Mikrobna ekologija

[thumb|upright=1.4| Velika anomalija brojanja [mikroorganizama. Broj ćelija dobijen kultivacijom je za redove veličine manji od onih direktno posmatranih pod mikroskopom. To je zato što mikrobiolozi mogu kultivirati samo manji broj prirodnih mikroba koristeći postojeće laboratorijske tehnike, ovisno o okruženju. Poznato je da mikroorganizmi imaju važne i štetne ekološke odnose unutar svoje i drugih vrsta.

Poznato je da mnogi od ovih mikroorganizama formiraju različite simbiotske odnose s drugim organizmima u svom okruženju. Neki simbiotski odnosi uključuju mutualizam, komensalizam, amensalizam i parazitizam.

Osim toga, otkriveno je da određene supstance u okolini mogu ubiti mikroorganizme, čime ih sprječavaju u interakciji s okolinom. Ove supstance se nazivaju antimikrobne supstance. To mogu biti antibiotici, antifungici ili antivirusni lijekovi. teorija spontanog nastanka, vjerovanje da život nastaje iz neživih materijala Ovi principi su poslužili kao osnova naučnicima u sagledavanju odnosa između mikroba i njihovog okruženja, Pasteur je mislio da život može nastati samo iz živih, a ne iz neživih materijala.

Robert Koch bio je ljekar-naučnik koji je implementirao imerzijsko sočivo za ulje i kondenzor,  dok je koristio mikroskope, kako bi poboljšao sliku bakterija. To je dovelo do toga da Koch bude prvi objavljivač fotografija bakterija. Kao rezultat toga, Koch je bio u mogućnosti proučavati infekcije rana kod životinja na mikroskopskom nivou. Gamboa je peruanska biologinja koja je posvetila svoju karijeru liječenju mikroorganizama malarije i lišmanijaze. Njene studije su pomogle u razumijevanju epidemiologije ovih mikroorganizama, kako bi se smanjila interakcija s njima u prirodi i njihovi štetni efekti. U ovim ekstremnim uslovima, hemosintetski mikrobi obezbjeđuju energiju i ugljik drugim organizmima. Hemosintetski mikroorganizmi dobijaju energiju oksidacijom neorganskih spojeva kao što su vodik, nitriti, amonijak, sumpor i gvožđe (II). Ovi organizmi se mogu naći i u aerobnom i u anaerobnom okruženju.

Ciklus dušika, fosfora, sumpora i ugljika također zavise od mikroorganizama. Svaki ciklus uključuje mikroorganizme u određene procese. Naprimjer, dušik čini 78% Zemljine atmosfere, ali je gotovo hemijski inertan; kao rezultat toga, nije dostupan većini organizama. Mikroorganizmi ga moraju biološki pretvoriti u dostupan oblik, putem fiksacija dušika. Kroz ove biogeohemijske cikluse, mikroorganizmi su u stanju da u tlu naprave hranjive tvari poput dušika, fosfora i kalija. Mikroorganizmi imaju ulogu u rastvaranju fosfata, poboljšanju zdravlja tla i rasta biljaka.

## Primjena mikroba u biotehnologiji 
Mikrobne interakcije se nalaze u bioremedijaciji. Bioremedijacija je tehnologija koja uklanja zagađivače iz tla  i otpadne vode  korištenjem mikroorganizama. Primjeri nekih mikroorganizama koji imaju ulogu u bioremedijaciji su sljedeći: *Pseudomonas*, *Bacillus*, *Arthrobacter*, *Corynebacterium*, *Methosinus*, *Rhodococcus*, *Stereum hirsutum*, metanogeni, *Aspergilus niger*, Pleurotus ostreatus, *Rhizopus arrhizus*, *Azotobacter*, *Alcaligenes*, *Phormidium valderium* i *Ganoderma applantus*.

