Що таке симбіоз та які бувають його види

У 1877 році, Альберт Бернхард Франк використав термін «симбіоз», який раніше використовувався для позначення людей, які живуть разом у співтоваристві, для опису взаємних відносин у лишайниках. Визначення варіювалося серед вчених на користь того, що воно має відноситися лише до постійної взаємності, тоді як інші вчені вважали застосовувати визначення до будь-якого типу стійкої біологічної взаємодії.

Після 130 років дебатів сучасні підручники з біології та екології використовують ширше визначення, у якому симбіоз означає всі види взаємодій.

Деякі вчені стверджують, що симбіоз є головною рушійною силою еволюції. Вони вважають, що дарвінівське поняття еволюції, зумовлене конкуренцією, є неповним. А також вони й стверджують, що еволюція заснована на співпраці, взаємодії та взаємної залежності між організмами

Що таке симбіоз

Симбіоз — це будь-який тип тісної та довгострокової біологічної взаємодії між різними біологічними організмами, чи то взаємною, коменсалістичною чи паразитичною взаємодією. Організми, що беруть участь у симбіозі, можуть бути одного чи різних видів.

Симбіоз може бути обов'язковим, тобто один або обидва симбіонти повністю залежать один від одного або факультативним (необов'язковим), коли організми можуть жити незалежно.

Симбіоз також класифікується з фізичної прихильності; симбіоз, де організми мають тілесний союз, називається кон'юнктивним симбіозом, а симбіоз, у якому вони не перебувають у союзі, називається диз'юнктивним симбіозом.Коли один організм живе на іншому, це називається ектосимбіозом, а якщо один із партнерів живе всередині тканин іншого це ендосімбіоз.

Обов'язковий та факультативний симбіози

Відносини можуть бути обов'язковими, коли один або обидва симбіонти повністю залежать один від одного. Наприклад, у лишайників, які складаються з грибкових та фотосинтетичних симбіонтів, грибкові партнери не можуть жити самостійно. Паростки водоростей або ціан бактерії в лишайниках, таких як Trentepohlia, зазвичай можуть жити незалежно один від одного, і тому їх симбіоз є факультативним (необов'язковим).

Ендосимбіоз — це будь-який симбіотичний зв'язок, в якому один симбіонт живе у тканинах іншого або всередині клітин, або поза клітинами. Приклади включають:

• азотфіксуючі бактерії, які мешкають у кореневих вузлах на коренях бобових;
• актиноміцети - азотфіксуючі бактерії, звані Frankia, живуть у вузлах кореня вільхи;
• одноланцюгові водорості, що живуть усередині рифоутворюючих коралів;
• бактеріальні ендосимбіонти, що забезпечують необхідні поживні речовини приблизно 10-15% комах.

Ектосимбіоз також званий екзосімбіоз, являє собою будь-який симбіотичний зв'язок, в якому симбіонт живе на поверхні тіла господарявключаючи внутрішню поверхню травного тракту або протоки екзокринних залоз. Приклади цього включають ектопаразити, такі як воші, коменсальні екзосімбіонти, такі як черепашки, які прикріплюються до щелепи вусатих китів.

Мутуалізм

Мутуалізм чи міжвидовий взаємний альтруїзм – це взаємозв'язок між різними видами. Загалом лише довічні взаємодії, пов'язані з близьким фізичним та біохімічним контактом, можуть вважатися симбіотичними.Мутуалізм може бути або обов'язковим для обох видів, обов'язковим для одного, або факультативним для іншого, або факультативним для обох.

У великого відсотка травоїдних тварин є мутативна кишкова флора, яка допомагає їм перетравлювати рослинну речовину. Ця кишкова флора найпростіших чи бактерій. Коралові рифи є результатом взаємності між кораловими організмами та різними водоростями, що живуть усередині них. Більшість наземних рослин та наземних екосистем засновані на взаємності між рослинами, що поглинають вуглець з повітря, та мікоризними грибами, які допомагають у вилученні води та мінералів із ґрунту.

Прикладом взаємного симбіозу є взаємозв'язок між рибами - клоунами та морськими актініями. Риба - клоун вентилює воду, у свою чергу, уїдливі щупальця анемона захищають клоуна від хижаків. Спеціальний слиз на клоуні захищає її від щупалець.

