Изучение взаимоотношений микроорганизмов с окружающей средой
Микробная экология (или микробиология окружающей среды ) — это экология микроорганизмов : их взаимоотношение друг с другом и с окружающей средой. Она касается трех основных доменов жизни — эукариот , архей и бактерий , а также вирусов . [2] Эта взаимосвязь часто опосредована вторичными метаболитами , производимыми моим микроорганизмом. Эти вторичные метаболиты известны как специализированные метаболиты и в основном представляют собой летучие или нелетучие соединения. [3] [4] Эти метаболиты включают терпеноиды, соединения серы, индольные соединения и многое другое. [3]
Микроорганизмы вездесущи и играют различные роли, которые влияют на всю биосферу и любую среду, в которой они оказались, как положительно, так и отрицательно. Микробная жизнь играет первостепенную роль в регулировании биогеохимических систем практически во всех средах нашей планеты, включая некоторые из самых экстремальных , от замерзших сред и кислотных озер до гидротермальных источников на дне самых глубоких океанов, и некоторые из самых знакомых, такие как тонкий кишечник , нос и рот человека . [7] [8] [9] Микроорганизмы (почвенные микробы) участвуют в биогеохимическом цикле (например, азотный цикл , цикл серы , углеродный цикл , цикл фосфора и т. д.) в почве, что помогает фиксировать питательные вещества, такие как азот, фосфор и сера в почве (среде). [10] Вследствие количественной величины микробной жизни (рассчитывается как5,0 × 10 30 клеток; на восемь порядков больше, чем число звезд в наблюдаемой Вселенной [11] [12] ), микробы, в силу одной только своей биомассы , представляют собой значительный поглотитель углерода . [13] Масштабность продукции микроорганизмов такова, что даже при полном отсутствии эукариотической жизни эти процессы, вероятно, продолжались бы неизменными. [14] Взаимодействие микробов с окружающей средой имеет промышленное применение, такое как очистка сточных вод и биоремедиация [15] [16]
Микроорганизмы также образуют несколько симбиотических отношений с другими организмами в их среде [17] , где один или оба партнера получают выгоду или один партнер получает выгоду, а другой партнер страдает. Некоторые симбиотические отношения включают мутуализм , комменсализм и т. д. [18] [19]
Определенные вещества в окружающей среде могут убивать микроорганизмы, тем самым предотвращая их взаимодействие с окружающей средой. Эти вещества называются антимикробными веществами. К ним относятся антибиотики , противогрибковые или даже противовирусные . [20]
История
Хотя микробы изучались с семнадцатого века, эти исследования были в основном с физиологической точки зрения, а не с экологической. [21] Например, Луи Пастер и его ученики интересовались проблемой распределения микробов как на суше, так и в океане. [22] Луи Пастер был ученым, который изобрел процесс пастеризации. Мартинус Бейеринк изобрел обогащенную культуру , фундаментальный метод изучения микробов из окружающей среды. Ему часто ошибочно приписывают формулирование микробной биогеографической идеи о том, что «все есть повсюду, но окружающая среда выбирает», которую высказал Лоуренс Баас Бекинг . [23] Сергей Виноградский был одним из первых исследователей, который попытался понять микроорганизмы вне медицинского контекста, что сделало его одним из первых студентов микробной экологии и экологической микробиологии, открыв хемосинтез и разработав в этом процессе колонку Виноградского . [24] : 644
Однако Бейеринк и Виндоградски сосредоточились на физиологии микроорганизмов, а не на микробной среде обитания или их экологических взаимодействиях. [21] Современная микробная экология была основана Робертом Хангейтом и его коллегами, которые исследовали экосистему рубца . Изучение рубца потребовало от Хангейта разработки методов культивирования анаэробных микробов, и он также стал пионером количественного подхода к изучению микробов и их экологической активности, который дифференцировал относительный вклад видов и катаболических путей . [21]
Прогресс в микробной экологии был связан с разработкой новых технологий. Измерение скоростей биогеохимических процессов в природе было обусловлено доступностью радиоизотопов, начиная с 1950-х годов. Например, 14CO2 позволил анализировать скорости фотосинтеза в океане (ссылка). Еще один значительный прорыв произошел в 1980-х годах, когда были разработаны микроэлектроды, чувствительные к химическим веществам, таким как O2. [ 25] Эти электроды имеют пространственное разрешение 50–100 мкм и позволили анализировать пространственную и временную биогеохимическую динамику в микробных матах и отложениях. [ необходима цитата ]
