растения».

Микробиомы растений формируются как факторами, связанными с самим растением, такими как генотип, орган, виды и состояние здоровья, так и факторами, связанными с окружающей средой растения, такими как управление, землепользование и климат. В некоторых исследованиях сообщалось, что состояние здоровья растения отражается или связано с его микробиомом.

СОДЕРЖАНИЕ

Обзор

Изучение ассоциации растений с микроорганизмами предшествует изучению микробиомов животных и человека, в частности, изучению роли микробов в поглощении азота и фосфора. Наиболее яркими примерами являются корень растений — арбускулярный микоризный (AM) и бобово-ризобиальный симбиоз , оба из которых сильно влияют на способность корней поглощать различные питательные вещества из почвы. Некоторые из этих микробов не могут выжить в отсутствие растения-хозяина ( облигатные симбионты включают вирусы, некоторые бактерии и грибы), который обеспечивает микроорганизмам пространство, кислород, белки и углеводы. Связь AM-грибов с растениями известна с 1842 г., и обнаружено, что с ними связано более 80% наземных растений. Считается, что грибы AM помогли приручить растения.

Традиционно исследования взаимодействия растений и микробов ограничивались культивируемыми микробами . Многочисленные микробы, которые невозможно культивировать, остались неисследованными, поэтому их роль в значительной степени неизвестна. Возможности раскрытия типов и результатов этих взаимодействий между растениями и микробами вызвали значительный интерес среди экологов, эволюционных биологов, биологов растений и агрономов. Недавние разработки в области мультиомики и создание больших коллекций микроорганизмов резко расширили знания о составе и разнообразии микробиома растений. Последовательность из маркерных генов целых микробных сообществ, именуемая метагеномика , проливает свет на филогенетическое разнообразие из microbiomes растений. Это также расширяет знания об основных биотических и абиотических факторах, ответственных за формирование сообществ микробиомных сообществ растений .

Основное внимание в исследованиях микробиома растений уделялось модельным растениям, таким как Arabidopsis thaliana , а также важным видам хозяйственных культур, включая ячмень (Hordeum vulgare), кукурузу (Zea mays), рис (Oryza sativa), сою (Glycine max), пшеница (Triticum aestivum), тогда как фруктовым культурам и древесным породам уделялось меньше внимания.

Микробиота растений

Микробиом ризосферы

Ризосфера содержит 1-10 мм зону почвы непосредственно вокруг корней , который находится под влиянием завода через его осаждение корневых экссудатов , слизь и мертвые клетки растений. Разнообразный набор организмов специализируется на жизни в ризосфере, включая бактерии , грибы , оомицеты , нематоды , водоросли , простейшие , вирусы и археи .

— Берендсен и др., 2012 г.

Микоризные грибы являются многочисленными членами ризосферного сообщества и были обнаружены у более чем 200 000 видов растений и, по оценкам, ассоциируются с более чем 80% всех растений. Ассоциации микоризы и корня играют важную роль в наземных экосистемах, регулируя круговорот питательных веществ и углерода . Микориза является неотъемлемой частью здоровья растений, поскольку обеспечивает до 80% потребности в азоте и фосфоре. Взамен грибы получают углеводы и липиды от растений-хозяев. Недавние исследования арбускулярных микоризных грибов с использованием технологий секвенирования показывают большее межвидовое и внутривидовое разнообразие, чем это было известно ранее.

Читайте также:  Какие есть животные которые светятся

Наиболее часто изучаемыми полезными ризосферными организмами являются микоризы , ризобиальные бактерии , ризобактерии , способствующие росту растений (PGPR), и микробы для биоконтроля . Предполагалось, что один грамм почвы может содержать более одного миллиона различных бактериальных геномов, а в ризосфере картофеля было обнаружено более 50 000 OTU ( операционных таксономических единиц ). Среди прокариот в ризосфере наиболее частыми бактериями являются ацидобактерии , протеобактерии , планктомицеты , актинобактерии , Bacteroidetes и Firmicutes . В некоторых исследованиях не было обнаружено значительных различий в составе микробного сообщества между основной почвой (почва, не прикрепленная к корню растения) и почвой ризосферы. Определенные группы бактерий (например, актинобактерии, Xanthomonadaceae ) менее многочисленны в ризосфере, чем в близлежащей насыпной почве.

Микробиом филлосферы

Воздушная поверхность растения (стебель, лист, цветок, плод) называется филлосферой и считается относительно бедной питательными веществами по сравнению с ризосферой и эндосферой. Среда в филлосфере более динамична, чем среды ризосферы и эндосферы. Колонизаторы микробов подвергаются суточным и сезонным колебаниям температуры, влажности и радиации. Кроме того, эти элементы окружающей среды влияют на физиологию растений (например, фотосинтез, дыхание, поглощение воды и т. Д.) И косвенно влияют на состав микробиома. Дождь и ветер также вызывают временные изменения микробиома филлосферы.

Взаимодействия между растениями и связанными с ними микроорганизмами во многих из этих микробиомов могут играть решающую роль в здоровье, функционировании и эволюции растений-хозяев . Поверхность листа или филлосфера содержит микробиом, состоящий из различных сообществ бактерий, грибов, водорослей, архей и вирусов. Взаимодействие между растением-хозяином и бактериями филлосферы может влиять на различные аспекты физиологии растения-хозяина. Однако по состоянию на 2020 год знания об этих бактериальных ассоциациях в филлосфере остаются относительно скромными, и существует потребность в углублении фундаментальных знаний о динамике микробиома филлосферы.

В целом в филлосферных сообществах сохраняется высокое видовое богатство. Сообщества грибов очень разнообразны в филлосфере умеренных регионов и более разнообразны, чем в тропических регионах. На поверхности листьев растений может присутствовать до 107 микробов на квадратный сантиметр, а бактериальная популяция филлосферы в глобальном масштабе оценивается в 10 26 клеток. Размер популяции грибной филлосферы, вероятно, будет меньше.

Микробы филлосферы из разных растений кажутся в некоторой степени похожими на высоких уровнях таксонов, но на более низких уровнях таксонов остаются существенные различия. Это указывает на то, что микроорганизмам может потребоваться тонкая настройка метаболизма, чтобы выжить в среде филлосферы. Протеобактерии, по- видимому, являются доминирующими колонизаторами, при этом в филлосферах преобладают Bacteroidetes и Actinobacteria . Хотя есть сходства между ризосферными и почвенными микробными сообществами, было обнаружено очень мало сходства между филлосферными сообществами и микроорганизмами, плавающими в открытом воздухе ( аэропланктон ).

Сборка микробиома филлосферы, которую можно строго определить как сообщества эпифитных бактерий на поверхности листа, может формироваться микробными сообществами, присутствующими в окружающей среде (т. Е. Стохастическая колонизация ) и растением-хозяином (т. Е. Биотическим отбором). Однако, хотя поверхность листа обычно считается дискретной средой обитания микробов, нет единого мнения о доминирующем двигателе сборки сообщества в микробиомах филлосферы. Например, сообщалось о специфических для хозяина бактериальных сообществах в филлосфере сопутствующих видов растений, что свидетельствует о доминирующей роли отбора хозяев.

Напротив, микробиомы окружающей среды также считаются основным фактором, определяющим состав филлосферного сообщества. В результате процессы, управляющие сборкой филлосферных сообществ, недостаточно изучены, но вряд ли будут универсальными для всех видов растений. Однако существующие данные указывают на то, что микробиомы филлосферы, демонстрирующие специфические для хозяина ассоциации, с большей вероятностью будут взаимодействовать с хозяином, чем те, которые в первую очередь рекрутированы из окружающей среды.

