Простейшие симбионты – это организмы, которые питаются… Организмы симбионты

Содержание

это организмы, которые питаются… Организмы симбионты

Симбиоз, или взаимовыгодное сожительство двух или более организмов, известен уже давно. Но это никак не отменяет того факта, что многие нюансы данного явления до сих пор не изучены или изучены слабо.

Впервые это удивительнейшее природное явление обнаружил швейцарский ученый Швенденер в 1877 году. В то время он как раз исследовал лишайники. К его глубочайшему изумлению оказалось, что эти организмы являются составными, образованными колониями грибов и одноклеточных простых водорослей. Сам термин «симбиоз» в научной литературе появился несколько позднее. Точнее, его предложил в 1879 году де Пари.

С самим понятием люди разобрались сравнительно быстро, но зато остался вопрос с трофикой. Чем вообще питаются некоторые виды симбиотических организмов? В случае с теми же лишайниками было понятно, что водоросли живут за счет фотосинтеза, но вот откуда получает питательные вещества грибной компонент? Если вы тоже не знаете ответа на этот вопрос, предлагаем прочесть нашу статью.

Общие сведения

Современные ученые выяснили, что симбионты – это организмы, которые питаются (чаще всего) тем же, что потребляет доминирующий организм. Впрочем, это очень грубое и не слишком корректное определение, а потому следует описать несколько наиболее интересных случаев подробнее.

Вы наверняка сможете привести несколько примеров самостоятельно. Так, полезные бактерии для человека в большом количестве имеются в ацидофильных йогуртах. Люди дают этим простейшим прекрасную среду обитания, а бактерии обеспечивают идеальное функционирование нашего желудочно-кишечного тракта.

К слову, этим воспользовался небезызвестный Кутушов. Симбионты, культуры которых он продает, обеспечивают значительное улучшение функционирования ЖКТ даже у пожилых людей, у которых с этим зачастую наблюдаются большие проблемы.

Водоросли как главные симбионты

Биологи давно выяснили, что без участия водорослей не обходится ни одна симбиотическая пара организмов. Причем речь идет не только о водных, но и о сугубо сухопутных организмах. Они умудряются вступать во взаимовыгодные отношения как друг с другом, так и с бактериями, грибами, многоклеточными организмами. Следует знать, что перечень водорослей, которые способны к симбиозу, довольно ограничен.

Так, взаимовыгодные отношения с грибами способны устанавливать представители максимум пяти-семи родов, причем исторически сложилось так, что к симбионтам относятся следующие: носток (Nostoc), глеокапса (Gloeocapsa), сцитонема (Scytonema) и стигонема (Stigonema).

О водорослях и ленивцах

Многие знают, что в далекой сельве Амазонки живет примечательнейшее во всех отношения животное. Прославилось оно своей медлительностью и неторопливостью. Разумеется, мы говорим о ленивцах. Вот только далеко не все знают о том, что окрас этих животных (грязно-зеленый, бурый) появляется не в результате естественной пигментации шерстного покрова, а благодаря симбиотическим водорослям.

Они живут прямо в шерсти ленивцев и питаются за счет обычного фотосинтеза. Ленивец благодаря им получает превосходную маскировочную окраску. Честно говоря, ученые так и не смогли прийти к единогласному выводу о том, что такое сосуществование дает самим водорослям. В указанном случае симбионты – это организмы, которые питаются за счет веществ, произведенных ими же самими в процессе фотосинтеза.

Необычные формы взаимоотношений водорослей с прочими организмами

Лишайники и ленивцы – пример долгосрочных стабильных отношений между двумя формами жизни. Но далеко не всегда симбионты-бактерии и водоросли образуют с другими организмами столь прочные и длительные союзы. Так, они нередко просто селятся на поверхности живого организма. Конечно, о полноценном симбиозе в этом случае речи не идет. Такое явление называется эпифитированием. Мельчайшая пленка из простейших водорослей часто покрывает не только раковины моллюсков, но и поверхность тела некоторых водоплавающих птиц и морских животных. Так, водоросли-эпифиты в больших количествах селятся даже на гигантских китах.

Эпифиты – симбионты или паразиты?

Ученые до сих пор не могут договориться о том, с какой точки зрения следует рассматривать взаимоотношения между эпифитом и многоклеточным организмом. Некоторые считают, что данное явление лучше принимать как примитивную, первичную версию симбиотических отношений.

Справедливости ради, согласиться с такой точкой зрения сложно. Эпифиты и впрямь не наносят прямого вреда организмам, на поверхности которых они селятся, вот только и пользы (видимой во всяком случае) от них также не наблюдается.

Вред от эпифитов

Мелкие водяные насекомые и клещи, чьи ножки густо облепляют эпифиты, становятся чрезвычайно медлительными, так как быстро плавить они просто физически не могут. Высшие же водные растения, листья которых «почтили вниманием» одноклеточные водоросли, нередко просто погибают от недостатка солнечного света. Кстати говоря, с указанным явлением наверняка сталкивался каждый аквариумист. Можно сказать, что в этом случае симбионты – паразиты, как бы парадоксально это ни звучало.

Но! Явление эпифитизма изучено очень и очень плохо. Вполне возможно, что эти отношения на самом деле приносят пользу не только водорослям, но и многоклеточным организмам. Загадка все еще ждет своего исследователя. А чем питаются симбионты, если обитают внутри клетки высшего животного или растения?

Внутриклеточные симбионты

Не так уж и редко симбионты могут жить внутри клеток своего «хозяина». Если говорить о тех же водорослях, то их называют эндофитами. Они образуют эндосимбиозы, которые уже намного сложнее вышеописанных явлений. Между партнерами в этом случае уже образуются тесные, прочные и долговременные связи. Их главное отличие заключается в том, что выявляются такие симбионты-простейшие только в результате достаточно подробных и сложных цитологических исследований.

Важно! Ученые сравнительно давно доказали, что важнейшие клеточные органоиды – митохондрии у животных и хлоропласты у растений – образовались в незапамятные времена именно благодаря симбиотическим отношениям. Когда-то они были самостоятельными организмами.

В какой-то момент эти внутриклеточные симбионты перешли к полностью «оседлому» существованию внутри живой клетки, а затем и вовсе стали зависимыми от нее, передав управление своим геномом в ее ядро (частично). Так что можно смело заявлять о том, что все ныне известные формы жизни, которые стремятся к взаимовыгодному существованию, имеют все шансы когда-то стать единым целым с теми организмами, с которыми у них сегодня существуют партнерские отношения.

Как симбионты проникают внутрь клетки?

Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник – азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.

Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.

Таким образом, симбионты – это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.

Чем выгодно такое сосуществование?

Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. Сине-зеленые водоросли, которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.

Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами морских губок.

Термиты и внутриклеточные симбионты

Сравнительно долгое время все ученые пребывали в недоумении, размышляя о процессах пищеварения термитов. Как этому биологическому виду удается процветать, питаясь одной только древесиной? Сравнительно недавно было все же выяснено, что за непосредственную переработку древесной целлюлозы отвечают мельчайшие симбионты-бактерии, являющиеся симбионтами простейших, которые обитают в кишечнике самих термитов. Такая вот сложная, но весьма действенная схема.

Вот только исследователи все равно не понимали, откуда насекомые берут достаточное количество энергии: как-никак, целлюлоза в любом случае не отличается особой питательностью. Кроме того, им требуется огромное количество азота. Такого объема в переваренной древесине деревьев нет просто по определению. Недавно ученые из Японии пришли к феноменальному результату, который ими был получен при тщательном изучении генома симбионтов жгутиконосцев, живущих в ЖКТ термитов.

Что же оказалось в их геноме?

Там много интересного. В частности, ученые смогли обнаружить не только те гены, которые отвечают за выработку фермента для разрушения целлюлозы, но и те, которые ответственны за азотфиксацию. Последняя представляет собой сложнейший процесс связывания атмосферного азота с образованием тех его форм, которые могут быть усвоены растительным или животным организмом. Это чрезвычайно важно, так как полученный таким способом азот используется термитами и их жгутиконосцами для синтеза белка.

Проще говоря, в рассмотренном случае симбионты – это организмы, которые питаются древесиной, потребляемой термитами. Симбионты симбионтов (азотфиксирующие бактерии жгутиконосцев) отвечают за фиксацию азота, без которого не сможет жить ни сам термит, ни его «постояльцы».

Бобовые растения и симбионты

Раз уж мы вспомнили об азотфиксирующих бактериях, никак нельзя не сказать о бобовых растениях. Они, как помнит всякий, кто изучал ботанику, отличаются поразительно высоким содержанием растительного белка. Это обстоятельство также с давних пор чрезвычайно удивляло ученых. Бобы умудрялись образовывать достаточное количество протеина даже в тех условиях, когда в почве практически не было азота!

Оказалось, что его поступление обеспечивали организмы симбионты. Да-да, это были все те же азотфиксирующие бактерии, удобно проживающие в клубеньках на корнях всех бобовых растений. Они извлекают драгоценный азот из воздуха, переводя его в хорошо усвояемую форму.

Коммерческое использование симбионтов

Неудивительно, что медики с давних пор культивируют полезные бактерии для человека. Сперва это происходило в виде производства йогуртов и других молочнокислых продуктов, но сегодня исследования вышли на совершенно новый уровень.

