Interaksi Dan Penyebaran Mikroorganisme

INTERAKSI DAN PENYEBARAN MIKROORGANISME

 

INTERAKSI MIKROORGANISME

 

Mikroorganisme dapat secara fisik berkumpul dengan organisme lain dalam beberapa cara

1. Ectosymbiosis-mikroorganisme tinggal diluar organisme lain
2. Endosymbiosis-mikroorganisme ditemukan didalam organisme lain
3. Ecto/endosymbiosis-mikroorganisme hidup dikeduanya didalam dan diluar organisme lain

 

Perkumpulan fisik dapat terjadi hanya sebentar dan siklik atau permanen

 

Mutualisme

1. Assosiasi obligator yang menyediakan beberapa keuntungan resiprok pada kedua bagian (beberapa contoh diberikan dibawah ini)
2. HUBUNGAN PROTOZOA-RAYAP - protozoa hidup di usus insekta yang dapat mencerna namun tidak dapat mematabolisme selulosa; protozoa mensekresi cellulases, yang memetabolisme sellulosa, melepaskan nutrien yang dapat digunakan oleh insekta
3. LICHENS – assosiasi antara fungi (ascomycetes) dan alga (alga hijau) atau cyanobacterium

a.       kumpulan fungi (mycobiont) mendapatkan nutrien dari alga melalui perpanjangan hifa (haustoria) yang mempenetrasi dinding sel alga begitu juga oksigen untuk respirasi

b.      kumpulan Alga (phycobiont) dilindungi dari kelebihan intensitas cahaya dan disediakan air mineral-mineral, dan bentukan substratum dimana dapat tumbuh melindungi dari stress lingkungan

4.      ZOOXANTHELLAE - alga yang tersembunyi pada invertebrata laut; pembentukan batu (hermatypic) karang menggunakan zooxanthellae untuk mencukupi semua kebutuhan energi mereka; pigmen karang melindungi alga dari radiasi ultraviolet

5.      Mutualisme berdasarkan Sulfida (misalnya, mutualisme cacing pipa dengan bakteri)

a.       Hubungan cacing pipa-bakteri terjadi pada komunitas lubang hidrotermal dimana cairan lubang anoksik, memiliki konsentrasi tinggi hidrogen sulfida, dan dapat mencapai temperatur hingga 350°C

b.      Bakteri kemolitrotopik endosimbiotik menyediakan sumber energi utama pada komunitas melalui oksidasi hidrogen sulfida

c.       Bakteri endosimbiotik terawat pada sel khusus (trophosome) pada cacing pipa

d.      Cacing pipa mengikat hidrogen sulfida pada hemoglobin dan mentransportnya ke bakteri; bakteri menggunakan energi dari oksidasi hidrogen sulfida untuk mensintesis materi organik tereduksi yang disalurkan ke cacing pipa

6.      Mutualisme berdasarkan Methan-methanotrophs merupakan simbion intraseluler lubang metan remis dan spon, yang menggunakan bakteri untuk mendukung kebutuhan nutrisinya

7.      Mutualisme Microorganisme-insecta-bakteri endosimbiont menyediakan vitamin dan asam amino penting untuk inang insekta; insekta menyediakan habitat fisik yang aman dan cukup nutrien untuk bakteri

8.      Bakteri ekosistem rumen pada rumen secara anerob memetabolisme sellulosa menjadi molekul lebih kecil yang dapat dicerna oleh ruminant; mikroorganisme memproduksi kebanyakan vitamin yang dibutuhkan oleh ruminant; metan juga diproduksi pada proses ini

9.      Syntrophisme-hubungan saling menguntungkan dimana masing-masing organisme menyediakan satu atau lebih faktor pertumbuhan, nutrien, atau substrat untuk organisme lain; juga berhubungan sebagai saling memberi makanan atau fenomena satelit; contoh penting seperti transfer hidrogen interspesies, yang terjadi pada lingkungan anaerob (dijelaskan dibawah)

a.       Bakteri fermentasi memproduksi asam lemak dengan berat molekul rendah

b.      Anaerob seperti Syntrophobacter mendegradasi asam lemak, memproduksi gas hidrogen; bagaimanapun, agar dapat menyediakan cukup energi untuk Syntrophobacter, hidrogen yang diproduksi harus dapat dikonsumsi

c.       Methanogens mengkonsumsi gas hidrogen selama methanogenesis; ini mendukung produksi selanjutnya asam lemak dan gas hidrogen

Protokooperasi

1. Degradasi 3-chlorobenzoate oleh tiga mikroorganisme berbeda
2. Hubungan siklus karbon dengan siklus sulfur melalui kerjasama bakteri autotropik pengoksidasi sulfida dan organisme heterotrof
3. Pertumbuhan bakteri pengoksidasi sulfida pada permukaan nematoda; nematoda hidup pada interfase aerob dan anaerob sedimen mengandung sulfida, sehingga menyediakan habitat layak untuk bakteri simbiont; bacteri menurunkan tinggat toksik sulfida dan menyediakan penyaluran makanan untuk inang
4. Komunitas lubang Hydrothermal dan komunitas gua dimana bakteri pengoksidasi sulfur bertindak menyediakan sumber makanan untuk spon, gastropoda, dan organisme lain
5. Quorum sensing membiarkan mikroorganisme untuk berkomunikasi sebagai bentuk assosiasi dengan tanaman dan hewan