Поиск основного микробиома в микробных сообществах, связанных с хозяином, является полезным первым шагом в попытке понять взаимодействия, которые могут происходить между хозяином и его микробиомом. Преобладающая концепция основного микробиома основана на представлении о том, что устойчивость таксона через пространственно-временные границы экологической ниши напрямую отражает его функциональную важность в той нише, которую он занимает; поэтому он обеспечивает основу для идентификации функционально важных микроорганизмов, которые постоянно ассоциируются с видами-хозяевами.

Различные определения «основного микробиома» возникли в научной литературе, при этом исследователи по-разному идентифицируют «основные таксоны» как таксоны, устойчивые в разных микробиомах хозяев и даже у разных видов. Учитывая функциональную дивергенцию микроорганизмов между различными видами хозяев и микробиотами, определение основных таксонов sensu stricto как устойчивых на широких географических расстояниях внутри тканевых и видоспецифичных микробиомов хозяев представляет собой наиболее биологически и экологически приемлемое применение этой концептуальной основы. Тканевые и видоспецифические основные микробиомы в популяциях хозяев, разделенных значительными географическими расстояниями, не были широко представлены для филлосферы с использованием строгого определения, установленного Руиненом.

Источник

Растительноядные животные — описание, характеристика и примеры с названиями

В отличие от хищных, растительноядные животные питаются только едой растительного происхождения. Примеры этих животных представлены в данной статье.

Тема изучается в школьной программе биологии в 7 классе и часто встречается на экзаменах. Предоставленную ниже информацию можно использовать для доклада или сообщения о жизни рассматриваемых животных и о том, чем они питаются.

Кто такие растительноядные животные

Как еду они используют траву, плоды, листву, части корневой системы, луковицы и прочую растительность. От этого их называют растительноядными.

Особенности этих зверей в том, что их зубы приспособлены для тщательного пережевывания жестких тканей, богатых клетчаткой. Большинство животных этой группы не могут переваривать мясо или жевать его, и они не являются всеядными.

Рацион животных, принадлежащих к этой группе, сильно отличается от климата, времени года и географического положения.

Большинство травоядных живут стаями. Они являются социальными животными. Этот способ жизни помогает им выжить. Являясь первичными потребителями пищевой цепи, они одновременно являются потенциальными жертвами хищников.

Большие растительноядные животные

К ним относятся известные звери из такого списка:

бегемоты, или гиппопотамы;

Питаясь главным образом растительной едой, крупные дикие животные получают мало влаги, поэтому нуждаются в том, чтобы в организм поступало достаточное количество воды.

Гиппопотам (другое название – бегемот) питается травой, которую он кусает губами, покрытыми роговой тканью. Большую часть дня он находится в воде.

Интересно то, что гиппопотамы способны поедать огрубевшую траву, которую не хотят даже видеть другие животные.

Жирафы едят листья деревьев.

Они захватывают их с помощью губ и длинного языка.

Верблюды – это животные, способные выживать в безводных регионах с большими перепадами температуры.

Основа питания верблюдов – саксаул, разные виды верблюжьей колючки, полынь.

Лошади часто едят овес, отруби, сено, ячмень.

Малые растительноядные животные

К ним относят грызунов, зайцеобразных и прочих небольших представителей мира зверей.

Основа их рациона – растительная еда, однако немногие из них пополняют запасы белка насекомыми и умершими животными. Вместе с едой они получают нужное количество воды.

В пустынях проживают суслики, прыгуны кенгуровые, разные виды зайцев. Обычно они ведут ночной образ жизни, за исключением антилоповых сусликов: они не боятся испепеляющего зноя.

Интересно! За день суслик может терять до 13 процентов воды. Для компенсации потерь он ест молодые зеленые листья и пьет утреннюю росу.

В организм кенгуровых прыгунов поступает вода, которая образуется в результате переваривания растительной еды. Эти звери расходуют влагу очень экономно.

Воздух, проходящий через носовые ходы, остывает; содержащийся в нем водяной пар оседает в виде мельчайших капелек воды и всасывается слизистой оболочкой.

Зайцеобразные имеют 2 пары хорошо развитых верхних резцов. Питаются травой, зелеными элементами растений, ветвями, иногда корой.

Поскольку у животных высокая потребность в белках, порой кажется, что они едят постоянно.

Степные кролики пересиживают жаркую погоду в брошенных норах. Питаются зерновыми, травой и даже кактусами.

Травоядные птицы

Помимо хищных и всеядных птиц, существуют и растительноядные.

У этих птиц клюв укороченный и широкий. Им они могут добывать семена из шишек, удалять ореховую скорлупу, измельчать зерна.

Гуси едят листву, траву. Иногда добавляют в рацион всевозможные семена.

В рацион глухарей входят листья, ягоды, семена и почки. Зимой эти птицы охотно едят хвою.

Снегири питаются рябиной, почками липы, черемухи. Клёсты своими клювами добывают семена хвойных растений.

Если шишек недостаточно, то они могут есть почки, грызть отвердевшую смолу.

В осенне-зимний период рябчик питается почками деревьев. Летом ест семена, соцветия трав, иногда гусеницы, жуков, бабочек. Охотно поедают ягоды черники или брусники.

Тетерев охотно поедает листья, траву, бутоны, цветы и семена. По мере созревания ягод тетерева едят чернику, голубику. В зимний период основа их рациона – почки деревьев. Молодые же птенцы поедают животную пищу.

Куропатка предпочитает поедать посевы овса, проса. Иногда можно увидеть, как выводки куропатки едят картофельную ботву. Охотно питается овсом, ячменем, просом.

Итак, подведем итог. Растительноядные животные и птицы получают энергию, поедая определенные виды растений или их части. Их пищеварительная система отлично приспособлена к перевариванию грубой еды.

Сами представители растительноядных служат пищей для хищников. Замечено, что вмешательство человека в экосистемы отрицательно влияет на численность растительноядных живых существ.

Источник

Растение микробы растительноядное животное

Микробы и микробиология

Микробиология изучает строение, жизнедеятельность, условия жизни и развития мельчайших организмов, называемых микробами, или микроорганизмами.

Похожее по теме. Антони ван Левенгук — учёный, натурфилософ и наблюдатель /> Антони ван Левенгук вошел в историю в качестве основателя множества научных дисциплин и направлений, самая важная из которых – микробиология.

Микробы были открыты голландцем А. Левенгуком (1632-1723) в конце XVII в., когда он изготовил первые линзы, дававшие увеличение в 200 и более раз. Увиденный микромир поразил его, Левенгук описал и зарисовал микроорганизмы, обнаруженные им на различных объектах.

Он положил начало описательному характеру новой науки. Открытия Луи Пастера (1822-1895) доказали, что микроорганизмы отличаются не только формой и строением, но и особенностями жизнедеятельности. Пастер установил, что дрожжи вызывают спиртовое брожение, а некоторые микробы способны вызывать заразные болезни людей и животных.

Пастер вошел в историю как изобретатель метода вакцинации против бешенства и сибирской язвы. Всемирно известен вклад в микробиологию Р. Коха (1843-1910) — открыл возбудителей туберкулеза и холеры, И. И. Мечникова (1845-1916) — разработал фагоцитарную теорию иммунитета, основоположника вирусологии Д. И. Ивановского (1864-1920), Н. Ф. Гамалея (1859-1940) и многих других ученых.

Классификация и морфология микроорганизмов

Микробы — это мельчайшие, преимущественно одноклеточные живые организмы, видимые только в микроскоп. Размер микроорганизмов измеряется в микрометрах — мкм (1/1000 мм) и нанометрах — нм (1/1000 мкм).

Микробы характеризуются огромным разнообразием видов, отличающихся строением, свойствами, способностью существовать в различных условиях среды. Они могут быть одноклеточными, многоклеточными и неклеточными.

Микробы подразделяют на бактерии, вирусы и фаги, грибы, дрожжи. Отдельно выделяют разновидности бактерий — риккетсии, микоплазмы, особую группу составляют простейшие (протозои).

