EKOLOGIJA

Interakcija organizma i sredine

"What I see in Nature is a magnificent structure that we can comprehend only very imperfectly, and that must fill a

thinking person with a feeling of humility. This is a genuinely religious feeling that has nothing to do with mysticism."

~Albert Einstein

Ekologija, mikrobna ekologija, mikrobiologija namirnica (per se)

Ekologija - celokupnost funkcionisanja ekosistema, protok energije i sastav flore ekosistema

Mikrobna ekologija

1. Mikrobni diverzitet – izolacija, identifikacija i kvantifikacija MO u različitim habitatima

2. Mikrobna aktivnost – modus operandi MO u njihovim habitatima, i kako se to odražava na diverzitet

Mikrobiologija namirnica – naglasak

1. Kontrola kontaminacije – infekcija habitata

2. Sprečavanje rasta mikroorganizama kvara i patogena, a favorizovanje rasta korisne mikroflore – starteri, probiotici

On the Origin of Species (or more completely, On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life),published on 24 November 1859, by Charles Darwin

Norman Pace:“On the Origin of Specieswas sterile, as it was not contaminatedwith bacteria.“

Procenjeno – 6x1030 PROKARIOTA U BIOSFERI< 1% - sposobnost kultivacije u laboratorijskim uslovimaE. coli – CENTRIC studije

PARVOME – svet niskomolekularnih bioaktivnih molekula – moduliraju aktivnostmikrobnih zajednica, uključujući i interakciju sa ljudima

Ljudi opisani kao:

„large, highly complex microbial communities attached to some relatively uninteresting organic matter.“

PRVA DEKADA (1970) – INTERAKCIJA ORGANIZAMA

DRUGA DEKADA (1980) – KINETIKA I MODELIRANJE

TREĆA DEKADA (1990) – „infusion of molecular methods“ – AGE OF COMMUNITIES

Struktura zajednice određena:

1. INOKULUM

2. SELEKCIJA

Osnove ekologije 65/22/2017

οίκος, oikos, “dom"; i λόγος, logos, “znanje")

Ernst Haeckel, 1866

Grana biologije, multidisciplinarna nauka, holistična

studija?

