Симбиоз - это взаимоотношения двух различных видов существ (симбионтов), приносящие им взаимную пользу. При симбиотическом сожительстве симбионты стимулируют и поддерживают развитие друг друга и совместно развиваются продуктивнее, чем каждый в отдельности. Между ними устанавливается и закрепляется такое разделение функций, при котором взаимный обмен продуктами жизнедеятельности становится неизбежным.
Явление симбиоза в мире микроорганизмов наблюдаются между различными систематическими группами: бактериями, акти- номицетами, плесневыми грибами, водорослями. Примером бактериального симбиоза является совместное развитие аэробов и анаэробов в естественной среде, описанное еще Л. Пастером в 1863 г. Аэробные микробы поглощают кислород и тем самым создают условия для развития анаэробов. Анаэробы, в свою очередь, предоставляют аэробам продукты своей жизнедеятельности.
В симбиотические отношения с молочнокислыми и уксуснокислыми бактериями вступают дрожжевые грибки. Молочнокислые бактерии подкисляют среду и создают благоприятные условия для дрожжей. Последние же продуцируют аминокислоты и витамины, необходимые для нормальной жизнедеятельности молочнокислых бактерий. В результате этого сожительства образуются так называемые кефирные зерна.
Уксуснокислые бактерии с дрожжами также образуют как бы один целостный организм, напоминающий по форме гриб, известный под названием «чайный гриб», служащий для приготовления в домашнем обиходе освежающего напитка с приятным вкусом.
Широко распространенные в природе лишайники также представляют собой симбиотическое сожительство мицелиальных грибов и водорослей. Грибы обеспечивают водорослям влагу и минеральные вещества, а водоросли снабжают грибы азотным и углеродным питанием.
Бактерии и грибы могут вступать в симбиотические взаимоотношения и с высшими растениями. Такой способностью обладают клубеньковые бактерии, образующие на корнях бобовых растений клубеньки, и микоризные грибы, образующие на корнях древесных растений микоризу.
- Метабиозу или синтрофизм
Явление метабиоза, весьма близкое симбиозу, определяет взаимоотношения, при которых продукты обмена одного вида микроорганизмов служат питательным материалом для другого. Так, аммиак, выделяющийся в результате жизнедеятельности аммонификаторов, представляют собой независимый субстрат для развития нитрификаторов. Нитрифицирующие бактерии первой фазы, окисляя аммиак до нитритов, создают условия для развития нитрификаторов второй фазы. Последние, продолжая начатый процесс, реализуют продукты жизнедеятельности предшественников и тем самым стимулируют их дальнейшее развитие. Аналогичное явление наблюдается между азотобактером и целлюлозоразлагающими бактериями. Продукты разложения целлюлозы - углеводы, спирты, органические кислоты - используются азотобактером как источники углеродного питания. В смешанной с целлюлозоразлагающими бактериями культуре азотобактер энергично размножается, образуя клетки нормальной формы и размеров. В присутствии азотобактера разрушение клетчатки также идет интенсивнее. Это, возможно, объясняется освобождением целлюлозных бактерий от продуктов их жизнедеятельности.
Метабиотические взаимоотношения весьма широко распространены среди микроорганизмов и лежат в основе круговорота веществ в природе, обусловливая этапность процессов и смену одних форм микроорганизмов другими.
Синтрофизм представляет собой явление совместного роста двух и более видов микроорганизмов на среде, недоступной каждому виду в отдельности. Распространенным типом синтрофного взаимодействия является обмен факторами (субстраторами) роста, или удаление токсических продуктов. Например, разрушение пенициллина бактериями, образующими пенициллиназу, обеспечивает возможность развития пенициллиночувствительным бактериям. Синтрофные взаимодействия широко распространены в биотических сообществах.