一、競爭關(guān)系 競爭(competition)關(guān)系是生物之間存在最廣泛的關(guān)系,通過對食物、氧氣、空間和其他共同要求的物質(zhì)或條件互相競爭,互相受到不利影響。競爭的勝負取決于它們各自的生理特性及對所處環(huán)境的適應(yīng)性。自然界普遍存在的這種為生存而競爭的關(guān)系,是生物進化、發(fā)展的推動力。例如在微生物群落內(nèi)部,種內(nèi)和種間微生物都常常存在著對營養(yǎng)和空間的競爭,特別在一些親緣關(guān)系相近的微生物之間。 二、互生關(guān)系 互生(syntrophism)關(guān)系是指一種生物的生活(主要是代謝產(chǎn)物)創(chuàng)造或改善另一種生物的生活條件?;ドP(guān)系的微生物是一種松散的聯(lián)系,對于環(huán)境條件亦有一定的要求。固氮菌與分解纖維素的細菌之間的關(guān)系是土壤微生物間互生關(guān)系的一個典型例子。 固氮菌生活需要一定的有機物質(zhì),但它不能利用纖維素。纖維素分解菌分解纖維素產(chǎn)生葡萄糖、醇等,但它的生活需要氮素養(yǎng)分。當(dāng)纖維素分解菌和固氮菌共生時,則對雙方都有利,纖維素分解菌供給固氮菌碳源,固氮菌供給纖維素分解菌氮源。但如果環(huán)境中有豐富的氮源化合物和簡單的糖類,互生關(guān)系就會解除。 根際微生物與高等植物的互生關(guān)系廣泛存在。植物根系能合成氨基酸和多種維生素,進行著活躍的代謝,并向根外分泌無機物質(zhì)和有機物質(zhì),成為微生物重要的營養(yǎng)和能量來源。死亡的根系和根的脫落物也是微生物的營養(yǎng)源。微生物生活在根系鄰近土壤,依賴根系的分泌物、外滲物和脫落細胞而生長。另一方面,有些根際微生物產(chǎn)生的代謝物,可抑制植物病原菌的生長。 三、共生關(guān)系 共生(symbiosis)關(guān)系是指兩種生物共同生活在一起時在形態(tài)上形成了特殊共生體,在生理上產(chǎn)生了一定的分工,互相有利,甚至互相依存,當(dāng)一種生物脫離了另一種生物時便難以獨立生存。共生關(guān)系可以認為是互生關(guān)系的高度發(fā)展。 四、拮抗關(guān)系 拮抗(antagonism)關(guān)系是指一種生物在其生命活動過程中,產(chǎn)生某種代謝產(chǎn)物或改變其他條件,從而抑制其他生物的生長繁殖,甚至殺死其他生物的現(xiàn)象。 根據(jù)拮抗作用的選擇性,可將生物間拮抗關(guān)系分為非特異性拮抗關(guān)系和特異性拮抗關(guān)系兩類。非特異性抗是指生物產(chǎn)生的代謝物對一般生物、甚至包括其自身生長都有一定的抑制和毒害作用。例如在乳酸發(fā)酵中,由于乳酸細菌的生命活動產(chǎn)生大量乳酸,有阻礙許多腐敗細菌生長的作用。 微生物的指抗作用有時是特異性的,其代謝產(chǎn)物能選擇性抑制或殺滅其他一定類群的生物。為人類戰(zhàn)勝疾病作出巨大貢獻的抗生素,其原理就是通過微生物產(chǎn)生抗菌物質(zhì),對其他種類微生物產(chǎn)生專一性抑制和致死作用。 土壤微生物間的指抗關(guān)系是一個比較普遍的現(xiàn)象??股禺a(chǎn)生菌廣泛分布于土壤中,其中鏈霉菌屬中的一些種,以及真菌中的青霉屬、木霉屬的一些種,都能分泌抗生物質(zhì)。土壤中微生物產(chǎn)生的抗生素是防治植物病原菌的生物制劑,已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 五、捕食關(guān)系 捕食(predation)關(guān)系是指一種生物直接捕食另一種生物的現(xiàn)象。例如一些個體較大的原生動物能捕食細菌、藻類、真菌和其他較小的原生動物。在土壤中,捕食性真菌被認為是一些由土壤生物引起的植物病害的生物控制劑。線蟲和原生動物都可以被真菌的各種網(wǎng)狀的菌絲、黏性的表面和陷阱所捕捉。這些生物被捕捉后,菌絲侵入其體內(nèi),消化和吸收其細胞和養(yǎng)分。 六、寄生關(guān)系 一種生物需要在另一種生物體內(nèi)生活,從中攝取營養(yǎng)才能得以生長繁殖,這種關(guān)系稱為寄生(parasitism)關(guān)系。寄生者通過宿主的細胞物質(zhì)或宿主生命過程中合成的中間物得到生長繁殖,而使宿主受害。 在微生物間的相互關(guān)系中,最典型的是噬菌體與宿主細菌間的寄生關(guān)系。噬菌體本身不具有生理代謝功能,當(dāng)它們侵入宿主細胞后,便將自己的核酸整合在宿主核酸中,并指導(dǎo)合成噬菌體的核酸和蛋白質(zhì),從而完成復(fù)制周期。 人們廣泛利用寄生關(guān)系來殺滅有害微生物,防治動植物病害。例如應(yīng)用綠膿桿菌噬菌體清除綠膿桿菌以治療創(chuàng)面感染,用食菌蛭弧菌防治大豆假單胞菌引起的大豆葉斑病。利用蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)防治松毛蟲和利用白僵菌(Beau-veria bassiana)防治青菜蟲等均為有效生物防治的實例。 七、土壤生物生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò) 節(jié)生物相互作用是影響群落裝配和群落功能的重要因素,基于高通量測序的網(wǎng)絡(luò)分析可以推斷微生物相互作用,揭示群落生態(tài)位分化情況,預(yù)測群落樞紐物種(hub spe-cies),對理解生物群落結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義。目前,基于相關(guān)性的生物生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方法,已被廣泛應(yīng)用于土壤、人體腸道、海洋等復(fù)雜生境的生態(tài)研究,為深入認識群落裝配過程和群落功能提供了新視角。 然而,將土壤生物生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于實際生產(chǎn)的研究還較少。由于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)具有小世界效應(yīng)(small-world effect,指雖然復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量巨大,但僅需通過很短的距離就可以從任意節(jié)點到達大部分節(jié)點),通過影響土壤生物群落中的少數(shù)種群即可達到調(diào)控整個群落的目的?;诰W(wǎng)絡(luò)控制理論,可以通過定位土壤生物生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵節(jié)點,揭示生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控機制,確定驅(qū)動土壤元素生物地球化學(xué)循環(huán)、污染物修復(fù)等重要過程的土壤生物類群的最小集合集,制定適宜的土壤養(yǎng)分利用、污染修復(fù)等方案,將土壤生物生態(tài)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于實際生產(chǎn)、生活中。 |
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