Особенно известными на сегодняшний день стали симбионты Кутушова. Что это такое? В настоящее время под этой товарной маркой продаются культуры кисломолочных организмов, которые улучшают процессы пищеварения.

Все симбионты Кутушова (точнее, их культуры) основаны исключительно на древних монгольских рецептах блюд из кисломолочных продуктов. Так что они действительно способны улучшить ваше общее самочувствие и даже внешний вид.

Разработал их ученый Кутушов. Симбионты в культурах тщательно подобраны, они обеспечивают организм человека ценными аминокислотами и микроэлементами. Именно за счет этого и достигается положительный эффект.

fb.ru

Синэкология Взаимодействие микроорганизмов с простейшими и беспозвоночными Лекция

Синэкология. Взаимодействие микроорганизмов с простейшими и беспозвоночными Лекция № 9 по дисциплине «Экология микроорганизмов»

План лекции: n n n Симбионты простейших Симбионты погонофор, червей, моллюсков, губок Симбиотические светящиеся бактерии

Симбионты простейших

Взаимоотношения с амёбами по типу «хищник–жертва» o Amoeba proteus питается бактериями и детритом. Пища переваривается в пищеварительных вакуолях под действием ферментов лизосом. Растворенные питательные вещества поступают в цитоплазму, а непереваренные остатки удаляются из клетки. o У Amoeba proteus палочковидные бактерии расположены в вакуолях, различные клоны амебы могут быть снабжены симбионтами или лишены их. Американский ученый К. Джон сообщил о превращении бактерий, патогенных для этой амебы, в безвредных симбионтов.

Облигатный симбиоз в паре «бактерия – простейшее» n n Pelomyxa palusrtis n В цитоплазме простейшего Pelomyxa palusrtis бактерии расположены вокруг ядра в вакуолях, формирующих единую систему лакун и трубочек; предположительно выполняют функции митохондрий; У Critidia culicus эндосимбионты описаны как «биполярные тела» ; каждая клетка содержит одну бактерию с редуцированной клеточной стенкой, окруженную двойной мембраной. Симбионты образуют фермент уропорфириноген-1 -синтетазу, вовлеченную в синтез гемина. В клетках анаэробных простейших установлен симбиоз с метаногенными архебактериями: последние ассоциированы с гидрогеносомами и используют образующиеся там H 2 и ацетат в своем метаболизме.

Бактерии в трехкомпонентной симбиотической системе Coptotermes formosanus Pseudotrichonympha grassi «phylotype Cf. Pt 1 -2»

Бактерии в трехкомпонентной симбиотической системе Система симбиотических взаимоотношений внутри клетки жгутиконосца Pseudotrichonympha Grassi, живущего в кишечнике термита Coptotermes formosanus Наружный контур – просвет заднего отдела кишечника термита; голубой овал – клетка жгутиконосца; желтым цветом показана симбиотическая бактерия.

Эндосимбиотические цианобактерии Жгутиконосец Cyanophora Корненожка Paulinella

Симбионты инфузорий Парамеция Блефаризма Подофрия Эвплотес Инфузория-трубач

Бактерии – паразиты простейших n n Бактерия Holospora obtusa – внутриядерный паразит инфузории Paramecium caudatum Вегетативные клетки длиной 1, 5 -2 мкм находятся в макронуклеусе; делятся перетяжкой; достигают сотен копий (б) Некоторые из них превращаются в споры (а) – неделящиеся поляризованные клетки длиной 1518 мкм, которые поступают во внешнюю среду и заражают новые инфузории Зараженные инфузории нормально делятся, но теряют способность вступать в половой процесс

Паразитизм в тройственной системе n n n Клетки простейшего Paramecium aurelia могут содержать или не содержать паразитическую бактерию Caedibacter (a) Если встретятся инфузория с такими симбионтами и инфузория, их лишенная, то последняя этими симбионтами либо будет заражена, либо убита. Это зависит от состояния клеток бактерий, вышедших в среду и заглоченных незараженной инфузорией. Если это обычные вегетативные клетки бактерии, инфузория будет заражена, но она погибнет, если в этих бактериях активировались гены находящегося в них вирусного генома. Тогда бактерии перестают делиться, в них обнаруживаются вирусные частицы и крупные, преломляющие свет R-тела. Часть популяции Сaedibacter всегда содержит так называемые R-тела (б) – скрученные белковые ленты, образуемые под контролем генов бактериофага. Для бактерий такая индукция летальна Если простейшее заглатывает бактерию с Rтелами, то в ее лизосоме лента раскручивается, протыкает мембрану и вызывает излитие содержимого лизосомы в цитоплазму. Следствие – гибель простейшего Если простейшее уже содержит эти бактерии, оно нечувствительно к такой инфекции

Симбионты погонофор, червей, моллюсков и губок

Схема строения погонофоры Riftia pachyptila Погонофора – автотрофное животное, существующее за счет бактерий — хемосинтетиков. Пищеварительный тракт у этого животного полностью отсутствует и обмен веществами с внешней средой осуществляется непосредственно через эпидермис. 1 — органическая трубка, окружающая тело животного; 2 – щупальце; 3 – трофосома, наполненная бактериями-симбионтами; 4 – опистосома (копающий орган) В составе трофосомы клеткибактериоциты с плотно упакованными метаноокисляющими или сероводородокисляющими бактериями

Для бактериальных симбионтов погонофор характерен горизонтальный перенос n У погонофор, синтезированные бактериями вещества составляют единственный источник пищи животного. n Питание животного обеспечивается процессами, проходящими в трофосоме особом органе, включающем клетки бактериоциты, содержащие плотно упакованные клетки бактерий, концентрация которых достигает 3, 7 * 109 на 1 г ткани. В воде источника содержится сероводород, который и окисляют находящиеся в бактериоцитах бактерии. Трофосома имеет развитую систему сосудов. n n В местах выхода метана обитают представители другой группы погонофор, в трофосоме которых поселяются метанокисляющие бактерии.

Симбиоз между червями и бактериями n n n Olavius algarvensis У морского малощетинкового червя Olavius algarvensis него нет органов питания: рта, кишки, нефридий Функции питания и утилизации «отходов» выполняют 4 вида бактерийсимбионтов симбионты являются серо-окисляющими и сульфат-редуцирующими бактериями, способными к фиксации углерода, что обеспечивает организм хозяина питанием n Корабельный червь Teredo Корабельного червя Bankia setacea Симбиотические бактерии имеет корабельный червь Teredo, питающийся преимущественно целлюлозой. n У корабельного червя Bankia setacea эндосимбиотические грамотрицательные бактерии живут в мицетоцитах, находящихся в жабрах.

Взаимодействие с моллюсками Удачный симбиоз позволяет моллюску Calyptogena magnifica, обитающему вблизи гидротермальных источников на дне океана, достигать весьма крупных размеров в условиях, где ни одно животное не способно выжить без помощи автотрофных бактерий. Calyptogena magnifica Симбиоз моллюска Calyptogena magnifica. Голубой — ткани животного, желтый эндосимбиотические бактерии, оранжевый – сосудистая жидкость. Толстые стрелки представляют кровоток. Тонкие стрелки представляют распространение, химические реакции.

Взаимодействие с моллюсками Моллюск тридакна Пример симбиоза животного с фотосинтезирующими одноклеточными представляет моллюск тридакна. Мантия моллюска набита водорослями зооксантеллами. Причем их так много, что моллюск не может затащить мантию внутрь. Водоросли занимаются фотосинтезом, а моллюск обеспеспечивает их безопасность. Частыми симбионтами моллюсков являются Vibrio vulnificus. Aeromonas hydrophila обычно распространяется через зараженную воду, но может передаваться и через пищу. Бактериями A. hydrophilia бывают довольно часто заражены морепродукты (рыба, ракообразные, моллюски). Aeromonas hydrophila

Взаимодействие с губками ГУБКИ — конгломераты, включающие в себя более сотни симбиотических организмов. Симбионты губок принадлежащих к 14 типам бактерий, 2 типам архебактерий и нескольким видам эукариот Набор симбионтов разных видов губок из разных частей света оказался очень сходным – это означает, что губки приобрели своих симбионтов в самом начале эволюционного пути Возможен вертикальный перенос: в сперматозоидах и в личинках губок обнаружены симбиотические бактерии

Симбиотические светящиеся бактерии

Взаимодействие светящихся бактерий с рыбами Еще один вид симбиоза представлен светящимися бактериями. Свечение обусловлено работой бактериального фермента люциферазы. Ген, кодирующий этот фермент, выделен и используется в научных исследованиях. Для протекания процесса необходимо наличие кислорода. Vibrio fischeri Культура Vibrio fischeri в их собственном свете

Взаимодействие светящихся бактерий с рыбами Светящиеся бактерии могут входить в симбиотические системы иного характера, не связанные с пищеварением и иногда высокоспециализированные. Cвечение рыбы-маячка Photoblepharon, обусловлено тем, что в их светящихся органах живут симбиотические бактерии. Две яркие «фары» на нижней челюсти рыбы Monocentris japonica, заселенные V. fischeri, помогают ей охотиться в темноте. Monocentris japonica Рыба-маячок Photoblepharon palpebratus