Eugenius Warming

Osnove ekologije 75/22/2017

MIKROBNA EKOLOGIJA

Izučavanje interakcije između hemijskih, fizičkih i

strukturalnih atributa niše i sastava specifične

populacije mikroorganizama

Struktura mikrobne zajednice u niši

Pionir – Haines, 1933, Cambridge – klasične studije

o kolonizaciji sirovog mesa bakterijama

Ingram, Mossel i Westerdijk – osnovni aspekti

kolonizacije namirnica bakterijama i plesnima

Osnove ekologije 85/22/2017

MIKROBNA EKOLOGIJA

Skoro svaki mikroorganizam može biti izolovan iz gotovo

svake namirnice ► Tanner, 1944

PROMENA PRILAZA U MIKROBIOLOGIJI NAMIRNICA

☺Kvantifikacijom se zapaža da svaku pojedinu namirnicu

odlikuje specifična mikroflora koja brojno nadmašuje

prirodno zagađenje za najmanje 104

cfu/g ☺

Mikroflora ohlađenog sirovog mesa: psihrotrofni Gram

negativni štapići rodova Pseudomonas, Alcaligenes,

Flavobacterium, Shewanella, Moraxella

Mikroflora sirovog mleka: Gram pozitivne koke i štapići

rodova Lactococcus, Lactobacillus, Micrococcus

Osnove ekologije 95/22/2017

FUNDAMENTALNI PRINCIPI EKOLOGIJE

Nivoi ekološke organizacije

Koncept ekosistema

Koncept ekološke niše i habitata

MIKROBNA EKOLOGIJA – studija o ekosistemima

koji se sastoje od mikroorganizama, ali i na koje

utiču

mikroorganizmi

Osnove ekologije 105/22/2017

Nivoi organizacije

Individua - jedan

živi organizam

Osnove ekologije 115/22/2017

Nivoi organizacije

Populacija – grupa

individua jedne

vrste koje

egzistiraju na istom

području u isto

vreme

Osnove ekologije 125/22/2017

Nivoi organizacije

Zajednica – grupa

različitih populacija,

konzorcijum,

asocijacija

Osnove ekologije 135/22/2017

Nivoi organizacije

Ekosistem – živi

organizmi, nežive

komponente, izvor

energije i

interakcije u datom

području

Osnove ekologije 145/22/2017

Nivoi organizacije

Biom- grupa

ekosistema koji

imaju istu klimu i

slične dominantne

zajednice

Osnove ekologije 155/22/2017

Nivoi organizacije

Biosfera - globalni

aspekt, svi biološki

i fizički procesi koji

omogućuju ali i

utiču na život

Osnove ekologije 165/22/2017

Koncept ekosistema

Prvi princip ekologije

Ekosistem – bilo koja situacija gde postoji

interakcija organizma i okoline

Dinamičnost i stabilnost – biotični i

abiotični faktori

Nova paradigma ekologije – JEDINA

KONSTANTA JESTE SAMA PROMENA!

Osnove ekologije 175/22/2017

Koncept ekološke niše i habitata

Većina ekologa će se složiti da niša predstavlja

središnji koncept ekologije, čak iako ne znaju što

niša tačno predstavlja!

Real i Levin, 1991

Ekološka niša jednog organizma zavisi ne samo od

toga gde živi, već i od toga šta radi. Po analogiji,

biološki govoreći, može se reći da je habitat

“adresa” organizma, a niša, njegova “profesija”.

Odum, 1959, Fundamentals of Ecology

Osnove ekologije 185/22/2017

Koncept ekološke niše i habitata

Habitat ☺fizičko hemijski atributi sredine

koji podržavaju fiziološku aktivnost, rast i

reprodukciju posebne vrste ili grupe

mikroorganizma☺

Organizam može imati više od jednog

habitata

Habitat ne egzistira u izolaciji

Osnove ekologije 195/22/2017

Koncept ekološke niše i habitata

Niša ☺deo ekološkog prostora, (definisan svim

mogućim kombinacijama biotičnih i abiotičnih

uslova sredine), u kojem organizmi opstaju,

iskorištavaju i troše izvore, ali i utiču na sredinu

3 glavna pristupa fenomenu niše

1. Uslovi sredine neophodni za prisustvo i opstanak

vrste

2. Funkcionalna uloga organizma u ekosistemu

3. Dinamični položaj vrste unutar lokalne zajednice

uobličen biotičnim i abiotičnim zahtevima vrste i

koegzistencijom sa drugim vrstama

Osnove ekologije 205/22/2017

Historija koncepta niše

Joseph Grinell, 1917 – mesto zauzeto od samo jedne

vrste ili subvrste

Charles Elton, 1927 – mesto (funkcija) u biotičnoj okolini,

u odnosu na izvore hrane i neprijatelje

G.F. Gause, 1934 – veoma slične vrste ne mogu

koegzistirati unutar zajednice

Gausov princip – “competitive-exclusion” – dve vrste u

zajednici ne mogu imati istu nišu

George Evelyn Hutchinson, 1957 – hipervolumen u

multidimenzionalnom ekološkom prostoru, određen onim

zahtevima vrste neophodnim za reprodukciju i

preživljavanje

Osnove ekologije 215/22/2017

Jednodimenzionalna niša

Osnove ekologije 225/22/2017

Dvodimenzionalna niša

Osnove ekologije 235/22/2017

Trodimenzionalna niša

N – DIMENZIONALNI HIPERPROSTOR

Osnove ekologije 245/22/2017

Fundamentalna i realizovana niša

FUNDAMENTALNA NIŠA – potencijal vrste da koristi

sve raspoložive izvore, u odsustvu predatora i

kompetitora, i najvećim delom je određena

morfološkim i fiziološkim ograničenjima vrste

REALIZOVANA NIŠA – deo fundamentalne niše koji

u stvarnom životu zauzima vrsta uz prisutnu

interakciju sa drugim vrstama

Osnove ekologije 255/22/2017

Fundamentalna i realizovana niša

Osnove ekologije 265/22/2017

Zaključak

“Prazne” niše u okruženju i zauzeće od

strane organizama!!!!

Hutchinson –ov koncept niše – ideja niše

kao sveukupnost adaptacija na sredinu –

promena u prostoru i vremenu

SAMO JOŠ JEDAN ATRIBUT VRSTE, KAO

ŠTO JE IZGLED KOLONIJE, VELIČINA,

FIZIOLOŠKE KARAKTERISTIKE

NICHE – is an organism`s way of making living