Бактерии

Бактерии — преимущественно одноклеточные микроорганизмы размером от десятых долей микрометра, например микоплазмы, до нескольких микрометров, а у спирохет — до 500 мкм.

Различают три основные формы бактерий — шаровидные (кокки), палочковидные (бациллы и др.), извитые (вибрионы, спирохеты, спириллы) (рис. 1).

Шаровидные бактерии (кокки) имеют обычно форму шара, но могут быть немного овальной или бобовидной формы. Кокки могут располагаться поодиночке (микрококки); попарно (диплококки); в виде цепочек (стрептококки) или виноградных гроздьев (стафилококки), пакетом (сарцины). Стрептококки могут вызывать ангину и рожистое воспаление, стафилококки — различные воспалительные и гнойные процессы.

Формы бактерий

Рис. 1. Формы бактерий: 1 — микрококки; 2 — стрептококки; 3 — сардины; 4 — палочки без спор; 5 — палочки со спорами (бациллы); 6 — вибрионы; 7- спирохеты; 8 — спириллы (с жгутиками); стафилококки

Палочковидные бактерии самые распространенные. Палочки могут быть одиночными, соединяться попарно (диплобактерии) или в цепочки (стрептобактерии). К палочковидным относятся кишечная палочка, возбудители сальмонеллеза, дизентерии, брюшного тифа, туберкулеза и др. Некоторые палочковидные бактерии обладают способностью при неблагоприятных условиях образовывать споры. Спорообразующие палочки называют бациллами.Бациллы, напоминающие по форме веретено, называют клостридиями.

Спорообразование представляет собой сложный процесс. Споры существенно отличаются от обычной бактериальной клетки. Они имеют плотную оболочку и очень малое количество воды, им не требуются питательные вещества, а размножение полностью прекращается. Споры способны длительно выдерживать высушивание, высокие и низкие температуры и могут находиться в жизнеспособном состоянии десятки и сотни лет (споры сибирской язвы, ботулизма, столбняка и др.). Попав в благоприятную среду, споры прорастают, т. е. превращаются в обычную вегетативную размножающуюся форму.

Извитые бактерии могут быть в виде запятой — вибрионы, с несколькими завитками — спириллы, в виде тонкой извитой палочки — спирохеты. К вибрионам относится возбудитель холеры, а возбудитель сифилиса — спирохета.

Бактериальная клетка имеет клеточную стенку (оболочку), часто покрытую слизью. Нередко слизь образует капсулу. Содержимое клетки (цитоплазму) отделяет от оболочки клеточная мембрана. Цитоплазма представляет собой прозрачную белковую массу, находящуюся в коллоидном состоянии. В цитоплазме находятся рибосомы, ядерный аппарат с молекулами ДНК, различные включения запасных питательных веществ (гликогена, жира и др.).

Микоплазмы — бактерии, лишенные клеточной стенки, нуждающиеся для своего развития в ростовых факторах, содержащихся в дрожжах.

Некоторые бактерии могут двигаться. Движение осуществляется с помощью жгутиков — тонких нитей разной длины, совершающих вращательные движения. Жгутики могут быть в виде одиночной длинной нити или в виде пучка, могут располагаться по всей поверхности бактерии. Жгутики есть у многих палочковидных бактерий и почти у всех изогнутых бактерий. Шаровидные бактерии, как правило, не имеют жгутиков, они неподвижны.

Размножаются бактерии делением на две части. Скорость деления может быть очень высокой (каждые 15-20 мин), при этом количество бактерий быстро возрастает. Такое быстрое деление наблюдается на пищевых продуктах и других субстратах, богатых питательными веществами.

Вирусы

Похожее по теме. Вирусы /> Вирус — неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри живых клеток. Вирусы поражают все типы организмов, от растений и животных �

Вирусы вызывают такие распространенные болезни человека, как грипп, вирусный гепатит, корь, а также болезни животных — ящур, чуму животных и многие другие.

Вирусы бактерий называют бактериофагами, вирусы грибов — микофагами и т. п. Бактериофаги встречаются повсюду, где есть микроорганизмы. Фаги вызывают гибель микробной клетки и могут использоваться для лечения и профилактики некоторых инфекционных заболеваний.

Риккетсии — микроорганизмы, занимающие промежуточное положение между бактериями и вирусами. Они представляют собой неподвижные палочки длиной не более 1,0 мкм, не образующие спор и капсул. Как и вирусы, они являются внутриклеточными паразитами.

Грибы

Грибы являются особыми растительными организмами, которые не имеют хлорофилла и не синтезируют органические вещества, а нуждаются в готовых органических веществах. Поэтому грибы развиваются на различных субстратах, содержащих питательные вещества. Некоторые грибы способны вызывать болезни растений (рак и фитофтора картофеля и др.), насекомых, животных и человека.

Похожее по теме. Пенициллин и антибиотики /> Пенициллин — первый антибиотик — полученный на основе продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

Грибы могут размножаться разными путями, в том числе вегетативным путем в результате деления гиф. Большинство грибов размножаются бесполым и половым путями при помощи образования специальных клеток размножения — спор.Споры, как правило, способны длительно сохраняться во внешней среде. Созревшие споры могут переноситься на значительные расстояния. Попадая в питательную среду, споры быстро развиваются в гифы.

Обширную группу грибов представляют плесневые грибы (рис. 2). Широко распространенные в природе, они могут расти на пищевых продуктах, образуя хорошо видные налеты разной окраски. Причиной порчи продуктов часто являются мукоровые грибы, образующие пушистую белую или серую массу. Мукоровый гриб ризопус вызывает «мягкую гниль» овощей и ягод, а гриб ботритис покрывает налетом и размягчает яблоки, груши и ягоды. Возбудителями плесневения продуктов могут быть грибы из рода пениииллиум.

Отдельные виды грибов способны не только приводить к порче продуктов, но и вырабатывать токсические для человека вещества — микотоксины. К ним относятся некоторые виды грибов рода аспергиллус, рода фузариум и др.

Полезные свойства отдельных видов грибов используют в пищевой и фармацевтической промышленности и других производствах. Например, грибы рода пениииллиум применяются для получения антибиотика пенициллина и в производстве сыров (рокфора и камамбера), грибы рода аспергиллус — в производстве лимонной кислоты и многих ферментных препаратов.

Актиномицеты — микроорганизмы, имеющие признаки и бактерий, и грибов. По строению и биохимическим свойствам актиномицеты аналогичны бактериям, а по характеру размножения, способности образовывать гифы и мицелий похожи на грибы.

Виды плесневых грибов

Рис. 2. Виды плесневых грибов: 1 — пениииллиум; 2- аспергиллус; 3 — мукор.

Дрожжи

Похожее по теме. Антибиотики /> В 1928 году Александр Флеминг открыл первый антибиотик – пенициллин.

Дрожжи широко распространены в природе, их можно обнаружить в почве и на растениях, на пищевых продуктах и различных отходах производства, содержащих сахара. Развитие дрожжей в пищевых продуктах может приводить к их порче, вызывая брожение или закисание. Некоторые виды дрожжей обладают способностью превращать сахар в этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс называется спиртовым брожением и широко используется в пищевой промышленности и виноделии.

Некоторые виды дрожжей кандида вызывают заболевание человека — кандидоз.

Микробиолог Мартин Блейзер из школы медицины при Нью-Йоркском университете определяет понятие «микробиом» как «совокупность всех микроорганизмов, которые живут в теле человека и взаимодействуют друг с другом и с самими собой». Некоторые из обитателей человеческого тела, в числе которых есть бактерии, грибки и различные простейшие одноклеточные организмы проявляют удивительные свойства.