Хотя измерение скоростей биогеохимических процессов могло бы проанализировать, какие процессы происходили, они были неполными, поскольку не давали никакой информации о том, какие именно микробы были ответственны. Давно известно, что «классические» методы культивирования извлекают менее 1% микробов из естественной среды обитания. Однако, начиная с 1990-х годов, был разработан набор методов, не зависящих от культивирования, для определения относительной распространенности микробов в среде обитания. Карл Вёзе первым продемонстрировал, что последовательность молекулы рибосомальной РНК 16S может быть использована для анализа филогенетических отношений. [26] Норм Пейс взял эту основополагающую идею и применил ее для анализа «кто там» в естественной среде. Процедура включает в себя (a) выделение нуклеиновых кислот непосредственно из естественной среды, (b) ПЦР-амплификацию последовательностей генов малых субъединиц рРНК, (c) секвенирование ампликонов и (d) сравнение этих последовательностей с базой данных последовательностей из чистых культур и ДНК окружающей среды. [27] Это дало колоссальное понимание разнообразия, присутствующего в микробных местообитаниях. Однако это не решает, как связать конкретные микробы с их биогеохимической ролью. Метагеномика , секвенирование всей ДНК, извлеченной из окружающей среды, может дать представление о биогеохимическом потенциале, [28] тогда как метатранскриптомика и метапротеомика могут измерить фактическую экспрессию генетического потенциала, но остаются более технически сложными. [29]
Роли
Микроорганизмы являются основой всех экосистем , но еще больше в областях, где фотосинтез не может происходить из-за недостатка света. В таких зонах хемосинтетические микробы обеспечивают энергией и углеродом другие организмы. Хемосинтетические микроорганизмы получают энергию путем окисления неорганических соединений, таких как водород, нитрит, аммиак, элементарная сера и железо (II). Эти организмы можно найти как в аэробной, так и в анаэробной среде. [30] Хемосинтетические микроорганизмы являются основными производителями в экстремальных условиях, таких как высокотемпературные геотермальные среды. [31] Эти хемотрофные организмы также могут функционировать в бескислородной среде, используя другие акцепторы электронов для своего дыхания. [ требуется ссылка ]
Другие микробы являются редуцентами , способными перерабатывать питательные вещества из отходов других организмов. Эти микробы играют важную роль в биогеохимических циклах. [32] Азотный цикл , фосфорный цикл , серный цикл и углеродный цикл так или иначе зависят от микроорганизмов. Каждый цикл работает вместе, чтобы регулировать микроорганизмы в определенных процессах. [33] Например, азотный газ , который составляет 78% атмосферы Земли, недоступен для большинства организмов, пока он не будет преобразован в биологически доступную форму микробным процессом фиксации азота . [34] Благодаря этим биогеохимическим циклам микроорганизмы способны делать питательные вещества, такие как азот, фосфор и калий, доступными в почве. [35] В отличие от азотного и углеродного циклов, стабильные газообразные виды не создаются в фосфорном цикле в окружающей среде. Микроорганизмы играют роль в растворении фосфата, улучшении здоровья почвы и роста растений. [36]
Опять же, микробное взаимодействие вовлечено в биоремедиацию. Биоремедиация — это технология, которая используется для удаления загрязняющих веществ тяжелыми металлами из почвы [37] и сточных вод [38] с использованием микроорганизмов. Такие микроорганизмы, как бактерии и грибы, удаляют органические и неорганические загрязнители, окисляя или восстанавливая их. [39] [40] Примеры микроорганизмов, которые играют роль в биоремедиации тяжелых металлов, включают Pseudomonas , Bacillus , Arthrobacter , Corynebacterium , Methosinus , Rhodococcus , Stereum hirsutum, Methanogens , Aspergilus niger, Pleurotus ostreatus, Rhizopus arrhizus, Azotobacter , Alcaligenes , Phormidium valderium и Ganoderma applantus [41]
Эволюция
Из-за высокого уровня горизонтального переноса генов среди микробных сообществ [42] микробная экология также важна для изучения эволюции . [43] Микробная экология вносит вклад в эволюцию во многих различных частях мира. Например, различные виды микробов развили динамику и функции CRISPR , что позволяет лучше понять здоровье человека. [44]
Симбиоз
Симбиоз — это тесная, долгосрочная связь между организмами разных видов. Симбиоз может быть эктосимбиозом (один организм живет на поверхности другого организма) или эндосимбиозом (один организм живет внутри другого организма). [45] Симбиотические отношения могут также существовать между микроорганизмами, которые живут близко друг к другу в данной среде. [17] Симбиотические отношения встречаются на каждом уровне экосистемы и внесли свой вклад в формирование жизни. [46] Микроорганизмы производят, изменяют и используют питательные вещества и натуральные продукты многочисленными способами, и это позволяет им быть вездесущими. [47] Микробы, особенно бактерии, часто вступают в симбиотические отношения (как положительные , так и отрицательные ) с другими микроорганизмами или более крупными организмами. [48] Растения и животные являются средой обитания микроорганизмов, которые вовлечены в мутуалистические отношения. [49] Хотя такие отношения жизненно важны для развития микробов, эти микробы могут обеспечить защиту своего хозяина от неблагоприятных изменений в окружающей среде или от хищников. Они делают это, производя биоактивные соединения. [48] Несмотря на то, что симбиотические отношения между микробами физически малы, они играют важную роль в эукариотических процессах и их эволюции. [50] [51] Типы симбиотических отношений, в которых участвуют микробы, включают мутуализм, комменсализм , паразитизм [52] и аменсализм [53] , которые влияют на экосистему многими способами.
