Mutualismus (biologie): Definice, typy, fakta a příklady

Ekosystémy v přírodním světě se skládají z živých organismů, které na sebe vzájemně působí různými způsoby. Termín vzájemnost odkazuje na typ vztahu, který vzájemné výhody dva druhy sdílející prostředí.

Živí tvorové si přizpůsobili zajímavé a neobvyklé způsoby, jak si navzájem pomáhat, i když jejich motivy jsou samoúčelné.

Symbióza v biologii označuje úzké spojení mezi různými druhy, které se vyvinuly společně. Říká se jednostranný vztah, který pomáhá jednomu druhu bez ovlivnění druhého komenzalismus.

Nazývá se jednostranný vztah, který prospívá jednomu druhu na úkor druhého parazitismus. Užitečný obousměrný vztah se označuje jako vzájemnost.

Mutualismus v biologii označuje interakce symbiotických druhů, které jsou vzájemně prospěšné nebo dokonce nezbytné pro přežití. Vzájemný vztah vzniká, když dva různé druhy mají prospěch z úzké spolupráce.

Vztah však může být trochu komplikovaný. Například jeden druh může mít větší užitek a interakce by mohla hraničit s parazitismem.

Mutualismus je běžný ve všech ekosystémech, včetně lidského těla. Například, Harvardská lékařská škola odhaduje, že biliony bakterií zvaných střevní mikrobiota žijí v lidském střevě a pomáhají při trávení a celkovém zdraví. Když je vzájemně prospěšný vztah blízký a dlouhodobý, je to příklad mutualistická symbióza.

Ne všechny symbiotické vztahy jsou vzájemné.

Mutualistická symbióza vznikla evolucí. Mutualismus mezi partnerskými druhy zvyšuje kondici k životnímu prostředí a podporuje reprodukční úspěch. Organismy různých druhů, které se přizpůsobily vzájemnému chování a vlastnostem, se nazývají symbionty. Některé druhy se staly natolik vzájemně závislými, že bez druhého nemohou přežít.

Když je růst, reprodukce nebo výživa živých organismů propletena, vztah představuje závazný vzájemnost. Například určité druhy rostlin yucca a druhů můr na sobě navzájem závisejí, aby dokončily svůj reprodukční životní cyklus. Když pravidelně se vyskytující interakce prospívá organismům, ale není nezbytná pro přežití, to je fakultativní vzájemnost.

Na Zemi existuje nespočet příkladů vzájemnosti. Mohou se vyvinout mutualistické interakce mezi dvěma zvířaty, dvěma rostlinami, zvířaty a rostlinami a například bakteriemi a rostlinami.

Mezidruhové interakce pomáhají udržovat stabilní populace a naopak. Ztráta jednoho druhu může vést ke ztrátě ostatních kvůli vzájemně závislé povaze potravinové sítě.

The oxpecker je malý pták, který má silné prsty, aby uchopil kabáty zvířat, a barevný zobák dokonale tvarovaný pro uvolnění parazitů. Ačkoli sloni nechtějí mít s ptákem nic společného, ​​oxpecker má dlouhodobý vzájemný vztah se zebry, žirafami a nosorožci v Jižní Africe. Ptáci vždy hledají vši, klíšťata sající krev a blechy, které skákají na kůži zvířete.

Spolu s likvidací škůdců oxpeckers čistí rány. Někteří vědci se ptali, zda je takové chování vzájemné nebo parazitické, protože klování do rány zpomaluje hojení. Nicméně krmení brouky, mastnotou a ušním mazem je užitečná péče.

Oxpecker a některé spárkaté druhy jsou tedy obecně považovány za mutualistické. Kromě toho oxpeckers bijí na poplach skřípavým syčivým zvukem, když dravec číhá v trávě, což dává ptákům a zvířatům více času na útěk.

Kvetoucí rostliny potřebují a opylovač rostlin jako včely toužící po nektaru po reprodukčním úspěchu během svého životního cyklu. Některé rostliny a stromy dokonce potřebují druhově specifické hmyz pro oplodnění.

Například fíkovník a malý Agaonidae vosy mírumilovně koexistovat a získat z jejich interakce. Fíkovníky a jejich mutualistické druhy vos jsou skvělými příklady vzájemnosti a společné evoluce.

