Биотикалық фактордар

Жоспары:

 

І. Кіріспе

Биотикалық  факторлар

ІІ. Негізгі  бөлім:

А) Симбиоз дегеніміз не?

Ә) Симбиотикалық  микроорганизмдер

Б) Эндофиттер

ІІІ. Қорытынды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биотикалық  факторлар

 

Микробтарға физикалық  және химиялық факторлармен қатар биологиялық  факторларда әсер етеді. Табиғатта олар өзара байланысты және бір-біріне тәуелді. Тұрақты экологиялық жүйеге біріккен тіріорганизмдерді биоценоз деп атайды.

Олардың әрбіреуіне популяцияның сандық және түрлік қарым-қатынасы тән.

 Биотикалық фактор дегеніміз даралар мен популяциялар арасындағы өзара әсерлердің түрлері. Биотикалық факторлардың екі тобы белгілі: түрішілік (гомотиптік, грек тілінен аударғанда homois - бірдей) және түраралық (гетеротиптік, грек тілінен аударғанда heteros - әр түрлі).

Организмдердің бір –бірімен әрекеттесуінің түрлеріне:

• Нейтрализм – бір-біріне ешбір әсер тигізбейді;
• Кооперативті – екі не одан да көп организмдер бірлесіп тіршілік етеді және белгілі бір функцияларын атқарады;
• Симбиоз – ұзақ уақыт тығыз байланысып, бір – біріне пайда келтіріп тіршілік етеді.
• Агрессивті – бір организм екінші организмге зиян келтіріп пайда табады.

Гомотиптік  реакциялар бір түрдің дараларының  арасында байқалады. Гомотиптік реакциялардың  ішінен экологиялық маңызды түрлеріне  топ пен масса, түршілік бәсекелестік эффектісін атауға болады.

Гомотиптік  реакцияларға түрішілік бәсеке де жатады. Себебі, неғұрлым бәсекелестердің қажеттіліктері ұқсас болса, бәсекелестік жоғары болады.

Гетеротиптік  реакциялар әр түрге жататын даралар  арасында байқалады.

Тіршілік   процесінде   көптеген   өсімдіктер,   жануарлар   мен   микроорганизмдер   қоршаған   ортаға   газ тәріздес,   сұйық   және   қатты   заттарды   бөліп   шығарады. Белгілі   бір   биологиялық   белсенділігі   бар   бұл   заттар басқа  ағзаларға  әсер  етеді. 1937  жылы   неміс ботанигі X.   Молиш   оған   аллелопатия деген   атау   берді   (грек тілінен   аударғанда   allelon  —   өзара,  pathos  —   әсер ету). Аллелопатия дегеніміз   —   зат алмасудың   арнаулы химиялық өнімдері арқылы ағзалардың  өзара әсері.

Көбінесе аллелопатия  бір түрдің екіншісін басуы арқылы көрінеді. Мысалы, бидайық пен арамшөптер мәдени өсімдіктердің, жаңғақ пен емен өздері бөліп шығарған заттармен  шөптесін өсімдіктердің өсуін тежейді.

 

 

 

 

 

 

Симбиоз және симбиозды микроорганизмдер

 

Симбиоз, селбестік (грекше symbіosіs — бірігіп тіршілік ету) — екі түрге жататын организмдердің ұзақ уақыт немесе тұрақты түрде өзара пайдалы тіршілік етуі. Симбиоз терминін 1879 жылы неміс ботанигі А. Де Бари (1831 — 88) ұсынды. Симбиоз жануарлар мен өсімдіктер арасында жиі байқалады. Организмдер үшін бірігіп тіршілік ету жеке-жеке тіршілік етуге қарағанда анағұрлым пайдалы. Олардың қоршаған ортамен қарым-қатынасы және одан келетін пайдасы осы симбиоз арқылы қалыптасады.

Симбиоз жануарлар арасында да жиі кездеседі. Мысалы, тақуа шаян актиниямен, термиттер мен құмырсқалар қоңыздармен симбиозды тіршілік етеді. Жалпы симбиозды тіршілік ететін организмдердің бір-біріне деген қарым-қатынасын ескере отырып, симбиоздың бірнеше типі жіктеледі.

