Мутуализъм (биология): Определение, видове, факти и примери

Екосистемите в природния свят се състоят от живи организми, които си взаимодействат по различни начини. Срокът мутуализъм се отнася до тип връзка, която взаимна изгода два вида, споделящи среда.

Живите същества са приспособили интересни и необичайни начини да си помагат, въпреки че мотивите им са самоцелни.

Симбиоза в биологията се отнася до тясна връзка между различни видове, еволюирали заедно. Нарича се едностранна връзка, която помага на един вид, без да засяга другия коменсализъм.

Нарича се едностранна връзка, която носи полза на един вид в ущърб на другия паразитизъм. Полезна двупосочна връзка е посочена като мутуализъм.

Мутуализмът в биологията се отнася до симбиотични взаимодействия между видовете, които са взаимно полезни или дори съществени за оцеляването. Взаимоотношенията се формират, когато два различни вида се възползват, като работят в тясно сътрудничество.

Връзката обаче може да бъде малко сложна. Например, един вид може да донесе по-голяма полза и взаимодействието може да граничи с паразитизъм.

Взаимността е често срещана във всички екосистеми, включително в човешкото тяло. Например, Медицинско училище в Харвард изчислява, че трилиони бактерии, наречени чревна микробиота, живеят в червата на човека и помагат за храносмилането и цялостното здраве. Когато взаимоизгодната връзка е близка и дългогодишна, тя е пример за мутуалистична симбиоза.

Не всички симбиотични отношения са взаимни.

Мутуалистичната симбиоза възникна чрез еволюция. Взаимоотношенията между партньорските видове подобряват пригодността към околната среда и подкрепят репродуктивния успех. Извикват се организми от различни видове, които са се приспособили да се адаптират към поведението и чертите си симбионти. Някои видове са станали толкова взаимозависими, че не могат да оцелеят без другия.

Когато растежът, размножаването или поддържането на живите организми се преплитат, връзката представлява задължителен мутуализъм. Например, някои видове растения и видове молец от Юка зависят един от друг, за да завършат репродуктивния си жизнен цикъл. Когато редовно протичащо взаимодействие носи полза на организмите, но не е от съществено значение за оцеляването, т.е. факултативен мутуализъм.

Има безброй примери за мутуализъм на Земята. Могат да се развият взаимни взаимодействия между две животни, две растения, животни и растения, и бактерии и растения, например.

Междувидовите взаимодействия спомагат за поддържането на стабилни популации и обратно. Загубата на един вид може да доведе до загуба на други поради взаимозависимия характер на хранителната мрежа.

The окспекер е малка птица, която има здрави пръсти за захващане на палтата на животните и пъстър клюн, перфектно оформен за изхвърляне на паразити. Въпреки че слоновете не искат да имат нищо общо с птицата, опълчето има дългогодишни взаимни отношения със зебри, жирафи и носорози в Южна Африка. Птиците винаги са нащрек за въшки, кръвосмучещи кърлежи и бълхи, които скачат върху кожата на животното.

Заедно с унищожаването на вредителите, окспекерите почистват рани. Някои учени се съмняват дали такова поведение е взаимно или паразитно, защото кълването в раната забавя зарастването. Независимо от това, храненето с бъгове, мазнини и ушна кал е полезна услуга за поддържане.

По този начин оскарът и някои копитни видове обикновено се считат за взаимни. Освен това опекерите бият алармата с пищящ съскащ звук, когато хищник дебне в тревата, давайки на птицата и звяра повече време да избягат.

Цъфтящите растения се нуждаят от растение-опрашител като жадни за нектар пчели за репродуктивен успех по време на техния жизнен цикъл. Някои растения и дървета дори се нуждаят от специфични за видовете насекомо за оплождане.

Например смокиновото дърво и малки Agaonidae оси мирно съжителстват и печелят от тяхното взаимодействие. Смокиновите дървета и техните взаимни видове оси са чудесни примери за мутуализъм и коеволюция.