5 фактов о жизни внутри нас

Факты о микробах

1. Число микробов и бактерий в организме превышает количество клеток тела человека

Человеческий организм буквально кишит микробами: по некоторым сведениям, внутри нас клеток бактерий примерно в десять раз больше, чем клеток тела. Как заявил в интервью «LiveScience» Мартин Блейзер: «Конечно, никто не будет считать, сколько бактерий живёт в человеке, точное количество не имеет значения, но ясно одно — бактерий гораздо больше, чем клеток, из которых мы состоим».

Развитие бактерий, населяющих наш «внутренний мир», происходило на протяжении всей эволюции человека и продолжается до сих пор. Ожидается, что в 2013-м году завершится масштабный 5-летний проект по каталогизации и классификации микробиома человека — над ним трудились сотни учёных по всему миру.

Люди появляются без бактерий

2. Люди появляются на свет без бактерий

Зная, какую важную роль микроорганизмы играют в жизнеобеспечении, можно подумать, что бактерии появляются на свет вместе с человеком. Однако, как выяснилось, это не так: согласно Блейзеру, люди рождаются без бактерий и обзаводятся ими в течение нескольких первых лет жизни.

Первую «порцию» микробов младенец получает при прохождении через родовые пути матери, если же малыш появился на свет с помощью кесарева сечения, то он не получает этой доли микроорганизмов, из-за чего у него может быть повышен риск возникновения некоторых видов аллергии, а также ожирения.

Большая часть микробиома ребёнка формируется к трём годам — это период интенсивного развития всех систем организма.

Helicobacter Pylori

3. Одна бактерия способна приносить как пользу, так и вред

Helicobacter Pylori

Некоторые микробы вызывают недуги, другие способны от них защитить, а иногда одна и та же бактерия может и навредить и оказать положительное влияние.

Например, Helicobacter Pylori — когда-то эти бактерии были широко распространены, обитая в телах практически всех людей на Земле, но сейчас они есть лишь у половины человечества. Большинство из этих бактерий не доставляют их «хозяевам» никаких неприятностей, но в некоторых случаях могут способствовать образованию болезненных язв в пищеварительном тракте (за работы по изучению влияния Helicobacter Pylori на возникновение гастрита и язвы желудка и двенадцатиперстной кишки австралийский врач Маршалл Барри в 2005-м году получил Нобелевскую премию).

Победить негативное влияние бактерии можно с помощью антибиотиков, но Блейзер и его коллеги обнаружили, что отсутствие этого микроорганизма может вызвать рефлюкс-эзофагит (повреждение слизистой оболочки) и даже рак пищевода.

Таким образом, некоторые бактерии могут быть как полезными, так и смертельно опасными.

4. Лечение антибиотиками может спровоцировать астму и ожирение

Золотистый стафилококк

Золотистый стафилококк

В 1928-м году Александр Флемминг изобрёл пенициллин, и это был грандиозный прорыв в медицине. Во всём мире антибиотики широко применяются в борьбе с самыми разнообразными заболеваниями, однако, как показывают последние исследования, использование антибиотиков может увеличить риск развития астмы, воспалительных заболеваний кишечника и даже ожирения. Кроме того, микробы научились приспосабливаться к антибиотикам: к примеру, метициллин-резистентный золотистый стафилококк способен вызвать тяжёлые заболевания вроде пневмонии или сепсиса.

Читайте также:  Дерево эскизы с животными

Конечно, бывают случаи, когда лечение антибиотиками необходимо, но, как заявил «LiveScience» Мартин Блейзер, иногда стоит воздержаться от их использования: некоторые детские инфекционные заболевания ушей или горла могут пройти сами по себе.

5. Пробиотики не так хороши, как считается

Что там с пробиотиками?

В последнее время во всём мире наблюдается повальное увлечение пробиотическими (состоящими из микроорганизмов) добавками к пище: многие принимают их после курса лечения антибиотиками, полагая, что это дарует им здоровье. Насколько их применение оправдано?

«Сама концепция восстановления микрофлоры после использования антибиотиков хороша, — считает Блейзер. — Но наивно считать, что принимая пробиотики, содержащие один или несколько видов микроорганизмов, можно добиться впечатляющих результатов — у нас в организме тысячи разновидностей!». Учёный считает, что продавцы пробиотиков преувеличивают положительный эффект от своих препаратов.

«Возможно, в будущем у нас появятся пробиотики, способные побеждать болезни, но до этого пока далеко — эта отрасль слишком молода», — подытоживает микробиолог.

Источник



Самые необычные примеры симбиоза между животными и бактериями

Симбиотические отношения в природе встречаются часто. Иногда они видны невооруженным глазом, как, например, абсолютная взаимозависимость между пчелами и цветущими растениями. Однако, бывает и такой симбиоз, который невозможно разглядеть без микроскопа. Например, между животными и бактериями. И это могут быть очень интересные отношения. Так как в обмен на уютную и безопасную среду обитания микробы дают своим компаньонам настоящие суперспособности, вроде неуязвимости к ядам или невидимости.

Топ-5 примеров симбиоза животных и бактерий

Это крошечное насекомое, которое высасывает жидкость из растений и распространяет между ними вирусы. Тля — опасный вредитель, но от этого она не становится менее замечательной с биологической точки зрения. Во всем мире насчитывается более 4000 её видов, и она плодится где-то даже с абсурдной скоростью. Каждое насекомое может порождать 80 себе подобных каждые 10 дней. Тля способна к половому размножению, но большинство насекомых рождаются по существу уже беременными благодаря так называемому партеногенезу. Эти кошмарные для любых демографов свойства позволяют ей губить огромное количество растений.

Однако рацион питания тли имеет существенный недостаток — в соках растений нет нужных насекомым аминокислот. Естественным выходом здесь кажется более разнообразная диета, но тля нашла более творческое и эффектное решение — некоторые её виды вступили в симбиоз с бактериями, которые взяли производство этих веществ на себя. Микробы принадлежат к роду Buchnera, и передаются тлей из поколения в поколение на стадии эмбрионов. Бактерии самостоятельно производят некоторые аминокислоты, например, триптофан. В других же случаях они генерируют их совместно с тлей. По мнению учёных, эти партнёрские отношения начались 250 миллионов лет назад. Возможно, в результате того что бактерии, жившие в кишечнике тли, полностью отобрали у насекомых какие-то функции. И сегодня они уже не способны существовать друг без друга.

Бактерии позволяют тле выжить на пище, непригодной для любых других насекомых. А тля дает микробам пищу и безопасное место для жизни — у неё есть специальные клетки, бактериоциты, в которых, собственно, и размещаются их микроскопические друзья. Эти отношения настолько успешны, что бактерии успели избавиться от значительной части своего генома, в том числе и от тех участков, что отвечают за реакцию на изменения окружающей среды и создание прочных стенок клеток. Так как если у тебя уже есть хороший дом, и ты регулярно питаешься, то всё это не нужно. Сейчас у этих бактерий осталось всего около 500 генов, в то время как у их сородичей, обитающих в «дикой природе», по крайней мере, 1500. Так что если кто-то из ваших друзей пожалуется, что тля пожирает урожай и губит растения, знайте, там орудует целая банда.

Древесные крысы

Конкуренция за пищу может быть жесткой, особенно в суровых условиях пустыни. Там её вообще не очень много, а та, что есть, например, растения, совсем не стремятся быть съеденными. У них очень часто серьёзная защита — шипы или яд, которые отпугивают большинство потенциальных клиентов. Возьмём, к примеру, куст креозота. Он содержит ядовитую смолу, которая может нанести очень серьёзные повреждения печени и почкам. Однако некоторые животные относительно надёжно защищены от яда.

В течение многих десятилетий ученые фиксировали, что древесные крысы спокойно и без страха едят это растение. Это само по себе не странно. Есть животные, чьи организмы устойчивы к ядам. Для эволюции это нормально. Удивительным было то, что не все грызуны обладают этим иммунитетом, даже в пределах одного вида. Крысы, обитающие в пустыне Мохаве, что в Южной Калифорнии, где куст креозота встречается сплошь и рядом, могли есть его в любых количествах. Однако их северные собратья, из пустыни Большого Бассейна, где это растение не встречается, почувствовали себя нехорошо и похудели, когда их накормили этим растением в лаборатории. Учёным понадобилось более десяти лет, чтобы найти ответ на эту загадку.

