Keskinäisyys (biologia): määritelmä, tyypit, tosiasiat ja esimerkit

Luonnonmaailman ekosysteemit koostuvat elävistä organismeista, jotka ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa valikoidusti. Termi keskinäisyys viittaa eräänlaiseen suhteeseen, joka hyödyttää molempia osapuolia kaksi ympäristöä jakavaa lajia.

Elävät olennot ovat mukauttaneet mielenkiintoisia ja epätavallisia tapoja auttaa toisiaan, vaikka heidän motiivinsa ovat itsekkäitä.

Symbioosi biologiassa viittaa läheiseen yhteyteen eri lajien välillä, jotka kehittyvät yhdessä. Yksipuolista suhdetta, joka auttaa yhtä lajia vaikuttamatta toiseen, kutsutaan kommensalismi.

Yksipuolista suhdetta, joka hyödyttää yhtä lajia toisen vahingoksi, kutsutaan loisuudesta. Hyödylliseen kaksisuuntaiseen suhteeseen viitataan nimellä keskinäisyys.

Biologian keskinäisyys viittaa symbioottisiin lajien vuorovaikutuksiin, jotka ovat molempia osapuolia hyödyttäviä tai jopa välttämättömiä selviytymisen kannalta. Keskinäinen suhde muodostuu, kun molemmat eri lajit hyötyvät työskentelemällä läheisessä yhteistyössä.

Suhde voi kuitenkin olla hieman monimutkainen. Esimerkiksi yhdestä lajista voi olla suurempi hyöty, ja vuorovaikutus voi rajautua loisuuteen.

Keskinäisyys on yleistä kaikissa ekosysteemeissä, myös ihmiskehossa. Esimerkiksi, Harvardin lääketieteellinen koulu arvioi, että biljoonat suoliston mikrobiota-nimiset bakteerit elävät ihmisen suolistossa ja auttavat ruoansulatuksessa ja yleisessä terveydessä. Kun molempia osapuolia hyödyttävä suhde on läheinen ja pitkäaikainen, se on esimerkki keskinäinen symbioosi.

Kaikki symbioottiset suhteet eivät ole keskinäisiä.

Keskinäinen symbioosi syntyi evoluution kautta. Kumppanilajien välinen keskinäisyys lisää ympäristön kuntoa ja tukee lisääntymismenestystä. Eri lajien organismeja, jotka ovat sopeutuneet sopeutumaan toistensa käyttäytymiseen ja ominaisuuksiin, kutsutaan symbionteja. Joistakin lajeista on tullut niin riippuvaisia ​​toisistaan, etteivät ne voi selviytyä ilman toista.

Kun elävien organismien kasvu, lisääntyminen tai ravinto on kietoutunut yhteen, suhde edustaa velvoittavat keskinäisyyttä. Esimerkiksi tietyntyyppiset Yucca-kasvit ja koilajit ovat alkaneet olla riippuvaisia ​​toisistaan ​​lisääntymisvaiheensa loppuun saattamiseksi. Kun säännöllisesti tapahtuva vuorovaikutus hyödyttää organismeja, mutta ei ole välttämätöntä selviytymisen kannalta, se on fakultatiivinen keskinäisyys.

Maapallolla on lukemattomia esimerkkejä keskinäisyydestä. Kahden eläimen, kahden kasvin, eläimen ja kasvin sekä bakteerien ja kasvien välillä voi kehittyä keskinäistä vuorovaikutusta.

Lajikohtaiset vuorovaikutukset auttavat ylläpitämään vakaa populaatio ja päinvastoin. Yhden lajin menetys voi johtaa muiden menetykseen ruokaverkon keskinäisen riippuvuuden vuoksi.

härkä on pieni lintu, jolla on vahvat varpaat tarttumaan eläinten takkeihin, ja värikäs nokka, joka on muotoiltu täydellisesti loisten irtoamiseen. Vaikka norsut eivät halua mitään tekemistä linnun kanssa, oksalla on pitkäaikainen keskinäinen suhde seeproihin, kirahveihin ja sarvikuonoihin Etelä-Afrikassa. Linnut etsivät aina täitä, verta imeviä punkkeja ja kirppuja, jotka hyppäävät eläimen nahkaan.

Tuholaisten hävittämisen ohella siipikarjat puhdistavat haavat. Jotkut tutkijat ovat kyseenalaistaneet, ovatko tällaiset käyttäytymiset keskinäisiä vai loisia, koska haavan nokkiminen viivästyttää paranemista. Siitä huolimatta vikojen, rasvan ja korvavahan ruokinta on hyödyllinen hoitopalvelu.

Siksi haukka ja tiettyjä sorkkaeläimiä pidetään yleensä keskinäisinä. Lisäksi härkäpäiset antavat hälytyksen räiskyvällä sähisevällä äänellä, kun saalistaja piilee ruohossa ja antaa linnulle ja pedolle enemmän aikaa pakenemaan.

Kukkivat kasvit tarvitsevat a kasvien pölyttäjä kuten mesiä kaipaavat mehiläiset lisääntymismenestykseen elinkaarensa aikana. Jotkut kasvit ja puut tarvitsevat jopa a lajikohtainen hyönteinen lannoitusta varten.

Esimerkiksi viikunapuu ja pieni Agaonidae-ampiaiset rauhanomaisesti rinnakkain ja hyötyä niiden vuorovaikutuksesta. Viikunapuut ja niiden keskinäiset ampiaislajit ovat erinomaisia ​​esimerkkejä keskinäisyydestä ja coevolutionista.