Захоплюючі приклади обов'язкового взаємообміну існують між трубчастими хробаками та симбіотичними бактеріями, які живуть у гідротермальних вентиляційних отворах. Хробак не має травного тракту і повністю залежить від його внутрішніх симбіонтів для харчування. Бактерії окислюють або сірководень, або метан, який їм приносить хробак.

Існує також багато видів тропічних та субтропічних мурах, які розвинули дуже складні стосунки з певними видами дерев.

Коменсалізм

У комменсалізм описується взаємозв'язок між двома живими організмами, в яких один має перевагу, а інший не надає суттєвої шкоди чи допомоги. Цей термін походить від англійського слова commensal, який використовується для людської соціальної взаємодії.

Коменсальні відносини можуть включати один організм, який використовує інший для транспортування або для житла, або він може також включати один організм, використовуючи щось інше, створене після його смерті (метабіоз). Прикладами метабіозу є:

• раки-самітники;
• які використовують раковини черевоногих молюсків;
• павуки, що будують павутиння на рослинах.

Паразитизм

Паразитарні відносини - це ті, в яких один член для іншого шкідливий. Це також відоме як антагоністичний або антипатичний симбіоз. Паразитичні симбіози приймають багато форм, від ендопаразитів, що живуть усередині тіла господаря до ектопаразитів, які живуть на його поверхні. Крім того, паразити можуть бути некротропними, тобто вбивають їх господаря або біотрофними, що означає, що вони паразитують на живих господарів.

Біотрофний паразитизм – надзвичайно успішний спосіб життя. Залежно від використовуваного визначення до половини всіх тварин мають принаймні одну паразитну фазу у своїх життєвих циклах. Більш того, майже всі тварини мають один або кілька таксонів паразита. Прикладом таких відносин може бути кліщ, який живиться кров'ю його господаря.

Аменсалізм

Аменсалізм - це тип відношення, який існує там, де один вид пригнічує чи повністю знищує інший. Прикладом є вирощування саджанця під тінню зрілого дерева. Зріле дерево може позбавити сажень необхідного сонячного світла, і якщо зріле дерево дуже велике, воно може поглинати дощову воду та виснажувати поживні речовини ґрунту.

Протягом усього процесу зріле дерево не піддається впливу саджанця. Але якщо саджанець вмирає, зріле дерево отримує поживні речовини з саджанця, що розпадається.Зверніть увагу, ці поживні речовини стають доступними через розкладання саджанця, а не живого саджанця, що було б паразитизмом. Прикладом є волоський горіх, що секретує речовину, яка руйнує багато трав'янистих рослин у межах його кореневої зони.

Синьокроз

Синнекроз – це рідкісний тип симбіозу, при ньому взаємодія між видами шкідливо для обох залучених організмів. Це недовговічне умова, оскільки взаємодія призводить до загибелі. Цей термін рідко використовується.

Коеволюція

Симбіоз все частіше визнається важливою селективною силою еволюції, причому багато видів мають довгу історію взаємозалежної коеволюції. На думку ендосімбіотичної теорії, еволюція є результатом симбіозу між різними видами бактерій. Ця теорія підтримується деякими органелами, що діляться незалежно від клітини, та спостереженням, що деякі органели, схоже, мають власний геном.

Симбіоз відіграв важливу роль у коеволюції квітучих рослин та тварин, які запилюють їх. Багато рослин, запилені комахами, кажанами або птахами, мають високоспеціалізовані квіти, модифіковані для стимулювання запилення певним запилювачем, який також належним чином адаптований.

Перші квіткові рослини у літописі скам'янілостей мали відносно прості квіти. Адаптивне видоутворення швидко породило безліч різноманітних груп рослин, і водночас відповідне видоутворення відбулося деяких групах комах. Деякі групи рослин розвивали нектар і велику липку пилок, тоді як комахи розвивали більш спеціалізовані морфології для доступу та збору цих багатих джерел їжі.У деяких таксонах рослин і комах зв'язок став залежним, де види рослин можуть бути запилені лише одним видом комах.

Що таке симбіоз

Доброго дня, шановні читачі блогу KtoNaNovenkogo.ru. Один із законів діалектики говорить про єдність і боротьбу протилежностей, який стосовно еволюції можна трактувати, як симбіоз і природний відбір.