В 2014 году в журнале «Ecology Letters» они рассказали, что между собой отличались не сами крысы, а их кишечные бактерии. Когда грызунам из пустыни Мохаве вводили антибиотики, их суперспособность исчезала, и они больше не могли безнаказанно питаться креозотовым кустом. Когда же их кишечные бактерии были «пересажены» крысам из Большого Бассейна, те получили возможность есть это растение. Исследователи до сих пор не знают, какие именно микробы дарят животным столь потрясающий иммунитет. Креозотовая смола содержит сразу несколько токсинов, и вполне вероятно, что здесь работает целый комплекс бактерий. Передаются они, видимо, посредством копрофагии. Не очень гигиенично, конечно, но для живой природы это не является чем-то исключительным.

Глубоководные моллюски

На планете Земля жизнь есть везде, в том числе и на дне океана. Впервые ученые увидели глубоководные гидротермальные жерла в 70-х годах прошлого века, и были поражены количеством и разнообразием живых существ вокруг этих «дымоходов». В частности, некоторые моллюски, относящиеся к семейству Vesicomyidae, оказались здесь гораздо более крупными, чем ожидалось. Ведь, по сути, моллюски — это живые фильтры, питающиеся крошечными организмами, а на дне океана подобной еды не может быть много.

Сегодня уже известно, что эти моллюски процветают на глубине 6800 метров с помощью симбиотических бактерий. У Vesicomyidae очень большие жабры со множеством бактериоцитов, где обитают микробы, окисляющие серу из гидротермальных источников. Извлекаемая энергия помогает питать обе стороны симбиоза. Как и в случае с тлёй, эти бактерии потеряли гены, связанные с клеточной структурой и способностью к самостоятельному перемещению, и не встречаются нигде за пределами жабр этих моллюсков. Также как и тля, моллюски приобретают бактерии ещё до своего рождения. Микробы входят в состав их яиц. Мало кто из живых существ способен выжить на дне океана, во многих километрах от солнечного света. Однако симбиоз с бактериями, как видим, способен обеспечить некоторым из них довольно комфортную нишу для существования.

Синекольчатый осьминог

Еще один обитатель океана, обладающий сверхспособностью. Это невероятно милое существо. Оно весит менее тридцати граммов и спокойно помещается в человеческую ладонь. Но брать его в руки не стоит, ведь это одно из самых ядовитых животных на планете. Его яд содержит тетродотоксин (ТТХ), который в тысячу раз мощнее цианида. Он блокирует натриевые каналы нервных клеток, парализуя мышцы. Это, помимо прочего, ведёт к дыхательному параличу, смерть от которого наступает в течение нескольких минут.

Столь сильный яд — это абсолютное излишество для осьминога, ведь он использует его на небольших крабах и моллюсках. Но это так, лирическое отступление. Самое интересное в этом существе то, что само оно не производит никаких токсинов. По мнению учёных, это делают симбиотические бактерии, обитающие в его слюнных железах. Справедливости ради стоит отметить, что споры на этот счёт ещё продолжаются, и не всем исследователям удалось вырастить микробов, производящих TTX, из этих желез. Тем не менее, бактерии, генерирующие тетродотоксин, науке известны, и в данном случае, вероятнее всего, синекольчатые осьминоги вступили в симбиоз сразу с несколькими из них.

Пока неясно, как началось это партнерство и какие преимущества получают бактерии. Жизнь внутри осьминога, вероятно, дает им защиту от хищников, что является несомненным плюсом. Что касается осьминога, то у него развилась устойчивость к действию яда. Натриевые каналы его нервных клеток трансформировались, и TTX на них больше не действует. То же самое наблюдается, допустим, у рыбы фугу.

Гавайский кальмар бобтейл

zagony.ru

zagony.ru

Жизнь в океане полна опасностей, в том числе и для гавайского кальмара бобтейла. Это существо имеет всего около 3 сантиметров в длину, поэтому является отличной закуской для более крупных хищников. Питается он ночью, что также весьма рискованно. Свет звезд и Луны освещает океанскую воду, благодаря чему силуэты кальмаров хорошо видны охотникам, находящимся ниже их в воде. Но ровно до тех пор, пока бобтейл не станет невидимым благодаря помощи биолюминесцентных бактерий Vibrio fischeri.

zagony.ru

zagony.ru

Они находятся внутри особого светового органа, расположенного в мантии — верхнем покрове, чем-то напоминающем шляпу. Ночью светящиеся бактерии имитируют свет, что делает их хозяина невидимым, если смотреть на него снизу. В ходе научных экспериментов ученые доказали, что кальмар с помощью специальных тканей своего тела может регулировать количество испускаемого света. Бобтейлы не рождаются с этими бактериями, как некоторые предыдущие фигуранты сегодняшнего рассказа, однако Vibrio fischeri в изобилии водятся в их среде обитания. Прогоняя воду через свой организм, кальмар задерживает их в особой слизи своего «фонаря». То есть это не те гармоничные отношения, которые мы встречали ранее. Чтобы не допустить излишнего размножения микробов, головоногие каждое утро выбрасывают в океан до 90% их количества.

Однако та часть, что остаётся, чувствует себя в безопасности. Есть даже некоторые свидетельства того, что кальмары подкармливают их, так как к наступлению темноты их численность увеличивается. Примечательно, что Vibrio fischeri являются близкими родственниками болезнетворных бактерий, в том числе тех, которые вызывают холеру. Ученые проводят исследования, пытаясь выяснить, каким образом у этих микробов могли сложиться столь тесные отношения с бобтейлом. В идеале, это поможет ответить на вопрос, что делает те или иные бактерии полезными или, наоборот, опасными.

Источник

Изучаем родословную бактерий: это животные или растения?

Бактерии – древнейшие организмы на Земле. Менялись условия существования, исчезали и появлялись новые признаки, способности «забывались» и комбинировались, пока самые жизнеспособные существа не возобладали над теми, кто не сумел приспособиться. Вот как шла эволюция бактерий, животных, растений, грибов. Логично предположить, что если простейшие были первой формой жизни, то они положили начало и другим организмам, имея с ними ряд общих признаков. Так кто же такие бактерии – это животные, грибы или растения?

Читайте также:  Дикие животные во сне убегать

появление бактерий

Строение в сравнении

Чтобы понять, кто ближе бактериям, животные или растения, следует рассмотреть строение клеток у каждого из них и найти отличия и сходство.

Ученые установили, что при единообразии биохимических основ и процесса синтеза белка все живые существа имеют особенности и множественные различия по другим признакам. Одинаковым является то, что у большинства существ нашей планеты (будь то бактерии, растения или животные):

  • состав белов идентичен – 20 аминокислот;
  • схема синтеза белка единообразна;
  • место биосинтеза всегда рибосомы.

И для жизнедеятельности всем требуется энергия (гликолиза, окисления, дыхания), она хранится в АТФ.

Особенности развития на клеточном уровне стоит рассматривать не с позиции бактерий, растений или животных, а с точки зрения наличия или отсутствия ядра у клетки организма. Так часть живых существ получила название эукариоты, а вторая (безъядерные) – прокариоты. К тем, у кого нет ядра, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. У остальных организмов клетки его содержат и по организации, метаболизму, генетике имеют определенные сходства.

