التبادلية (علم الأحياء): التعريف ، أنواع ، حقائق وأمثلة

تتكون النظم البيئية في العالم الطبيعي من كائنات حية تتفاعل مع بعضها البعض بطرق متنوعة. على المدى التبادلية يشير إلى نوع من العلاقة التي متبادل المنافع نوعان يتشاركان في البيئة.

قامت الكائنات الحية بتكييف طرق مثيرة للاهتمام وغير عادية لمساعدة بعضها البعض ، على الرغم من أن دوافعهم تخدم الذات.

تكافل في علم الأحياء يشير إلى علاقة وثيقة بين الأنواع المختلفة التي تطورت معًا. تسمى العلاقة أحادية الجانب التي تساعد نوعًا ما دون التأثير على الآخر معايشة.

تسمى العلاقة أحادية الجانب التي تفيد أحد الأنواع على حساب الآخر التطفل. يشار إلى علاقة ثنائية الاتجاه مفيدة باسم التبادلية.

تشير التبادلية في علم الأحياء إلى تفاعلات الأنواع التكافلية التي تعود بالنفع المتبادل ، أو حتى ضرورية ، للبقاء على قيد الحياة. تتشكل العلاقة المتبادلة عندما يستفيد كل نوع من الأنواع المختلفة من خلال العمل معًا بشكل وثيق.

ومع ذلك ، يمكن أن تكون العلاقة معقدة بعض الشيء. على سبيل المثال ، قد يستمد أحد الأنواع فائدة أكبر ، ويمكن أن يحد التفاعل من التطفل.

التبادلية شائعة في جميع النظم البيئية ، بما في ذلك جسم الإنسان. على سبيل المثال،

ليست كل العلاقات التكافلية متبادلة.

نشأ التعايش المتبادل من خلال التطور. يعزز التبادل بين الأنواع الشريكة اللياقة البدنية للبيئة ويعزز النجاح الإنجابي. يتم استدعاء الكائنات الحية من الأنواع المختلفة التي تكيفت للتكيف مع سلوك وسمات بعضها البعض المتعايشين. أصبحت بعض الأنواع مترابطة لدرجة أنها لا تستطيع البقاء على قيد الحياة بدون الأنواع الأخرى.

عندما يتشابك نمو أو تكاثر أو تغذية الكائنات الحية ، فإن العلاقة تمثل تلزم التبادلية. على سبيل المثال ، أصبحت أنواع معينة من نباتات اليوكا وأنواع العث تعتمد على بعضها البعض لإكمال دورة حياتها الإنجابية. عندما يكون التفاعل الذي يحدث بانتظام يفيد الكائنات الحية ولكنه ليس ضروريًا للبقاء على قيد الحياة ، فهذا يعني التبادلية الاختيارية.

هناك أمثلة لا حصر لها من التبادلية على الأرض. يمكن أن تتطور التفاعلات المتبادلة بين حيوانين ، نباتين وحيوان ونبات ، والبكتيريا والنباتات ، على سبيل المثال.

تساعد التفاعلات بين الأنواع في الحفاظ على مجموعات سكانية مستقرة والعكس صحيح. يمكن أن يؤدي فقدان أحد الأنواع إلى فقدان الأنواع الأخرى بسبب الطبيعة المترابطة لشبكة الغذاء.

ال oxpecker هو طائر صغير لديه أصابع قوية للإمساك بمعاطف الحيوانات ، ومنقار ملون مصمم بشكل مثالي لطرد الطفيليات. على الرغم من أن الأفيال لا تريد أي علاقة بالطائر ، إلا أن نقار الثيران لديه علاقة متبادلة طويلة الأمد مع الحمر الوحشية والزرافات ووحيد القرن في جنوب إفريقيا. تبحث الطيور دائمًا عن القمل والقراد الماص للدم والبراغيث التي تقفز على جلد حيوان.

جنبا إلى جنب مع القضاء على الآفات ، ينظف نقار الثيران الجروح. تساءل بعض العلماء عما إذا كانت هذه السلوكيات متبادلة أم طفيلية لأن النقر على الجرح يؤخر الالتئام. ومع ذلك ، فإن التغذية على الحشرات والشحوم وشمع الأذن هي خدمة تنظيف مفيدة.

وهكذا ، فإن نقار الثيران وأنواع معينة من الحوافر تعتبر بشكل عام متبادلة. علاوة على ذلك ، يدق نقار الثيران الإنذار بصوت صرير عندما يكون حيوان مفترس متربصًا في العشب ، مما يمنح الطيور والوحش مزيدًا من الوقت للفرار.

النباتات المزهرة تحتاج الملقحات النباتية مثل النحل الذي يتوق إلى الرحيق للنجاح في الإنجاب خلال دورة حياته. بعض النباتات والأشجار تحتاج حتى خاص بالأنواع حشرة للتخصيب.

على سبيل المثال شجرة التين والصغيرة Agaonidae الدبابير التعايش السلمي والاستفادة من تفاعلهم. تعتبر أشجار التين وأنواعها المتبادلة من الدبابير أمثلة رائعة على التبادلية والتطور المشترك.

التين هو السيقان المعدلة مع العديد من الزهور داخل تنضج البذور إذا تم تخصيبها. تنبعث أزهار التين من الرائحة التي تجذب أنثى دبور مخصب تجلب حبوب اللقاح وتضع البيض في زهرة التين قبل أن تموت تنضج بعض البذور ، والبعض الآخر يوفر الغذاء لنمو يرقات الدبابير. تتزاوج ذكور الدبابير عديمة الأجنحة وتموت ، وتغادر الإناث المجنحة بحثًا عن تين جديد.

