If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Prokariot organizmlarning oʻzaro munosabatlari & ekologiyasi

Prokariot organizmlarda birlashish va "koʻp hujayralilik". Mutualizm, kommensalizm, parazitizm. Ugelerod va azotning davriy aylanishi.

Asosiy tushunchalar:

  • Bakteriyalar yuqori darajada uyushgan boʻlishi mumkin. Hattoki ayrimlari koʻp hujayrali toʻqimaga oʻxshash tuzilmalar hosil qiladi.
  • Biofilmlar biror yuzaga yopishgan mikroorganizmlar guruhi boʻlib, ular oʻzaro birikkan boʻladi va ozuqani oʻzaro taqsimlaydi.
  • Ayrim prokariot organizmlar oʻsimlik, hayvon yoki zamburugʻlar bilan yaqin uyushmalar hosil qiladi. Bu mutualizm (+/+), kommensalizm (+/0) yoki parazitizm (+/-) koʻrinishida boʻlishi mumkin.

Bakteriyalar: hayratlanarli darajadagi interfaollik!

Bakteriya deganda xayolingizga birinchi boʻlib nima keladi? Albatta, ular uyushgan organizmlar emas, deyishingiz mumkin. Ammo bakteriyalar va boshqa prokariotlar (arxeylar) oldin biologlar tasavvur qilgandan ham koʻra koʻproq uyushgan va ijtimoiylashgan ekani isbotlanmoqda.
Ayrim bakteriyalar guruhlarga birlashgan boʻlib, ular oʻrtasida metabolik vazifalar va ozuqa mahsulotlari oʻzaro taqsimlanadi. Boshqalari esa xoʻjayin organizmida birlashgan uyushmalar hosil qiladi (bular baʼzan neytral, baʼzan esa zararli boʻlishi mumkin).
Bu maqolada biz oldiniga bakteriyalar qanday qilib oʻzaro uyushgan (baʼzan koʻp hujayrali boʻlib koʻrinuvchi) guruhlar hosil qilishini oʻrganib chiqamiz. Keyin esa ularning boshqa tur vakillari bilan oʻzaro aloqasining ayrim turlarini koʻrib oʻtamiz.

Bakteriyalarda uyushganlik (kooperatsiya) va “koʻp hujayralilik”

Bakteriyalar oʻzaro uyushib yashashdan foyda koʻradi. Bu uyushma tarqalishi yoki bitta joyda mustahkam oʻrnashib, xuddi koʻp hujayrali eukariot organizmga oʻxshash koʻrinishga kelishi mumkin!
Quyida bakteriya uyushmalariga ayrim misollar keltirilgan– ular haqiqatan ham koʻp hujayrali hisoblanadimi yoki yoʻqmi (biologiyada davom etib kelayotgan munozarali savol), oʻzingiz xulosa qilishingiz mumkin.start superscript, 1, comma, 2, end superscript

Miksobakteriyalar

Miksobakteriyalar (ing. myxobacteria) oʻzaro uyushgan guruhlar (hattoki maxsus hujayralarga ega murakkab strukturalar) hosil qiluvchi tuproq bakteriyalari. Ozuqa resurslari koʻp boʻlganda, miksobakteriyalar toʻda deb nomlangan guruhlar hosil qiladi. Toʻda muvofiqlashgan tarzda harakatlanadi, tuproqqa parchalovchi fermentlar ajratadi va parchalangan mahsulotni oʻzlashtirib oziqlanadi.cubed
Myxococcus xanthus miksobakteriyasi resurslar tanqis boʻlganda mevatanalar (sariq xaltasimon tuzilma) hosil qiladi. Mevatanalar uzun miksosporalardan iborat boʻlib, resurslar yetarli boʻlgan vaqtlarda toʻda hosil qilish uchun miksosporalar oʻsadi.
_Rasm manbasi: “Myxococcus xanthus” Michiel Vos (CC BY 2.5)._
Agar resurslar tanqisligi yuzaga kelsa, miksobakteriyalar oʻzaro birlashib, koʻp hujayrali tuzilmaga oʻxshash mevatana hosil qiladi (yuqoridagi rasmda keltirilgan). Mevatanalarda hujayralar sporaga oʻxshash tuzilmalarga aylanadi, ular miksosporlar deb nomlanadi. Har bir miksospora uzoq vaqt davomida saqlanib turishga imkon beradigan qalin hujayrali devoriga ega. Resurslar yetarli boʻlganda miksosporalar oʻsadi va yangi toʻdalar paydo boʻladi.cubed