Мутуализм
Мутуализм — это тесная связь между двумя разными видами, в которой каждый оказывает положительное влияние на другого. При мутуализме один партнер оказывает услугу другому партнеру, а также получает услугу от другого партнера. [54] Мутуализм в микробной экологии — это связь между видами микроорганизмов и другими видами (например, людьми), которая позволяет обеим сторонам получать выгоду. [55] Микроорганизмы образуют мутуалистические отношения с другими микроорганизмами, растениями или животными. Одним из примеров взаимодействия микробов с микробами является синтрофия , также известная как перекрестное питание, [53] классическим примером которой является Methanobacterium omelianskii . [56] [57] Этот консорциум образован организмом, ферментирующим этанол, и метаногеном . Организм, ферментирующий этанол, обеспечивает архейного партнера H 2 , который необходим этому метаногену для роста и производства метана. [50] [57] Было высказано предположение, что синтрофия играет важную роль в средах с ограниченным количеством энергии и питательных веществ, таких как глубокие недра, где она может помочь микробному сообществу с разнообразными функциональными свойствами выживать, расти и производить максимальное количество энергии. [58] [59] Анаэробное окисление метана (АОМ) осуществляется мутуалистическим консорциумом сульфатредуцирующей бактерии и анаэробной метанокисляющей археи . [60] [61] Реакция, используемая бактериальным партнером для производства H2 , является эндергонической (и поэтому термодинамически невыгодной), однако, в сочетании с реакцией, используемой архейным партнером, общая реакция становится экзергонической . [50] Таким образом, два организма находятся в мутуалистических отношениях, которые позволяют им расти и процветать в среде, смертельной для любого из видов по отдельности. Лишайник является примером симбиотического организма. [57]
Микроорганизмы также вступают в мутуалистические отношения с растениями, и типичным примером таких отношений является арбускулярная микоризная (АМ) связь, симбиотическая связь между растениями и грибами. [18] Эти отношения начинаются, когда происходит обмен химическими сигналами между растением и грибами, что приводит к метаболической стимуляции гриба. [62] [63] Затем грибок атакует эпидермис корня растения и проникает через его сильно разветвленные гифы в корковые клетки растения. [18] В этих отношениях грибы отдают растению фосфат и азот, полученные из почвы, а растение взамен обеспечивает грибы углеводами и липидами, полученными в результате фотосинтеза. [64] Кроме того, микроорганизмы вступают в мутуалистические отношения с млекопитающими, такими как люди. Поскольку хозяин предоставляет микроорганизмам убежище и питательные вещества, микроорганизмы также приносят пользу, например, помогают в росте желудочно-кишечного тракта хозяина, защищая хозяина от других вредных микроорганизмов. [65]
Комменсализм
Комменсализм очень распространен в микробном мире, что буквально означает «питание с одного стола». [66] Это отношения между двумя видами, при которых один вид получает выгоду без вреда или пользы для другого вида. [19] Продукты метаболизма одной микробной популяции используются другой микробной популяцией без какой-либо выгоды или вреда для первой популяции. Существует много «пар» микробных видов, которые выполняют либо окислительную, либо восстановительную реакцию по одному и тому же химическому уравнению. Например, метаногены производят метан, восстанавливая CO 2 до CH 4 , в то время как метанотрофы окисляют метан обратно до CO 2 . [67]
Аменсализм
Аменсализм (также широко известный как антагонизм) — это тип симбиотических отношений, при котором один вид/организм страдает, а другой остается нетронутым. [55] Одним из примеров таких отношений, которые имеют место в микробной экологии, является отношения между микробными видами Lactobacillus casei и Pseudomonas taetrolens . [68] При сосуществовании в окружающей среде Pseudomonas taetrolens демонстрирует подавленный рост и сниженную выработку лактобионовой кислоты (ее основного продукта), скорее всего, из-за побочных продуктов, создаваемых Lactobacillus casei во время производства молочной кислоты. [69] Однако Lactobacillus casei не проявляет никакой разницы в своем поведении, и такие отношения можно определить как аменсализм. [ необходима цитата ]
Управление микробными ресурсами
Биотехнология может использоваться наряду с микробной экологией для решения ряда экологических и экономических проблем. Например, молекулярные методы, такие как дактилоскопия сообщества или метагеномика, могут использоваться для отслеживания изменений в микробных сообществах с течением времени или оценки их биоразнообразия . Управление углеродным циклом для секвестрации углекислого газа и предотвращения избыточного метаногенеза важно для смягчения глобального потепления , а перспективы биоэнергетики расширяются за счет разработки микробных топливных элементов . Управление микробными ресурсами выступает за более прогрессивное отношение к болезням , при котором биологические агенты контроля отдаются предпочтение попыткам искоренения. Потоки в микробных сообществах должны быть лучше охарактеризованы для реализации потенциала этой области. [70] Кроме того, существуют также клинические последствия, поскольку морские микробные симбиозы являются ценным источником существующих и новых противомикробных агентов и, таким образом, предлагают еще одно направление исследований в эволюционной гонке вооружений устойчивости к антибиотикам , что является насущной проблемой для исследователей. [71]
В антропогенной среде и человеческом взаимодействии
Микробы существуют во всех областях, включая дома, офисы, торговые центры и больницы. В 2016 году журнал Microbiome опубликовал сборник различных работ, изучающих микробную экологию застроенной среды . [72]
Исследование патогенных бактерий в больницах, проведенное в 2006 году, показало, что их способность к выживанию различается в зависимости от типа: некоторые выживают всего несколько дней, а другие — месяцами. [73]
Продолжительность жизни микробов в доме варьируется аналогичным образом. Обычно бактериям и вирусам требуется влажная среда с влажностью более 10 процентов. [74] E. coli может выживать от нескольких часов до суток. [74] Бактерии, образующие споры, могут выживать дольше, при этом Staphylococcus aureus потенциально выживает в течение недель или, в случае Bacillus anthracis , лет. [74]
Домашние животные могут быть переносчиками бактерий; например, рептилии часто являются переносчиками сальмонеллы. [75]
S. aureus особенно распространен и бессимптомно колонизирует около 30% населения человека; [76] попытки деколонизации носителей имели ограниченный успех [77] и обычно включают в себя назальное применение мупироцина и промывание хлоргексидином , возможно, вместе с ванкомицином и котримоксазолом для лечения кишечных и мочевыводящих инфекций. [78]
Антимикробные препараты
Антимикробные препараты — это вещества, способные убивать микроорганизмы. Антимикробные препараты могут быть антибактериальными или противобактериальными, противогрибковыми или противовирусными веществами, и большинство из этих веществ являются натуральными продуктами или могут быть получены из натуральных продуктов. [20] Поэтому натуральные продукты жизненно важны для открытия фармацевтических препаратов. [79] [80] Большинство полученных естественным путем антибиотиков вырабатываются организмами под типом Actinobacteria. Род Streptomyces отвечает за большинство антибиотических веществ, вырабатываемых Actinobacteria. [81] [82] Эти натуральные продукты с антимикробными свойствами относятся к терпеноидам , спиротетронату, тетрацендиону, лактамам и другим группам соединений. Примерами являются напирадиомицин, номимицин, формамицин и изоикаругамицин, [83] [84] [85] [86] Некоторые металлы, особенно медь , серебро и золото , также обладают антимикробными свойствами. Использование антимикробных поверхностей соприкосновения из медного сплава — это метод, который начали использовать в 21 веке для предотвращения передачи бактерий. [87] [88] Наночастицы серебра также начали включать в строительные поверхности и ткани, хотя высказывались опасения относительно потенциальных побочных эффектов крошечных частиц на здоровье человека. [89] Из-за антимикробных свойств, которыми обладают некоторые металлы, такие продукты, как медицинские приборы, изготавливаются с использованием этих металлов. [88]
^ Hugenholtz, P. (2002). «Изучение прокариотического разнообразия в геномную эру». Genome Biology . 3 (2): reviews0003.reviews0001. doi : 10.1186 /gb-2002-3-2-reviews0003 . PMC 139013. PMID 11864374.