Таблица 1. Сравнение строения клетки живых организмов

Признак Животные Растения Бактерии
Способ питания Гетеротрофы (пользуются готовыми веществами) Автотрофы (производят синтез органических веществ из неорганических) Автотрофы, гетеротрофы. При этом паразиты получают питательные вещества из организма живого хозяина, сапрофитам нужны органические вещества отмершего организма. Симбионты питаются от хозяина, но не уничтожают его, а помогают, вырабатывая нужные соединения
Стенка клетки Нет. Клетка способна менять форму Есть, образована целлюлозой и имеет постоянную форму Есть. Состоит из веществ муреина и пектина
Генетический материал Есть ядро, покрытое оболочкой. Внутри него находятся ядрышки. Молекулы ДНК линейные, организованы в хромосомы Ядра нет, ДНК расположена в цитоплазме, имеет форму кольца (ее называют кольцевой молекулой или бактериальной хромосомой)
Синтез АТФ В митохондриях В митохондриях, пластидах В цитоплазматической мембране имеются локальные образования
Хранение питательных веществ В особых клеточных включениях, расположенных в цитоплазме В большинстве случаев запасы хранятся в клеточном соке вакуолей. Это малочисленные большие полости, которые обеспечивают тургорное давление В цитоплазме
Пластиды Нет Хромопласты, хлоропласты, лейкопласты Нет
Рибосомы Есть Есть, небольшого размера
Способ поступления питательных веществ Пиноцитоз (растворенные в жидкости питательные вещества захватываются поверхностью клетки) и фагоцитоз (когда специально предназначенные клетки-фагоциты захватывают и переваривают твердые частички) Сквозь клеточную стенку
Размеры клетки Диаметр от 40 мкм и больше Диаметр от 0,3 до 5 мкм

клетка бактерии, растения и животного

Дыхание как один из основополагающих процессов жизни

Универсальное свойство бактерий, растений и животных – это способность дышать. Суть процесса заключается в том, что поглощенный кислород вступает во взаимодействие с тканями. В результате этого образуется углекислота и вода. Дыхание растений предполагает, что H2O они расходуют на себя, а углекислый газ выделяют в окружающую среду.

Чтобы дышать, растения тратят органические вещества, а не накапливают их, как при фотосинтезе. Но это не означает того, что днем процесс не протекает. Дыхание в клетках представителей флоры во время светового дня происходит не так интенсивно, как ночью, но совсем не замирает. Органами газообмена высшим растениям служат стебли (стволы) деревьев и зеленые листья. У водорослей это каждая клетка.

Одноклеточные имеют свои особенности в процессе дыхания. Собственно, перерабатывать органические вещества они могут либо с участием кислорода, либо без него. Во втором случае процесс называется брожением. Поэтому по потребности в O2 и необходимости дыхания бактерии можно поделить на группы:

  • аэробы – нуждаются в кислороде, чтобы жить и развиваться;
  • анаэробы – либо содержание O2 в окружающей среде мешает их метаболизму (облигатные или строгие), либо эти одноклеточные способны использовать кислород и другие соединения (факультативные).

К последним относятся одни из любимчиков человека – молочнокислые бактерии. О2 для дыхания необходим на ранних стадиях их развития.

молочнокислые бактерии

Если посмотреть на газообмен растений как на химический процесс, то это длинная последовательность окислительно-восстановительных реакций. За дыхание на клеточном уровне отвечают митохондрии, в них происходит расщепление органических веществ и освобожденная энергия используется в собственных нуждах.

Дыхание части прокариотов проходит путем окисления минеральных веществ. Окислять нитрид водорода до азотной кислоты способны нитрифицирующие одноклеточные. Серные бактерии продуцируют серную кислоту из сероводорода. Особенности протекания процесса дыхания у некоторых прокариотов позволяют использовать их на благо человека.

Роль грибов, бактерий, растений и животных

Чтобы круговорот веществ в природе осуществлялся беспрерывно и качественно, любой представитель царства бактерий, грибов, животных или растений осуществляет определенные функции.

Грибы не только служат звеном в пищевой цепочке. Разнообразные их представители:

  • применяются для получения лекарственных препаратов;
  • портят продукты питания, постройки из дерева;
  • являются симбионтами;
  • используются при производстве продуктов питания;
  • участвуют в почвообразовании;
  • служат возбудителями болезней растений, животных и человека.

Микроскопические грибки

Грибы-паразиты представляют большую группу, среди наиболее известных можно назвать мукор, головню, трутовики, аспергиллы, ботритис.

Бактерии по своему строению одноклеточные организмы, но функции, возложенные природой на этих микроскопических существ, велики и разнообразны. Так, гнилостные простейшие разлагают погибшие растения и животных, являясь своеобразными чистильщиками. Благодаря деятельности бактерий образовались сера, каменный уголь, фосфор, нефть и многие другие природные ископаемые и элементы. Клетки нитрифицирующих и азотофиксирующих бактерий в силу своего строения и потребностей улучшают состояние почвы. Свойства этих симбионтов активно используются в сельском хозяйстве. В пищеварении человека и животных бактерии тоже играют не последнюю роль.

Первые функции растений, которые сразу приходят на ум, – выделение кислорода и поглощение углекислого газа. Они же служат пищей для животных и человека, являются строительным материалом и источником лекарственных средств.

Функции животных тоже вполне очевидны:

  • являются звеном в пищевой цепи;
  • влияют на возобновление растений;
  • хищники регулируют численность травоядных;
  • участвуют в почвообразовании;
  • переносят инфекционные заболевания человека.

царство животные

Все живые существа являются производителями, потребителями либо разрушителями. Благодаря этому круговорот веществ происходит постоянно.

Невидимые вредители человека, растений и животных

То, что бактерии приносят ощутимую пользу, не вызывает сомнений, но паразиты среди них – частое явление. Все они не в состоянии производить нужные для жизнедеятельности питательные вещества, поэтому, попав в организм человека, животного, растения, начинают там питаться и размножаться.

Болезни растений, которые вызывают паразиты, называются бактериозами. Представители флоры реже, чем животные становятся объектами атаки болезнетворных микроорганизмов. Толстый слой коры или эпидермиса является надежной защитой от попадания бактерий внутрь. Но ни это, ни кислая реакция клеточного сока не уберегают плодовые культуры (например, яблони) от болезней. Картофель, томаты, свекла, морковь и капуста тоже часто подвергаются атаке.

больные растения

Бактерии-паразиты у человека являются возбудителями опасных заболеваний, некоторые из которых могут закончиться летальным исходом. Сибирская язва, чума и лепра, листериоз, туберкулез, дифтерия и сифилис – это лишь малый список болезней, вызываемых паразитирующими микроорганизмами.

Вирусы – паразиты, живущие внутри клеток

В отличие от сапрофитов этим «нахлебникам» нужны живые клетки. Внутриклеточные паразиты – вирусы – имеют размеры гораздо меньше, чем клетка. Они способны поражать представителей любого царства природы. Строение вируса достаточно простое:

  • его частицы называются вирионы;
  • в составе – нуклеиновая кислота и белковая оболочка, образованная большим числом идентичных молекул белка;
  • вирусы несут в себе или РНК, или ДНК.

Выделение этих паразитов в чистом виде показало, что в этом случае форма их существования – кристалл. То есть признаки живого существа (например, размножение, обмен веществ) у вируса отсутствуют. Многие ученые из-за этого полагают, что они некая переходная форма между неживыми и живыми организмами.

Вирусы бактерий получили название бактериофаги. Для каждого вида возбудителей болезни нужен свой определенный нейтрализатор. Как поступает вирус с бактерией? Прикрепляется к ней, растворяет оболочку, встраивает свою ДНК и начинает питаться запасами жертвы. Стафилококки, стрептококки, синегнойная палочка, клебсиелла и многие другие микроорганизмы имеют бактериофаги. Такие виды вирусов не могли быть проигнорированы медициной, и препараты на их основе получили большое распространение.

бактериофаги

У растений известны следующие вирусы: табачной мозаичной болезни, желтой мозаики репы, желтой карликовости картофеля. Передаются они во время прививки растений, через почву или переносятся насекомыми. Животные могут страдать чумой, ящуром, инфекциями различного типа.