Смокините са модифицирани стъбла с много цветя вътре, които узряват в семена, ако бъдат оплодени. Цветята на смокинята излъчват с мирис, който привлича оплодена женска оса, която ще донесе прашец и ще снесе яйца в смокиновото цвете, преди тя да умре. Някои семена узряват, а други осигуряват храна за отглеждането на оса. Безкрилите мъжки оси се чифтосват и умират, а крилатите жени си тръгват в търсене на нова смокиня.

Бобови растения, като соя, леща и грах, предлагат отличен източник на протеини в диетата. Следователно бобовите растения се нуждаят от оптимално количество азот, за да синтезират аминокиселини и да изграждат протеини.

Бобовите растения имат специфична за вида взаимна връзка с бактериите. Бобовите растения и някои бактерии си отговарят на нуждите, без да причиняват вреда, за разлика от патогенните бактерии.

Ризобиеви бактерии в почвата оформят неравни възли върху корените на растенията и „фиксират“ азота чрез преобразуване на N₂ във въздуха до амоняк или NH₃. Амонякът е форма на азот, която растенията могат да използват като хранително вещество. На свой ред растенията осигуряват въглехидрати и дом за азотфиксиращи бактерии.

Разчитането на бактерии при отглеждане на култури като соя намалява използването на химически тор, който може да проникне във водните пътища и да причини токсичен цъфтеж на водорасли.

Много екологични изследвания са показали, че птиците и животните играят роля при разпространението на семената. Сега учените разглеждат по-отблизо взаимните взаимодействия на растенията и влечугите, особено в островните екосистеми. Плодоядните гущери, скинкове и гекони играят ключова роля за биологичното разнообразие и жизнеспособността на растенията.

Тъй като растенията не могат да се движат, те са зависими от външни средства за разпространение на семената. Някои видове гущери дефилират върху кашисти плодове, заедно с членестоногите и отделят неразградени семена на друго място. Разпръскването на семената намалява конкуренцията с растението майка за хранителни вещества и улеснява обмен на гени в рамките на растителната популация.

Морските анемони са древен вид, който има характеристики на растение и животно. Когато нищо неподозиращи малки рибки плуват, морската анемония използва смъртоносните си пипала, за да парализира плячката си.

Изненадващо, оранжевото и бялото риба-клоун прави своя дом в рамките на морската анемония. Рибите-клоуни са приспособили дебело покритие от слуз, което предлага защита от смъртоносните ужилвания на морската анемона.

Ярко оцветените риби-клоуни примамват други риби към лапите на морската анемона и впоследствие се възползват от остатъците от яденето на морската анемона. Рибите-клоуни също осигуряват циркулация на въздуха към морската анемония, като плуват между пипалата. Те поддържат морските анемони чисти и здрави, като се отърват от излишната храна.

Американски изследователи в Университет Бингемтън, Държавен университет в Ню Йорк наскоро проучи механизмите за това как взаимноизгодните взаимоотношения между малките организми подобряват шансовете им за оцеляване.

Проучването показа, че предимствата са най-големи, когато малките организми живеят в екосистема, доминирана от големи организми. По-нататъшна полза могат да бъдат спечелени от мутуалистични партньорства между три симбионта.

Например, свистящото акациево дърво в Африка осигурява нектар и местообитание за мравките, които хапят слонове, които хапят дървото. По време на сухи магии мравките се хранят с медена роса, отделяна от мащабни насекоми, които живеят от дървесен сок.

Промяна в един симбионт би предизвикала верижна реакция. Например, ако мравките умрат, слоновете ще унищожат дървото и мащабното насекомо ще загуби местообитанието си и основния си източник на храна.

Различните видове и примери за мутуализъм не са напълно разбрани. Остават много въпроси относно коеволюцията и устойчивостта на различните видове междувидови взаимодействия.

Голяма част от работата до момента е фокусирана върху полезните взаимоотношения между растенията и микробите. Математическото моделиране може да задълбочи разбирането за генетиката и физиологията на коеволюционните явления в природния свят.

Предсказуемото моделиране също така разглежда как фактори като наличието на ресурси и близостта могат да повлияят на поведението на сътрудничеството. Данните на клетъчно, индивидуално, популационно и общностно ниво могат да бъдат интегрирани с математически модели за цялостен анализ на екосистемните взаимодействия. Моделите могат да бъдат тествани и преконфигурирани при натрупване на данни.