Симбиоздың  бірнеше түрі бар:

1. Факультативті түрі — организмдер бір-бірімен симбиоз құрғанымен, әрқайсысының жеке тіршілік ете алуы. Мысалы, үйеңкі ағашы қарағай мен балқарағайдың жақсы өсуіне әсер етеді.
2. Облигатты түрі — симбиоз құрған екі организмнің бір-бірінсіз тіршілік ете алмауы. Мысалы, бірі болмаса, екіншісі тіршілік ете алмайтын саңырауқұлақ пен балдыр симбиозы — қына. Мұнда балдыр саңырауқұлақты фотосинтез процесінде түзілетін органикалық заттармен қамтамасыз етіп, өзі одан минералды заттар, су алады. Бұршақ тұқымдас өсімдіктер түйнек бактерияларымен (Rhіzobіun) бірлесіп тіршілік етеді. Бактериялар атмосферадан азотты сіңіріп, өсімдіктерді азотпен қамтамасыз еткенде, олар мол өнім береді. Сондықтан бұршақ тұқымдастары басқа өсімдіктерге қарағанда азотты қоректік затқа мұқтаж болмайды .

Эволюция процесі  нәтижесінде микро және макроорганизмдердің  өзара бейімделуінің нәтижесінде  адам микрофлорасы қалыптасты. Бұл  микрофлораның сандық және сапалық  құрамына көптеген факторлар , яғни, жасы, жынысы, қоректену ерекшелігі, климат пен өмір сүру жағдайлары әсер етеді.

Адамның қалыпты микрофлорасы

Адамның организміне  бейімделген әрі макроорганизмнің физиологиялық функцияларын бұзбайтын  микрорганизмдер жиынтығын қалыпты  микрофлора деп атайды. Адамның ауыз қуысында бактериялардың басым көпшіліг тіс өзегінде шоғырланады. Мысалы, тіс өзегінің 1 г құрғақ массасында 250 млн микроб клеткалары болады. Ауыз қуысының тұрақты мекен етушілеріне стрефтококтар, лактобацилдер, коринебактериялар, бактериоидтар, ашытқы саңырауқұлақтары, актиномицеттер, микоплазмлар жатады.

 

Әртүрлі микрорганизмдердің өзара қарым қатынасының бірнеше  типтері бар. Эволюция барысында  микроорганизмдердің қорекпен қамтамасыз етілуіне қарай  өзара немесе екеуінің біріне ғана пайдалы қарым қатынас  типтері пайда болды. Осының нәтижесінде прокариотты және эукариотты микроорганизмдердің қалыпты мекендейтін жерлері анықталды. Сонымен қатар, микроорганизмдердің жануарлармен де өсімдіктермен де өзара серіктестік қарым қатынасы қалыптасты. Мұндай қарым қатынасты микроорганизмдер симбиозы деп атайды.

Микроорганизмдердің бір бірін күшейтетін және қолдап тұратын ассоциациялық қарым-қатынас түрлері болып саналады. Симбионттар жекелеген жағдайдан гөрі әрқашанда бірігіп жақсы дамиды. Кей жағдайда симбионттар бір-бірімен өте тығыз байланысқаны сонша, олар жеке өз алдына организм ретінде дами алмайды. Симбиоздық қарым-қатынас түрінің қарапайым мысалы ретінде аэробты және анаэробты микроорганизмдер бірлестігін келтіруге болады, мысалы, еркін тіршілік ететін Azotobacter азотсіңіруші бактериялар (облигатты аэробтар) мен Clostridium туысының бактериялары (облигатты анаэробтар).

Симбиотикалық микроорганизмдердің өзара пайдалы  қарым қатынасының бірнеше түрлері  бар:

++ - екі жақты  пайдалы байланысу (мутуализм);

+- - біреуі екіншісіне зиян келтіре байланысу (паразитизм);

0:0 - Нейтрализм – организмдердің  бір біріне кері немесе пайдалы әсері жоқ байланысу түрі.

Орналасу орнына қарай оларды: эктосимбиоз немесе эндосимбиоз деп ажыратады. Эктосимбиоз  клеткадан тыс орналасу болса, эндо клеткаішілік  орналасу болып табылады.  Көлеміне қарай  үлкенірек организм қожайын  организм  деп а талады.

Селбесудің  екі жақты немесе бір жақты  пайда келтіруі мүмкін.  Кей кезде  олардың өзара жақын орналасуы  қоректенуге пайдасын тигізеді, мысалы,  екі организмнің біреуі азот молекулаларын фиксирлей алуы,  целлюлозаны ыдыратуы, негізгі қоректік заттарды , витаминдерді және т.б. бере алуына мүмкіндік береді.

