Mutualizm: relacje symbiotyczne

Mutualizm opisuje rodzaj wzajemnie korzystnych relacji między organizmami różnych gatunków. Jest to symbiotyczny związek, w którym dwa różne gatunki wchodzą w interakcje, aw niektórych przypadkach całkowicie polegają na sobie, aby przetrwać. Inne rodzaje związków symbiotycznych obejmują pasożytnictwo (gdzie jeden gatunek czerpie korzyści, a drugi jest poszkodowany) oraz komensalizm (gdzie jeden gatunek czerpie korzyści, nie szkodząc ani nie pomagając drugiemu).

Organizmy żyją w relacjach wzajemnych z wielu ważnych powodów, w tym potrzeby schronienia, ochrony i odżywiania, a także w celach reprodukcyjnych.

Rodzaje wzajemności

Te błazenki ocellaris chowają się w anemonie. Błazenki i ukwiały żyją razem w symbiotycznej relacji wzajemnej. Chronią się nawzajem przed drapieżnikami. Zdjęcie: Mikael Kvist/Moment/Getty Images

Relacje mutualistyczne można podzielić na obligatoryjne lub fakultatywne. W obowiązkowym mutualizmie przetrwanie jednego lub obu zaangażowanych organizmów zależy od relacji. W mutualizmie fakultatywnym oba organizmy czerpią korzyści, ale nie są zależne od ich związku, jeśli chodzi o przetrwanie.

Wiele przykładów mutualizmu można zaobserwować między różnymi organizmami (bakterie, grzyby, glony, rośliny i zwierzęta) w różnych biomy . Pomiędzy organizmami występują wspólne związki wzajemne, w których jeden organizm otrzymuje pożywienie, podczas gdy drugi otrzymuje pewien rodzaj usługi. Inne wzajemne relacje są wieloaspektowe i obejmują kombinację kilku korzyści dla obu gatunków. Jeszcze inne dotyczą jednego gatunku żyjącego w innym gatunku. Oto kilka przykładów relacji wzajemnych.

Zapylacze roślin i rośliny

Ta pszczoła ma pyłek przyczepiony do ciała, gdy stara się uzyskać nektar z kwiatu. Tobias Raddau/EyeEm/Getty Images

Owady i zwierzęta odgrywają istotną rolę w zapylaniu roślin kwiatowych. Podczas gdy roślino-zapylacz otrzymuje nektar lub owoc z rośliny, jednocześnie zbiera i przenosi pyłek.

Rośliny kwitnące polegają w dużej mierze na owadach i innych zwierzętach do zapylania. Pszczoły i inne owady są wabione do roślin słodkimi aromatami wydzielanymi z ich kwiatów. Kiedy owady zbierają nektar, pokrywają się pyłkiem. Gdy owady przemieszczają się od rośliny do rośliny, przenoszą pyłek z jednej rośliny na drugą. Inne zwierzęta również uczestniczą w symbiotycznej relacji z roślinami. Ptaki i ssaki jedz owoce i rozprowadzaj nasiona w inne miejsca, w których mogą kiełkować.

Mrówki i mszyce

Mrówka argentyńska hoduje mszyce na młodym liściu. Mrówki żywią się spadzią, a mszyce są chronione przed mrówkami. George D. Lepp/Corbis Documentary/Getty Images

Niektóre gatunki mrówek hodują mszyce, aby mieć stały dopływ spadzi, którą produkują mszyce. W zamian mszyce są chronione przez mrówki przed innymi owadami drapieżnymi.

Niektóre gatunki mrówek hodują mszyce i inne owady żywiące się sokiem. Mrówki zaganiają mszyce wzdłuż rośliny, chroniąc je przed potencjalnymi drapieżnikami i przenosząc je w najlepsze miejsca do pozyskiwania soku. Następnie mrówki stymulują mszyce do wytwarzania kropelek spadzi, głaszcząc je czułkami. W tym symbiotycznym związku mrówki mają zapewnione stałe źródło pożywienia, podczas gdy mszyce otrzymują ochronę i schronienie.