Kommensalisme

1. Keuntungan pada mikrorganisme (commensal), sementara inangnya aman dan tidak pula ditolong; sering mikroorganisme membagi sumber makanan yang sama dengan inangnya
2. Terjadi pada situasi dimana produk buangan salah satu mikroorganisme bertindak sebagai substrat yang lain; juga terjadi pada situasi dimana satu mikroorganisme memodifikasi lingkungannya menjadi lebih baik untuk mikroorganisme lain (beberapa contoh diberikan dibawah ini)
1. Nitrifikasi-membutuhkan aktivitas dua spesies berbeda; yang satu mengoksidasi ammonia menjadi nitrit dan lainnya mengoksidasi nitrit menjadi nitrat
2. Strain Escherichia coli yang biasanya nonpatogen hidup di usus besar manusia; ini fakultatif anaerob menggunakan oksigen menciptakan lingkungan anaerob dimana anaerob obligat (misalnya, Bacteroides) dapat tumbuh;
3. coli memperoleh manfaat atau bahaya yang tidak nyata
4. Suksesi mikroorganisme pada lingkungan–selama perusakan susu mensintesis produk asam fermentasi oleh satu populasi menstimulasi proliferasi mikroorganisme toleran asam; selama pembentukan biofilm, pembentukan koloni pertama menyebabkan kemungkinan lainnya berkoloni
5. Kolonisasi permukaan tanaman dan hewan oleh flora normal tanaman atau hewan memproduksi bahan organik, yang digunakan oleh flora normal organisme inang

 

 

Predasi

1. Organisme Predator menelan dan menyerang mangsa; mangsa dapat lebih besar atau lebih kecil; nornalnya menghasilkan kematian mangsa
2. Bakteri Predator dikenal (misalnya, Bdellovibrio, Vampirococcus, dan Daptobacter); dapat menyebabkan mangsa lisis, melepaskan sel yang terkandung ketika diserang permukaan mangsa, atau penetrasi sitoplasma mangsa
3. Ciliata mikroba predator penting pada lingkungan akuatik dan fasilitas perawatan air buangan
4. Akibat positif predasi

a.       Microbial loop-mikroba predator memineralisasi materi organik yang diproduksi autotrophs (produsen primer) sebelum ini sampai kekonsumen yang lebih tinggi; ini mengembalikan nutrien ke produsen primer dan mendukung aktivitas mereka

b.      Penelanan mangsa menciptakan lingkungan aman dari mangsa

5. Fungi Predator telah diketahui (misalnya, fungi yang menangkap nematoda)

 

Parasitisme

1. Satu organisme beruntung (parasit) daripada lainnya (inang); ada tingkat koeksistansi antara inang dan parasit yang dapat menjadi hubungan patogenik (tipe predasi)
2. Contoh:

a.       Fungi parasitik dan alga inangnya

b.      Biokontrol-menggunakan satu mikroorganisme untuk mengkontrol aktivitas lainnya

c.       Penyakit manusia (didiskusikan pada chapters 38 sampai 40)

Ammensalisme

1. Antibiotics
2. Bacteriocins
3. Peptida Antibacterial (misalnya, produksi cecropins dan defensins oleh insekta dan mammalia, secara langsung)
4. Asam Produk fermentasi

 

Competisi

1. Orgnisme berbeda dalam populasi atau komunitas mencoba untuk mendapatkan sumber yang sama (misalnya, nutrient, locasi, dll)
2. Prinsip terjadinya kompetisi-jika dua populasi sangat overlap dalam menggunakan sumbernya, kemudian satu populasi dikeluarkan

 

Symbiosa pada sistem komplek

1. interaksi antara dua populasi berperan penting dalam peristiwa respon umpanbalik pada komunitas besar biotik;
2. Respon umpanbalik ini berpengaruh kuat semua bagian lain ekosistem dan berperanpenting dalam keseimbangan populasi dalam komunitas

 

Metode-metode digunakan pada ekologi mikroba

1. Metode-metode pada ekologi mikroba digunakan untuk mengevaluasi keberadaan, tipe, dan aktivitas mikroorganisme pada ekosistem; pengukuran harus rentang jarak skala waktu dan dimensi fisika; metode-metode yang digunakan termasuk:

a)      Pemeriksaan Mikroscopik

b)      Penghitungan sel hidup

c)      Pengukuran siklus nutrien

d)     Pengukuran karbon organik dengan biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), atau total organic carbon (TOC)

2. Masalah utama ekolog mikroba adalah untuk mengidentifikasi mikroorganisme pada ekosistem, khususnya mereka yang tidak dapat dikultur; penilaian diversitas komunitas mikroba sering dilakukan menggunakan teknik berdasarkan asam nukleat.

a)      Teknologi probe asam nukleat dapat digunakan untuk melihat organisme khusus.

b)      Gel array microchips (genosensors) mengandung campuran probe-probe dapat mendeteksi subunit kecil/ small subunit (ssu) rRNA pada populasi campuran.

3. Sekarang, teknik untuk memeriksa sel tunggal pada komunitas mikroba komplek telah dapat dikembangkan (misalnya, optical tweezers dan micromanipulation).