сосуществование разных формы жизни оказывается возможным на основе совместного питания
Взаимоотношения между организмами
Форма взаимовыгодного облигатного симбиоза. Примером мутуализма могут послужить взаимоотношения между рыбой-клоуном и актинией. Рыба-клоун спасается от врагов среди щупалец актинии, проводит там санитарную обработку: она удаляет из актинии непереваренные остатки пищи, вентилирует воду.
Примером таких взаимоотношений может послужить «квартиранство», при котором один из организмов использует другой как жилище: в мантийную полость двустворчатых моллюсков откладывают икринки рыбы-горчаки, благодаря чему развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но не приносят ни вреда, ни пользы самому моллюску.
Также примером является и «нахлебничество». Под этот термин подпадают отношения между акулой и рыбой-прилипалой. Рыба-прилипала (комменсал) прикрепляется к акуле, преодолевает большие расстояния и питается остатками пищи, расплывающимися в стороны после трапезы акулы.
Паразитизм также является способом симбиоза. При этой форме отношений один организм (паразит) использует другой (хозяина) в качестве источника питания (и среды обитания), при этом частично/полностью возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой.
Паразитизм бывает облигатный, в случае если паразит не может жить без хозяина, к примеру, у вирусов. Может быть факультативный, если паразит способен существовать без хозяина: комары, блохи, вши, паразитические черви.
В современной экологии в понятие хищничества вкладывается форма взаимоотношения, при которой один организм питается органами и тканями другого, при этом между двумя организмами отсутствуют симбиотические связи. То есть они никак не зависят друг от друга.
Иногда понятие хищничества обобщается, и в него включают плотоядных, растительноядных, всеядных животных и паразитов.
При этой форме взаимоотношений виды не оказывают друг на друга практически никакого влияния. Они редко встречаются из-за разности типов питания, экологических ниш.
При аменсализме один вид подавляет другой без извлечения выгоды для себя и без обратного отрицательного влияния с подавляемой стороны. Примерами аменсализма являются высокие широкие кроны взрослых деревьев, которые практически не пропускают свет в подлесок и тем самым угнеют рост молодых растений, мхов.
Аллелопатией называют подавление одного вида организмов другим (и обратное воздействие) вследствие выделения токсичных веществ. Часто встречается у микроорганизмов, грибов.
Примером может считаться выделение антибиотиков двумя близкорасположенными бактериями. В этом случае антибиотик каждой бактерии будет замедлять рост и развитие другой, может приводить к гибели.
Если у особей, принадлежащих к двум разным видам (или к одному), сходный образ жизни, кормовая база, занимаемая ими экологическая ниша, ограниченные возможности для полового размножения: между ними возникает конкуренция.
Особенно часто возникает конкуренция между особями одного вида, ведь их потребности совершенно одинаковы. Недаром самым ожесточенным вариантом борьбы за существование считается внутривидовая борьба.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Симбиоз
Симбио́з (от греч. συμ- — «совместно» и βίος — «жизнь») — это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов. При этом в ходе коэволюции происходит их взаимоадаптация.
В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза (мутуализм). От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений (зачастую орхидеи), чью пыльцу может распространять только один, определённый вид насекомых. Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз — промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.
В более широком научном понимании симбиоз представляет собой любую форму взаимодействия между организмами разных видов, в том числе паразитизм — отношения, выгодные одному, но вредные другому симбионту. Обоюдно выгодный вид симбиоза называют мутуализмом. Комменсализмом называют отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту, а аменсализмом — отношения, вредные одному, но безразличные другому.
Разновидность симбиоза — эндосимбиоз (см.Симбиогенез), когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.
Наука о симбиозе — симбиология.
Содержание
Мутуализм
Мутуали́зм-широко распространённая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным условием существования каждого из них. Более общим понятием является симбиоз, который представляет собой сосуществование различных биологических видов. Но в отличие от мутуализма, симбиоз может быть и не выгоден одному из партнёров, например, в случае паразитизма.
Преимущества, которые получает организм, вступающий в мутуалистические отношения, могут быть различны. Часто по крайней мере один из партнёров использует другого в качестве пищи, тогда как второй получает защиту от врагов или благоприятные для роста и размножения условия. В других случаях вид, выигрывающий в пище, освобождает партнёра от паразитов, опыляет растения или распространяет семена. Каждый из участников мутуалистической пары действует эгоистично, и выгодные отношения возникают лишь потому, что получаемая польза перевешивает затраты, требуемые на поддержание взаимоотношений.