## Evolucija mikroba 
Zbog visokog nivoa horizontalnog transfera gena među mikrobnim zajednicama, Mutualizam u mikrobnoj ekologiji je odnos između mikrobnih vrsta i drugih vrsta (npr. ljudi) koji omogućava objema stranama da imaju koristi. Mikroorganizmi formiraju mutualistički odnos s drugim mikroorganizmima, biljkama ili životinjama. Jedan primjer interakcije mikroba bila bi sintrofija, poznata i kao unakrsno hranjenje. od kojih je *Methanobacterium omelianskii* klasičan primjer. Pretpostavlja se da sintrofija ima značajnu ulogu u okruženjima s ograničenom energijom i hranjivim tvarima, poput dubokog podzemlja, gdje može pomoći mikrobnoj zajednici s različitim funkcionalnim svojstvima da preživi, raste i proizvodi maksimalnu količinu energije.  Anaerobna oksidacija metana (AOM) se provodi mutualizamakim konzorcijem sulfat-redukujuće bakterije i anaerobnog metan-oksidirajućeg arheona. Reakcija koju bakterijski partner koristi za proizvodnju H2 je endergonična (i stoga termodinamički nepovoljna), međutim, kada se spoji s reakcijom koju koristi arhejski partner, ukupna reakcija postaje egzergonična.  Ovaj odnos počinje razmjenom hemijskih signala između biljke i gljiva, što dovodi do metaboličke stimulacije gljivice. Gljiva zatim napada epidermu korijena biljke i prodire kroz njene jako razgranate hife u kožne ćelije biljke. Također, mikroorganizmi su u mutualizamskom odnosu sa sisarima poput ljudi. Dok domaćin pruža sklonište i hranjive tvari mikroorganizmima, mikroorganizmi također pružaju koristi poput pomaganja u rastu probavnog trakta domaćina i zaštite domaćina od drugih štetnih mikroorganizama.

### Komenzalizam 
Komenzalizam je vrlo čest u mikrobnom svijetu, što doslovno znači "objedovanje s istog stola". To je odnos između dvije vrste u kojem jedna vrsta ima koristi bez štete ili koristi za drugu vrstu.

### Amensalizam 
Amensalizam (također poznat kao antagonizam) je vrsta simbiotskog odnosa u kojem je jedna vrsta/organizam oštećen, dok druga ostaje nepromijenjen. Kada koegzistira u određenom okruženju, *Pseudomonas taetrolens* pokazuje inhibiran rast i smanjenu proizvodnju laktobionske kiseline (svog glavnog produkta) najvjerovatnije zbog nusproizvoda koje stvara *Lactobacillus casei* tokom proizvodnje mliječne kiseline.

### Parazitizam 
Poznato je da određeni mikroorganizmi imaju interakciju domaćina i parazita s drugim organizmima. Naprimjer, fitopatogene gljive su poznate po tome što inficiraju i oštećuju biljke. The phytopathogenic fungi is a major issue in agriculture, because it has the capacity to infect its host by their root system. Poznato je da ovi organizmi uzrokuju riječno sljepilo i limfnu filarijazu kod ljudi.  Natural products are therefore vital in the discovery of pharmaceutical agents. Većinu prirodno dobijenih antibiotika proizvode organizmi iz koljena  Actinobacteria. Rod *Streptomyces* odgovoran je za većinu antibiotskih supstanci koje proizvode Actinobacteria. Ovi prirodni proizvodi s antimikrobnim svojstvima pripadaju terpenoidima, spirotetronatu, tetracendionu, laktamu i drugim grupama spojeva. Primjeri uključuju napiradiomicin, nomimicin, formikamicin i izoikarugamicin. Neki metali, posebno bakar, srebro i zlato također imaju antimikrobna svojstva. Korištenje antimikrobnih dodirnih površina legure bakra je tehnika koja se počela koristiti u 21. stoljeću, kako bi se spriječio prijenos bakterija. Zbog antimikrobnih svojstava koje posjeduju određeni metali, proizvodi poput medicinskih uređaja se izrađuju korištenjem tih metala.

## Također pogledajte
* Mikrobna biogeografija
* Mikrobna petlja
* Osnovni pregled ekologije
* Međunarodno društvo za mikrobnu ekologiju
* Ekologija

## Reference 
Kategorija:Mikrobiološki termini
Kategorija:Bakterije
Kategorija:Bakteriologija
Kategorija:Pedologija
Kategorija:Mikrobiologija
Kategorija:Membranska biologija
Kategorija:Biološka materija
Kategorija:Ekološka mikrobiologija
Kategorija:Biologija mikrobne populacije
Kategorija:Potpodručja ekologije