Mutualisme (biologi): definition, typer, fakta og eksempler

Økosystemer i den naturlige verden består af levende organismer, der interagerer med hinanden på forskellige måder. Begrebet gensidighed henviser til en type forhold, der gensidigt fordel to arter der deler et miljø.

Levende væsener har tilpasset interessante og usædvanlige måder at hjælpe hinanden ud, selvom deres motiver er selvbetjenende.

Symbiose i biologi refererer til en tæt forbindelse mellem forskellige arter, der udviklede sig sammen. Et ensidigt forhold, der hjælper en art uden at påvirke den anden, kaldes kommensalisme.

Et ensidigt forhold, der gavner den ene art til skade for den anden, kaldes parasitisme. Et nyttigt tovejsforhold kaldes gensidighed.

Mutualisme i biologi henviser til symbiotiske artsinteraktioner, der er gensidigt gavnlige eller endog essentielle for overlevelse. Et gensidigt forhold dannes, når to forskellige arter hver især drager fordel af at arbejde tæt sammen.

Forholdet kan dog være lidt kompliceret. For eksempel kan en art have større fordel, og interaktionen kan grænse til parasitisme.

Gensidighed er almindelig i alle økosystemer, inklusive den menneskelige krop. For eksempel, Harvard Medical School estimerer, at billioner af bakterier kaldet tarmmikrobiota lever i den menneskelige tarm og hjælper med fordøjelsen og det generelle helbred. Når et gensidigt fordelagtigt forhold er tæt og langvarigt, er det et eksempel på gensidig symbiose.

Ikke alle symbiotiske forhold er gensidige.

Mutualistisk symbiose opstod gennem evolution. Gensidighed mellem partnerarter forbedrer fitnessens miljø og styrker reproduktiv succes. Organismer af forskellige arter, der har tilpasset sig til at tilpasse sig hinandens adfærd og træk, kaldes symbionter. Nogle arter er blevet så indbyrdes afhængige, at de ikke kan overleve uden den anden.

Når vækst, reproduktion eller næring af levende organismer er sammenflettet, repræsenterer forholdet obligatorisk gensidighed. For eksempel er visse typer Yucca-planter og mølarter afhængige af hinanden for at fuldføre deres reproduktive livscyklus. Når en regelmæssigt forekommende interaktion gavner organismer, men ikke er afgørende for overlevelse, er det fakultativ gensidighed.

Der er utallige eksempler på mutualisme på Jorden. Gensidig interaktion kan udvikles mellem to dyr, to planter, dyr og planter, og for eksempel bakterier og planter.

Interspecifik interaktion hjælper med at opretholde stabile populationer og omvendt. Tab af en art kan føre til tab af andre på grund af den indbyrdes afhængige karakter af madnettet.

Det oxpecker er en lille fugl, der har stærke tæer til at gribe dyrenes frakker og en farverig næb, der er perfekt formet til at løsne parasitter. Selvom elefanter ikke vil have noget med fuglen at gøre, har oxpecker et langvarigt gensidigt forhold til zebraer, giraffer og næsehorn i Sydafrika. Fuglene er altid på udkig efter lus, blodsugende flåter og lopper, der hopper på et dyrs hud.

Sammen med udryddelse af skadedyr renser oxpeckers sår. Nogle forskere har stillet spørgsmålstegn ved, om en sådan adfærd er gensidig eller parasitisk, fordi det at hakke på såret forsinker helingen. Ikke desto mindre er fodring med bugs, fedt og ørevoks en nyttig plejeservice.

Således betragtes oxpecker og visse hovede arter generelt som mutualistiske. Desuden slår oxpeckers alarmen med en skrigende hvæsende lyd, når et rovdyr lurer i græsset, hvilket giver fugl og dyr mere tid til at flygte.

Blomstrende planter har brug for en plantebestøver som nektar-bier til reproduktionssucces i deres livscyklus. Nogle planter og træer har endda brug for en artsspecifik insekt til befrugtning.

For eksempel fikentræet og det lille Agaonidae hveps fredeligt sameksistere og vinde ved deres interaktion. Figentræer og deres gensidige arter af hveps er gode eksempler på gensidig og coevolution.