البقولياتمثل فول الصويا والعدس والبازلاء ، توفر مصدرًا ممتازًا للبروتين في النظام الغذائي. لذلك ، تحتاج البقوليات إلى كمية مثالية من النيتروجين لتكوين الأحماض الأمينية وبناء البروتين.

للبقوليات علاقة متبادلة خاصة بالبكتيريا. تلبي البقوليات وبعض البكتيريا احتياجات بعضها البعض دون التسبب في أي ضرر ، على عكس البكتيريا المسببة للأمراض.

بكتيريا ريزوبيوم في التربة تشكل عقيدات وعرة على جذور النباتات و "إصلاح" النيتروجين عن طريق تحويل النيتروجين₂ في الهواء إلى الأمونيا ، أو NH₃. الأمونيا هي شكل من أشكال النيتروجين يمكن للنباتات استخدامه كمغذيات. بدورها ، توفر النباتات الكربوهيدرات ومنزلًا للبكتيريا المثبتة للنيتروجين.

الاعتماد على البكتيريا عند زراعة المحاصيل مثل فول الصويا يقلل من استخدام الأسمدة الكيماوية التي يمكن أن تتسرب إلى المجاري المائية وتسبب تكاثر الطحالب السامة.

عديدة دراسات بيئية أظهرت أن الطيور والحيوانات تلعب دورًا في نثر البذور. الآن يلقي العلماء نظرة فاحصة على التفاعلات المتبادلة بين النباتات والزواحف ، خاصة في النظم الإيكولوجية للجزيرة. تلعب السحالي التي تتغذى على الفاكهة والسقنقور والأبراص دورًا رئيسيًا في التنوع البيولوجي للنباتات وحيويتها.

لأن النباتات لا تستطيع التحرك ، فهي تعتمد على الوسائل الخارجية لتشتت البذور. تتدفق بعض أنواع السحالي على فاكهة اللب ، جنبًا إلى جنب مع المفصليات ، وتفرز البذور غير المهضومة في مكان آخر. يقلل تشتت البذور من المنافسة مع النبات الأم على العناصر الغذائية ويسهل تبادل الجينات ضمن سكان النبات.

شقائق النعمان البحرية هي من الأنواع القديمة التي لها خصائص النبات والحيوان. عندما تسبح سمكة صغيرة غير متوقعة ، يستخدم شقائق النعمان في البحر مخالبه القاتلة لشل فريسته.

والمثير للدهشة أن البرتقالي والأبيض سمكة المهرج يجعل منزله داخل شقائق النعمان البحر. تكيفت أسماك المهرج طبقة سميكة من المخاط توفر الحماية من لدغة شقائق النعمان القاتلة.

تجذب أسماك المهرج ذات الألوان الزاهية الأسماك الأخرى إلى براثن شقائق النعمان في البحر ، وبالتالي تستفيد من بقايا وجبة شقائق النعمان البحرية. توفر أسماك المهرج أيضًا دوران الهواء لشقائق النعمان البحرية عن طريق السباحة بين المجسات. يحافظون على نظافة وصحة شقائق البحر عن طريق التخلص من الطعام الزائد.

باحثون أمريكيون في جامعة بينغهامتون ، جامعة ولاية نيويورك درس مؤخرًا آليات كيفية تحسين العلاقات متبادلة المنفعة بين الكائنات الحية الصغيرة من احتمالات بقائها على قيد الحياة.

أظهرت الدراسة أن المزايا تكون أكبر عندما تعيش الكائنات الصغيرة في نظام بيئي تهيمن عليه الكائنات الحية الكبيرة. يمكن اكتساب المزيد من الفوائد من الشراكات المتبادلة بين ثلاثة متعايشين.

على سبيل المثال ، توفر شجرة الأكاسيا الصافرة في إفريقيا الرحيق والموئل للنمل الذي يعض الأفيال التي تقضم على الشجرة. خلال فترات الجفاف ، يتغذى النمل على ندى العسل الذي تفرزه الحشرات القشرية التي تعيش على عصارة الأشجار.

تغيير في متكافل واحد من شأنه أن يؤدي إلى سلسلة من ردود الفعل. على سبيل المثال ، إذا مات النمل ، فإن الأفيال ستدمر الشجرة ، وستفقد حشرة الحجم موطنها ومصدرها الغذائي الرئيسي.

الأنواع المختلفة وأمثلة التبادلية ليست مفهومة تمامًا. تظل العديد من الأسئلة حول التطور المشترك واستمرار الأنواع المختلفة من التفاعلات بين الأنواع.

ركز الكثير من العمل حتى الآن على العلاقات المفيدة بين النبات والميكروبات. قد تعمق النمذجة الرياضية فهم الجينات وعلم وظائف الأعضاء للظواهر التطورية المشتركة في العالم الطبيعي.

تنظر النمذجة التنبؤية أيضًا في كيفية تأثير عوامل مثل توافر الموارد والقرب على السلوكيات التعاونية. يمكن دمج البيانات على المستويات الخلوية والفردية والسكانية والمجتمعية مع نماذج رياضية لتحليل شامل لتفاعلات النظام البيئي. يمكن اختبار النماذج وإعادة تكوينها مع تراكم البيانات.