У человека вирусы становятся виновниками герпеса, гриппа, СПИДа, энцефалита, лихорадки Эбола и других заболеваний. Некоторые виды, помимо инфекций, могут способствовать появлению опухолей. Они получили название онкогенных, так как в состоянии изменять здоровые клетки и трансформировать их в раковые.

Таким образом, можно судить о большом многообразии форм жизни, которые разделены на отдельные царства. И среди животных, растений и грибов бактерии выделяются в отдельный класс живых существ со своими особенностями строения и жизнедеятельности.

svetlanaguz

Образование высшее филологическое. В копирайтинге с 2012 г., также занимаюсь редактированием/размещением статей. Увлечения — психология и кулинария.

Источник

Микробиом растений — Plant microbiome

Микробиом завода , также известный как phytomicrobiome , играет роль в здоровье и продуктивности растений и получил значительное внимание в последние года. Микробиом был определен как «характерное микробное сообщество , занимающим достаточно хорошо определенной среду обитания , которая имеет различные физико-химические свойства. Термин , таким образом , относится не только к микроорганизмам , участвующим , но также охватывает их театр деятельности».

Растения живут в ассоциации с разнообразными микробными консорциумами . Эти микробы, называемые микробиотой растений , живут как внутри (эндосфера), так и снаружи (эписфера) тканей растения и играют важную роль в экологии и физиологии растений. «Основной микробиом растения, как полагают, включает ключевые таксоны микробов, которые важны для приспособленности растений и устанавливаются посредством эволюционных механизмов отбора и обогащения микробных таксонов, содержащих гены основных функций приспособленности холобионта растения».

Микробиомы растений формируются как факторами, связанными с самим растением, такими как генотип, орган, виды и состояние здоровья, так и факторами, связанными с окружающей средой растения, такими как управление, землепользование и климат. В некоторых исследованиях сообщалось, что состояние здоровья растения отражается или связано с его микробиомом.

СОДЕРЖАНИЕ

Обзор

Изучение ассоциации растений с микроорганизмами предшествует изучению микробиомов животных и человека, в частности, изучению роли микробов в поглощении азота и фосфора. Наиболее яркими примерами являются корень растений — арбускулярный микоризный (AM) и бобово-ризобиальный симбиоз , оба из которых сильно влияют на способность корней поглощать различные питательные вещества из почвы. Некоторые из этих микробов не могут выжить в отсутствие растения-хозяина ( облигатные симбионты включают вирусы, некоторые бактерии и грибы), который обеспечивает микроорганизмам пространство, кислород, белки и углеводы. Связь AM-грибов с растениями известна с 1842 г., и обнаружено, что с ними связано более 80% наземных растений. Считается, что грибы AM помогли приручить растения.

Традиционно исследования взаимодействия растений и микробов ограничивались культивируемыми микробами . Многочисленные микробы, которые невозможно культивировать, остались неисследованными, поэтому их роль в значительной степени неизвестна. Возможности раскрытия типов и результатов этих взаимодействий между растениями и микробами вызвали значительный интерес среди экологов, эволюционных биологов, биологов растений и агрономов. Недавние разработки в области мультиомики и создание больших коллекций микроорганизмов резко расширили знания о составе и разнообразии микробиома растений. Последовательность из маркерных генов целых микробных сообществ, именуемая метагеномика , проливает свет на филогенетическое разнообразие из microbiomes растений. Это также расширяет знания об основных биотических и абиотических факторах, ответственных за формирование сообществ микробиомных сообществ растений .

Читайте также:  Кошка чистое или нечистое животное

Основное внимание в исследованиях микробиома растений уделялось модельным растениям, таким как Arabidopsis thaliana , а также важным видам хозяйственных культур, включая ячмень (Hordeum vulgare), кукурузу (Zea mays), рис (Oryza sativa), сою (Glycine max), пшеница (Triticum aestivum), тогда как фруктовым культурам и древесным породам уделялось меньше внимания.

Микробиота растений

Микробиом ризосферы

Ризосфера содержит 1-10 мм зону почвы непосредственно вокруг корней , который находится под влиянием завода через его осаждение корневых экссудатов , слизь и мертвые клетки растений. Разнообразный набор организмов специализируется на жизни в ризосфере, включая бактерии , грибы , оомицеты , нематоды , водоросли , простейшие , вирусы и археи .

— Берендсен и др., 2012 г.

Микоризные грибы являются многочисленными членами ризосферного сообщества и были обнаружены у более чем 200 000 видов растений и, по оценкам, ассоциируются с более чем 80% всех растений. Ассоциации микоризы и корня играют важную роль в наземных экосистемах, регулируя круговорот питательных веществ и углерода . Микориза является неотъемлемой частью здоровья растений, поскольку обеспечивает до 80% потребности в азоте и фосфоре. Взамен грибы получают углеводы и липиды от растений-хозяев. Недавние исследования арбускулярных микоризных грибов с использованием технологий секвенирования показывают большее межвидовое и внутривидовое разнообразие, чем это было известно ранее.

Наиболее часто изучаемыми полезными ризосферными организмами являются микоризы , ризобиальные бактерии , ризобактерии , способствующие росту растений (PGPR), и микробы для биоконтроля . Предполагалось, что один грамм почвы может содержать более одного миллиона различных бактериальных геномов, а в ризосфере картофеля было обнаружено более 50 000 OTU ( операционных таксономических единиц ). Среди прокариот в ризосфере наиболее частыми бактериями являются ацидобактерии , протеобактерии , планктомицеты , актинобактерии , Bacteroidetes и Firmicutes . В некоторых исследованиях не было обнаружено значительных различий в составе микробного сообщества между основной почвой (почва, не прикрепленная к корню растения) и почвой ризосферы. Определенные группы бактерий (например, актинобактерии, Xanthomonadaceae ) менее многочисленны в ризосфере, чем в близлежащей насыпной почве.

Микробиом филлосферы

Воздушная поверхность растения (стебель, лист, цветок, плод) называется филлосферой и считается относительно бедной питательными веществами по сравнению с ризосферой и эндосферой. Среда в филлосфере более динамична, чем среды ризосферы и эндосферы. Колонизаторы микробов подвергаются суточным и сезонным колебаниям температуры, влажности и радиации. Кроме того, эти элементы окружающей среды влияют на физиологию растений (например, фотосинтез, дыхание, поглощение воды и т. Д.) И косвенно влияют на состав микробиома. Дождь и ветер также вызывают временные изменения микробиома филлосферы.

Взаимодействия между растениями и связанными с ними микроорганизмами во многих из этих микробиомов могут играть решающую роль в здоровье, функционировании и эволюции растений-хозяев . Поверхность листа или филлосфера содержит микробиом, состоящий из различных сообществ бактерий, грибов, водорослей, архей и вирусов. Взаимодействие между растением-хозяином и бактериями филлосферы может влиять на различные аспекты физиологии растения-хозяина. Однако по состоянию на 2020 год знания об этих бактериальных ассоциациях в филлосфере остаются относительно скромными, и существует потребность в углублении фундаментальных знаний о динамике микробиома филлосферы.

В целом в филлосферных сообществах сохраняется высокое видовое богатство. Сообщества грибов очень разнообразны в филлосфере умеренных регионов и более разнообразны, чем в тропических регионах. На поверхности листьев растений может присутствовать до 107 микробов на квадратный сантиметр, а бактериальная популяция филлосферы в глобальном масштабе оценивается в 10 26 клеток. Размер популяции грибной филлосферы, вероятно, будет меньше.