Bąkojady i zwierzęta pasące się

Bąkojad czerwonodzioby (Buphagus erythrorhynchus) żywi się pasożytami z ucha impali (Aepyceros melampus) w rezerwacie Moremi Game, Park Narodowy Chobe. Ben Cranke/The Image Bank/Getty Images

Oxpeckers to ptaki, które jedząkleszcze, muchy i inne owady pochodzące od bydła i innych ssaków wypasanych. Bąkojad otrzymuje pożywienie, a zwierzę, które oporządza, zostaje zwalczone przez szkodniki.

Bąkojady to ptaki powszechnie spotykane w Afryce subsaharyjskiej sawanna . Często można je zobaczyć siedzących na bawołach, żyrafach, impalach i innych dużych ssakach. Żywią się owadami powszechnie występującymi na tych pasących się zwierzętach. Usuwanie kleszczy, pcheł, wszy i innych robaków jest cenną usługą, ponieważ owady te mogą powodować infekcje i choroby. Oprócz usuwania pasożytów i szkodników, bągowce będą również ostrzegać stado o obecności drapieżników, wydając głośny sygnał ostrzegawczy. Ten mechanizm obronny zapewnia ochronę bagoniarzom i pasącym się zwierzętom.

Błazenki i ukwiały

Ten błazenek szuka ochrony w mackach ukwiału morskiego. Oba te organizmy chronią się przed potencjalnymi drapieżnikami. tunart/E+/Getty Images

Błazenki żyją w ochronnych mackach ukwiałów. W zamian anemon otrzymuje oczyszczenie i ochronę.

Błazenki i ukwiały mają wzajemną relację, w której każda ze stron zapewnia sobie cenne usługi. Ukwiały są przytwierdzone do skał w ich siedliska wodne i łap zdobycz, ogłuszając ją trującymi mackami. Błazenki są odporne na truciznę zawilca i faktycznie żyją w jego mackach. Błazenki czyszczą macki ukwiałów, dzięki czemu są wolne od pasożytów. Działają również jako przynęta, wabiąc ryby i inne zdobycze w zasięgu uderzenia ukwiału. Ukwiał morski zapewnia ochronę błazenkom, ponieważ potencjalne drapieżniki trzymają się z dala od ich kłujących macek.

Rekiny i ryby Remora

Ten rekin cytrynowy ma rybę remora przyczepioną do jego ciała. Obaj mają wzajemny symbiotyczny związek. Kot Gennaro/Moment/Getty Images

Remora to małe ryby, które mogą przyczepiać się do rekinów i innych dużych zwierząt morskich. Remora otrzymuje jedzenie, podczas gdy rekin otrzymuje pielęgnację.

Mierzące od 1 do 3 stóp długości ryby remora używają wyspecjalizowanych przednich płetw grzbietowych, aby przyczepić się do przechodzących zwierząt morskich, takich jak rekiny i wieloryby. Remora zapewniają rekinom pożyteczne usługi, ponieważ utrzymują jego skórę w czystości od pasożytów. Rekiny pozwalają nawet tym rybom wejść do pyska, aby usunąć zanieczyszczenia z zębów. Remora spożywa również niechciane resztki pozostałe po posiłku rekina, co pomaga w utrzymaniu czystości w bezpośrednim otoczeniu rekina. Zmniejsza to narażenie rekina na bakterie i inne chorobotwórcze zarazki. W zamian ryby remora otrzymują darmowe posiłki i ochronę przed rekinem. Ponieważ rekiny zapewniają również transport remora, ryby są w stanie oszczędzać energię jako dodatkową korzyść.

Porosty

Porost to symbiotyczne połączenie glonu i grzyba – mutualizm. Gatunek ten jest bardzo pospolity i rośnie na korze wszelkiego rodzaju drzew w półcieniu lub słońcu. Porosty są wrażliwe na zanieczyszczenia atmosferyczne. Ed Reschke /Oxford Scientific/Getty Images

Porosty powstają w wyniku symbiotycznego związku grzybów i alg lub grzybów i sinic. Grzyb otrzymuje składniki odżywcze uzyskane z fotosyntetycznych alg lub bakterii, podczas gdy glony lub bakterie otrzymują od grzyba pokarm, ochronę i stabilność.