Симбионттар сигналды функцияларды орындай алуы мүмкін, мысалы, жарқырауық бактерия мен балықтың селбесуінде. Кейде симбионттар қорғаныштық рөлді де атқара алады. Қожайын организм көп жағдайда экто- және эндосимбионтты микроорганизмдерге тек қана мекен ортасы бола алады, ал, микроорганизмдер керісінше оларды паразиттерден немесе патогенді микроорганизмдерден қорғайды.

 

 

 

 

Микроорганизмдердің өсімдіктермен 

қарым- қатынасы

Өсімдіктер  қоршаған ортаға алуан түрлі органикалық  қосылыстар бөлетіні белгілі, яғни, қанттар, органикалық қышқылдар, нуклеотидтер, амин қышқылдар, витаминдер бөле отырып, микроорганизмдердің қоректенуі үшін жеңіл игерілетін субстрат болады. Соған орай, өсімдіктердің тамыр жүйесі мен жер бетіндегі мүшелерінде әрқашанда микроорганизмдер қоныстанған. Ризосфера микрофлорасы топырақтағы органикалық заттардың трансформациясына қатыса отырып, өсімдікті қажетті минералды және биологиялық белсенді элементтермен қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, ризосфера микроорганизмдері өсімдіктер үшін токсинді көптеген қосылыстарды ыдырата отырып, топырақты залалсыздандырады. Тамыр микрофлорасының аймақтарын ризоплан микрофлорасы  микроорганизмдер тамырдың бетінде тіршілік етеді, ризосфера микрофлорасы тамырмен жанасатын топырақты мекен ететін микроорганизмдер деп бөледі. Ризоплан мен ризосферада микроорганизмдер саны өте көп және қараапйым топырақпен салыстырғанда олардың саны бірнеше есе артық болады. Ризоплан мен ризосферадағы микроорганизмдердің саны топырақ типіне, климаттық жағдайларға, өсімдік жамылғысының түріне және олардың даму сатыларына байланысты. Жас тамыр жүйесінің айнатін ласында спора түзбейPseudomonas туысының бактериялары мен кейбір микроскопиялық саңырауқұлақтар кұлақтар басым болады. Өсімдіктер гүлдену барысында оларды бациллалар, актиномицеттер, клечатка ыдыратушы бактериялар алмастырады.

Бактериялар бөлетін  көптеген көміртекті және басқа да минералды, органикалық қышқалдар өсімдіктер үшін қиын игерілетін қосылыстарды (фосфаттар, кальций, калий мен магний) ерітуге жағдай жасайды.

Бұршақ тұқымдас өсімдіктердің түйнек тамырларында бактериялар селбесіп тіршілік ететіндіктен, олар азотты сіңіруге қабілетті болады, сондықтан олар «түйнек бактериялар» деп аталады.

Бактериялар мен  өсімдіктер арасында симбиозды қары-қатынастар қалыптасып, нәтижесінде бактериялар  өсімдіктер түзетін органикалық  заттармен қоректеніп, ал өсімдіктер бактериялар көмегімен азотты қосылыстарды сіңіреді.

Цианобактериялар  таза культурада атмосфералық азотты сіңіре алады. Табиғатта олар саңырауқұлақтармен, мүктермен селбесіп тіршілік етеді. Кейбір жағдайларда симбионт-микроб өсімдік ұлпаларына (эндосимбиоз) енеді, ал басқалары тығыз бірігіп тіршілік етеді (эктосимбиоз).

 

 

Эндофиттер

Эндофиттер дегеніміз – өсімдіктердің ішінде тіршілік ететін симбиотикалық саңырауқұлақтар немесе бактериялар. Эндофиттерді  1845 жылы М. Шлейден орхидеялық  өсімдіңтердің тамырынан тапқан болатын, және  1847 жылы Рейссек  бұлардың өсімдіктің мүшесі емес жеке организм  екенін анықтады. Өсімдіктер эндофиттер үшін мекен ортасы және қорек көзі бола алады, онымен қоса эндофиттер өсімдіктер үшін де пайдалы. Мысалы, Neotyphodium туысына жататын саңырауқұлақтар өсімдіктерді зиянкес жәндіктерден қорғайды.

Эндофиттер  өсімдіктерді зиянкестерден қорғаумен  қатар, керісінше сол өсімдікпен қоректенетін жануарларға  кері әсер етеді.

Зерттеушілер  өсімдіктерді зиянкестерден қорғайтын  және де жануарларға зиянсыз  сауырауқұлақтарды модификациялауды  ойластырған, бірақ  олардың жануарларға келтіретін зиянын тоқтатқанмен ондағы эндофиттердің де  белсенділігі төмендеп, жәндіктерге еш зияны болмаған.