Взаимовыгодные связи могут формироваться на основе поведенческих реакций, например, как у птиц, совмещающих собственное питание с распространением семян. Иногда виды-мутуалисты вступают в тесное физическое взаимодействие, как при образовании микоризы (грибокорня) между грибами и растениями.
Тесный контакт видов при мутуализме вызывает их совместную эволюцию. Характерным примером служат взаимные приспособления, которые сформировались у цветковых растений и их опылителей. Часто виды-мутуалисты совместно расселяются.
Комменсализм
В зависимости от характера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют три вида:
Примером комменсализма могут служить бобовые (например, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота, но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться. Если же в результате роста бобовых и активной работы азотфиксирующих клубеньковых бактерий в почве накапливается достаточное количество доступных для растений соединений азота, этот тип взаимоотношений сменяется конкуренцией. Результатом её, как правило, является полное или частичное вытеснение менее конкурентоспособных бобовых из фитоценоза. Другой вариант комменсализма: односторонняя помощь растения-«няни» другому растению. Так, береза или ольха могут быть няней для ели: они защищают молодые ели от прямых солнечных лучей, без чего на открытом месте ель вырасти не может, а также защищают всходы молодых елочек от выжимания их из почвы морозом. Такой тип взаимоотношений характерен лишь для молодых растений ели. Как правило, при достижении елью определенного возраста она начинает вести себя как очень сильный конкурент и подавляет своих нянь.
В таких же отношениях состоят кустарники из семейств губоцветных и сложноцветных и южно-американские кактусы. Обладая особым типом фотосинтеза (САМ-метаболизм), который происходит днем при закрытых устьицах, молодые кактусы сильно перегреваются и страдают от прямого солнечного света. Поэтому они могут развиваться только в тени под защитой засухоустойчивых кустарников. Имеются также многочисленные примеры симбиоза, выгодного для одного вида и не приносящего другому виду ни пользы, ни вреда. Например, кишечник человека населяет множество видов бактерий, присутствие которых безвредно для человека. Аналогично, растения, называемые бромелиадами (к которым относится, например, ананас), обитают на ветвях деревьев, но получают питательные вещества из воздуха. Эти растения используют дерево для опоры, не лишая его питательных веществ. Растения питательные вещества делают сами, а не получают из воздуха.
Симбиоз и эволюция
Помимо ядра в эукариотических клетках имеется множество изолированных внутренних структур, называемых органеллами. Митохондрии, органеллы одного типа, генерируют энергию и поэтому считаются силовыми станциями клетки. Митохондрии, как и ядро, окружены двухслойной мембраной и содержат ДНК. На этом основании предложена теория возникновения эукариотических клеток в результате симбиоза. Одна из клеток поглотила другую, а после оказалось, что вместе они справляются лучше, чем по отдельности. Такова эндосимбиотическая теория эволюции.
Эта теория легко объясняет существование двухслойной мембраны. Внутренний слой ведет происхождение от мембраны поглощенной клетки, а наружный является частью мембраны поглотившей клетки, обернувшейся вокруг клетки-пришельца. Также хорошо понятно наличие митохондриальной ДНК — это не что иное, как остатки ДНК клетки-пришельца. Итак, многие (возможно, все) органеллы эукариотической клетки в начале своего существования были отдельными организмами, и около миллиарда лет тому назад объединили свои усилия для создания клеток нового типа. Следовательно, наши собственные тела — иллюстрация одного из древнейших партнерских отношений в природе.
Следует также помнить, что симбиоз — это не только сосуществование разных видов живых организмов. На заре эволюции симбиоз был тем двигателем, который свел одноклеточные организмы одного вида в один многоклеточный организм (колонию) и стал основой разнообразия современной флоры и фауны.
Примеры симбиозов
Насекомые/растений
Грибы/водоросли
Взаимоотношения водоросли и лишайникового (лихенизированного) гриба, в большинстве случаев, представляют собой пример эндопаразитосапрофитизма. Гриб паразитирует на водоросли, обитающей в слоевище лишайника и разлагает отмершие клетки водорослей.
Симбиоз, паразитизм, комменсализм – виды, примеры, описание,
Что такое СИМБИОЗ – определение и понятие простыми словами.
