Czym jest symbioza i jakie są jej rodzaje

W 1877 roku Albert Bernhard Frank użył terminu symbioza, który wcześniej był używany w odniesieniu do osób mieszkających razem we wspólnocie, aby opisać wzajemne relacje porostów. Definicja różniła się między naukowcami na korzyść odnoszenia się tylko do trwałej wzajemności, podczas gdy inni naukowcy uważali, że można ją zastosować do każdego rodzaju trwałej interakcji biologicznej..

Po 130 latach debat we współczesnych podręcznikach do biologii i ekologii stosuje się szerszą definicję, w której oznacza symbiozę wszelkiego rodzaju interakcje.

Niektórzy naukowcy argumentują, że symbioza jest główną siłą napędową ewolucji. Twierdzą, że darwinowska ewolucja napędzana konkurencją jest niekompletna. I też to twierdzą ewolucja opiera się na współpracy, interakcje i współzależności między organizmami.

Co to jest symbioza

Symbioza to każdy rodzaj bliskiej i długotrwałej interakcji biologicznej między różnymi organizmami biologicznymi, zarówno wzajemnej, komensalnej, jak i pasożytniczej. Organizmy uczestniczące w symbiozie mogą być tego samego lub różnych typów..

Symbioza może być obowiązkowe, to znaczy, jeden lub oba symbionty są całkowicie od siebie zależne lub opcjonalne (opcjonalne), gdy organizmy mogą żyć niezależnie.

Symbioza jest również klasyfikowana dla uczucia fizycznego- Symbioza, w której organizmy mają związek cielesny, nazywana jest symbiozą łączną, a symbioza, w której nie są w zjednoczeniu, nazywana jest symbiozą rozłączną. Kiedy jeden organizm żyje na innym, nazywa się to ektosymbiozą, a jeśli jeden z partnerów żyje w tkankach drugiego, jest to endosymbioza..

Obowiązkowa i opcjonalna symbioza

Relacja może być obowiązkowa, gdy jeden lub oba symbionty są od siebie całkowicie zależne. Na przykład w porostach, które składają się z symbiontów grzybowych i fotosyntetyzujących, partnerzy grzybów nie mogą żyć samodzielnie. Kiełki glonów lub bakterie cyjankowe w porostach, takich jak Trentepohlia, mogą zwykle żyć niezależnie od siebie, dlatego ich symbioza jest opcjonalna (opcjonalnie).

Fizyczna interakcja

Endosymbioza to dowolna relacja symbiotyczna, w której jeden symbiotyczny żyje w tkankach innego wewnątrz komórek lub na zewnątrz komórek. Przykłady zawierają:

• bakterie wiążące azot, które żyją w węzłach korzeniowych na korzeniach roślin strączkowych;
• promieniowce - bakterie wiążące azot zwane Frankia żyją w węzłach korzenia olchy;
• jednoniciowe algi żyjące wewnątrz koralowców budujących rafy;
• bakteryjne endosymbionty dostarczające niezbędnych składników odżywczych dla około 10-15% owadów.

Ektosymbioza, zwana także egzosymbiozą, reprezentuje każdą symbiotyczną relację, w której żyje symbioza na powierzchni ciała żywiciela, w tym wewnętrznej powierzchni przewodu pokarmowego lub przewodów gruczołów zewnątrzwydzielniczych. Przykładami tego są pasożyty zewnętrzne, takie jak wszy, komensalne egzosymbionty, takie jak wąsonogi, które przyczepiają się do szczęk fiszbinowców.

Wzajemność

Mutualizmem lub międzygatunkowym wzajemnym altruizmem jest związek między różnymi gatunkami. Ogólnie rzecz biorąc, tylko interakcje przez całe życie związane z bliskim kontaktem fizycznym i biochemicznym można uznać za symbiotyczne. Wzajemność może być obowiązkowa dla obu, obowiązkowa dla jednego, opcjonalna dla drugiego lub opcjonalna dla obu..

Duży procent roślinożerców ma zmutowaną florę jelitową, która pomaga im trawić materię roślinną. Ta flora jelitowa to pierwotniaki lub bakterie. Rafy koralowe są wynikiem wzajemności między organizmami koralowymi a różnymi glonami, które w nich żyją. Większość roślin lądowych i ekosystemów lądowych opiera się na wzajemności między roślinami, które pochłaniają węgiel z powietrza, a grzybami mikoryzowymi, które pomagają w wydobywaniu wody i minerałów z gleby..

Przykład wzajemnej symbiozy to związek między rybami klaunów a ukwiałami. Błazenek wentyluje wodę, z kolei kłujące macki anemona chronią klauna przed drapieżnikami. Specjalny śluz na klaunie chroni go przed ukąszeniem mackami.