^ Бартон, Ларри Л.; Нортап, Диана Э. (9 сентября 2011 г.). Микробная экология. Wiley-Blackwell. Оксфорд: John Wiley & Sons. стр. 22. ISBN978-1-118-01582-7. Получено 25 мая 2013 г. .
^ ab Шмидт, Рут; Уланова, Дана; Вик, Лукас Й; Боде, Хельге Б; Гарбева, Паолина (9 июля 2019 г.). «Микробно-управляемая химическая экология: прошлое, настоящее и будущее». Журнал ISME . 13 (11): 2656–2663. doi :10.1038/s41396-019-0469-x. ISSN 1751-7362. PMC 6794290. PMID 31289346 .
^ Tyc, Olaf; Song, Chunxu; Dickschat, Jeroen S.; Vos, Michiel; Garbeva, Paolina (апрель 2017 г.). «Экологическая роль летучих и растворимых вторичных метаболитов, продуцируемых почвенными бактериями». Trends in Microbiology . 25 (4): 280–292. doi :10.1016/j.tim.2016.12.002. ISSN 0966-842X. PMID 28038926.
^ Колтер, Роберто (8 октября 2021 г.). «История микробиологии — личная интерпретация». Annual Review of Microbiology . 75 (1): 1–17. doi :10.1146/annurev-micro-033020-020648. ISSN 0066-4227. PMID 33974804.
^ Хартманн, Антон; Ротбаллер, Михаэль; Шмид, Михаэль (1 ноября 2008 г.). «Лоренц Хилтнер, пионер в области микробной экологии ризосферы и исследований почвенной бактериологии». Plant and Soil . 312 (1): 7–14. Bibcode : 2008PlSoi.312....7H. doi : 10.1007/s11104-007-9514-z. ISSN 1573-5036.
^ Боулер, Крис; Карл, Дэвид М.; Колвелл, Рита Р. (2009). «Микробная океанография в море возможностей». Nature . 459 (7244): 180–4. Bibcode :2009Natur.459..180B. doi :10.1038/nature08056. PMID 19444203. S2CID 4426467.
^ Конопка, Аллан (2009). «Что такое экология микробного сообщества?». Журнал ISME . 3 (11): 1223–30. Bibcode : 2009ISMEJ...3.1223K. doi : 10.1038/ismej.2009.88 . PMID 19657372.
^ Хентгес, Дэвид Дж. (1993). «Анаэробная микрофлора человеческого тела». Клинические инфекционные заболевания . 16 : S175–S180. doi :10.1093/clinids/16.Supplement_4.S175. ISSN 1058-4838. JSTOR 4457097. PMID 8324114.
^ Басу, Сахана; Кумар, Гаутам; Чхабра, Сагар; Прасад, Рам (1 января 2021 г.), Верма, Джей Пракаш; Макдональд, Катриона А.; Гупта, Виджай Кумар; Подиле, Аппа Рао (ред.), «Глава 13 - Роль почвенных микробов в биогеохимическом цикле для повышения плодородия почвы», Новые и будущие разработки в области микробной биотехнологии и биоинженерии , Elsevier, стр. 149–157, doi :10.1016/b978-0-444-64325-4.00013-4, ISBN978-0-444-64325-4, получено 30 октября 2024 г.
^ Whitman, WB; Coleman, DC; Wiebe, WJ (1998). «Прокариоты: невидимое большинство». Труды Национальной академии наук . 95 (12): 6578–83. Bibcode : 1998PNAS...95.6578W. doi : 10.1073 /pnas.95.12.6578 . JSTOR 44981. PMC 33863. PMID 9618454.
^ "число звезд в наблюдаемой Вселенной - Wolfram|Alpha" . Получено 22 ноября 2011 г. .
^ Редди, К. Рамеш; ДеЛон, Рональд Д. (15 июля 2004 г.). Биогеохимия водно-болотных угодий: наука и применение. Бока-Ратон: Тейлор и Фрэнсис. стр. 116. ISBN978-0-203-49145-4. Получено 25 мая 2013 г. .
^ Кушкевич, Иван (ноябрь 2021 г.). «Специальный выпуск: применение микроорганизмов при очистке сточных вод». Процессы . 9 (11): 1914. doi : 10.3390/pr9111914 . ISSN 2227-9717.
^ Волицка, Дорота; Сушек, Агнешка; Борковский, Анджей; Белецкая, Александра (1 июля 2009 г.). «Применение аэробных микроорганизмов для биоремедиации in situ почв, загрязненных нефтепродуктами». Биоресурсные технологии . 100 (13): 3221–3227. Бибкод : 2009BiTec.100.3221W. doi :10.1016/j.biortech.2009.02.020. ISSN 0960-8524. ПМИД 19289274.