Viikunat ovat muunnettuja varret, joissa on monia kukkia, jotka kypsyvät siemeniksi, jos ne hedelmöitetään. Viikunakukat tuottavat hajua, joka houkuttelee hedelmöitettyä naaras ampiaista, joka tuo siitepölyä ja munii viikunakukkaan ennen hänen kuolemaansa. Jotkut siemenet kypsyvät ja toiset tarjoavat ravintoa ampiaisjuurille. Siipettömät urosmarsit parittelevat ja kuolevat, ja siivekäs naaraat lähtevät etsimään uutta viikunaa.

Palkokasvitkuten soijapavut, linssit ja herneet tarjoavat erinomaisen proteiinilähteen ruokavaliossa. Siksi palkokasvit tarvitsevat optimaalisen määrän typpeä aminohappojen syntetisoimiseksi ja proteiinin rakentamiseksi.

Palkokasveilla on lajikohtainen keskinäinen suhde bakteereihin. Palkokasvit ja tietyt bakteerit täyttävät toistensa tarpeet aiheuttamatta vahinkoa, toisin kuin patogeeniset bakteerit.

Rhizobium-bakteerit muodostavat maaperässä kuoppaisia ​​kyhmyjä kasvien juurille ja "kiinnittävät" typpeä muuttamalla N: tä₂ ilmassa ammoniakiksi tai NH: ksi₃. Ammoniakki on typen muoto, jota kasvit voivat käyttää ravintoaineena. Kasvit puolestaan ​​tarjoavat hiilihydraatteja ja kodin typpeä sitoville bakteereille.

Lääkemäärä bakteereihin kasvattaessa viljelykasveja, kuten soijapapuja, vähentää kemiallisten lannoitteiden käyttöä, joka voi imeytyä vesistöihin ja aiheuttaa myrkyllisiä leväkukintoja.

Monet ekologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että linnuilla ja eläimillä on merkitys siementen leviämisessä. Nyt tutkijat tarkastelevat tarkemmin kasvien ja matelijoiden keskinäistä vuorovaikutusta, erityisesti saarien ekosysteemeissä. Hedelmiä syövillä liskoilla, skinkeillä ja gekoilla on keskeinen rooli kasvien biologisessa monimuotoisuudessa ja elinkelpoisuudessa.

Koska kasvit eivät voi liikkua, ne ovat riippuvaisia ​​ulkoisista keinoista siementen leviämisessä. Jotkut liskolajit solmivat hedelmällisen hedelmän yhdessä niveljalkaisten kanssa ja erittävät sulattamattomia siemeniä toisessa paikassa. Siementen leviäminen vähentää kilpailua emokasvin kanssa ravinteista ja helpottaa geeninvaihto kasvipopulaation sisällä.

Merivuokot ovat ikivanha laji, jolla on kasvin ja eläimen ominaisuuksia. Kun epäilemättömät pienet kalat uivat ohitse, merivuokko käyttää tappavia lonkeroitaan halvaamaan saaliinsa.

Yllättäen oranssi ja valkoinen pelle tekee kodistaan ​​merivuokon sisällä. Clownfish on mukauttanut paksun limakerroksen, joka tarjoaa suojan merivuokon tappavalta pistokselta.

Kirkkaat väriset klovnikalat houkuttelevat muita kaloja merivuokran kynsiin ja hyötyvät myöhemmin merivuokon aterian jäännöksistä. Pelle kalat tarjoavat myös ilmankierron merivuokolle uimalla lonkeroiden välillä. Ne pitävät merivuokran puhtaana ja terveellisenä poistamalla ylimääräisen ruoan.

Amerikkalaiset tutkijat Binghamtonin yliopisto, New Yorkin osavaltion yliopisto Tutki äskettäin mekanismeja siitä, kuinka molempien organismien väliset molempia osapuolia hyödyttävät suhteet parantavat niiden selviytymiskertoimia.

Tutkimus osoitti, että edut ovat suurimmat, kun pienet organismit elävät ekosysteemissä, jota hallitsevat suuret organismit. Kolmen symbionin keskinäisistä kumppanuuksista voidaan saada lisäetua.

Esimerkiksi Afrikan viheltävä piikki-akaasiapuu tarjoaa mettä ja elinympäristöä muurahaisille, jotka purevat puuta napostelevia norsuja. Kuivien loitsujen aikana muurahaiset ruokkivat hunajakastetta, jota erittyvät puumehusta elävät mittakaavan hyönteiset.

Yhden symbionin muutos laukaisi ketjureaktion. Esimerkiksi, jos muurahaiset kuolisivat, norsut tuhoaisivat puun ja vaaka-hyönteinen menettäisi elinympäristönsä ja tärkeimmän ravintolähteensä.

Eri tyypit ja esimerkit keskinäisyydestä eivät ole täysin ymmärretty. Monikysymyksistä ja erityyppisten interspecifisten vuorovaikutusten pysyvyydestä on jäljellä monia kysymyksiä.

Suuri osa tähänastisesta työstä on keskittynyt hyödyllisiin kasvi- ja mikrobisuhteisiin. Matemaattinen mallinnus voi syventää ymmärrystä luonnon evoluution ilmiöiden genetiikasta ja fysiologiasta.

Ennakoiva mallinnus tarkastelee myös sitä, kuinka tekijät, kuten resurssien saatavuus ja läheisyys, voivat vaikuttaa yhteistyökäyttäytymiseen. Tiedot solu-, yksilö-, populaatio- ja yhteisötasolla voidaan integroida matemaattisiin malleihin ekosysteemivuorovaikutusten kattavaan analysointiin. Mallit voidaan testata ja konfiguroida uudelleen tietojen kerääntyessä.