Zanjir hosil qiluvchi sianobakteriyalar

Anabaena avlodiga kiruvchi sianobakteriyalar ikkiga boʻlinib (bakterial boʻlinish orqali) koʻpaygach, hosil boʻlgan hujayralar tarqalmaydi, balki oʻzaro birikkan holda qolib, quyidagi rasmda tasvirlangandek, zanjir hosil qiladi.
Anabaena sianobakteriyalari ikkita turdagi hujayradan iborat, oʻzaro bogʻlangan zanjir hosil qiladi: fotosintez qiluvchi hujayralar va geterosista. Birinchisi faqatgina uglevod sintezlaydi, ikkinchisi esa azotni oʻzlashtiradi. Zanjirdagi barcha hujayralar metabolik moddalarni oʻzaro taqsimlaydi.
_Rasm quyidagi manbadan olingan: “Anabaena circinalis” Imre Oldal (CC BY-SA 4.0). CC BY-SA 4.0 ruxsatnomasi asosida oʻzgartirish kiritilgan._
Sianobakteriya hujayralari fotosintez qilish va azot fiksatsiyalash xususiyatiga ega. Biroq bitta hujayra ikkala vazifani ham bir vaqtda bajara olmaydi, chunki fotosintezda hosil boʻlgan kislorod azot fiksatsiyasini toʻsadi (azot fiksatsiyalovchi fermentlarni bloklaydi).start superscript, 4, end superscript
Ushbu muammoni hal qilish uchun atrof-muhitda azot mavjud boʻlganda, zanjirning ayrim hujayralari geterosistalar deb ataladigan hujayralarga aylanadi. Geterosistalar zanjirning fotosintezni amalga oshiradigan boshqa hujayralaridan farqli oʻlaroq, azotni fiksatsiyalashga ixtisoslashgan.start superscript, 5, end superscript

Biofilmlar

Biofilm bu mikroorganizmlarning oʻzidan ajralib chiqadigan yopishqoq modda (asosan uglevod) orqali biror sirtga biriktirilgan toʻplami. Koʻp hollarda biofilmlar kvorum sezgisi orqali hosil boʻladi. Kvorum sezgisida bakteriyalar doimiy ravishda populyatsiya zichligini aniqlashga imkon beradigan signallarni oʻzaro almashadi va zichlik maʼlum bir chegaradan oshib ketganda ular harakatlarini oʻzgartiradi.
Biofilmlar koʻpincha bir necha turdagi bakteriyalar yoki boshqa mikroorganizmlarni oʻz ichiga oladi. Ayrim hollarda biofilm aʼzolari metabolik jihatdan bir-birini toʻldiradi, yaʼni bittasi ishlab chiqargan molekuladan ikkinchisi foydalanishi mumkin. Biofilmlar odatda ozuqa va chiqindi moddalar almashinuvini taʼminlovchi suv oʻtkazuvchan kanallarga ega va biologlar ularni “ibtidoiy qon aylanish tizimi”ga oʻxshatishadi.start superscript, 6, end superscript
Tabiatdagi aksariyat bakteriyalar muallaq suzib yuruvchilardan tashqari, biror yuzaga yopishib yashaydi. Biofilmlar deyarli hamma joyda uchraydi. Ular uydagi barcha yuzalarda hosil boʻladi. Stomatologlar tomonidan tishlaringizdan olib tashlanadigan karashlar ham biofilmdir!
Staphylococcus aureus bakteriyasining biofilmi. Biofilm polisaxarid modda orqali oʻzaro yopishgan hujayralardan iborat.
_Rasm: “Staphylococcus aureus biofilm”, the Centers for Disease Control and Prevention (jamiyat mulki)._
Biofilmlar koʻpincha muammolar yuzaga kelganda eʼtiborni jalb qiladi. Patogen (kasallikni keltirib chiqaruvchi) biofilmlar, masalan, yuqorida koʻrsatilgan Stafilokokk biofilmi kasalxonalarda jiddiy muammo boʻlishi mumkin. Koʻpincha ularni antibiotiklar yordamida nobud qilish qiyin va ular tibbiy asboblarni, masalan, katetorlarni ifloslantirsa, doimiy infeksiyalarni keltirib chiqarishi mumkin. Boshqa biofilmlar tufayli metall quvurlari zanglaydi va sanoat uskunalariga zarar yetadi.
Baʼzi biofilmlar esa foydali xususiyatlarga ega. Masalan, biofilmlar suv tozalash inshootlarida oqova suvlarni organik moddalardan tozalash uchun ishlatiladi.

Koʻp hujayralimi yoki yoʻq?

Yuqoridagi misollarda keltirilganidek, bakteriyalar oʻzaro uyushib harakat qiladi. Qaysidir darajada, biofilmdagi hujayralarning uyushgan harakati koʻp hujayrali organizm hujayralarining oʻzaro hamkorligiga oʻxshaydi. Anabaena va miksobakteriyalar, mening fikrimcha, hech boʻlmaganda koʻp hujayrali organizmga yaqin turadi.
Ayrim olimlarning taʼkidlashicha, bu uyushgan bakteriyalar koʻp hujayrali organizmlar qatoriga kiradi. Boshqalar esa prokariotlar haqiqatan ham koʻp hujayrali boʻlishi mumkin emasligini va bu shunchaki hamkorlik qilayotgan individlar guruhlari ekanini aytishadi (masalan, chumoli inidagi chumoli kabi). Bu borada haligacha aniq bir toʻxtamga kelinmagan, shuning uchun oʻzingiz xulosa qilishingiz mumkin!