^ ab Glaeser, Jens; Overmann, Jörg (август 2004 г.). «Биогеография, эволюция и разнообразие эпибионтов в фототрофных консорциумах». Applied and Environmental Microbiology . 70 (8): 4821–4830. Bibcode :2004ApEnM..70.4821G. doi :10.1128/aem.70.8.4821-4830.2004. ISSN 0099-2240. PMC 492462 . PMID 15294820.
^ abc Смит, Салли Э.; Рид, Дэвид (2008), «ВВЕДЕНИЕ», Микориза симбиоз , Elsevier, стр. 1–9, doi :10.1016/b978-012370526-6.50002-7, ISBN978-0-12-370526-6, получено 12 октября 2024 г.
^ ab Mathis, Kaitlyn A.; Bronstein, Judith L. (2 ноября 2020 г.). «Наше текущее понимание комменсализма». Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics . 51 (1): 167–189. doi :10.1146/annurev-ecolsys-011720-040844. ISSN 1543-592X.
^ ab Strohl, William R. (9 апреля 2014 г.), Bull, Alan T. (ред.), «Антимикробные препараты», Microbial Diversity and Bioprospecting , Вашингтон, округ Колумбия, США: ASM Press, стр. 336–355, doi :10.1128/9781555817770.ch31, ISBN978-1-68367-217-3, получено 25 октября 2024 г.
^ abc Конопка, А. (2009). "Экология, Микробная". Энциклопедия микробиологии . С. 91–106. doi :10.1016/B978-012373944-5.00002-X. ISBN978-0-12-373944-5.
^ Адлер, Энтони; Дюкер, Эрик (5 апреля 2017 г.). «Когда пастеровская наука вышла в море: рождение морской микробиологии». Журнал истории биологии . 51 (1): 107–133. doi :10.1007/s10739-017-9477-8. ISSN 0022-5010. PMID 28382585. S2CID 22211340.
^ Де Вит, Рутгер; Бувье, Тьерри (2006). "«Всё есть везде, но окружающая среда выбирает»: что на самом деле сказали Баас Бекинг и Бейеринк?». Экологическая микробиология . 8 (4): 755–8. Bibcode : 2006EnvMi...8..755D. doi : 10.1111/j.1462-2920.2006.01017.x. PMID 16584487.
^ Мэдиган, Майкл Т. (2012). Биология микроорганизмов Брока (13-е изд.). Сан-Франциско: Benjamin Cummings. ISBN978-0-321-64963-8.
^ Ревсбек, Нильс Петер; Йоргенсен, Бо Баркер (1986), «Микроэлектроды: их использование в микробной экологии», в Marshall, KC (ред.), Advances in Microbial Ecology, т. 9, Бостон, MA: Springer US, стр. 293–352, doi :10.1007/978-1-4757-0611-6_7, ISBN978-1-4757-0613-0, получено 21 сентября 2020 г.
^ Woese, Carl R.; Fox, George E. (15 ноября 1977 г.). «Филогенетическая структура прокариотического домена: первичные царства». Труды Национальной академии наук . 74 (11): 5088–5090. Bibcode : 1977PNAS...74.5088W. doi : 10.1073/pnas.74.11.5088 . ISSN 0027-8424. PMC 432104. PMID 270744 .
^ Хьюгерт, Луиза В.; Андерссон, Андерс Ф. (2017). «Анализ состава микробного сообщества с помощью секвенирования ампликонов: от отбора проб до проверки гипотез». Frontiers in Microbiology . 8 : 1561. doi : 10.3389/fmicb.2017.01561 . ISSN 1664-302X. PMC 5591341. PMID 28928718 .
^ New, Felicia N.; Brito, Ilana L. (8 сентября 2020 г.). «Чему нас учит метагеномика и что она упускает?». Annual Review of Microbiology . 74 (1): 117–135. doi :10.1146/annurev-micro-012520-072314. ISSN 0066-4227. PMID 32603623. S2CID 220282070.
^ Шакья, Мигун; Ло, Чиен-Чи; Чейн, Патрик СГ (2019). «Достижения и проблемы метатранскриптомного анализа». Frontiers in Genetics . 10 : 904. doi : 10.3389/fgene.2019.00904 . ISSN 1664-8021. PMC 6774269. PMID 31608125 .
^ Орен, Аарон (15 сентября 2009 г.). «Хемолитотрофия». Энциклопедия наук о жизни . doi :10.1002/9780470015902.a0021153. ISBN978-0-470-01617-6.
^ Inskeep, WP; Ackerman, GG; Taylor, WP; Kozubal, M.; Korf, S.; Macur, RE (октябрь 2005 г.). «Об энергетике хемолитотрофии в неравновесных системах: примеры геотермальных источников в Йеллоустонском национальном парке». Geobiology . 3 (4): 297–317. doi :10.1111/j.1472-4669.2006.00059.x. ISSN 1472-4677.
^ Фенчел, Том; Блэкберн, Генри; Кинг, Гэри М. (24 июля 2012 г.). Бактериальная биогеохимия: экофизиология минерального цикла (3-е изд.). Бостон, Массачусетс: Academic Press/Elsevier. стр. 3. ISBN978-0-12-415974-7. Получено 25 мая 2013 г. .
^ Ли, Вэньцзин; Ван, Цзиньлун; Цзян, Ламей; Лв, Гуанхуэй; Ху, Дун; У, Дэянь; Ян, Сяодун (1 марта 2023 г.). «Эффект ризосферы и ограничение воды совместно определили роль микроорганизмов в круговороте фосфора в почве в засушливых пустынных регионах». CATENA . 222 : 106809. Bibcode :2023Caten.22206809L. doi :10.1016/j.catena.2022.106809. ISSN 0341-8162. S2CID 256786335.