Микробы филлосферы из разных растений кажутся в некоторой степени похожими на высоких уровнях таксонов, но на более низких уровнях таксонов остаются существенные различия. Это указывает на то, что микроорганизмам может потребоваться тонкая настройка метаболизма, чтобы выжить в среде филлосферы. Протеобактерии, по- видимому, являются доминирующими колонизаторами, при этом в филлосферах преобладают Bacteroidetes и Actinobacteria . Хотя есть сходства между ризосферными и почвенными микробными сообществами, было обнаружено очень мало сходства между филлосферными сообществами и микроорганизмами, плавающими в открытом воздухе ( аэропланктон ).

Сборка микробиома филлосферы, которую можно строго определить как сообщества эпифитных бактерий на поверхности листа, может формироваться микробными сообществами, присутствующими в окружающей среде (т. Е. Стохастическая колонизация ) и растением-хозяином (т. Е. Биотическим отбором). Однако, хотя поверхность листа обычно считается дискретной средой обитания микробов, нет единого мнения о доминирующем двигателе сборки сообщества в микробиомах филлосферы. Например, сообщалось о специфических для хозяина бактериальных сообществах в филлосфере сопутствующих видов растений, что свидетельствует о доминирующей роли отбора хозяев.

Напротив, микробиомы окружающей среды также считаются основным фактором, определяющим состав филлосферного сообщества. В результате процессы, управляющие сборкой филлосферных сообществ, недостаточно изучены, но вряд ли будут универсальными для всех видов растений. Однако существующие данные указывают на то, что микробиомы филлосферы, демонстрирующие специфические для хозяина ассоциации, с большей вероятностью будут взаимодействовать с хозяином, чем те, которые в первую очередь рекрутированы из окружающей среды.

Поиск основного микробиома в микробных сообществах, связанных с хозяином, является полезным первым шагом в попытке понять взаимодействия, которые могут происходить между хозяином и его микробиомом. Преобладающая концепция основного микробиома основана на представлении о том, что устойчивость таксона через пространственно-временные границы экологической ниши напрямую отражает его функциональную важность в той нише, которую он занимает; поэтому он обеспечивает основу для идентификации функционально важных микроорганизмов, которые постоянно ассоциируются с видами-хозяевами.

Различные определения «основного микробиома» возникли в научной литературе, при этом исследователи по-разному идентифицируют «основные таксоны» как таксоны, устойчивые в разных микробиомах хозяев и даже у разных видов. Учитывая функциональную дивергенцию микроорганизмов между различными видами хозяев и микробиотами, определение основных таксонов sensu stricto как устойчивых на широких географических расстояниях внутри тканевых и видоспецифичных микробиомов хозяев представляет собой наиболее биологически и экологически приемлемое применение этой концептуальной основы. Тканевые и видоспецифические основные микробиомы в популяциях хозяев, разделенных значительными географическими расстояниями, не были широко представлены для филлосферы с использованием строгого определения, установленного Руиненом.

Источник

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Растительноядные животные, как становится понятно из названия, питаются растениями. Наряду с ними по способу питания выделяют хищных и всеядных животных.

В качестве примера хищников можно назвать волков, тигров, лис и других. К всеядным можно отнести кабанов, ежей, енотов, ворон и иных животных.

Однако больше всего на планете именно растениеядных представителей фауны. Именно о них пойдёт речь в статье.

Каких животных называют растительноядными

Растениеядные или фитофаги получают энергию для жизни из растений. В пищевой цепи они находятся на втором уровне между растениями и хищниками.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Животные, которые употребляют растительную пищу, представлены различными видами. Они обитают на всех континентах, во всех климатических поясах.

К ним относятся самые крупные животные, например, слоны, и самые маленькие – мыши. Даже среди рыб, насекомых и моллюсков есть растительноядные виды.

Из-за своего питания они отличаются от других зверей. Во-первых, у них есть мощные жевательные мышцы, с помощью которых они перетирают пищу. Во-вторых, у них отличается строение зубов.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Третья особенность связана с тем, что в частях растений содержится много клетчатки, поэтому они трудно перевариваются. В связи с этим у растительноядных животных хорошо развиты желудок и кишечник, а в особенности слепая кишка. Некоторые едят растения полностью, другие только их части.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Например, крупный рогатый скот предпочитает листья стеблям, а зеленые части растений высохшим и жёстким. У некоторых животных даже вырабатывается специализации: их организмы способны переваривать только определённые части растений (листья, корни или древесину).

Список растительноядных животных

Для удобства зоологами было придумано две классификации растительноядных животных. В зависимости от того, какую часть растения ест животное, выделяют зерноядных, листоядных и плодоядных животных.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

А, в зависимости от размера представителей, можно выделить две группы: большие и малые. Рассмотрим эту классификацию подробнее.

Малые растительноядные животные

К этому виду относятся грызуны, кролики и зайцы. Особенностью этих животных является то, что необходимую влагу они получают из листьев, иногда пьют росу.

Весной, летом и осенью этот зверёк не испытывает недостатка в пище. Он поедает ягоды, траву, цветы одуванчиков, листья брусники.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Зимой пища в ограниченном количестве, поэтому зайцу приходится обходиться корой деревьев и кустарников.

Хомяк

Дикие хомяки питаются зерновыми и злаками. Также употребляют в пищу зелёную часть растений и ягоды.

Домашний хомяк, приобретённый для детей, питается тем же самым.

Дикие мыши выходят за едой в тёмное время суток. Они собирают орехи, ягоды, жёлуди.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Питаются семенами различных деревьев, например, клёна.

Белка

Фрукты, грибы, ягоды, семена растений рацион белки разнообразен.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Также она питается почками, побегами и желудями.

Большие растительноядные животные

Эта группа характеризуется огромным видовым разнообразием. Среди них есть как дикие, так и домашние животные. Одни живут в пустыне, для других привычен арктический климат.

Едят и пьют слоны много. Рацион включает в себя листья, корни деревьев.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Питаются травой. Иногда употребляют в пищу плоды деревьев.

Верблюд

В пустыне растительности мало, но всё же она есть и становится пищей для этого животного. Верблюды поедают ветви песчаной акации и саксаула.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Также питаются верблюжьей колючкой, колючие ветки которой совсем не страшны верблюду.

Бегемот

Эти крупные животные едят наземную траву. Они способны переварить даже грубую высохшую траву, которую не ест больше никто.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Питаются после наступления темноты, так как день проводят в воде.

Жирафы

Огромный рост позволяет жирафу есть листья самых высоких деревьев. Он хватает их с помощью длинного языка и губ.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Перечисляя его любимые растения, следует упомянуть такие названия: акация, абрикос и мимоза.

Травоядные птицы

Всех птиц биологи делят на растительноядных, насекомоядных и хищных. Чаще всего встречается первый вид, а также птицы, употребляющие в пищу одновременно растения и насекомых.

Растительноядные птицы отличаются коротким широким клювом, с помощью которого они легко могут вышелушивать семена из шишек, снимать скорлупу с орехов, оболочку с семян, дробить зерна.

Это домашнее животное любит есть зелёные части растений: листья, траву.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Могут съесть семена, ягоды и злаки.

Глухарь

Перечислять рацион этой птицы можно долго. В него входят ягоды, листья, почки и семена.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

В тёплое время годы глухарь питается побегами и цветами, а зимой поедает хвою сосен и елей.

Снегирь

Эта красногрудая птичка питается плодами рябины и сирени, почками липы, черёмухи.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Также питается семенами сорных растений: полыни, цикория.

Клест

Эти птицы обитают там, где есть хвойные деревья. Поэтому и едят они в основном хвойные семена, которые достают клювом из шишек.

Растительноядные животные список с примерами и названиями

Если же шишек мало, то клест не прочь съесть почки деревьев и погрызть застывшую смолу.

Таким образом, становятся понятно, что растительноядные животные занимают особое место в животном мире. Особое строение организма помогает им легче, чем другим, переваривать растительную пищу.

Они представлены различными видами как среди млекопитающих, так и среди птиц, рыб и насекомых. Обитают во всех уголках мира: в доме среди людей и в самых дальних местах нашей планеты.

Источник