Симбиотические светящиеся бактерии Глубоководная каракатица Медуза Бактериофотофор ( по Гительон и др. 1984). : 1 – экранирующая ткань; 2 — соединительная ткань; 3 – светоотражающая ткань; 4 – полость фотофора, содержащая слущившиеся эпителиальные клетки и бактерии; 5 – выводной проток фотофора; 6 – светопроводящая ткань; 7 – светофокусирующая и светофильтрующая ткань; 8 – капиллярная сеть в складках эпителия; 9 – бактерии в световых трубках; 10 – выстилающий световые трубки эпителий; 11 – артерия; 12 – вена

Взаимодействие светящихся бактерий с рыбами У глубоководных рыб люминесценция служит главным образом для освещения и приманки добычи. Глубоководный удильщик отличается наличием отростка на голове, на конце которого располагается мешочек со светящимися бактериями. Он выполняет роль приманки для других глубоководных рыб У рыб-топориков фотофоры разбросаны по всему телу, а два самых крупных из них, подковообразных, располагаются подглазами, освещая пространство на полметра вперед. Глубоководный удильщик Ceratioidei Рыбы-топорики Sternoptychidae

Симбиотические светящиеся бактерии Кальмар Euprymna scolopes формирует специфический симбиоз со светящимися бактериями Vibrio fischeri для отпугивания хищников. Кальмар способен регулировать силу свечения.

На берег Японии прибоем выбросило тысячи светящихся медуз. Обычно они обитают на больших глубинах, но во время размножения поднимаются в верхние слои океана и их часто их выбрасывает на берег.

present5.com

примеры в природе. Симбиоз животных: примеры. Симбиоз в растительном мире :: SYL.ru

Все составляющие части животного и растительного мира находятся в тесной взаимосвязи между собой и вступают в сложные взаимоотношения. Некоторые благоприятны для участников или вообще жизненно важны, например лишайники (представляют собой результат симбиоза гриба и водоросли), другие безразличны, третьи же приносят вред. Исходя из этого, принято различать три вида взаимоотношений организмов – это нейтрализм, антибиоз и симбиоз. Первый, по сути, не представляет ничего особенного. Это такие отношения между популяциями, обитающими на одной территории, при которых они не влияют друг на друга, не взаимодействуют. А вот антибиоз и симбиоз — примеры, которых встречаются очень часто, являются важными компонентами естественного отбора и участвуют в дивергенции видов. Остановимся на них более подробно.

Симбиоз: что это такое?

Под симбиозом принято понимать особые взаимоотношения между организмами, при которых пользу извлекают оба партнера или только один. Впервые данный термин употребил немецкий микробиолог и ботаник Г.А. де Бари. Он установил его, изучая лишайники (представляют собой результат симбиоза водоросли и гриба, на фото), и противопоставил паразитизму. Существует несколько форм взаимовыгодного сожительства: мутуализм, кооперация, комменсализм.

Мутуализм

Представляет собой достаточно распространенную форму взаимовыгодного сожительства организмов, при которой существование одного партнера невозможно без другого. Наиболее известный случай – это симбиоз гриба и водоросли (лишайники). Причем первый получает продукты фотосинтеза, синтезируемые вторым. А водоросль извлекает минеральные соли и воду из гиф гриба. Жизнь по отдельности невозможна.

Комменсализм

Комменсализм – это фактически одностороннее использование одним видом другого, без оказания на него вредного воздействия. Может осуществляться в нескольких формах, но основных две:

  1. Квартирантство (синойкия), то есть предоставление другому виду убежища. Примеры симбиоза в природе в этой форме очень многочисленны. В частности, самка камчатского карепрокта откладывает икру под панцирь краба, а пресноводный горчак — в мантийную полость двустворчатого моллюска – беззубки.
  2. Нахлебничество, или эпикойкия. Один вид (комменсал) прикрепляется к другому (хозяину) либо живет возле него, питаясь остатками его пищи, а иногда и передвигаясь с его помощью. Нахлебничество характеризуют как один из путей перехода в паразитизм. На фото акулы и лоцманы, которые зачастую следуют за ними целыми стаями и питаются остатками.

Все остальные в какой-то мере являются модификациями этих двух форм. Например, энтойкия, при которой один вид обитает в теле другого. Наблюдается это у рыбок карапус, которые используют в качестве жилища клоаку голотурий (вид иглокожих), но питаются за ее пределами различными мелкими рачками. Или эпибиоз (одни виды живут на поверхности у других). В частности, усоногие рачки хорошо себя чувствуют на горбатых китах, абсолютно им не мешая.

Кооперация: описание и примеры

Кооперация – это такая форма взаимоотношений, при которой организмы могут прожить отдельно, но иногда объединяются для общей пользы. Получается, что это необязательный симбиоз. Примеры:

  • Актинии и раки-отшельники, которые селятся в пустой раковине моллюсков; он возит ее повсюду вместе с полипом, увеличивая для того пространство для ловли добычи, а себе обеспечивая тем самым защиту.
  • Крупные рыбы и креветки, которые очищают их тело от паразитов и отмерших клеток.
  • Крупные копытные животные и птицы, которые выклевывают из их шерсти паразитов (клещей) либо при линьке выщипывают клочки зимней шерсти и используют ее для строительства гнезд.

Симбиоз животных: примеры

Взаимное сотрудничество и совместное проживание в животной среде не редкость. Приведем лишь некоторые наиболее интересные примеры.

  • Птица медоуказчица и ее соратники, например медведь, а зачастую и люди. Сама она питается лишь пчелиными личинками и воском, но достать их не может, поэтому начинает активно звать помощников, издавая громкие звуки. Более крупные союзники крушат гнездо, а она с удовольствием лакомится общей добычей.
  • Бизоны и воловья птичка. Густая шерсть становится пристанищем для паразитов, доставляя животному много неудобств. Тут-то и приходит на помощь пернатая помощница, которая все чистит, а взамен получает пищу и кров, спасаясь в густом покрове от холода. Аналогичная взаимная помощь наблюдается у мангуста и кабана-бородавочника (на фото).
  • Птица ржанка бесстрашно чистит зубы крокодилу, выковыривая оттуда остатки пищи.
  • Зебры предпочитают разделять трапезу со страусами, которые, обладая отличным слухом, моментально оповещают всех о приближающейся опасности.
  • Акула и рыба-прилипала, которая с помощью специальной присоски крепится на спине хищника и сопровождает его повсюду, питаясь остатками его добычи.

Симбиотические отношения между растениями

Симбиоз растений очень распространен, и если приглядеться внимательно к окружающему нас миру, то можно невооруженным глазом увидеть его.

  • Определенные виды грибов и деревьев при совместном «проживании» образуют между собой микоризу. Например, береза и подберезовики.
  • Лишайники — пример симбиоза между двумя растительными организмами, наиболее знакомый всем еще по школьному курсу биологии.
  • Растения эпифиты (непаразитические) являются «квартирантами» (комменсализм) на деревьях, которые служат для них местом обитания, но не источником питательных веществ. Они их получают из отмирающих тканей и выделений хозяина. К эпифитам относятся водоросли, мхи, папоротники, лишайники, которые сами по себе представляют симбиоз гриба и водоросли, цветковые растения.
  • Вековые деревья тропического леса и лианы, которые используют их в качестве опоры.
  • Симбиоз водного папоротника азолли с сине-зеленой водорослью анабеной, которая обладает способностью к фиксированию атмосферного азота.
  • Тропическое растение мирмекодия и муравьи: они живут в утолщенных стеблях, обеспечивая защиту от других насекомых, а сами при этом приобретают жилище.
  • Самый яркий случай, в прямом смысле слова – это актиния и рыба-клоун (на фото), которая очищает растение-хищника от остатков пищи, получая за это защиту и укрытие.
  • Ленивец и водоросли, которые растут в его шерсти, придавая ей зеленоватую окраску.
  • Симбиоз грибов и муравьев Атта или термитов.
  • Человек и бактерии, образующие кишечную флору.
  • Опыление растений одним видом птиц или насекомых наблюдается, например, у орхидей — это весьма распространенный симбиоз.

Примеры очень многочисленны, и многие отношения между разными элементами растительного и животного мира еще мало изучены.

Что такое антибиоз?

По существу, это процесс, противоположный симбиозу, при котором взаимодействуют две популяции и одна из них или обе оказывают подавляющее влияние на другую. То есть это антагонистический вид отношений. Антибиоз может существовать в трех формах: конкуренция, хищничество и паразитизм. Примером первого случая служит подавление роста микроорганизмов грибами, которые вырабатывают антибиотики. При хищничестве один вид использует другой в качестве еды, убивая его (лисы и зайцы, львы и антилопы-гну).

При паразитизме один вид пользуется вторым как источник питания и места обитания. Паразиты могут быть временными (комары, пиявки) или постоянными (аскарида, вши, бычий цепень).

Симбиоз, примеры которого встречаются практически на каждом шагу, в том числе и в жизни человека, в составе естественного отбора является важным компонентом эволюции в целом.

www.syl.ru

ТОП-10: Причудливый симбиоз среди животных

У многих животных, действительно, странные симбиотические отношения. Простыми словами симбиоз — это взаимовыгодные отношения, включающие физический контакт между двумя организмами, которые не принадлежат к одному и тому же виду.