Простыми словами, Симбиоз – это форма взаимодействия между несколькими организмами, при которой выгоду получает либо один из них, либо все сразу. Как правило, мотивационным фактором для создания симбиотических отношений в природе, выступают простейшие потребности, такие как питание, защита, среда обитания и размножение. Так к примеру, рыбы прилипалы прикрепляются к более крупным морским хищным, чем обеспечивают себе защиту и питание в виде остатков от добычи. Подобных примеров взаимодействия существует огромное множество, и о них мы подробней поговорим немного позже.
Если отстранится от биологической терминологии, то слово «симбиоз» можно услышать в сфере бизнеса, искусства, технологий, политики и так далее. К примеру, довольно часто в СМИ можно услышать формулировку типа: «симбиоз бизнеса и политики», что буквально означает тесное взаимодействие между политическими кругами и бизнесом.
Симбиоз и эволюция
Помимо ядра в эукариотических клетках имеется множество изолированных внутренних структур, называемых органеллами. Митохондрии, органеллы одного типа, генерируют энергию и поэтому считаются силовыми станциями клетки. Митохондрии, как и ядро, окружены двухслойной мембраной и содержат ДНК. На этом основании предложена теория возникновения эукариотических клеток в результате симбиоза. Одна из клеток поглотила другую, а после оказалось, что вместе они справляются лучше, чем по отдельности. Такова эндосимбиотическая теория эволюции.
Эта теория легко объясняет существование двухслойной мембраны. Внутренний слой ведет происхождение от мембраны поглощенной клетки, а наружный является частью мембраны поглотившей клетки, обернувшейся вокруг клетки-пришельца. Также хорошо понятно наличие митохондриальной ДНК — это не что иное, как остатки ДНК клетки-пришельца. Итак, многие (возможно, все) органеллы эукариотической клетки в начале своего существования были отдельными организмами, и около миллиарда лет тому назад объединили свои усилия для создания клеток нового типа. Следовательно, наши собственные тела — иллюстрация одного из древнейших партнерских отношений в природе.
Следует также помнить, что симбиоз — это не только сосуществование разных видов живых организмов. На заре эволюции симбиоз был тем двигателем, который свел одноклеточные организмы одного вида в один многоклеточный организм (колонию) и стал основой разнообразия современной флоры и фауны.
Симбиоз как залог выживания
В отличие от паразитов симбионты работают на общий успех. Это может быть сотрудничество:
Симбиотические отношения между микробами
Симбиотические отношения между растениями
Симбиоз растений очень распространен, и если приглядеться внимательно к окружающему нас миру, то можно невооруженным глазом увидеть его.
Тайны симбиоза на примере орхидей
Несмотря на научный прогресс, загадок во взаимоотношениях между участниками симбиоза (симбионтами) остаётся предостаточно. Это можно видеть на примере орхидей, размножение которых практически невозможно при обычных обстоятельствах.
Процент всхожести семян этого прекрасного цветка в нормальных условиях крайне низок – выживает один экземпляр из тысячи. Спасение приходит, когда семечко после созревания попадает в особого рода грибницу – ризоктонию. Там оно разбухает, а эмбриональные клетки начинают делиться, образуя волосяные корешки.
Нити грибницы постепенно проникают в ткань семени, налаживая его снабжение питательными веществами. Со временем из семечка формируется луковица, которая в дальнейшем зеленеет и даёт побег. В укрепившиеся корни переселяются нити грибницы, там они превращаются в маленькие шарики и впоследствии перерабатываются клетками орхидеи.
Парадокс (что это?) заключается в том, что эта грибница – опасный патоген, поражающий многие растения (в частности, картофель). Заражает она и семена орхидеи, но без этого семечко просто не прорастёт! Правда и то, что некоторые семена при этом погибают, зато выжившие приобретают иммунитет на всю оставшуюся жизнь.
Во взаимоотношениях орхидей и грибов и по сей день остаётся немало неясных моментов. Точно неизвестно, что понуждает нити ризоктинии проникать в корневую систему орхидеи, и какую выгоду извлекает из этого сама грибница.
На первый взгляд даже может показаться, что орхидея паразитирует за счёт гриба, но, с другой стороны, некоторые виды орхидей освобождаются от «грибной зависимости», когда у них сформировываются органы, способные самостоятельно усваивать питательные вещества.
Есть и такая группа орхидей (сапрофиты), которая ни при каких обстоятельствах не способна обойтись без сожительства с грибами, поскольку в их тканях вообще отсутствует необходимый для фотосинтеза хлорофилл. А значит, получать питание и черпать жизненную энергию они могут только одним способом – из нитей грибницы.
Примеры успешного межвидового и внутривидового симбиоза
Классический пример межвидового симбиоза – взаимоотношение растений и опылителей. Растение, из-за биологических особенностей, не может в определенных случаях воспроизводить репродуктивную функцию. Насекомые переносят пыльцу растения на других представителей вида или же разносят её по округе, в результате этого происходит распространение вида и его дальнейшее выживание. А насекомые, в свою очередь, получают питательную пыльцу.
Другой пример межвидового симбиоза, который даже более интересен с точки зрения биологии — это взаимоотношения тли и муравьев. Некоторые виды муравьев «выпасают» тлю, взамен та производит определенное вещество, содержащее сахарозу, которым и питается колония.
Не менее интересно, как некоторые виды крупных млекопитающих и крокодилы позволяют определенным птицам доставать паразитов и насекомых из собственной пасти, и складок на теле. Птица, таким образом, получает постоянный доступ к кормовой базе, а более крупный симбионт – облегчение от укусов насекомых.
Симбиоз внутри одного вида встречается реже и характерен скорее для людей, как это ни странно. Речь идёт о психологическом симбиозе, в который объединяются двое партнеров с целью повысить шансы обоих на дальнейшее выживание.
Симбиоз, значение которого занимает высокую позицию среди различных видов, характерен для:
Паразитизм
Кузнечик зараженный паразитами
А теперь представим, что патогенный микроорганизм все-таки сумел закрепится в толстом кишечнике человека. Хозяин служит местом обитания и пищей для бактерий, но бактерии, в свою очередь вызывают у хозяина болезнь. Это пример паразитизма или ассоциации между двумя различными видами, когда хозяину наносится вред. Не все паразиты вызывают заболевания. Вши, клещи, блохи и пиявки — все это примеры паразитов, которые обычно не вызывают болезнь напрямую, но они сосут кровь своего хозяина, и это причиняет некоторый вред, не говоря уже о дискомфорте.
Паразиты также могут выступать в роли переносчиков, которые передают болезнетворные патогены другим видам животных. Бактерии, вызывающие бубонную чуму, переносятся грызунами, например крысами. Затем бактерии чумы заражают блох, которые кусают крыс. Инфицированные блохи передают бактерии другим животным, которых они кусают, включая людей. В этом случае и блохи, и бактерии являются паразитами, но блохи также являются переносчиком, который передает болезнетворные бактерии от крысы к другим животным и человеку.
Типы паразитизма
Существует много типов паразитизма, и паразиты могут принадлежать к нескольким классификациям на основе их размера, характеристик и отношений с хозяином.
Эктопаразиты
Эктопаразиты живут на поверхности тела хозяина.
Эндопаразиты
Эндопаразиты живут внутри тела хозяина. Многие болезни вызываются многочисленными вирусами, бактериями, простейшими, паразитическими червями и другими организмами.
Полупаразиты
Существует довольно обширная группа растений, которые частично или полностью утратили способность поглощать из почвы воду и минеральные вещества, но сохранили возможность осуществлять фотосинтез. Такие растения получили название полупаразитов. Примерами их являются растения родов очанка (Euphrasia), погремок (Rhinantus), мытник (Pedicularis) семейства норичниковые (Scrophulariaceae) и некоторые другие.
Комменсализм
Хорошим примером комменсализма являются отношения между египетской цаплей и крупными травоядными животными
Комменсализм — это взаимоотношения между двумя видами, когда один организм получает выгоду, не вредя, но и не принося пользы другому. Комменсализм иногда трудно доказать, так как в любых симбиотических отношениях вероятность того, что тесно связанный организм не оказывает никакого воздействия на другой организм, довольно маловероятна.
Но есть несколько примеров, когда комменсализм действительно существует. Например, египетская цапля (Bubulcus ibis) следует за
азиатским буйволом (Bubalus bubalis) и другими крупными травоядными млекопитающими. По мере движения через растительность, животные собирают на себе много насекомых, а цапли ловят и едят их. В этих отношениях цапля получает большую выгоду, но для травоядных нет никакой ощутимой пользы.
Некоторые биологи утверждают, что водоросли и усоногие ракообразные, прикрепляющиеся к черепахам и китам, имеют комменсалистические отношения с хозяевами. Другие утверждают, что их присутствие вызывает сопротивление хозяина, когда он движется в воде, и поэтому хозяин страдает, хотя и незначительно. В любом случае, маловероятно, что эти организмы сильно влияют на качество жизни хозяина, поэтому комменсализм, лучший способ описать такие отношения.
Виды Комменсализма
При инквилинизме один организм служит постоянным домом для другого организма. Например, так сова живёт в дупле дерева.
Метабиоз – это когда организм (или его останки) создаёт благоприятную среду для другого организма. Например, каллифориды (падальные мухи) нуждаются в останках животных или их экскрементах для вывода личинок.
При этом типе комменсализма один организм использует другой для транспортировки и распространения. Например, морские жёлуди, прикрепляющиеся к китам, получают бесплатный проезд к новым местам кормления и размножения, в то время как киты почти не замечают своих пассажиров.
Биологические взаимодействия
В биологических сообществах виды, являющиеся их частью, взаимодействуют по-разному, в обширных и сложных сетях взаимодействия.
Отношения могут иметь преимущества или могут иметь негативные последствия для видов, которые участвуют во взаимодействии. Биологи классифицировали эти серии взаимосвязей в зависимости от того, как поражаются организмы..
Когда два вида устанавливают очень близкие и долгосрочные отношения, это называется симбиозом. Этот образ жизни «как пара» может быть представлен тремя различными способами: как паразитизм, взаимность или как комменсализм.
Обратите внимание, что хотя термин «симбиоз» имеет общепринятое значение позитивного взаимодействия между органическими существами, он также включает отношения между паразитами и их хозяевами..
Химический комменсализм
Химический комменсализм — это очень специфический тип комменсализма, который обычно применяется — но не во всех случаях — к системе взаимодействия, состоящей из двух бактерий. Также сообщалось о дрожжах.
В этом случае один тип бактерий метаболизирует химическое вещество, которое бесполезно для второго. Продукт метаболизма реакций, проводимых первой бактерией, теперь полезен для второй бактерии..
Мутуализм
Мутуализм – это один из самых известных и наиболее экологически значимых видов симбиоза. В таких отношениях состоят, например, насекомые и растения (опыление). Такое сотрудничество является благоприятным и взаимовыгодным для обеих сторон. Насекомые, птицы и даже некоторые млекопитающие в виде нектара добывают себе пропитание. Растение, с другой стороны, получает большое репродуктивное преимущество, а именно — у них появляется возможность переносить свою пыльцу на другие растения.
Поскольку растения не часто оказываются вместе, то им достаточно проблематично совершать репродуктивную функцию без посредников. В данном случае симбиоз им просто жизненно необходим, причем в полном смысле этого слова. Без опылителей, многие растения могли бы просто постепенно исчезнуть. С другой стороны, не опыляя растения, многие насекомые сами бы оказались в большой беде. Это действительно взаимовыгодный союз.
Примеры симбиоза в биологии на этом не ограничиваются. Еще один увлекательный вариант благотворного сотрудничества можно увидеть в отношениях некоторых видов муравьев и тлей. Тля — это крошечные, мягкие насекомые, которые питаются соком растений, и в качестве отходов они выделяют определенную часть сахара и воды. Это и становится пригодной пищей для некоторых видов муравьев. В свою очередь, муравьи частенько переносят их на новое место, обеспечивая, таким образом, дополнительные источники питания.
Аменсализм
Воздействие вещества, которое выделяет плесень на окружающие бактерии является отличным примером аменсализма
Аменсализм — это ассоциация между двумя организмами разных видов, где один вид ингибируется или убивается, а другой не затрагивается. Аменсализм может осуществляться несколькими способами. Чаще всего, он происходит путем прямой конкуренции за природные ресурсы.
Например, есть небольшое деревце, которое пытается вырасти рядом с большим деревом, то зрелое дерево, скорее всего, вытеснит его в борьбе за ресурсы. Оно будет перехватывать большую часть света, а его зрелая корневая система будет гораздо лучше поглощать воду и питательные вещества, оставляя саженец в среде без достаточного количества света, воды или питательных веществ и нанося ему вред.
Однако, большое дерево не испытает вреда от присутствия молодого, так как оно не может преградить свет более высокорослому дереву, а количество воды и питательных веществ, которое оно способно поглотить настолько незначительно, что зрелое дерево не заметит разницу.