Американдық Пердью Университетінің зерттеушілері жәндіктерге зиянды, бірақ жануарларға зиянсыз саңырауқұлақтарды модификациялады.

Бұл нәтижеге олар неотифодиумды штамдарға алколоидтармен әсер ету арқылы жеткен. N-ацетилді продуцирлеуші  тек 2 штамм:  норлолин және перамин  ғана барлық талапқа сай болған. Яғни осы екі штамды модификациялағанда олар көбелектерге зиянды, керісінше жануарларға зиянсыз болған. Бұл тәжірибенің толық нұсқасын «Environmental Entomology» журналында жариялаған.

Амазонка ормандарынан Американдық Йельскі  Университетінің  студенттері  пластмассаларды ыдырата алатын саңырауқұлақтарды тапқан. Олардың құрамында  эндофиттер болған . Ғалымдардың анықтауы бойынша басқа да саңырауқұлақтар пластмассаны ыдыратуға қабілетті . Оның ішінде Pestalotiopsis туысына жататын саңырауқұлақтардың синтетикалық полимерлерінің химиялық байланыстарын үзуде активтілік көрсететінін байқаған. Соның ішінде Pestalotiopsis microspora түрі ерекше белсенді болған.

Бірақ саңырауқұлақтардың пластмассаны ыдырату қабілеті ерекше жаңалық болмады, себебі, басқа да түрлі саңырауқұлақтарда  пластмассаны ыдырату қабілеті бар, бірақ бұл туыстың ерекшелігі ол тек аэробты емес анаэробты жағдайда да белсенді ыдырата алады.

 

 

 

 

Қорытынды

Қорыта айтқанда, симбиоз организмдердің өзара қарым-қатынас  түрі. Селбесу арқылы кейбір организмдер қоректенетін болса, ал кейбір организмдер үшін мекен ететін ортасы да бола алады. Симбионттар – өсімдік, адам, жануар, микроорганизмдер, ал өзара әсерлесу типтері адам мен жануар, адам мен микроорганизм, жануар мен микроорганизм, өсімдік пен микроорганизмдер және т.с.с болуы мүмкін. Жоғарыда байқағанымыздай адам, жануар, өсімдік көбінесе қожайын организмдер.

Барлық организмдерде  симбиозды тіршілік ететін , ол –  микроорганизмдер. Табиғи бірлестіктің негізгі бөлігін, яғни биоценоздың  көп бөлігін микроорганизмдер бірлестігі – микробиоценоз құрайды. Симбионттар ретінде өсімдіктерде тіршілік ететін және пайдалы әсер беретін  симбиотикалық саңырауқұлақтар мен бактериялар эндофиттер екендігін білеміз. Бірақ эндофиттер өсімдікті зиянкестерден қорғағанмен, керісінше сол өсімдікті қорек ететін жануарлар үшін уытты заттар бөлуі мүмкін. Қазіргі таңда зерттеушілердің алдындағы мақсат өсімдіктер үшінде пайдалы, жануарлар үшін зиянсыз саңырауқұлақтарды модификациялау. Мұндай саңырауқұлақты модификациялады, бірақ ол әлі де жеткіліксіз болып отыр. Сол себептен де алдағы уақытта эндофиттердің зиянды әсерін шеткеп, пайдалы әсерін арттыратын түрлерін табу ғалымдардың негізгі міндеттерінің бірі.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі:

 

1.    Бейсенбаева  А. С. Экология, Алматы, Ғылым, - 2001

2.    Бродский А.  К. Жалпы экологияның қысқаша курсы, Алматы - 1998

3.    Жатқанбаев Ж.  Ж. Экология негіздері, Алматы–2003

4.    Одум Ю. Экология 2 том. Мир – 1986

5.    Соғымбаев Г.  Экология және экономика, Алматы-1997

6.    Пономарева О.А., Симонова Е.В. Роль нормальной микрофлоры в поддержании здоровья человека. - Сибирский медицинский журнал, 2008, № 8, С 20-24

7.  Шендеров Б.А. Нормальная микрофлора и ее роль в поддержании здоровья человека. - Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 1998, №1, С 61-66

8.  Петровская В. Г., Марко О. П. Микрофлора человека в норме и патологии / В.Г. Петровская, О.П. Марко. - М.: Медицина, 1976

9. Чахава О.В. Микробиологические и иммунологические основы гнотобиологии / О.В. Чахава. - М.: Медицина, 1982

10.  Кретович В.Л. Биохимия усвоения азота воздуха растениями. М.: Наука, 1994.