Эти отношения можно поддерживать для того, чтобы обеспечить чистоту, защиту, транспортировку и даже поиск пищи. Однако иногда существует тонкая грань между полезными и вредными результатами симбиоза. А пока давайте рассмотрим взаимоотношения, которые являются взаимовыгодными для организмов как больших, так и малых.

10. Африканский скворец


Фото: Charlesjsharp

Проводя большую часть времени сидя на слонах, носорогах, зебрах и африканских буйволах, африканские скворцы едят клещей из шкуры своих хозяев-млекопитающих. Это обеспечивает скворцов всеми необходимыми им питательными веществами. Кроме того, хозяева довольны, что птицы удаляют клещей и паразитов из кожи.

Ученые считают, что эти отношения зародились давным-давно, поскольку клюв скворцов, кажется, создан специально для глубокого проникновения в толстую кожу хозяина в поисках пищи. Скворцы также издают сигнал тревоги, предупреждая тем самым других птиц и своего хозяина. Однако отношения между скворцами и их хозяевами не всегда взаимовыгодны.

Удаляя клещей из шкуры хозяина, скворцы также высасывают кровь из открытых ран на коже. Это еще один способ получить питательные вещества, что делает птиц более похожими на паразитов. Хотя это размывает симбиотические отношения между двумя организмами и несет риск проникновения инфекции для хозяев, слоны и зебры могут счесть это небольшой ценой, чтобы оплатить скворцам услуги по уборке.

Однако скворцы не всегда полезны. Иногда они могут пропускать клещей, если те не наполнены кровью (главным питательным веществом для птицы). В этих случаях скворцы позволят им продолжать питаться кожей хозяев, пока клещи не станут более привлекательными для скворцов.

9. Крабы и актинии

«Можно мне прокатиться, чувак?» Именно так обращаются в океане морские актинии к определенным видам крабов. Морские анемоны катаются автостопом на спинах крабов-отшельников, что позволяет им возвышаться над морским дном. Во время еды анемоны пользуются своими щупальцами, чтобы схватить остатки еды крабов отшельников.
Но что получает краб от этих отношений?

Морской анемон защищает краба-отшельника от голодных осьминогов. С колючими щупальцами морского анемона на спине краб становится менее привлекательным для хищников. Кроме того, крабы помогают отбиваться от морских существ, настроенных закусить морским анемоном.

Интересно, что эти отношения складываются не случайным образом. Крабы будут специально искать анемонов, чтобы поместить их себе на спину. На самом деле, когда рак-отшельник меняет раковины, он снимает клешнями анемона и заново цепляет его на спину.

Крабы-боксеры также участвуют в симбиозе с морскими анемонами, но их отношения особенно интересны. Краб-боксер держит анемона в своих клешнях, как боксерские перчатки. Крабы-боксеры могут использовать жгучие щупальца морских анемонов для защиты от хищников, а анемоны могут получить дополнительные кусочки пищи, которые они собирают вокруг дома краба.

Беспроигрышный вариант для двух этих организмов.

8. Бородавочники и мангусты


Фото: popsci.com

Возвращаясь к африканской саванне, ученые Уганды стали свидетелями странной дружбы между бородавочниками и мангустами. В Угандийском национальном парке королевы Елизаветы (Uganda’s Queen Elizabeth National Park) заметили, что бородавочники специально ложатся на землю, если встретят мангуста.

Бородавочники получают услугу чистки, в то время как острозубые мангусты выбирают с их шкуры насекомых и особенно клещей. Следовательно, мангуст получает еду, а бородавочник становится чистым. В некоторых случаях, если понадобится, сразу несколько мангустов будут грызть жесткую кожу бородавочника и даже залезут на свинью.

7. Рыба-чистильщик

Если вы рыба и еще не записаны к дантисту, вам крупно повезло. Просто посетите «станцию очистки» на вашем местном рифе, где рыбы-чистильщики, такие как губаны или бычки, только и ждут, чтобы вытащить нежелательных паразитов и другие кусочки из вашего рта и других частей тела.

После прибытия в зону рифа, которая является «станцией очистки», рыба, например, рыба-попугай, или даже акула, примет конкретную позу, которая говорит рыбе-чистильщику, что можно приблизиться. Тогда чистильщики начинают поглощать свой вкусный шведский стол, состоящий из паразитов, слизи и мертвых тканей их клиентов.

Если рыба-чистильщик становится слишком агрессивной и откусывает слишком много ткани или слизи, симбиотические отношения могут быть прекращены более крупной рыбой-клиентом. Наиболее известными рыбами-чистильщиками являются губаны, которые живут среди коралловых рифов Тихого и Индийского океанов. Эти рыбы часто носят на своем теле яркие синие полосы, что делает их очень заметными для более крупных рыб, которые нуждаются в чистке.

6. Крокодил и зуек


Фото: smallscience.hbcse.tifr.res.in

У африканских крокодилов уникальные отношения с зуйками. После трапезы крокодил выползает на берег реки, находит уютное местечко и сидит с широко открытой пастью. Это действие сигнализирует маленькой птице, что можно забраться в крокодилий рот и собрать крошечные кусочки пищи, которые остаются в зубах огромной рептилии.

Зуйки помогают в очистке ртов их огромных клиентов-крокодилов. Действия храброй птички помогают предотвратить заражение крокодила, которое может вызвать сырое мясо, и удалить насекомых, которые ползают по коже крокодила. Таким образом, крошечные птицы получают бесплатную еду, а крокодил получает бесплатный осмотр зубов и чистку. Неплохо!

Если во время перекуса во рту крокодила птица сталкивается или чувствует опасность, исходящую от другого животного, зуек издает предупреждающий сигнал, а затем улетает. Крик зуйка сигнализирует крокодилу, что необходимо броситься в воду и скрыться от любой потенциальной угрозы.

5. Койот и барсук


Фото: mnn.com

Когда койоты и барсуки работают в паре, они сочетают свои специфические охотничьи навыки, чтобы увеличить вероятность ловли добычи. Да, вы правильно поняли, койоты и барсуки вместе охотятся!

Как это происходит?

Более крупный койот преследует добычу по прериям или лугам. Барсук же прячется в нору добычи, такой как суслики или степная собака, чтобы схватить их, когда они возвращаются домой. Таким образом, койот получает добычу, если та пытается вырваться наружу, а барсук хватает добычу, когда та пытается спрятаться под землей.

Хотя только один из хищников в итоге уходит с добычей, многие исследования данных отношений показывают, что совместные усилия этих животных увеличивают шансы на получение пищи для них обоих. Барсуки и койоты питаются тем же самым, поэтому конкурируют друг с другом. Тем не менее, хитрых степных собак не всегда легко поймать, потому что они не уходят далеко от своих нор. Поэтому альянс барсук-койот помогает охотиться на них.

Некоторые койоты могут собираться в свободные сообщества, но большинство ведут одинокую жизнь, поскольку они редко охотятся стаями. Интересно, что барсук — еще более одинокое существо, что делает его партнерство с койотом еще более странным.

Исследования показали, что койоты, которые сотрудничают с барсуками, ловят на треть больше добычи, чем одинокие койоты. В следующий раз, когда вы отправитесь в поход, поищите этих двух ребят, болтающихся вместе.

4. Бычок и рак-щелкун


Фото: reed.edu

Похоже, что на морском дне лучшими приятелями являются бычок и рак-щелкун. Как соседи по комнате, эти два очень разных существа поддерживают чистые и ясные симбиотические отношения. Рачки, которые не возражают против проживания с бычками, выкапывают яму, в то время как рыба охраняет и защищает креветку и яму.

Обладая отличным зрением, бычок легко замечает хищников и предупреждает маленького рачка об опасности, чтобы он мог спрятаться. Следовательно, рыба и рачок становятся соседями по комнате, разделяя подводную мини-пещеру друг с другом.

Поскольку раки-щелкуны в основном слепы, они предупреждают бычка, когда собираются покинуть дом, чтобы найти еду. Затем, во время перемещения по воде креветки будут касаться рыбы своими антеннами, чтобы поддерживать контакт. Поскольку рак-щелкун обитает на морском дне с неглубоким покрытием, для него важно поддерживать симбиотические отношения с бычком.

Было отмечено, что бычки даже собирают водоросли и другие продукты питания для своих соседей по комнате – рачков. Бычок также может приносить водоросли ко входу норы, чтобы слепой рачок мог легко до них добраться. Если возникает опасность, то бычок щелкает хвостом в качестве предупреждения.

В обмен на эту защиту, рачки обеспечивают бычков домом. Бычок также использует безопасность норы, чтобы соблазнить своего партнера особым ритуалом, который занимает некоторое время. Удивительно, но более 100 видов бычков были замечены в симбиотических отношениях с креветками.

3. Реморы

Ремора – это рыба, которая может достигать 0,30-0,90 метров в длину. Как ни странно, их передние спинные плавники эволюционировали, чтобы выполнять роль присоски, расположенной на верхней части головы. Это позволяет реморам прикрепиться к нижней части проплывающих мимо скатов или акул.