Figner er modificerede stængler med mange blomster indeni, der modnes til frø, hvis de befrugtes. Figeblomster udsender på lugt, der tiltrækker en befrugtet kvindelig hveps, der bringer pollen og lægger æg i figenblomsten, før hun dør. Nogle frø modnes, og andre giver næring til voksende hvepsegle. Wingless mandlige hvepse parrer sig og dør, og vingede hunner rejser på jagt efter en ny fig.

Bælgfrugter, ligesom sojabønner, linser og ærter, tilbyder en fremragende proteinkilde i kosten. Derfor har bælgfrugter brug for en optimal mængde nitrogen for at syntetisere aminosyrer og opbygge protein.

Bælgfrugter har et artsspecifikt, gensidigt forhold til bakterier. Bælgfrugter og visse bakterier imødekommer hinandens behov uden at forårsage skade, i modsætning til patogene bakterier.

Rhizobium-bakterier i jorden danner ujævne knuder på planterødderne og "fikser" kvælstof ved at omdanne N₂ i luften til ammoniak eller NH₃. Ammoniak er en form for nitrogen, som planter kan bruge som næringsstof. Til gengæld giver planter kulhydrater og et hjem for kvælstoffikserende bakterier.

Afhængighed af bakterier, når der dyrkes afgrøder som sojabønner, reducerer brugen af ​​kemisk gødning, der kan sive ud i vandveje og forårsage giftige alger.

Mange økologiske undersøgelser har vist, at fugle og dyr spiller en rolle i spredning af frø. Nu ser forskere nærmere på de gensidige interaktioner mellem planter og krybdyr, især i øøkosystemer. Frugt-spiser firben, skinks og gekko spiller en nøglerolle i plantens biodiversitet og levedygtighed.

Fordi planter ikke kan bevæge sig, er de afhængige af eksterne midler til spredning af frø. Nogle firbenarter slugter på frugtagtig frugt sammen med leddyr og udskiller ufordøjet frø et andet sted. Frøspredning reducerer konkurrencen med moderplanten om næringsstoffer og letter genudveksling inden for plantebestanden.

Havanemoner er en gammel art, der har karakteristika for en plante og et dyr. Når intetanende små fisk svømmer forbi, bruger havanemonen sine dødbringende tentakler til at lamme sit bytte.

Overraskende nok den orange og hvide klovnfisk gør sit hjem i havet anemone. Klovnfisk har tilpasset en tyk slimbelægning, der giver beskyttelse mod havanemonens dødbringende brod.

Farvestrålende klovnefisk lokker andre fisk til havanemonens kløer og drager efterfølgende fordel af resterne af havanemonens måltid. Klovnefisk giver også luftcirkulation til havanemonen ved at svømme mellem tentaklerne. De holder havanemonen ren og sund ved at slippe af med overskydende mad.

Amerikanske forskere ved Binghamton University, State University of New York studerede for nylig mekanismerne for, hvordan gensidigt fordelagtige forhold mellem små organismer forbedrer deres odds for at overleve.

Undersøgelsen viste, at fordelene er størst, når de små organismer lever i et økosystem domineret af store organismer. Yderligere fordel kan opnås ved gensidige partnerskaber mellem tre symbionter.

For eksempel giver Afrikas fløjtende akacietræ nektar og levested for myrer, der bider elefanter, der nipper til træet. I tørre perioder lever myrer af honningdug, der udskilles af skalainsekter, der lever af træsap.

En ændring i en symbiont ville udløse en kædereaktion. For eksempel, hvis myrerne døde af, ville elefanter ødelægge træet, og skalaen insekt ville miste sit levested og den vigtigste fødekilde.

De forskellige typer og eksempler på gensidig forståelse forstås ikke fuldt ud. Der er stadig mange spørgsmål om coevolution og vedholdenheden af ​​de forskellige typer interspecifikke interaktioner.

Meget af det hidtidige arbejde har fokuseret på gavnlige forhold mellem planter og mikrober. Matematisk modellering kan uddybe forståelsen af ​​genetik og fysiologi af co-evolutionære fænomener i den naturlige verden.

Prediktiv modellering ser også på, hvordan faktorer såsom ressourcetilgængelighed og nærhed kan påvirke samarbejdsadfærd. Data på mobil-, individ-, befolknings- og samfundsniveau kan integreres med matematiske modeller til omfattende analyse af økosysteminteraktioner. Modeller kan testes og omkonfigureres, når data akkumuleres.