Fíky jsou upravené stonky s mnoha květy uvnitř, které při oplodnění dozrávají do semen. Květy fíků vyzařují na vůni, která přitahuje oplodněnou vosu, která přinese pyl a položí vajíčka do květu fíků, než zemře. Některá semena dozrávají a jiná poskytují výživu pro pěstování vosího housenky. Bezkřídlé vosy se páří a umírají a okřídlené ženy odcházejí hledat nový obr.

Luštěniny, stejně jako sója, čočka a hrášek, jsou vynikajícím zdrojem bílkovin ve stravě. Proto luštěniny potřebují optimální množství dusíku k syntéze aminokyselin a tvorbě bílkovin.

Luštěniny mají druhově specifický vzájemný vztah s bakteriemi. Na rozdíl od patogenních bakterií si luštěniny a určité bakterie navzájem uspokojují potřeby, aniž by způsobovaly škodu.

Bakterie rhizobium v půdě tvoří hrbolaté uzlíky na kořenech rostlin a „fixují“ dusík přeměnou N₂ ve vzduchu na amoniak nebo NH₃. Amoniak je forma dusíku, kterou mohou rostliny používat jako živinu. Rostliny zase poskytují sacharidy a domov pro bakterie fixující dusík.

Spoléhání se na bakterie při pěstování plodin, jako je sója, omezuje použití chemického hnojiva, které může prosakovat do vodních toků a způsobit toxické květy řas.

Mnoho ekologické studie prokázali, že ptáci a zvířata hrají roli v šíření semen. Nyní se vědci blíže zabývají vzájemnými interakcemi rostlin a plazů, zejména v ostrovních ekosystémech. Ovocné ještěrky, skinky a gekoni hrají klíčovou roli v biologické rozmanitosti a životaschopnosti rostlin.

Protože se rostliny nemohou hýbat, jsou závislé na externích prostředcích pro šíření semen. Některé druhy ještěrek soutěží na dužnatém plodu spolu s členovci a vylučují nestrávená semena na jiném místě. Rozptýlení semen snižuje konkurenci mateřské rostliny o živiny a usnadňuje ji genová výměna v populaci rostlin.

Mořské sasanky jsou starodávný druh, který má vlastnosti rostlin a zvířat. Když plaví nic netušící malé ryby, mořská sasanka používá své smrtící chapadla k paralyzování kořisti.

Překvapivě oranžová a bílá klaun dělá svůj domov v mořských sasankách. Klauni přizpůsobili silnou vrstvu hlenu, která poskytuje ochranu před smrtícím bodnutím mořské sasanky.

Zářivě zbarvený klaun láká další ryby do spárů sasanek a následně těží ze zbytků jídla sasanky. Klaunové ryby také zajišťují cirkulaci vzduchu do sasanky plaveckou mezi chapadly. Udržují sasanku čistou a zdravou tím, že se zbavují přebytečného jídla.

Američtí vědci v Binghamton University, State University of New York nedávno studoval mechanismy toho, jak vzájemně výhodné vztahy mezi malými organismy zlepšují jejich šance na přežití.

Studie ukázala, že výhody jsou největší, když malé organismy žijí v ekosystému, kterému dominují velké organismy. Další výhody lze získat ze vzájemných partnerství mezi třemi symbionty.

Například pískající trnový akátový strom Afriky poskytuje nektar a stanoviště mravencům, kteří kousají slony, kteří na stromě okusují. Během suchých kouzel se mravenci živí medovicou vylučovanou šupinatým hmyzem, který žije z mízy stromů.

Změna v jednom symbiontu by spustila řetězovou reakci. Například pokud mravenci odumřeli, sloni by strom zničili a šupinatý hmyz by ztratil své stanoviště a hlavní zdroj potravy.

Různé typy a příklady vzájemnosti nejsou plně pochopeny. O koevoluci a přetrvávání různých typů mezidruhových interakcí zůstává mnoho otázek.

Velká část dosavadní práce se zaměřila na prospěšné vztahy mezi rostlinami a mikroby. Matematické modelování může prohloubit porozumění genetice a fyziologii koevolučních jevů v přírodním světě.

Prediktivní modelování také zkoumá, jak faktory, jako je dostupnost zdrojů a blízkost, mohou ovlivnit kooperativní chování. Data na buněčné, individuální, populační a komunitní úrovni lze integrovat do matematických modelů pro komplexní analýzu interakcí ekosystémů. Při hromadění dat lze modely testovat a překonfigurovat.