Remora будет использовать своего хозяина в качестве транспорта и будет питаться остатками пищи, оставшимися от еды хозяина. Однако это не односторонние отношения, поскольку акула или скат получает от прилипшей реморы услугу очистки, ведь она удаляет паразитов и бактерий с кожи хозяина. Если бактерии останутся на коже акулы, это может вызвать раздражение или даже привести к инфекции. Поэтому, ремора играет важную роль для своего гораздо более крупного хозяина.

Также было замечено, что акулы защищают своих друзей-ремор, чтобы получить услуги по очистке. Большинство акул не возражает против ремор. Тем не менее, лимонные акулы и песчаные акулы могут быть агрессивными по отношению к ним и иногда их едят.

2. Колумбийский фиолетовый птицеед и пятнистая жужжащая лягушка


Фото: scienceblogs.com

Возможно, одни из самых странных симбиотических отношений существуют между пятнистой жужжащей лягушкой и Колумбийским фиолетовым птицеедом, оба из которых обитают в Южной Америке. Колумбийский птицеед может легко убить и съесть маленькую пятнистую лягушку, но он не хочет.

Вместо этого большой паук позволяет крошечной лягушке разделить с ним нору. Оба существа участвуют во взаимовыгодных отношениях, в которых паук предлагает лягушке защиту от хищников, а лягушка поедает муравьев, которые могут атаковать или есть яйца птицееда.

Было отмечено несколько случаев, когда пауки хватали лягушек, но исследовав их с помощью своего ротового аппарата, отпускали их целыми и невредимыми.

1. Люди и медоуказчики


Фото: npr.org

Наш последний пример симбиоза существует между африканской птицей, известной как большой медоуказчик, и людьми из местного племени в Танзании под названием Хадза. Откликнувшись на отчетливый человеческий зов, маленькая птичка приводит человека к меду.

Местные жители Хадза используют множество звуков, чтобы привлечь птиц, например, крики, свист и даже слова. Точно так же, как люди издают звуки, чтобы определить местоположение медоуказчика, птица изменяет свой звук, чтобы люди знали, когда она находится рядом с ульем. Как ни странно, большие медоуказчики не одомашнены и формально не обучены.

Так почему же птица из всех сил старается помочь людям?

Оказывается, медоуказчики, как и мы, любят красиво приготовленную еду. После обнаружения улья, люди племени поднимаются на дерево и забирают кусочки сотов. Хадза используют дым, чтобы выкурить пчел, поэтому они могут вырезать из улья соты.

После этого люди оставляют кусочки задымленных сот, чтобы птицы могли перекусить. Ученые считают, что отношения между представителями африканского племени и медоуказчиками насчитывают тысячи и, возможно, миллионы лет. Тем не менее, уникальные звуки, используемые аборигенами, скорее всего, развивались с течением времени и различаются по географическому принципу.

bugaga.ru

10 удивительных примеров симбиоза животных и растений

Развитие организмов в обособленных и изолированных условиях невозможно. Жизнь во всем ее многообразии возможна лишь благодаря адаптации и межвидовому взаимодействию. Даже сосуществование хищников и их добычи связано с эволюцией и ростом, ведь борьба за выживание вынуждает обе стороны меняться и становиться лучше. Некоторые виды растений и животных научились сосуществовать и приносить друг другу пользу очень любопытным образом, и в этой подборке вы познакомитесь с 10 удивительными и странными примерами подобного симбиоза.

10. Муравьи и деревья акации

Неудивительно, что акациевые муравьи (Pseudomyrmex ferruginea) живут в тесной связи с акацией. Однако необычно то, насколько сильно эти насекомые и растение зависят друг от друга. Уязвимость практически любого растения состоит в их неподвижности, ведь это значит, что они просто не могут сбежать от своих врагов. Чтобы защищаться от травоядных животных, акация выработала интересный защитный механизм – отрастила колючки и обзавелась горьким вкусом. Вдобавок акация практически поработила целый вид муравьев, которые активно защищают это дерево от голодных животных.

Акациевые муравьи любят эти деревья за огромные колючки, внутри которых можно устраивать гнезда. Иногда муравьи Pseudomyrmex ferruginea даже обустраивают свои дома поверх акациевых шипов. Чтобы привлечь насекомых на свои ветки акация производит сладкий нектар для взрослых насекомых и отращивает богатые белком стручки для личинок муравьев. Дерево акации становится настолько уютным домом для этих насекомых, что они со всей ревностью принимаются за его защиту. На акации иногда живет до 30 000 муравьев. Они будут жалить любое животное, которое попытается угоститься листвой акации, а еще разберутся с другими растениями, если те заслоняют собой свет, и непременно расквитаются с вредоносными грибковыми колониями.

Акация настолько сильно заинтересована в привязанности к ней этих заботливых муравьев, что вырабатывает очень необычный нектар, в состав которого входят энзимы, не позволяющие симбиотическому виду употреблять в будущем другие виды сахаров. Если муравей захочет переселиться на другое растение, он в итоге просто умрет с голода без привычного для него нектара.

9. Мирмекодия и муравьи
Не только акациевые деревья нуждаются в симбиотических отношениях с муравьями. Акациевые муравьи получили свое название от дерева, а вот мирмекодия наоборот переняла свое имя от живущих на ней муравьев.

Мирмекодиевое растение произрастает в Австралии, и, как и многие другие живые организмы с этого материка, оно отличается очень необычными качествами. Этот полукустарник относится к так называемым эпифитам, растениям, живущим на других растениях. Они попадают на них в виде семян, прорастают высоко над землей, что заодно является своего рода защитой от травоядных животных. Впрочем, у мирмекодии есть еще один способ самообороны – это специальные полости у утолщенного основания стебля, которые просто идеально подходят для муравьиных колоний. Уплотнения вырастают сами по себе, муравьи туда только подселяются, насекомые не создают их на биохимическом уровне или с помощью каких-то других средств. Растение заинтересовано в том, чтобы привлечь маленьких защитников, которые будут прогонять любое травоядное создание, посягающее на этот полукустарник и по совместительству муравьиный дом.

Этот симбиоз очень похож на взаимоотношения акации с муравьями вида Pseudomyrmex ferruginea, но мирмекодия получает выгоду от муравьев и несколько иным путем. Обычно растения получают азот (одно из самых главных питательных веществ) из почвы, но эпифитные полукустарники растут высоко над землей, так что на помощь им приходят их же жильцы. Мирмекодия обычно выращивает на себе два типа полостей – гладкие для муравьев и грубые для продуктов их жизнедеятельности. Растение научилось получать азот прямо из муравьиных отходов, и это очень удобно для обеих сторон процесса.

8. Плотоядные растения и экскременты летучих мышей

Плотоядные растения переваривают живые организмы, попадающие в их ловушки, и к такому типу питания эти растения приспособились ради выживания в условиях дефицита азота. Подобно тому, как мирмекодия привлекает муравьев для использования их насыщенных азотом продуктов жизнедеятельности, хищное растение обычно заманивает насекомых и мелких зверей, но уже не для того, чтобы приютить их, а чтобы попросту съесть. Впрочем, существует такой вид плотоядных растений, который отличается большей гостеприимностью.

Непентес Хемсли (Nepenthes hemsleyana) – это необычайно крупный кувшиночник, который научился сосуществовать с летучими мышами. Днем гладконосая летучая мышь вида Kerivoula Hardwickii забирается внутрь непентеса и отдыхает там до темноты. Вопреки всем ожиданиям хищное растение не переваривает этого гостя, а с радостью дает ему кров, чтобы потом переработать его фекалии. Во всем густом дождевом лесу летучие мыши выбирают именно этого кувшиночника не просто так, а потому что плотоядное растение научилось по-особенному привлекать рукокрылое животное. Задняя стенка цветка непентеса хемсли отличается блюдцеобразной формой, которая отражает сигналы летучей мыши, ищущей подходящее место для укрытия и отдыха. Таким образом, эхолокация приводит животного прямо к гигантскому цветку, и в выигрыше в итоге остаются обе стороны.

7. Млекопитающие, опыляющие цветы
При мыслях о животных, опыляющих цветы, вы наверняка вспоминаете про пчел и других мелких насекомых, которые жужжат и перелетают от соцветия к соцветию, распространяя пыльцу от одного растения к другому. Однако на нашей планете существует немало видов растений, которые рассчитывают в основном именно на помощь млекопитающих.

Чтобы привлечь зверя крупнее пчелы, этим растениям пришлось обзавестись цветами, отличающимися от тех, которые соблазняют обычных насекомых. Запах цветка, нуждающегося в опылителе-млекопитающем – это совсем не тот сладкий аромат, который ожидаешь почувствовать на цветущей поляне. Растение, которое привлекает пушистого зверя, чаще пахнет сыром или чем-то перебродившим. Головки таких цветков обычно обращены вниз, чтобы их пыльца попала на шерсть животного, пришедшего угоститься этим растением.

Растения, нуждающиеся в крупных животных для перекрестного опыления, привлекают не только травоядных зверьков. Например, кустарники семейства Протейные научились заманивать таких плотоядных созданий, как мангуст и виверра. Симбиоз с хищными животными для растений даже намного выгоднее, ведь плотоядные млекопитающие склонны к более дальним путешествиям по лесу, что позволяет распространять пыльцу растения намного дальше.

6. Аморфофаллус титанический (Amorphophallus titanum) и мухи
Конечно же, не всех насекомых можно привлечь вкусным нектаром, но в каждом случае растению приходится подкупать этих маленьких существ чем-то полезным. Так, аморфофаллус титанический научился привлекать мух и жуков-мертвоедов, и помогает ему в этом особенный аромат. Уникальный запах, который вырабатывает это тропическое растение, стал заодно и причиной его народного названия – трупный цветок. Аморфофаллус титанический – самый крупный цветок в мире, и до таких размеров ему просто необходимо вырастать из-за специфических условий, в которых он встречается. В густых джунглях Суматры этому растению жизненно важно производить ну очень сильный аромат, чтобы его запах явственно ощущался на фоне всех остальных ароматов леса и распространялся как можно дальше.

Огромный цветок обладает также и собственным еще более теплым микроклиматом, что возможно как раз благодаря его строению. По этой же причине запах гниения становится более сильным, и благодаря этому мухам легче его засечь и найти само растение. К счастью для тех путешественников и любителей индонезийских джунглей, кто не в восторге от трупных запахов, аморфофаллус титанический цветет примерно 1 раз в 6 недель.

5. Дуройя вида Duroia hirsuta и муравьи

Амазонские дождевые леса славятся своим биоразнообразием. Здесь произрастает огромное количество видов растений и живет очень много самых разных живых существ, так что эту часть света можно смело называть самой богатой экосистемой на планете. Невероятно, что здесь же встречаются и такие места, где растет исключительно один вид деревьев — Duroia hirsuta.

Местные жители амазонского региона даже верят, что эти монотипические леса когда-то создали демоны, и поэтому их часто называют садами дьявола. Хотя причина такого удивительного однообразия посреди амазонских просторов более простая — дуройя этого вида производит химикат, который подавляет рост других растений. Впрочем, их доминирование над определенным участками джунглей объясняется не только этим свойством.

По сути, демонами, которые выращивают эти однотипные леса, являются существа вполне реальные, и это обычные муравьи. Как вы уже поняли по 2 предыдущим примерам, муравьи готовы практически на все ради защиты своих домов. Лимонные муравьи (Myrmelachista schumanni), которые живут на дуройе, не просто нападают на других животных, они еще и уничтожают другие растения. Представители вида Myrmelachista schumanni методично обыскивают почву леса, чтобы не пропустить ростки или семена других растений, и поражают их муравьиной кислотой. Таким способом эти насекомые убивают все растения, которые в перспективе могут потеснить дуройю и закрыть от нее источник света.

Взамен дуройя обеспечивает этих лимонных муравьев просторным жилищем. Муравьиная колония в садах дьявола достигает численности в несколько тысяч маток, и здесь живут целые миллионы муравьев.

4. Фиговое дерево и осы

Если вы когда-нибудь видели смоковницу или любите инжир, вы наверняка знаете, что это растение очень любят осы, тела которых нередко можно найти в плодах фигового дерева. Взаимоотношения этих насекомых со смоковницей начались, как минимум, 60 миллионов лет тому назад, так что это не осы мешают нам лакомиться этим вкусным фруктом, а скорее мы – наглые захватчики.

Кстати, фига – не совсем фрукт, это скорее полая округлая структура, состоящая из множества цветков. По мере роста и развития инжира, он производит запах, который привлекает беременных самок ос надсемейства Хальциды. Чтобы забраться внутрь округлого образования, насекомое должно буквально забуриться туда. Это очень непросто, и в процессе оса даже рвет свои крылышки и усики.

Как только оса забирается внутрь инжира, она откладывает там свои яйца и заодно заносит туда пыльцу с других фиговых деревьев. Выполнив свою миссию, самка погибает. Если смоковницу так и не опылили, растение зимует и умирает, а вместе с ним погибает и вся кладка осы. Таким жестоким образом эволюция заботится о том, чтобы осы старались опылять фигу, от которой зависит и жизнь личинок насекомого.

Если опыление все же произошло, фига со временем трескается, а из осиных яиц вылупляется новое поколение насекомых, которые первое время питаются мякотью инжира. Внутри инжира растут и самцы, и самки. Самцы собирают пыльцу для самочек и роют выход из фиги. Затем осы спариваются. Самцы обычно успевают принести в свое гнездо пыльцу других растений до того, как самка вылетает на свободу в поисках нового фигового дерева, где она отложит свои яйца. Благодаря этому циклу растения и насекомые продолжают процветать и выживать.

3. Мегатерии и авокадо
Современные ученые знают очень много интересного о вымерших видах животных и исчезнувших растениях. Как вы уже заметили, некоторые виды растений и животных настолько сильно зависят друг от друга, что исчезновение одного из симбионтов нередко означает смерть и его партнера. В случае мегатериев, обитавших когда-то в Южной Америке, у нас были все шансы так никогда и не познать вкуса авокадо.

Чтобы семена растений попадали в нужное место, они должны иметь подходящий размер для их животного-распространителя. У авокадо очень крупные семена, так что этому растению был необходим партнер соответствующих размеров. Гигантские ленивцы вида Megatherium вырастали до 6 метров в длину и весили под 4 тонны. Они были очень крупными и прожорливыми зверьми, так что им не составляло труда помочь распространению семян авокадо.

С появлением людей в местных краях исчезло много видов крупных млекопитающих, включая и мегатериев. Без этих гигантских ленивцев персея американская (растение авокадо) чуть было не исчезла с лица Земли, ведь другие животные не справлялись с задачей распространения ее семян. К счастью, люди быстро оценили вкус и питательные свойства этого растения и начали его культивировать, практически взяв на себя роль мегатериев.

2. Бескишечные турбеллярии вида Symsagittifera roscoffensis и водоросли

Нет ничего необычного в том, что мелкие животные иногда живут в растениях. Однако черви вида Symsagittifera roscoffensis – пример удивительных организмов, в которых селятся растения, или зеленые водоросли, если быть точнее. Эти бескишечные турбеллярии никогда не едят, а энергию и питательные вещества они получают от живущих в них водорослей.

Как вы уже поняли из названия, у этих червей нет кишок. Водоросли они поглощают в начале своей жизни, но так никогда их и не переваривают. Вместо этого крошечные растения просто селятся в очень уютном и безопасном для них жилище внутри червя и спокойно себе плавают по океану. Взамен за приют водоросли обеспечивают турбеллярий энергией.

Черви живут в прибрежных водах и на песчаных пляжах. Когда приходит время отлива, черви выбираются на поверхность, и живущие в них водоросли получают возможность позагорать и накопить энергию солнца. Когда начинается прилив, черви прячутся в песок, и приходит черед водорослей заботиться о своих хозяевах.


1. Растения, взывающие к хищникам
Вы уже узнали про растения, которые обеспечивают насекомых укрытием, чтобы те защищали их от травоядных животных и других растений, но подобный симбиоз – лишь один из вариантов взаимовыгодного сосуществования. Некоторые растения ждут практически до самого момента нападения врага, чтобы тогда уже и позвать на помощь другого животного.

Например, когда табаку уже нанесла урон какая-нибудь прожорливая гусеница, растение испускает летучий химикат, который быстро распространяется по воздуху на значительные расстояния. Сама гусеница даже и не почувствует запах органического вещества, но этот беззвучный крик очень даже ощутим для хищных насекомых, которые питаются как раз вредоносными гусеницами. В выигрыше и само растение, и хищное насекомое, а вот гусеница – не особо…

Наверное, самая коварная реакция на угрозу и ущерб характерна именно для кукурузы. Когда на кукурузное поле нападает полчище гусениц, эти растения посылают сигнал, привлекающий паразитических ос. Осы нападают на гусениц, откладывают в них свои яйца и ждут, когда их жертв изнутри и заживо сожрут маленькие осиные личинки.

zelv.ru

Симбиоз между живыми организмами в природе: виды, примеры и характеристика

Если у вашей кошки или собаки когда-либо были блохи, вы стали свидетелями симбиоза в действии. В этой статье вы узнаете о многих типах симбиоза в биологии и о том, как эти взаимоотношения между организмами могут оказывать положительное, отрицательное или нейтральное влияние на отдельные виды.

Что такое симбиоз в биологии?

Одним из примеров мутуализма является взаимосвязь между деревьями акации бычерогой и муравьями

Слово симбиоз буквально означает «жить вместе», но когда мы используем слово симбиоз в биологии, мы действительно говорим о тесном, долгосрочном взаимодействии между двумя разными видами.

Существует много различных типов симбиотических отношений, которые встречаются в природе. Во многих случаях от взаимодействия выигрывают оба вида. Этот тип симбиоза называется мутуализмом. Одним из примеров мутуализма является взаимосвязь между деревьями акации бычерогой (Vachellia cornigera) и некоторыми видами муравьев. Каждое дерево акации бычерогой является домом для колонии жалящих муравьев.

В соответствии со своим названием, эти деревья имеют очень большие шипы, похожие на бычьи рога. Муравьи выдалбливают шипы и используют их в качестве укрытия. В дополнение к предоставлению убежища, акация также обеспечивает муравьев двумя источниками пищи. Одним из источников пищи является очень сладкий нектар, который сочится из дерева. Второй источник пищи — структуры на кончиках листьев, называемые тельцами Белта. Нектар и Бельтовы тельца обеспечивают муравье всем необходимым продовольствием.

Муравьи получают еду и кров, но что получает дерево? Довольно много! Муравьи очень территориальные и агрессивные насекомые. Они будут атаковать все и вся, что касается дерева — от кузнечиков и гусениц до оленей и людей. Они даже взбираются на соседние деревья, которые касаются их дерева и уничтожают всю ветвь, а также очищают растительность по периметру вокруг ствола акации.

Муравьи защищают дерево от растительноядных животных и удаляют конкурирующую растительность, поэтому акация получает большое преимущество от отношений с ними. В этом случае акация считается хозяином, потому что она является самым крупным организмом в симбиотических отношениях.

Микроорганизмы и Мутуализм

Отношения между акулой и рыбой-чистильщиком являются примером мутулаизма

Поразительное количество мутуалистических отношений возникает между многоклеточными организмами и микроорганизмами. Термиты могут есть только древесину, потому что в их кишечнике есть мутуалистические простейшие и бактерии, которые помогают им переваривать целлюлозу.

В нашем собственном организме существуют сотни различных видов бактерий, которые живут в толстом кишечнике. Большинство из них мало изучены, но мы знаем много о кишечной палочке ( E. col ), которая является одной из нормальных бактерий, встречающихся в толстых кишечниках всех людей.

Люди обеспечивают E. coli едой и местом для жизни. В свою очередь, кишечная палочка производят витамин К, и затрудняет проникновение патогенных бактерий в наш кишечник. Пока доскональна неизвестно, участвуют ли другие бактерии нашего пищеварительного тракта в абсорбции или производстве витаминов, но все они препятствуют развитию патогенов внутри нас.

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.

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.

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.

Аменсализм также может возникнуть, если один из видов использует химические веществ, чтобы подавить рост или убить другие виды. Очень известный пример этого типа аменсализм привел к открытию антибиотиков, известных как пенициллин. Александр Флеминг наблюдал аменсализм, происходящий на пластине золотистого стафилококка, окружающего загрязняющее пятно пенициллиновой плесени. Он первым узнал, что плесень выделяет вещество, которое убивает окружающие его бактерии. Другие ученые позже разработали способы массового производства химического вещества, убивающего бактерии, известного нам как пенициллин.

Подведение итогов

Давайте посмотрим. В биологии, симбиоз относится к близкому, долгосрочному взаимодействию между двумя различными видами. Но существует много различных типов симбиотических отношений:

  • Мутуализм — это тип симбиоза, при котором оба вида получают выгоду от взаимодействия. Примером мутуализма является связь между деревьями акации бычерогой и некоторыми видами муравьев. Акация дает муравьям пищу и кров, а муравьи защищают дерево.
  • Паразитизм — это ассоциация между двумя различными видами, при которой паразит живет за счет хозяина, нанося ему вред, но обычно не убивая. Блохи, клещи, вши, пиявки и любые бактерии или вирусы, вызывающие заболевания, считаются паразитическими.
  • Комменсализм представляет собой ассоциацию между двумя различными видами, когда один вид получает выгоду, а другой существенно не затрагивается. Вероятно, лучшим примером комменсализма является связь между египетскими цаплями и крупными травоядными животными, которая была описана выше.
  • И, наконец, аменсализм — это ассоциация между двумя организмами разных видов, где один вид ингибируется или убивается, а другой не затрагивается. Это может происходить либо в результате прямой конкуренции за ресурсы, либо когда один вид использует химическое вещество для уничтожения или торможения роста других видов рядом с ним. Классический пример аменсализма — это способность пенициллиновой плесени выделять пенициллин, который убивает определенные виды бактерий.
Понравилась статья? Поделись с друзьями:

natworld.info

Метаболическая интеграция организмов в системах симбиоза • Н. А. Проворов, Е. А. Долгих • Журнал общей биологии • Выпуск 6 • Том 67, 2006 г.

Симбиотические системы, или «сверхорганизмы», занимают в иерархии биосистем промежуточное положение между организмами и экосистемами. Важнейшую роль в функционировании симбиотических систем играет биохимическая интергация – тонкое разделение отдельных этапов обмена веществ между компонентами комплекса. Прогрессивное развитие симбиоза может приводить к интергации даже на уровне геномов, к возникновению общих систем генетической регуляции.

Давно прошли те времена, когда симбиоз – длительное сожительство неродственных организмов, полезное хотя бы одному из них – считался редким явлением. Когда в 70-е годы XIX века было обнаружено, что лишайники представляют собой симбиотические комплексы из грибов и водорослей, это вызвало немалое удивление. Со временем ученый мир устал удивляться подобным вещам. Стало ясно, что симбиоз – не просто очень широко распространенное явление. Это магистральный путь эволюции, без которого прогрессивное развитие жизни на Земле было бы крайне затруднено, если вообще возможно.

В принципе этого следовало ожидать. Для того чтобы выжить и оставить потомство, каждое живое существо должно справиться с множеством разнообразных проблем. Нужно каким-то образом получать из окружающей среды необходимые вещества, а недостающие самостоятельно синтезировать из подручного материала; нужно добывать энергию, необходимую для энергоемких химических и физических процессов; нужно во-время избавляться от отходов жизнедеятельности; находить подходящих партнеров для обмена наследственным материалом; заботиться о потомстве; защищаться от хищников и так далее – и все это в переменчивой, далеко не всегда благоприятной внешней среде. Требования, предъявляемые жизнью к каждому отдельному организму, не только многочисленны и разнообразны – очень часто они еще и противоречивы. Невозможно оптимизировать сложную систему сразу по всем параметрам: чтобы добиться совершенства в чем-то одном, приходится жертвовать другим. Поэтому эволюция – это вечный поиск компромисса, и отсюда следует неизбежная ограниченность возможностей любого отдельно взятого живого существа. Самый простой и эффективный путь преодоления этой ограниченности – симбиоз, то есть кооперация «специалистов разного профиля».

На симбиозе были основаны многие важнейшие ароморфозы (прогрессивные преобразования), из которых упомянем самый значительный – формирование эукариотической (ядерной) клетки, той основы, из которой в дальнейшем развились все высшие формы жизни (животные, растения, грибы). Эукариотическая клетка сформировалась в результате симбиоза нескольких прокариотических (безъядерных) организмов – бактерий и архей. На симбиозе основаны важнейшие функциональные блоки современной биосферы. Так, возможности высших растений – основных производителей органики и кислорода – были бы весьма ограничены без симбиоза с бактериями, способными переводить атмосферный азот в доступную для растений форму, и с некоторыми грибами (микориза), без кооперации с насекомыми-опылителями и позвоночными – распространителями семян. Растительноядные животные – основные потребители производимой растениями органики – не могут эффективно переваривать растительную пищу без помощи разнообразных симбиотических бактерий и одноклеточных эукариот. Самые яркие и богатые жизнью морские экосистемы коралловых рифов невозможны без симбиоза коралловых полипов с одноклеточными водорослями – зооксантеллами. Сообщества различных экзотических, архаичных и экстремальных местообитаний (таких как наземные и подводные горячие источники, выходы метана и сероводорода, соленые лагуны, подземные воды и др.) тоже сплошь и рядом представляют собой сложные симбиотические комплексы микроорганизмов, в которых порой принимают участие и высшие органгизмы.

Большинство живых существ, населяющих планету, в действительности являются «сверхорганизмами» — сложными симбиотическими комплексами. Несмотря на общеизвестность этих фактов, в биологии по-прежнему господствует старый «организмоцентрический» подход. Поэтому новые обзоры и обобщения, связанные с организацией, функционированием, разнообразием и экологической ролью симбиотических систем, не теряют своей актуальности.

Обзорная статья Н.А.Проворова и Е.А.Долгих посвящена одной из важных и обширных групп симбиотических систем, а именно симбиозам, основанным на биохимической кооперации. В таких системах общий метаболизм (обмен веществ) симбиотического комплекса, в первую очередь обмен углерода и азота (C- и N-метаболизм), оказывается тем или иным способом поделен между симбионтами к их общей выгоде. Авторы указывают, что «обобществление путей обмена позволяет партнерам эффективно использовать все доступные источники C и N, что определяет широкое распространение и экологическую значимость этих симбиозов». Рассматриваются три большие группы «биохимических» симбиозов: 1) азотфиксирующие симбиозы, 2) симбиозы гетеротрофов и автотрофов (т.е. потребителей органики с ее производителями) и 3) симбиозы животных с микробами, помогающими усваивать растительную пищу.

1. Азотфиксирующие симбиозы – это кооперация растений с микроорганизмами, способными переводить азот из атмосферы или захороненной в почве органики в доступную для растений форму (аммоний, NH4+). Основная часть биосферного азота содержится в атмосфере в химически инертной молекулярной форме (N2). Восстановление (фиксация) этого азота требует огромного количества энергии. На это способны лишь некоторые бактерии и археи, у которых есть специальные ферменты – нитрогеназы. Дополнительная сложность состоит в том, что нитрогеназы работают только в анаэробных (бескислородных) условиях. Все высшие (эукариотические) организмы, в том числе растения – по определению аэробны, и в этом, возможно, главная причина того, что у высших организмов способность к фиксации азота не встречается. Много азота содержится также в почве в составе органических веществ, но и этот азот для растений недоступен, поскольку у них нет пищеварительных ферментов, необходимых для деструкции этой органики.