^ Delwiche, CC (1970). «Азотный цикл». Scientific American . 223 (3): 136–147. Bibcode : 1970SciAm.223c.136D. doi : 10.1038/scientificamerican0970-136. ISSN 0036-8733. JSTOR 24925899. PMID 5459723. S2CID 201233849.
^ Басу, Сахана; Кумар, Гаутам; Чхабра, Сагар; Прасад, Рам (1 января 2021 г.), Верма, Джей Пракаш; Макдональд, Катриона А.; Гупта, Виджай Кумар; Подиле, Аппа Рао (ред.), «Глава 13 - Роль почвенных микробов в биогеохимическом цикле для повышения плодородия почвы», Новые и будущие разработки в области микробной биотехнологии и биоинженерии , Elsevier, стр. 149–157, doi :10.1016/b978-0-444-64325-4.00013-4, ISBN978-0-444-64325-4, получено 4 ноября 2024 г.
^ Тянь, Цзян; Гэ, Фэй; Чжан, Дайи; Дэн, Сунцян; Лю, Синван (17 февраля 2021 г.). «Роль микроорганизмов, растворяющих фосфат, от управления дефицитом фосфора в почве до опосредования биогеохимического цикла фосфора». Биология . 10 (2): 158. doi : 10.3390/biology10020158 . ISSN 2079-7737. PMC 7922199. PMID 33671192 .
^ Чжао, Юэ; Яо, Цзюнь; Юань, Чжиминь; Ван, Тяньци; Чжан, Июэ; Ван, Фэй (8 октября 2016 г.). «Биоремедиация Cd штаммом GZ-22, выделенным из шахтной почвы, на основе биосорбции и микробно-индуцированного карбонатного осаждения». Environmental Science and Pollution Research . 24 (1): 372–380. doi :10.1007/s11356-016-7810-y. ISSN 0944-1344.
^ Саид, Мухаммад Усама; Хуссейн, Назим; Сумрин, Алина; Шахбаз, Аридж; Нур, Саман; Билал, Мухаммад; Алейя, Лотфи; Икбал, Хафиз МН (20 апреля 2022 г.). «Стратегии микробной биоремедиации с потенциалом очистки сточных вод – обзор». Science of The Total Environment . 818 : 151754. doi : 10.1016/j.scitotenv.2021.151754. ISSN 0048-9697.
^ Билал, Мухаммад; Ашраф, Сайед Салман; Икбал, Хафиз МН (2020), «Биоремедиация опасных загрязняющих веществ на основе красителей с помощью лакказы», Экологическая химия для устойчивого мира , Cham: Springer International Publishing, стр. 137–160, ISBN978-3-030-48984-7, получено 5 ноября 2024 г.
^ Чжао, Юкан; Бай, Ян; Го, Цю; Ли, Чжилин; Ци, Мэньюань; Ма, Сяодань; Ван, Хао; Конг, Дэйонг; Ван, Айцзе; Лян, Бин (февраль 2019 г.). «Биоремедиация загрязненных городских речных осадков с помощью стимуляции метанолом: метаболические процессы, сопровождающиеся изменениями микробного сообщества». Science of The Total Environment . 653 : 649–657. doi :10.1016/j.scitotenv.2018.10.396. ISSN 0048-9697.
^ Верма, Самакши; Куила, Ариндам (1 мая 2019 г.). «Биоремедиация тяжелых металлов микробным способом». Environmental Technology & Innovation . 14 : 100369. doi : 10.1016/j.eti.2019.100369. ISSN 2352-1864.
^ Райна, Жан-Батист; Эме, Лора; Поллок, Ф. Джозеф; Спанг, Аня; Арчибальд, Джон М.; Уильямс, Том А. (15 февраля 2018 г.). «Симбиоз в микробном мире: от экологии до эволюции генома». Biology Open . 7 (2). doi :10.1242/bio.032524. ISSN 2046-6390. PMC 5861367. PMID 29472284 .
^ Дулиттл, У. Форд (7 августа 1981 г.). «Гипотеза эндосимбионта: симбиоз в эволюции клеток. Жизнь и ее среда на ранней Земле». Линн Маргулис. Freeman, Сан-Франциско, 1981. xxiv, 420 стр., илл. Ткань, $24.50; бумага, $14.95». Science . 213 (4508): 640–641. doi :10.1126/science.213.4508.640. ISSN 0036-8075. PMID 17847470.
^ Ali, Jared G.; Casteel, CL; Mauck, KE; Trase, O. (1 августа 2020 г.). «Химическая экология мультитрофных микробных взаимодействий: растения, насекомые, микробы и связывающие их метаболиты». Journal of Chemical Ecology . 46 (8): 645–648. Bibcode :2020JCEco..46..645A. doi :10.1007/s10886-020-01209-y. ISSN 1573-1561. PMID 32776182.
^ ab Chaves, Sandra; Neto, Marta; Tenreiro, Rogério (декабрь 2009 г.). «Системы насекомые-симбионты: от сложных взаимоотношений к биотехнологическим применениям». Biotechnology Journal . 4 (12): 1753–1765. doi :10.1002/biot.200800237. ISSN 1860-6768. PMID 19844913.
^ Дрю, Джорджия К.; Стивенс, Эмили Дж.; Кинг, Кайла К. (октябрь 2021 г.). «Микробная эволюция и переходы вдоль паразито–мутуалистического континуума». Nature Reviews Microbiology . 19 (10): 623–638. doi : 10.1038/s41579-021-00550-7 . ISSN 1740-1534. PMC 8054256. PMID 33875863 .
^ abc Кирхман, Дэвид Л. (2012). Процессы в микробной экологии . Оксфорд: Oxford University Press. ISBN978-0-19-958693-6. OCLC 777261246.
