Экологические ниши микроорганизмов

У каждого микроорганизма имеется определенное местообитание — участок пространства, где он живет, размножается, где его можно обнаружить. Понятие экологическая ниша подразумевает совокупность условий, в которых возможно существование вида. В общей экологии экониша рассматривается как абстрактное многомерное пространство, в котором каждая ось (а число их может быть бесконечно велико) представляет собой некоторый фактор. Если сравнить местообитание с адресом, по которому «прописан» организм, то экологическая ниша, по образному сравнению Ю. Одума, — это его профессия. Это более емкое понятие, включающее не только физическое пространство, но и условия, трофическое положение, функциональную роль организма в сообществе. По мнению Г. А. Заварзина, фундаментальной нише в микробиологии наиболее соответствует физиологическая группа организмов (т.е. группа с определенными функциональными свойствами), например азотфиксаторы, нитрификаторы, сульфатредукторы, метаногены и т. д.

В различных участках пространства может создаваться сходная совокупность условий, поэтому одни и те же виды могут существовать в различных местообитаниях (иметь «несколько» адресов): например, метаногены могут найти подходящие условия для существования в анаэробной зоне озера или болота, в рубце жвачных животных, в реакторе для получения биогаза и т. д.

Экологические ниши могут быть узкими и широкими, что связано с узкой (специалисты) или широкой (генералисты, например, псевдомонады или пурпурные несерные бактерии) специализацией организмов по метаболическим возможностям.

Согласно правилу Гаузе, два вида со сходными пищевыми потребностями не могут занимать одну экологическую нишу. Поэтому реализованная экологическая ниша, т. е. занимаемая организмом в действительности, всегда оказывается более узкой, чем потенциальная, т. е. та, которую организм с данными свойствами мог бы занять. Например, в чистой культуре многие пурпурные серные бактерии хорошо растут не только за счет использования H₂S, но и как органотрофы (скажем, на среде с малатом), однако в природе в этих условиях их вытесняют более конкурентоспособные пурпурные несерные бактерии. Другой типичный пример — организмы-целлюлозолитики, которые могут предпочитать глюкозу и другие легко метаболизируемые субстраты, однако вследствие низкой конкурентоспособности вынуждены ограничиваться более трудно утилизируемой целлюлозой.

Связи между нишами могут быть трофическими (функциональными) и топическими (по характеру местообитания). Наиболее четко «профессии» микроорганизмов можно представить, рассмотрев их взаимодействия в микробном сообществе.