Симбиоз
Симбиоз (pl. symbioses) означает жить вместе. Он описывает тесные и долгосрочные отношения между различными видами. Этот термин был использован Антоном де Бари в 1879 году как "совместное проживание непохожих друг на друга организмов".
Симбионт - это организм, живущий в отношениях с другим видом, в которых один или оба вида получают пользу. Когда один вид живет внутри другого, или микроскопический симбионт живет внутри клеток хозяина, он называется эндосимбионтом.
Актуальность симбиоза заключается в его частоте и эволюционном значении. Без симбионтов не бывает высших растений или животных. Эти симбионты имеют большое значение для более крупных организмов, которые в большинстве случаев не могли бы жить так, как они живут без своих симбионтов. Примером могут служить микориза у высших растений и кишечная флора у насекомых и позвоночных животных. Человек не является исключением.
Кроме того, большинство этих ассоциаций возникает между организмами не только из разных видов, но и из разных царств. И, наконец, клетки всех эукариот содержат органеллы, которые являются потомками симбиотических связей, начавшихся как минимум миллиард лет назад. Примерами являются митохондрии и пластиды. Вывод должен заключаться в том, что симбиоз был очень важен в эволюции жизни.
Слепые креветки копают норы, бычья рыба не теряет бдительность.
Определение
Определение симбиоза было спорным. Одни считают, что симбиоз должен относиться только к стойким взаимовлияниям, в то время как другие считают, что он должен относиться ко всем видам долгосрочных биологических взаимодействий.
После 130 лет дебатов в современных учебниках по биологии и экологии теперь используется последнее определение "де Бари" или еще более широкое определение (где симбиоз означает все виды взаимодействий). Ограничительное определение (где симбиоз означает только взаимовлияние) больше не используется.
Самое широкое определение включает в себя паразитизм (при котором одному организму оказывается помощь, а другому причиняется боль), взаимность (при которой оказывается помощь обоим организмам), соразмерность (при которой одному организму оказывается помощь, а другому нет) и соперничество (при котором причиняется боль обоим организмам).
Листопадные нимфы под защитой армии Мясных муравьев. Муравьи питаются выделениями нимф.
Виды симбиоза
Различные формы симбиоза включают в себя:
Тип 1: Партнеры держат свои тела отдельно
Симбиоз не всегда приносит пользу обоим партнерам. Вот что может случиться:
- паразитизм, при котором ассоциация имеет недостатки для одного из двух. Один может даже уничтожить или убить другого. (+ –)
- взаимовлияние, при котором ассоциация имеет преимущества для обоих (+ +)
- соразмерность, при которой один член ассоциации извлекает выгоду, в то время как другой не затронут (+ 0)
- конкуренция, в которой оба члена ассоциации борются за еду или другие потребности. (– –)
Тип 2: Партнеры живут как один организм
Этот вид симбиоза называется эндосимбиозом. Примерами являются:
- Ризобия: азотфиксирующие бактерии, которые живут в корневых узлах на растениях семейства гороховых.
- Одноклеточные фонари, которые включают в себя одноклеточную водоросль внутри клетки. Это "факультативно", что означает, что они могут это делать, а могут и не делать. Более далеко идущая версия - идиопластический эндосимбиоз. В этом случае, флам потребляет водоросль, но сохраняет свои хлоропласты в рабочем состоянии.
- Зеленые водоросли внутри морских полихетных червей.
- Одноклеточные водоросли внутри рифстроительных кораллов.
- Бактерии внутри кишок тех насекомых и позвоночных, которые переваривают целлюлозу растений. Это "обязательные" симбионты, что означает, что они должны быть у хозяина.
- Лихтен: грибок+альга или бактерия.
- Микориза: грибковые гифы и корни деревьев.
Почти наверняка так получилось, что образовалась эукариотная клетка. Это тип клетки, из которой состоят все животные и растения. Органеллы внутри клетки, такие как митохондрии и хлоропласты, содержат некоторое количество ДНК. Эта ДНК - остаток некогда отдельной бактерии. Теория заключается в том, что клетка эукариот развивается путем слияния нескольких бактерий или архиевых организмов.
Dardanus pedunculatus Hermit краб с симбиотическими анемонами Calliactis sp., прикрепленными к его панцирю. Анемоны обеспечивают защиту с помощью своих жалящих клеток, и они получают подвижность от краба.
Monotropa uniformlora , цветущее растение, которое паразитирует на определенных грибах.
Бактерии ризобии в узлах фиксируют азот.
Три типа симбиотических отношений: соразмерные (I), паразитические (II) и взаимные (III).
Рыба-клоун в своей морской анемоне
Примеры симбиоза
- Примером взаимного симбиоза являются отношения между рыбами-клоунами, живущими среди щупалец тропических морских анемонов. Рыба-клоун защищает анемона от других рыб. Выведенные из организма рыбы-клоуны обеспечивают жизненно важные питательные вещества, а также могут увеличивать запасы кислорода у хозяев в ночное время суток. Щупальца анемона защищают рыб-анемонов от хищников. Специальная слизь на рыбе-клоуне защищает её от жалящих щупалец.
- Другой пример - бычок, который иногда живет вместе с креветкой. Креветки копают и очищают нору в песке, в которой живут и креветки, и бычок. Креветка почти слепая и уязвима для хищников, когда находится над землей. Когда хищник приближается, бычок в качестве сигнала прикасается к креветке своим хвостом. Когда это происходит, и креветка, и бычок быстро отступают в нору.
- Лишайник - это интимная комбинация гриба с водорослью. Водоросль живет внутри гриба, у которого должна быть водоросль, чтобы выжить. Водоросль, с другой стороны, может выжить сама по себе. Результатом союза является плоский цветной лишайник, который растет на скалах и других поверхностях под открытым небом.
- Травоядные - хозяева кишечных бактерий, которые помогают им переваривать растительный материал. Стены растительных клеток сделаны из целлюлозы, и почти ни одно животное не разработало фермент для переваривания этого материала. Поэтому, по крайней мере, для травоядных, которые едят листья, бактерии необходимы.
Вопросы и ответы
В: Что такое симбиоз?
О: Симбиоз - это тесные и долгосрочные отношения между различными видами, живущими вместе.
В: Кто придумал термин "симбиоз"?
О: Этот термин был использован Антоном де Бэри в 1879 году.
В: Что такое эндосимбионт?
О: Эндосимбионт - это организм, живущий внутри другого вида, или микроскопический симбионт, живущий внутри клеток хозяина.
В: Насколько важны симбиотические отношения для крупных организмов?
О: Симбиотические отношения имеют огромное значение для крупных организмов, которые в большинстве случаев не смогли бы жить так, как они живут, без своих симбионтов.
В: Являются ли люди исключением, когда речь идет о симбиотических отношениях?
О: Нет, люди не являются исключением, когда речь идет о симбиотических отношениях.
В: Каковы некоторые примеры таких ассоциаций между организмами из разных царств?
О: Микориза у высших растений и микрофлора кишечника у насекомых и позвоночных - это примеры ассоциаций между организмами из разных царств.
В: Насколько важную роль сыграл симбиоз в эволюции жизни?
О: Симбиоз имел огромное значение для эволюции жизни, поскольку большинство высших растений и животных имеют симбионтов, а клетки всех эукариот содержат органеллы, которые являются потомками древних симбиотических отношений.