^ López-García, Purificación; Eme, Laura; Moreira, David (7 декабря 2017 г.). «Симбиоз в эволюции эукариот». Журнал теоретической биологии . Происхождение митозирующих клеток: 50-я годовщина классической статьи Линн Саган (Маргулис). 434 (Приложение C): 20–33. Bibcode : 2017JThBi.434...20L. doi : 10.1016/j.jtbi.2017.02.031. PMC 5638015. PMID 28254477 .
^ Краснер, Роберт И. (2010). Микробный вызов: наука, болезнь и общественное здравоохранение (2-е изд.). Садбери, Массачусетс: Jones and Bartlett Publishers. ISBN978-0-7637-5689-5. OCLC 317664342.
^ ab Faust, Karoline; Raes, Jeroen (16 июля 2012 г.). «Микробные взаимодействия: от сетей к моделям». Nature Reviews. Microbiology . 10 (8): 538–550. doi :10.1038/nrmicro2832. PMID 22796884. S2CID 22872711.
^ Бронштейн, Джудит Л., ред. (1 июля 2015 г.). Mutualism. Oxford University Press. doi :10.1093/acprof:oso/9780199675654.001.0001. ISBN978-0-19-180942-2.
^ abc Лопес-Гарсия, Очищение; Эме, Лаура; Морейра, Дэвид (декабрь 2017 г.). «Симбиоз в эволюции эукариот». Журнал теоретической биологии . Происхождение митозирующих клеток: 50-летие классической статьи Линн Саган (Маргулис). 434 (Приложение C): 20–33. Бибкод : 2017JThBi.434...20L. дои : 10.1016/j.jtbi.2017.02.031. ПМК 5638015 . ПМИД 28254477.
^ Lau, Maggie CY; Kieft, Thomas L.; Kuloyo, Olukayode; Linage-Alvarez, Borja; van Heerden, Esta; Lindsay, Melody R.; Magnabosco, Cara; Wang, Wei; Wiggins, Jessica B.; Guo, Ling; Perlman, David H. (6 декабря 2016 г.). «В олиготрофном глубоководном сообществе, зависящем от синтрофии, доминируют автотрофные денитрификаторы, зависящие от серы». Труды Национальной академии наук . 113 (49): E7927–E7936. Bibcode : 2016PNAS..113E7927L. doi : 10.1073/pnas.1612244113 . ISSN 0027-8424. PMC 5150411. PMID 27872277 .
^ Шинк, Бернхард; Штамс, Альфонс Дж. М. (2013), «Синтрофизм среди прокариот», The Prokaryotes , Springer Berlin Heidelberg, стр. 471–493, doi :10.1007/978-3-642-30123-0_59, ISBN978-3-642-30122-3
^ Харрисон, Мария Дж. (декабрь 2012 г.). «Клеточные программы для арбускулярного микоризного симбиоза». Current Opinion in Plant Biology . 15 (6): 691–698. Bibcode : 2012COPB...15..691H. doi : 10.1016/j.pbi.2012.08.010. ISSN 1369-5266. PMID 23036821.
^ Шиу, Патрик; Сяо, Хуа (28 мая 2021 г.). «Рекомендация факультетского мнения о том, что липидные обмены привели к эволюции мутуализма во время наземной адаптации растений». Наука . doi : 10.3410/f.740146041.793585932 .
^ Leser, Thomas D.; Mølbak, Lars (сентябрь 2009 г.). «Лучшая жизнь благодаря микробному воздействию: преимущества микробиоты желудочно-кишечного тракта млекопитающих для хозяина». Environmental Microbiology . 11 (9): 2194–2206. Bibcode : 2009EnvMi..11.2194L. doi : 10.1111/j.1462-2920.2009.01941.x. ISSN 1462-2912. PMID 19737302.
^ Богитш, Бертон Дж.; Картер, Клинт Э.; Ольтманн, Томас Н. (2013), «Симбиоз и паразитизм», Паразитология человека , Elsevier, стр. 1–13, doi :10.1016/b978-0-12-415915-0.00001-7, ISBN978-0-12-415915-0, S2CID 88750087
^ Кэнфилд, Дональд Э.; Эрик Кристенсен; Бо Тамдруп (2005), «Структура и рост микробных популяций», Advances in Marine Biology , Elsevier, стр. 23–64, doi :10.1016/s0065-2881(05)48002-5, ISBN978-0-12-026147-5
^ Гарсия, Кристина; Рендуэлес, Мануэль; Диас, Марио (сентябрь 2017 г.). «Симбиотическая ферментация для совместного производства молочной и лактобионовой кислот из остаточной молочной сыворотки». Biotechnology Progress . 33 (5): 1250–1256. doi :10.1002/btpr.2507. PMID 28556559. S2CID 23694837.
^ Краснер, Роберт И. (2010). Микробный вызов: наука, болезнь и общественное здравоохранение (2-е изд.). Садбери, Массачусетс: Jones and Bartlett Publishers. ISBN978-0-7637-5689-5. OCLC 317664342.
^ Verstraete, Willy (2007). «Микробная экология и экологическая биотехнология». Журнал ISME . 1 (1): 4–8. Bibcode : 2007ISMEJ...1....4V. doi : 10.1038/ismej.2007.7 . PMID 18043608.
^ Отт, Дж. (2005). Морские микробные тиотрофные эктосимбиозы. Океанография и морская биология: ежегодный обзор. Т. 42. С. 95–118. ISBN978-0-203-50781-0.
^ "Микробиология искусственной среды". www.biomedcentral.com . Получено 18 сентября 2016 г. .
^ Крамер, Аксель; Швебке, Ингеборг; Кампф, Гюнтер (16 августа 2006 г.). «Как долго нозокомиальные патогены сохраняются на неодушевленных поверхностях? Систематический обзор». BMC Infectious Diseases . 6 (1): 130. doi : 10.1186/1471-2334-6-130 . PMC 1564025 . PMID 16914034.
^ abc «Как долго микробы, такие как бактерии и вирусы, живут на поверхностях в доме при нормальной комнатной температуре?». 23 августа 2002 г. Получено 18 сентября 2016 г.
^ "Сыроедение связано с сальмонеллой". 9 июня 2009 г. Получено 18 сентября 2016 г.
^ Tong SY; Davis JS; Eichenberger E; Holland TL; Fowler VG (июль 2015 г.). «Инфекции Staphylococcus aureus: эпидемиология, патофизиология, клинические проявления и лечение». Clinical Microbiology Reviews . 28 (3): 603–661. doi :10.1128/CMR.00134-14. PMC 4451395. PMID 26016486 .
^ "Многие факторы, вовлеченные в деколонизацию S. aureus". www.healio.com . Получено 18 сентября 2016 г. .
^ Бюльманн, М.; Фрей, Р.; Феннер, Л.; Дангель, М.; Флукигер, У.; Видмер, А. Ф. (1 июня 2008 г.). «Высокоэффективный режим деколонизации носителей метициллин-резистентного золотистого стафилококка» (PDF) . Инфекционный контроль и госпитальная эпидемиология . 29 (6): 510–516. doi :10.1086/588201. PMID 18510460. S2CID 34294193.
^ Ньюман, Дэвид Дж.; Крэгг, Гордон М. (7 февраля 2016 г.). «Натуральные продукты как источники новых лекарств с 1981 по 2014 г.». Журнал натуральных продуктов . 79 (3): 629–661. doi :10.1021/acs.jnatprod.5b01055. ISSN 0163-3864. PMID 26852623.
^ Якубиец-Кшесняк, Катажина; Райниш-Матеушяк, Александра; Гушпиль, Адам; Зиемска, Джоанна; Солецка, Иоланта (1 января 2018 г.). «Вторичные метаболиты актиномицетов и их антибактериальные, противогрибковые и противовирусные свойства». Польский журнал микробиологии . 67 (3): 259–272. дои : 10.21307/pjm-2018-048. ISSN 2544-4646. ПМЦ 7256786 . ПМИД 30451442.
^ Чатер, Кит Ф. (30 ноября 2016 г.). «Последние достижения в понимании Streptomyces». F1000Research . 5 : 2795. doi : 10.12688 /f1000research.9534.1 . ISSN 2046-1402. PMC 5133688. PMID 27990276.
^ Barka, Essaid Ait; Vatsa, Parul; Sanchez, Lisa; Gaveau-Vaillant, Nathalie; Jacquard, Cedric; Klenk, Hans-Peter; Clément, Christophe; Ouhdouch, Yder; van Wezel, Gilles P. (март 2016 г.). «Таксономия, физиология и натуральные продукты актинобактерий». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 80 (1): 1–43. doi :10.1128/mmbr.00019-15. ISSN 1092-2172. PMC 4711186. PMID 26609051 .
^ Ву, Чжэнчао; Ли, Сумей; Ли, Цзе; Чен, Ючан; Саурав, Кумар; Чжан, Цинбо; Чжан, Хайбо; Чжан, Вэньцзюнь; Чжан, Вэйминь; Чжан, Си; Чжан, Чаншэн (14 июня 2013 г.). «Антибактериальные и цитотоксические новые напирадиомицины из морских Streptomyces sp. SCSIO 10428». Морские наркотики . 11 (6): 2113–2125. дои : 10.3390/md11062113 . ISSN 1660-3397.
^ Игараси, Ясухиро; Иида, Такако; Оку, Наоя; Ватанабэ, Хироюки; Фурихата, Кадзуо; Мияноучи, Кодзи (25 апреля 2012 г.). «Номимицин, новый поликетид класса спиротетроната из актиномицета рода Actinomadura». Журнал антибиотиков . 65 (7): 355–359. дои : 10.1038/я.2012.30. ISSN 0021-8820. ПМИД 22534651.
^ Qin, Zhiwei; Munnoch, John T.; Devine, Rebecca; Holmes, Neil A.; Seipke, Ryan F.; Wilkinson, Karl A.; Wilkinson, Barrie; Hutchings, Matthew I. (2017). «Формикамицины, антибактериальные поликетиды, продуцируемые Streptomyces formicae, выделенными из африканских растительных муравьев Tetraponera». Chemical Science . 8 (4): 3218–3227. doi :10.1039/c6sc04265a. ISSN 2041-6520. PMC 5414599 .
^ Лакрет, Родни; Увес-Косталес, Даниэль; Гомес, Кристина; Диас, Каридад; Де ла Круз, Мерседес; Перес-Виктория, Игнасио; Висенте, Франциска; Женийо, Ольга; Рейес, Фернандо (29 декабря 2014 г.). «Новые производные икаругамицина с противогрибковыми и антибактериальными свойствами из Streptomyces zhaozhouensis». Морские наркотики . 13 (1): 128–140. дои : 10.3390/md13010128 . ISSN 1660-3397. ПМК 4306928 . ПМИД 25551780.
^ "Суперэлемент, борющийся с бактериями, возвращается в больницы: медь". Washington Post . Получено 18 сентября 2016 г.
^ ab Эванс, Андрис; Каванаг, Кевин А. (7 мая 2021 г.). «Оценка антимикробных соединений на основе металлов для лечения бактериальных патогенов». Журнал медицинской микробиологии . 70 (5): 001363. doi :10.1099/jmm.0.001363. ISSN 0022-2615. PMC 8289199. PMID 33961541 .
^ "Наночастицы серебра убивают микробы, вызывают опасения по поводу здоровья". Архивировано из оригинала 22 февраля 2014 г. Получено 18 сентября 2016 г.