Азотфиксирующие симбиозы образуют представители всех типов наземных растений с альфапротеобактериями (ризобиями), цианобактериями и актинобактериями. Наиболее изучен симбиоз бобовых с клубеньковыми бактериями – ризобиями. Ризобии, живущие в специализированных органах (клубеньках), снабжают растение аммонием, взамен получая весь комплекс элементов питания, в первую очередь – углеводы, образуемые в ходе фотосинтеза. Между растительным и бактериальным компонентами симбиотического комплекса сложилась эффективная и гибкая система взаимной координации и регуляции. Например, специальные ферменты растений, работающие только в клубеньках, «заботятся» о том, чтобы концентрация кислорода в центральной части клубенька, где живут ризобии, была как можно ниже (и она там действительно ниже, чем в атмосфере, на 5-6 порядков). Биохимическая и генетическая интеграция симбиотического комплекса доходит даже до того, что активность некоторых растительных генов регулируется бактериальными белками-регуляторами!

Важную экологическую роль играет также симбиоз различных растений с азотфиксирующими цианобактериями. В отличие от ризобий, цианобактерии сами способны к фотосинтезу, что несколько упрощает задачу снабжения азотфиксирующих симбионтов необходимой энергией. Симбиотический комплекс водного папоротника Azolla и цианобактерии Anabaena имеет большое сельскохозяйственное значение: заселение рисовых плантаций этим папоротником резко повышает урожайность риса. Не случайно в некоторых районах Юго-Восточной Азии азоллу обожествляют.

Авторы указывают, что эффективность азотфиксации подобных сибмиотических комплексов невысока по сравнению со свободноживущими цианобактериями, и в принципе может быть повышена искусственными методами. Теоретически возможно «научить» фиксировать атмосферный азот даже сами растительные клетки, точнее их органеллы – пластиды, служащие для фотосинтеза и ведущие свое происхождение от симбиотических цианобактерий. Наверное, можно генно-инженерными методами создать пластиды с генами нитрогеназ, которые могли бы работать в темновых условиях (например, в корнях). Конечно, будет очень сложно добиться достаточно низкой концентрации кислорода в растительных клетках, но перспектива выглядит весьма заманчивой, ведь недостаток доступного азота – главный лимитирующий фактор, ограничивающий рост растений. Сняв это ограничение, теоретически можно добиться колоссального увеличения урожайности.

2. Симбиозы автотрофов с гетеротрофами – это кооперация организмов, синтезирующих органику из углекислого газа, с потребителями готовой органики. В роли первых выступают фотосинтезирующие организмы (растения, одноклеточные эукариоты, цианобактерии) или бактерии-хемосинтетики, использующие для фиксации CO2 энергию окисления неорганических веществ (например, сероводорода или метана). В роли вторых выступают животные или грибы. Широко распространены симбиозы с участием грибов – микоризы и лишайники. В случае микоризы грибной компонент получает от растения-хозяина углеводы (глюкозу, фруктозу), а сам берет на себя функцию корневых волосков (которые на микоризных корнях часто не развиваются) и вдобавок снабжает хозяина соединениями азота (аммонием и аминокислотами), которые гриб добывает, разлагая почвенную органику. Лишайники иногда называют «микоризой наоборот», поскольку в этих симбиотических комплексах гриб выступает в роли «хозяина», а фотоситезирующие организмы (одноклеточные водоросли или цианобактерии) – в роли «симбионта». Однако система биохимической интергации у лишайников и микориз во многом сходна. Наибольшего совершенства эта система достигает у трехкомпонентных лишайников, в состав которых входят, помимо гриба-хозяина, специализирующиеся на фотосинтезе зеленые водоросли и специализирующиеся на азотфиксации цианобактерии.

Симбиоз с автотрофами открывает большие возможности для многих водных животных, особенно малоподвижных (кишечнополостных, губок, асцидий, некоторых червей и моллюсков). Такие симбиотические комплексы представляют собой «сверхорганизмы», сочетающие признаки растений и животных (яркий пример – коралловые полипы). Автотрофы не только снабжают хозяина органикой, полученной в результате фото- или хемосинтеза, но и в ряде случаев помогают ему избавляться от конечных продуктов азотного обмена (например, мочевой кислоты или мочевины), которые служат для симбионтов ценным источником азота.

3. Симбиозы животных с микробами, помогающими усваивать растительную пищу. Потребление органики, производимой растениями в ходе фотосинтеза – главная «экологическая роль» животных в биосфере, однако, как это ни парадоксально, сами по себе животные практически не способны справляться с этой задачей. Подавляющее большинство растительноядных животных попросту лишены ферментов для расщепления растительных полимеров (главным из которых является целлюлоза). Поэтому практически все животные-фитофаги – это на самом деле симбиотические комплексы из животного-хозяина и разнообразных бактерий, грибов или простейших (причем в последнем случае симбиотические простейшие зачастую сами имеют бактериальных симбионтов). По мнению авторов, растительноядность изначально была симбиотическим феноменом. Роль симбионтов не сводится к расщеплению растительных полимеров: они могут также утилизировать азотные шлаки хозяина, и синтезировать многие вещества, необходимые хозяину, но отсутствующие в растительной пище. Микробное сообщество, обитающее в пищеварительном тракте термитов, обладает даже способностью к азотфиксации, что позволяет этим насекомым питаться такими несъедобными вещами, как химически чистая целлюлоза. Некоторые биохимические процессы в таких симбиотических системах оказываются весьма причудливым образом распределены между хозяином и симбионтом. Например, комплекс «тли – бактерия Buchnera» синтезирует важнейшее вещество кофермент А совместными усилиями: сначала бактерия синтезирует из пирувата пантотенат (чего не может насекомое), а затем тля синтезирует из пантотената кофермент А (чего не может бактерия). Конечным продуктом пользуются они вместе.

Авторы отмечают ряд общих закономерностей в развитии симбиотических систем, основанных на «биохимической кооперации». Совместное существование позволяет каждому из компонентов симбиотического комплекса отказаться от тех биохимических функций, которые лучше удаются патрнеру, и сосредоточиться на том, что лучше получается у него самого. Например, клубеньковые бактерии занимаются почти исключительно фиксацией азота, переложив заботу обо всем остальном на растение-хозяина. Один из партнеров обычно специализируется на поставке в систему азота, а другой – углерода. Авторы указывают также на зыбкость и относительность грани между мутуалистическими (взаимовыгодными) и антагонистическими симбиозами: сформулировать четкие биохимические критерии для их разграничения в настоящее время не представляется возможным. Например, многие растительно-грибные симбиозы в ходе эволюции могли долго «балансировать» на грани мутуализма и антагонизма, причем преобладающие потоки питательных веществ могли неоднократно менять свое направление. Непосредственный переход паразитизма в мутуализм – сранительно редкое явление (пример – «защитные симбиозы» растений со спорыньевыми грибами, в которых исходно паразитический гриб стал защищать растение от растительноядных животных путем синтеза токсичных веществ). В большинстве случаев симбиотические системы развиваются из фрагментов экосистем. В частности, симбиозы, основанные на биохимической кооперации, в большинстве случаев развиваются из «синтрофических консорций», то есть кооперативных объединений свободноживущих организмов, соместно утилизирующих какой-то ресурс, или из фрагментов «трофической пирамиды» (симбиозы производителей органики с ее потребителями). Особый и весьма удивительный случай связи между трофической цепью и биохимическим симбиозом представляет морской моллюск Elysia viridis, питающийся водорослью Codium fragile. Этот моллюск ухитряется переселять хлоропласты съеденных водорослей в свои собственные клетки и долгое время сохранять их там живыми, приобретая таким образом способность к фотосинтезу. Настоящий гибрид животного и растения! Главным отличием симбиотической системы от биоценоза является существование у первых общих биохимических путей, а не только механического переноса питательных веществ между организмами. Это сокращает потери и позволяет добиться максимальной эффективности использования ресурсов.

О некоторых последних открытиях в области изучения симбиотических систем:

1. Кишечная микрофлора превращает человека в «сверхорганизм» (Элементы, 9.06.06).
2. Бактерии-симбионты заменили морскому червю органы пищеварения и выделения (Элементы, 19.09.06).
3. Клопы кормят свое потомство полезными бактериями (Элементы, 13.10.06).
4. Чтобы жить, глубоководные черви заражаются полезными бактериями (Элементы, 23.05.06).
5. Муравьи-листорезы приручили бактерий для борьбы с вредителем (Элементы, 25.01.06).
6. Прочтен самый маленький геном (Элементы, 16.10.06).
7. Ожирение может быть заразным (Элементы, 25.12.06).
8. В подводном грязевом вулкане обнаружены неизвестные микробы (Элементы, 20.10.06).
9. Первым одомашненным растением был инжир (Элементы, 5.06.06).
10. Популярная англоязычная страничка, посвященная симбиозу.

elementy.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о