Porosty to złożone organizmy, które powstają w wyniku symbiotycznego związku między grzybami i glony lub między grzybami a sinicami. Grzyb jest głównym partnerem w tym mutualistycznym związku, który pozwala porostom przetrwać w wielu różnych biomach. Porosty można znaleźć w ekstremalnych środowiskach, takich jak pustynie lub tundra, i rosną na skałach, drzewach i odsłoniętej glebie. Grzyb zapewnia bezpieczne środowisko ochronne w tkance porostów dla wzrostu glonów i/lub sinic. Partner w postaci glonów lub sinic jest zdolny do fotosyntezy i dostarcza grzybowi składników odżywczych.

Bakterie i rośliny strączkowe wiążące azot

Symbiotyczne guzki korzeni na lucernie zawierające bakterie Rhizobium wiążące azot. Inga Spence / Photolibrary / Getty Images

Bakterie wiążące azot żyją we włośnikach roślin strączkowych, gdzie przekształcają azot w amoniak. Roślina wykorzystuje amoniak do wzrostu i rozwoju, podczas gdy bakterie otrzymują składniki odżywcze i odpowiednie miejsce do wzrostu.

Niektóre mutualistyczne relacje symbiotyczne obejmują jeden gatunek żyjący w drugim. Tak jest w przypadku roślin strączkowych (takich jak fasola, soczewica i groch) oraz niektórych rodzajów bakterii wiążących azot. Azot atmosferyczny jest ważnym gazem, który musi zostać przekształcony w formę użytkową, aby mógł być wykorzystany przez rośliny i zwierzęta. Ten proces przekształcania azotu w amoniak nazywa się wiązaniem azotu i ma kluczowe znaczenie dla obieg azotu w środowisku.

Bakterie Rhizobia są zdolne do wiązania azotu i żyją w brodawkach korzeniowych (niewielkich naroślach) roślin strączkowych. Bakterie wytwarzają amoniak, który jest wchłaniany przez roślinę i wykorzystywany do produkcji aminokwasów, kwasów nukleinowych, białek i innych cząsteczek biologicznych niezbędnych do wzrostu i przeżycia. Roślina zapewnia bezpieczne środowisko i odpowiednie składniki odżywcze dla rozwoju bakterii.

Ludzie i bakterie

Dr_Microbe / Getty Images

Bakterie żyją w jelitach oraz na ciele ludzi i innych ssaków. Bakterie otrzymują składniki odżywcze i pomieszczenia, podczas gdy ich gospodarze otrzymują korzyści trawienne i ochronę przed drobnoustrojami chorobotwórczymi.

Między ludźmi a drobnoustrojami, takimi jak drożdże i bakterie, istnieje wzajemne powiązanie. Miliardybakterie żyją na twojej skórzew relacjach komensalistycznych (korzystnych dla bakterii, ale nie pomagających ani nie szkodzących gospodarzowi) lub wzajemnych. Bakterie w symbiozie mutualistycznej z ludźmi zapewniają ochronę przed innymi bakteriami chorobotwórczymi, zapobiegając kolonizacji szkodliwych bakterii na skórze. W zamian bakterie otrzymują składniki odżywcze i miejsce do życia.

Niektóre bakterie, które rezydują w ludzkim układzie pokarmowym, również żyją w symbiozie z ludźmi. Te bakterie pomagają w trawieniu związków organicznych, które w przeciwnym razie nie zostałyby strawione. Wytwarzają również witaminy i związki hormonopodobne. Oprócz trawienia bakterie te są ważne dla rozwoju zdrowego układu odpornościowego. Bakterie czerpią korzyści z partnerstwa, ponieważ mają dostęp do składników odżywczych i bezpiecznego miejsca do wzrostu.