Обидва цих еволюційних процесу зробили світ таким, яким він є сьогодні, і симбіоз тут не менш важливий, ніж конкурентна боротьба (виживання сильнішого).

Сьогодні ми поговоримо про те, що таке симбіоз, яка його роль у житті живих істот, які види симбіозу розрізняють, як він впливав на еволюцію і які його таємниці досі не розкриті.

Симбіоз – це.

Слово «симбіоз» має грецьке коріння і дослівно означає «спільне життя».

У біології під цим терміном розуміється не просте співжиття чи співіснування різнорідних організмів, а їх система взаємовигідних відносин.

Симбіозом вважатиметься і той випадок, коли реальну користь від партнерства отримує лише один учасник (не цілком справедливо, але в симбіозі, як і в коханні, абсолютна взаємність зустрічається не так часто).

Роль та види симбіозу

Поняття «симбіоз» увів у науку німецький ботанік та мікробіолог Г.А. де Барі, а російська вчена П.Кропоткін (він же революціонер-анархіст) виклав свої погляди та висновки щодо цього явища у монографії «Взаємна допомога як фактор еволюції».

Відповідно до висунутої їм теорії, найчастіше мотивацією освіти у природі симбіотичних відносин служать елементарні потреби, такі як харчування, розмноження, захист та інших.

У сучасній біології розрізняють три види симбіозу:

1. Мутуалізм - Це ідеальний варіант, коли вигоду від взаємодії отримують обидва організми. Цей тип союзу найпоширеніший у природі, у своїй може бути як обов'язковим (коли популяції у природних умовах що неспроможні існувати друг без друга), і факультативним. Яскравий приклад взаємовигідного співіснування: комаха харчується нектаром квітки, а на знак несвідомої подяки допомагає рослині з заплідненням, переносячи пилок з однієї квітки на іншу.
2. Коменсалізм - Вигодонабувачем виступає лише один з учасників процесу. Як приклад отримання односторонньої вигоди можна навести рибу прилипалу, яка, прикріплюючись до морського хижака, забезпечує собі і харчування, і захист, а ось «візнику» від цього співіснування «ні спекотно, ні холодно». Якщо ви захочете назвати когось нахлібником, вживайте термін «комменсал» – звучить мудро та необразливо.
3. Паразитизм – найнесправедливіший, з погляду людської етики, випадок, оскільки один із партнерів (паразит) отримує користь (їжу чи притулок), одночасно завдаючи шкоди (іноді непоправний) своєму «благодійникові» (господарю). Більшість людей слово «паразит» викликає неприємні асоціації. Проте величезна кількість живуть Землі організмів різною мірою є паразитами, а роль господаря може грати майже кожен вид. Паразитів налічується безліч, починаючи від найпростіших мікроорганізмів (віруси, бактерії) і закінчуючи ссавцями. Їх можна зустріти серед рослин, птахів та комах, не кажучи вже про різні хробаки та гриби. При всій своїй непривабливості паразити – найважливіший елемент екосистеми та незамінний регулятор чисельності популяцій.

Однією з форм міжвидових взаємин є аменсалізм. Це той випадок, коли один організм пригнічує інший, не отримуючи собі жодної користі.

А якщо так, то під класичне визначення симбіозу цей термін не підпадає, хоча досить часто згадується разом з перерахованими вище категоріями.

Приклад аменсалізму наочно проявляється в густому лісі, де високі розлогі дерева поглинають більшу частину сонячного світла, що перешкоджає нормальному розвитку або навіть губить багато рослин, що знаходяться в нижньому ярусі лісового масиву.

Симбіоз та еволюція

З часів Ч.Дарвіна вважалося, що еволюція ґрунтується на конкуренції та боротьбі за виживання. Лише пізніше вчені стали все більше звертати увагу на те, що в еволюційному процесі не менше значення мають партнерські відносини між організмами

Адже часто виявляється, що вигідніше від боротьби перейти до кооперації, що допомагає краще пристосуватися до довкілля.

Тепер ніхто не заперечує, що роль симбіозу у розвитку і мутації живих організмів анітрохи менше, ніж роль природного добору.

Більше того, багато дослідників вважають, що без симбіотичних відносин виникнення життя на Землі було б взагалі неможливим, оскільки утворення еукаріотів (клітин, що містять ядро) відбулося в результаті злиття різних видів прокаріотів (без'ядерних клітин).

