微生物和环境

 

在自然界中，微生物极少单独存在，总是较多种群聚集在一起。当微生物的不同种类或微生物与其他生物出现在一个限定的空间内，它们之间互为环境，相互影响，既有相互依赖又有相互排斥，表现出相互间复杂的关系，但从总的方面来看，大体上可分为以下8种关系：中性同生、偏利共生、互惠同生、共生、捕食、寄生、拮抗和竞争。

 

一、中性同生;

 中性同生（neutralism），又称中性共栖，是指两种微生物生活在同一环境内，但不发生生态关系，至少没有明显直接的生态关系。因为它们要求的环境条件不同，互不改变各自所需要的环境，故称为中性同生。

 微生物的中性同生现象在自然界很普遍，如淡水中生长的某些藻类与水生细菌，共同处于同一水域，但相互影响很小。

 由于中性同生不能明显地表现生物间的相互作用，因而研究极少。

 

二、偏利共生

 偏利共生（commensalism），又称同住，是指两种微生物生活在同一环境内，在生长过程中其中一种受益，而另一种不受影响。

 偏利共生常见的现象是一种微生物产生的代谢产物作为另一种微生物的营养。例如，湿土表面或水面上生长的藻类和蓝细菌能分泌多糖、多肽或有机酸，供给细菌生长。

 另外，一种微生物生长导致的环境改变给其它微生物的生长提供有利条件，也属于偏利共生。例如好氧菌的生长导致环境的氧化还原电位降低，使之适合厌氧菌的生长。因此，当好氧菌和厌氧菌共存与一小环境时，可造成有利于厌氧菌生长的无氧环境。

 

三、互惠同生

 互惠同生（protocooperation），又称初级合作，是指两种可以单独生活的生物，当它们生活在一起时，通过各自的代谢活动而有利于对方。因此，这是一种“可分可合，合比分好”的相互关系。

 例如，在土壤中，纤维素分解菌与好氧性自生固氮菌生活在一起时，后者可将固定的有机氮化物供给前者，而前者因分解纤维素而产生的有机酸可作为后者的碳源和能源，两者相互为对方创造有利的条件，促进了各自的生长繁殖。

 人体肠道正常菌群与宿主间的关系，主要是互惠同生的关系。人体为肠道微生物提供了良好的生态环境，使微生物能在肠道得以生长繁殖；而肠道内的正常菌群可以完成多种代谢反应，促进人体的生长发育。肠道微生物所完成的某些生化过程是人体本身无法完成的，如硫胺素、核黄素等维生素的合成。此外，人体肠道中的正常菌群还可抑制或排斥外来肠道致病菌的侵入。

 

四、共生

   两种生物共同生活在一起，相互依赖，在生理代谢中相互分工协作，不能独立生存，这种关系称为共生（mutualism，symbiosis）。

地衣是微生物间共生的典型，是真菌和藻类的共生体。地衣中的真菌一般都属于子囊菌，而藻类则为绿藻或蓝细菌。藻类或蓝细菌进行光合作用，为真菌提供有机营养，而真菌则以其产生的有机酸去分解岩石中的某些成分，为藻类或蓝细菌提供所必需的矿质元素。

   根瘤菌与豆科植物共生形成根瘤共生体，形成共生关系。根瘤菌固定大气中的氮气，为植物提供氮素养料，而豆科植物根的分泌物能刺激根瘤菌的生长，同时，还为根瘤菌提供稳定的生长条件.

 微生物与动物共生的例子也很多，如牛、羊、鹿、骆驼和长颈鹿等反刍动物与瘤胃微生物的共生。

 

五、捕食

  捕食（predation），又称猎食，一般指一种大型的生物直接捕捉、吞食另一种小型生物以满足其营养需要的相互关系。

例如，原生动物捕食细菌和藻类，是水体生态系统中食物链的基本环节，对污水的净化处理具有重要的作用。

 

六、寄生

   寄生（parasitism），一般指一种小型生物生活在另一种较大型生物的体内或体表，从中取得营养和进行生长繁殖，同时使后者蒙受损害甚至被杀死的现象。前者称为寄生物，后者称为寄主。有些寄生物一旦离开寄主就不能生长繁殖，这类寄生物称为专性寄生物。有些寄生物在脱离寄主以后营腐生生活，这些寄生物称为兼性寄生物。

   在微生物中，噬菌体寄生于细菌是常见的寄生现象。此外，细菌与真菌，真菌与真菌之间也存在着寄生关系。土壤中存在着一些细菌侵入真菌体内生长繁殖，最终杀死了寄主真菌，造成真菌菌丝溶解。 

 微生物寄生于植物之中，常引起植物病害。其中以真菌病害最为普遍(约占95％)，受侵染的植物会发生腐烂、溃疡、根腐、叶腐、叶斑、萎蔫、过度生长等症状。

 

七、偏害共生

  偏害共生（amensalism），又称拮抗，是指一种微生物在其生命活动过程中，产生某种代谢产物或改变环境条件，从而抑制其他微生物的生长繁殖，甚至杀死其他微生物的现象。

根据拮抗作用的选择性，可将微生物间的拮抗关系分为非特异性拮抗关系和特异性的拮抗关系两类。

 在制造泡菜、青贮饲料过程中，乳酸杆菌能产生大量乳酸导致环境的pH下降，从而抑制了其他微生物的生长发育，这是一种非特异拮抗关系，因为这种抑制作用没有特定专一性，对不耐酸的细菌均有抑制作用。

  许多微生物在生命活动过程中，能产生某种抗生素，具有选择性地抑制或杀死别种微生物的作用，这是一种特异性拮抗关系。如青霉菌产生的青霉素抑制革兰氏阳性菌，链霉菌产生的制霉菌素抑制酵母菌和霉菌等。

 

八、竞争

   当两种微生物对某种环境因子有相同的要求时，就会发生争先摄取该种因子以满足生长代谢的需要，这种现象称竞争（competition）。

   由于微生物的群体密度大，代谢强度大，所以竞争十分激烈。在一个小环境内，不同的时间会出现不同的优势种群，优势微生物在某种环境下能最有效地适应当时的环境，但环境一旦改变，就可能被另外的微生物替代形成新的优势种群，这就是微生物间的相互竞争。微生物种群的交替改变，对于土壤和水体中的各种物质的分解具有重要的作用。

  微生物所需要的共同营养越缺乏，竞争就越激烈。竞争的结果是某些微生物处于局部优势，另外的微生物处于劣势。但处于劣势的微生物并不是完全死亡，仍有少数细胞存活，环境发生改变，变得适合于劣势的微生物的生长时，它又将可能变成优势菌。