Mutualistik, kommensal va parazit bakteriyalar

Biz bakteriyalarning uyushgan guruhlar hosil qilish uchun amalga oshiradigan oʻzaro harakatlarining ayrim turlarini koʻrib oʻtdik (ularni koʻp hujayrali deya olamizmi?). Lekin koʻp turdagi bakteriyalar eukariotlar, masalan, inson bilan yaqindan munosabat oʻrnatadi va ularning ichida yashaydi.
Turlar orasidagi ekologik munosabatlarning uchta eng asosiy turi bu mutualizm, kimmensalizm va parazitizmdir. Bakteriyalar bu munosabatlarning hamma turida ishtirok etadi. Insonlar esa har bir munosabat turida bakteriyalarga duch keladi!

Mutualizm

Ayrim bakteriyalar mutualizm, yaʼni ikkita organizm oʻrtasidagi oʻzaro foydali (+/+) munosabat oʻrnatadi.
Masalan, Ruminococcus bakteriyalari sigirning ichagida yashaydi va sellyulozani, yaʼni oʻsimliklardagi uglevodni sigir uchun yaroqli holatga keltiradi. Bu bakteriyalar ishtirokisiz sigirlar isteʼmol qilgan oʻsimliklarini hazm qila olmagan boʻlardi! Buning evaziga bakteriyalar ozuqa moddalar va yashash uchun xavfsiz joyga (sigirning ichaklariga) ega boʻladi.start superscript, 7, end superscript

Kommensalizm

Bundan tashqari, bakteriyalar kommensalizm munosabatini oʻrnatadi. Bunday munosabatda bitta organizm oʻziga foyda koʻradi, ikkinchisi esa foyda ham, zarar ham koʻrmaydi (+/0).
Misol uchun, insonlarning tanasida va tana yuzasida millionlab bakteriyalar yashaydi, ularning katta qismi inson bilan kommensalistik munosabatda boʻladi degan fikr mavjud (masalan, oʻlik hujayralar va metabolik mahsulotlar bilan oziqlanadi). Lekin ayrim hollarda bu kommensal munosabatlar chuqur oʻrganib chiqilganda, u aslida mutualistik yoki parazit munosabat (quyida keltirilgan) ekanligi maʼlum boʻladi.start superscript, 8, end superscript

Parazitizm

Parazitizm bu ikkala organizmdan bittasi foyda, ikkinchisi zarar koʻruvchi munosabat turidir (+/-). Parazit bakteriyalar insonga eng yaxshi tanish boʻlgan va barcha bakteriyalarning nomini yomon otliqqa chiqargan mikroorganizmlardir.
Insonda kasallik keltirib chiqaradigan bakteriyalar oʻziga kerakli resurslarni inson tanasidan oladi va xoʻjayin organizmiga taʼsir qilib, bakterial infeksiyaning noxush alomatlarini keltirib chiqaradi.
Parazitlar xoʻjayin organizmga turli yoʻllar bilan zarar yetkazishi mumkin. Bular toʻqimaga kirish, toksin ishlab chiqarish yoki xoʻjayin organizm hujayralarini bevosita shikastlash kabilar boʻlishi mumkin.start superscript, 9, comma, 10, end superscript Toksoplazma kasalligiga sabab boʻluvchi Toxoplasma gondii kabi parazit bakteriyalar toʻgʻridan toʻgʻri xoʻjayin hujayralariga kira oladi.
Toxoplasma gondii parazitlarining boʻlinish jarayoni _Rasm manbasi: "Toxoplasma gondii", Ke Hu va John M. Murray (CC BY 4.0)._start superscript, 11, end superscript

Mavzu boʻyicha bilimingizni sinab koʻring!

  1. Miksobakteriyalar toʻda deb nomlangan uyushgan guruhda birga yashovchi tuproq bakteriyalari hisoblanadi. Resurslar tanqis boʻlganda miksobakteriyalar yetilgan spora (qiyin sharoitlarga bardosh beradigan qalin hujayra devorlari boʻlgan maxsus tuzilmalar) hosil qiluvchi koʻp hujayrali mevatana hosil qiladi. Atrof-muhit sharoiti yaxshilangach, bu sporalar yangi toʻda hosil qilish uchun oʻsib rivojlanadi.
Mevatana hosil qilish miksobakteriya populyatsiyasiga yashab qolishda qanday yordam beradi?
Toʻgʻri keladigan barcha javoblarni tanlang: