В природе существуют разные и нередко довольно сложные связи между микроорганизмами. Каждая группа организмов в процессе эволюции должна была приспособиться не только к неживой природе, но и к другим окружающим ее организмам. Естественно, что создалось множество партнерских отношений между микроорганизмами, животными и растениями.
Нейтрализм – это когда две популяции живут на одной территории и не оказывают друг на друга никакого воздействия, т. е. взаимодействие между ними отсутствует.
Конкуренция, или антагонизм, – тип взаимоотношений, при котором для двух особей или видов не имеется достаточного количества ресурса среды. Использование ресурса одной особью или одним видом уменьшает потребление его другим, рост и выживание которого определяются его недостатком. Межвидовая конкуренция может привести либо к замещению одного вида другим, либо к переселению одного вида в другое место, либо к использованию другой пищи.
Антагонизм широко распространен среди различных групп микроорганизмов. Его можно обнаружить у бактерий и актиномицетов, грибов, водорослей и других групп. Образование белков, токсичных для других организмов, известно у головневых грибов, плесневых грибов и бактерий. Вещества, которые синтезируют дрожжи, угнетающие или полностью подавляющие развитие других микроорганизмов (штаммов видов и даже родов), принято называть киллерными токсинами, или микоцинами. Штаммы дрожжей, выделяющие микоцины, особенно тщательно изучены у сахаромицетов, поскольку являются причиной порчи пива и вин. Литературные данные свидетельствуют, что в основном эффект микоцина специфичен. Самый узкий спектр действия имеют токсины сахаромицетов. Токсин в некоторых случаях может иметь широкий спектр действия на различные виды дрожжей. Например, Hansenula saturnus CY38-4-2 губит Zygosaccharomyces bailii, Saccharomyces cerevisiae, некоторые штаммы Candida albicans, Candida krasei, Kluyveromyces phaffii и Hansenula sp. Наиболее широким спектром действия обладают токсины, продуцируемые дрожжами несахаромицетами p. Hansenula, Candida, Kluyveromyces и другими.
Хищничество – одна из наиболее распространенных связей в сообществе. Хищничеством называют такие отношения, при которых особи одного вида поедают особей другого вида. Например, хищные насекомые (хищные жуки, муравьи) поедают растительноядных насекомых. Растение-хищник росянка поедает мелких насекомых. Хищничество практически никогда не приводит к полному истреблению жертвы. Хищники, истребляя наиболее ослабленных особей, поддерживают состав и численность популяции на оптимальном уровне.
Паразитизм – такая форма связи в популяциях, при которой паразит получает необходимые питательные вещества от организма хозяина, принося ему вред, но не вызывая немедленной гибели. Паразитами могут быть грибы, животные, растения. Различают экзо- и эндопаразитов. Первые поселяются снаружи тела хозяина (вши, комары, клещи). Вторые обитают внутри тела хозяина (вирусы, патогенные бактерии, паразитические черви). Существуют растения, паразитирующие на других растениях и не способные к фотосинтезу (повилика, петров крест).
Симбиоз – тесное сожительство двух различных организмов. Говоря о пользе, извлекаемой партнерами из симбиоза, можно выделить несколько вариантов: 1) сожительство создает благоприятные моменты для обоих партнеров (взаимовыгодный симбиоз – мутуализм); 2) выгоду извлекает только один из партнеров по симбиозу, а второму партнеру такое соседство безразлично – комменсализм.
Различными могут быть и пространственные отношения между партнерами. Если один партнер находится вне клеток другого, говорят об эктосимбиозе, а если внутри клеток – речь идет об эндосимбиозе. Более крупного из партнеров обычно называют хозяином.
При взаимовыгодном эндосимбиозе микробные симбионты живут внутри клеток своих хозяев. Во многих ассоциациях микроорганизмы переходят к постоянному внутриклеточному существованию и передаются по наследству. В других ассоциациях микроорганизмы сохраняются внутри клеток хозяина некоторое время, а затем выходят, чтобы инфицировать следующую генерацию клеток-хозяев.
При мутуалистическом эктосимбиозе возможны ситуации:
1) когда симбионт микробного происхождения живет на внешней поверхности хозяина (фото- и нефотосинтезирующие бактерии);
2) микроорганизмы обитают в полости тела своего хозяина (микробиота кишечника человека).