Цілком імовірно, що й вихід вищих рослин на сушу відбувся завдяки їхньому симбіозу з грибами у водному середовищі, а гриби ще до цього «здружилися» із зеленими водоростями (ціанобактеріями).

Якщо простежити еволюцію людини, то виявиться, що у ній більше проявів симбіозу, ніж міжвидової чи внутрішньовидової боротьби.

Переконливих доказів того, що відсівання найслабших сприяло поліпшенню виду, не знайдено. Щоправда, існує міф у тому, що спартанці заради підтримки чистоти своїх лав не давали права життя неповноцінним дітям, скидаючи їх із скелі. Але легенда і наука базуються на різних принципах.

А ось гіпотезу про те, що людські взаємини стали еволюційним фактором у становленні homo erectus ще два з лишком мільйони років тому, археологи вважають цілком обґрунтованою.

Таємниці симбіозу на прикладі орхідей

Незважаючи на науковий прогрес, загадок у взаєминах між учасниками симбіозу (симбіонтами) залишається достатньо. Це можна бачити на прикладі орхідей, розмноження яких практично неможливе за звичайних обставин.

Відсоток схожості насіння цієї прекрасної квітки в нормальних умовах вкрай низький – виживає один екземпляр із тисячі. Порятунок приходить, коли насіння після дозрівання потрапляє в особливий грибницю - Різоктонію. Там воно набухає, а ембріональні клітини починають ділитися, утворюючи волосяні коріння.

Нитки грибниці поступово проникають у тканину насіння, налагоджуючи його постачання поживними речовинами. Згодом із насіння формується цибулина, яка надалі зеленіє та дає втечу. У коріння, що зміцнилося, переселяються нитки грибниці, там вони перетворюються на маленькі кульки і згодом переробляються клітинами орхідеї.

Парадокс полягає в тому, що ця грибниця - небезпечний патоген, що вражає багато рослин (зокрема, картопля). Заражає вона і насіння орхідеї, але без цього насіння просто не проросте! Правда і те, що деякі насіння при цьому гинуть, Зате вижили набувають імунітету на все життя.

У взаєминах орхідей та грибів і досі залишається чимало неясних моментів. Точно невідомо, що спонукає нитки різоктинії проникати в кореневу систему орхідеї, і яку вигоду має сама грибниця.

На перший погляд навіть може здатися, що орхідея паразитує рахунок гриба, але, з іншого боку, деякі види орхідей звільняються від «грибної залежності», коли у них сформуються органи, здатні самостійно засвоювати поживні речовини.

Є і така група орхідей (сапрофіти), яка за жодних обставин не здатна обійтися без співжиття з грибами, оскільки в їх тканинах взагалі немає необхідного для фотосинтезу хлорофілу. А отже, отримувати харчування та черпати життєву енергію вони можуть лише одним способом – з ниток грибниці.

Висновок

Як бачимо, у дослідників симбіозу широке поле діяльності та багатий ґрунт для нових відкриттів. Нам же доведеться дізнатися багато цікавого і продовжувати дивуватися премудростям матінки-природи.

Успіхів вам! До швидких зустрічей на сторінках блоґу KtoNaNovenkogo.ru

Ця стаття відноситься до рубрик:

Коментарі та відгуки (2)

У нас у шлунково-кишковому тракті теж присутні корисні бактерії, які допомагають нам розщеплювати їжу та отримувати поживні речовини, так що ми теж живемо в симбіозі з найпростішими організмами і без їхньої допомоги вимремо як динозаври.

Чим більше ми дізнаємося про навколишній світ, тим більше нас вражає гармонія і взаємозалежність всього живого на Землі. Стаття добре показала, що це живі організми однак залежать друг від друга. Подібно до музиканта у величезному оркестрі, кожен організм, у тому числі й людина, грає свою важливу партію в грандіозній симфонії життя.Такий дивовижний союз і взаємодія для багатьох людей є доказом любові, мудрості та великої сили творчого задуму Всевишнього Творця, який з'явився не випадково: «Гідний Ти, Господи, прийняти славу і честь і силу: бо Ти створив усе, і все за Твоєю волею існує і створено» (Об'явлення 4:11).

Ваш коментар чи відгук