Istnieją fascynujące przykłady obowiązkowej wymiany między robakami rurkowymi a bakteriami symbiotycznymi, które żyją w kominach hydrotermalnych. Robak nie ma przewodu pokarmowego i jest całkowicie zależny od swoich wewnętrznych symbiontów odżywiania. Bakterie utleniają siarkowodór lub metan, który przynosi im robak.

Istnieje również wiele gatunków mrówek tropikalnych i subtropikalnych, które rozwinęły bardzo złożone relacje z niektórymi gatunkami drzew..

Komensalizm

Commensalism opisuje związek między dwoma żywymi organizmami, w których jeden ma przewagę, i druga nie zapewnia znacznych szkód ani pomocy. Termin pochodzi od angielskiego słowa commensal, które jest używane do interakcji społecznych między ludźmi.

Relacja komensalna może polegać na tym, że jeden organizm używa innego do transportu lub schronienia, lub może też obejmować używanie przez jeden organizm czegoś innego, stworzonego po jego śmierci (metabioza). Przykłady metabiozy to:

• kraby pustelnicze;
• ślimaki używające muszli;
• pająki budujące sieci na roślinach.

Pasożytnictwo

Relacje pasożytnicze to te, w których jeden członek jest zły dla innego. Zjawisko to jest również znane jako symbioza antagonistyczna lub antypatyczna. Symbioza pasożytnicza przybiera różne formy, od endopasożytów, które żyją w organizmie żywiciela, po ektopasożyty żyjące na powierzchni. Ponadto pasożyty mogą być nekrotropowe, to znaczy zabijać żywiciela, lub biotroficzne, co oznacza, że ​​pasożytują na żywych żywicielach..

Pasożytnictwo biotroficzne to niezwykle udany styl życia. W zależności od zastosowanej definicji, nawet połowa wszystkich zwierząt ma co najmniej jedną fazę pasożytniczą w swoim cyklu życiowym. Ponadto prawie wszystkie zwierzęta mają jeden lub więcej taksonów pasożytów. Przykładem takiego związku może być kleszcz żywiący się krwią gospodarza..

Amensalizm

Amensalizm to rodzaj relacji, która istnieje, gdy istnieje jeden rodzaj uciska lub całkowicie niszczy innego. Przykładem jest hodowanie sadzonki w cieniu dojrzałego drzewa. Dojrzałe drzewo może pozbawić pojąć potrzebnego światła słonecznego, a jeśli dojrzałe drzewo jest bardzo duże, może pochłaniać wodę deszczową i zubażać składniki odżywcze gleby..

Podczas całego procesu sadzonka nie ma wpływu na dojrzałe drzewo. Ale jeśli sadzonka umiera, dojrzałe drzewo otrzymuje składniki odżywcze od rozkładającej się sadzonki. Zauważ, że te składniki odżywcze stają się dostępne z rozkładu sadzonki, a nie z żywej sadzonki, co byłoby pasożytnictwem. Przykładem jest orzech włoski, substancja wydzielająca, która niszczy wiele roślin zielnych w strefie korzeni..

Synnecrosis

Synnecrosis to rzadki rodzaj symbiozy z interakcjami między gatunkami szkodliwe dla obu organizmów. Jest to stan krótkotrwały, ponieważ interakcja ostatecznie prowadzi do śmierci. Ten termin jest rzadko używany.

Koewolucja

Symbioza jest coraz częściej uznawana za ważną selektywną siłę w ewolucji, a wiele gatunków ma długą historię współzależnej koewolucji. Zgodnie z teorią endosymbiotyczną ewolucja jest wynikiem symbiozy między różnymi typami bakterii. Teorię tę wspierają niektóre organelle dzielące się niezależnie od komórki oraz obserwacja, że ​​niektóre organelle wydają się mieć swój własny genom..

Symbioza odegrała ważną rolę we współewolucji roślin kwiatowych i zapylających je zwierząt. Wiele roślin zapylanych przez owady, nietoperze lub ptaki ma wysoce wyspecjalizowane kwiaty zmodyfikowane w celu stymulowania zapylenia przez określonego zapylacza, który również jest odpowiednio przystosowany.

Pierwsze rośliny kwitnące w zapisie kopalnym miały stosunkowo proste kwiaty.. Specjacja adaptacyjna szybko dały początek wielu różnym grupom roślin, a jednocześnie w niektórych grupach owadów wystąpiła odpowiednia specjacja. Niektóre grupy roślin wytworzyły nektar i duże lepkie pyłki, podczas gdy owady rozwinęły bardziej wyspecjalizowaną morfologię dostępu do tych bogatych źródeł pożywienia i ich zbierania. W przypadku niektórych taksonów roślin i owadów związek stał się zależny, ponieważ gatunki roślin mogą być zapylane tylko przez jeden gatunek owadów.