主要内容
生物
原核生物相互作用与生态学
原核生物的合作与 "多细胞性"。互利共生，共生与寄生。碳和氮循环。
要点：
- 细菌可以高度合作。有些甚至形成有组织的结构，很像多细胞组织。
- 生物膜是表面附着的微生物集合，它们粘在一起并交换营养。
- 一些原核生物与植物，动物或真菌密切相关。这些可能是互惠 (+/+)，共生 (+/0),或寄生 (+/-)。
细菌：令人惊讶的互动！
如果我说 细菌，首先想到的是什么？有一定概率是，它可能不是 合作性的。然而，细菌和其他原核生物（古细菌）被证明是具有社会性和合作性的，比生物学家最初认为的要多的多。
一些细菌在小组中合作, 分配代谢任务,共享产品。另一些则与宿主有机体形成合作关联(尽管有些组织也形成中性或有害的关联)。
在这篇文章中，我们将首先探讨细菌是如何相互合作并形成有组织的群体（有时看起来几乎是“多细胞”）。然后，我们来看看它们与其他物种相互作用的一些方式。
细菌中的合作与“多细胞性”
细菌常常从相互合作中获益。这种合作可能是松散的，也可能是协调到它开始看起来非常像真核生物的多细胞性的程度！
这里有一些细菌合作的例子 – 你可以自己判断它们是否真的算是多细胞的（生物学中一个持续存在且有争议的问题）。
粘细菌
粘细菌是土壤细菌，它们相互作用形成协调的群体（甚至是具有特殊细胞的复杂结构）。当有大量的资源可用时，粘细菌形成了一个叫蜂窝的群体。蜂窝以协调的方式移动，通过向土壤中分泌消化酶和吸收消化物质来进食。
如果资源变得稀缺，粘细菌结合在一起形成称为子实体的多细胞样结构（见上图）。在子实体内，细胞成熟为孢子样结构，称为粘孢子。每个粘孢子都有一个厚的细胞壁，使其能够长时间持续存在。当资源可用时，粘孢子萌发并产生新的群体。
形成链的蓝细菌
鱼腥藻 中的蓝藻在二元分裂（细菌细胞分裂）产生时不会自行分裂。相反，它们在连接的细胞链中粘在一起，如下图所示。
蓝细菌细胞具有光合作用和固定氮的能力。然而，单个细胞不能同时做到这两个，因为光合作用中释放的氧气会阻止氮固定（损害固氮酶）。
为了解决这个问题，当环境中的氮可用性很低时，链中的一些细胞将变成称为异形细胞的细胞。异形细胞专门用于固定氮，不像链中的其他细胞进行光合作用。
生物膜
生物膜是一种表面附着的微生物集合，它们由自己分泌的粘性物质（主要是碳水化合物）固定在一起。在许多情况下，生物膜由 群体感应形成。在群体感应中，细菌不断交换信号，使其能够检测种群密度，并在密度超过某个阈值时改变其行为。
生物膜通常含有多种细菌或其他微生物。在一些情况下，生物膜的不同成员是代谢互补的，一种产生的分子可被另一种使用。生物膜通常具有用于交换营养物和废物的水可渗透通道，一些生物学家将它们与“原始循环系统”进行比较。
自然界中的大多数细菌可能生活在表面上，而不是自由浮动，生物膜在各处都是如此。它们形成在家用表面上，例如厨房柜台，砧板，水槽和厕所。甚至牙医刮掉的牙菌斑都是生物膜！
生物膜在引起问题时通常会得到最多的关注。致病（引起疾病）的生物膜，如上图所示的 葡萄球菌 生物膜，在医院中可能是一个严重的问题。它们通常难以用抗生素杀死，并且如果它们污染医疗设备（例如导管），它们可能导致持续感染。其他生物膜腐蚀金属管道并损坏工业设备。
然而，一些生物膜具有有益的应用。例如，生物膜用于水处理厂以从污水中去除有机物质。
多细胞与否？
在上面的例子中，细菌协同作用。在某种程度上，生物膜中细胞的社会行为类似于多细胞生物体中细胞的协同作用。在我看来，鱼腥藻 和粘细菌至少更接近多细胞。
一些科学家认为这些合作细菌属于多细胞生物。然而，另一些人则认为原核生物不能真正是多细胞生物，它们只是一组相互合作的个体（例如，像蚁穴中的蚂蚁）。陪审团还不在，所以你得当法官！
互惠、共栖和寄生细菌
我们刚刚看到一些细菌相互作用形成有组织的我们敢说是多细胞的吗？）特殊情况。然而，许多类型的细菌也与真核生物（如人类）形成了密切的关系，通常生活在它们体内。
物种之间三种重要的生态交互是互惠、共栖和寄生。细菌可以参与所有三种类型的相互作用。事实上，我们人类在每一类中都会遇到很多细菌！
互利共生
一些细菌形成 互惠主义 , 两个生物体之间的 相互 获利的（+/+）关系。
例如，瘤胃球菌 细菌生活在牛的肠道中，并将纤维素（一种从草中提取的碳水化合物）分解成牛可用的形式。没有这些细菌，牛就不能消化它们吃的草！作为回报，细菌得到营养和一个安全的生存场所（奶牛的内脏）。
共栖主义
细菌也可以形成共生关系，一方受益，另一方不受影响（+/0）。
例如，我们人类体和体内有数以百万计的细菌，其中许多细菌被认为与我们有共生关系（例如，以死细胞或代谢副产物为食）。然而，通常情况下，当仔细检查这些共栖关系时，它们实际上是略微共生或寄生的（见下文）。
寄生关系
寄生关系是一个有机体受益而另一个有机体受损的一种关系（+/-）。寄生细菌是我们人类最熟悉的细菌，也就是那些让细菌臭名昭著的讨厌的“传染病”。
引起人类疾病的细菌从人体中获取资源，并以其他方式攻击宿主，产生细菌感染的严重症状。
寄生虫可能以多种方式伤害宿主，如侵入组织、产生毒素或直接损害宿主细胞。