הדדיות (ביולוגיה): הגדרה, סוגים, עובדות ודוגמאות

מערכות אקולוגיות בעולם הטבע מורכבות מאורגניזמים חיים המתקשרים זה עם זה בדרכים שונות. התנאי הדדיות מתייחס לסוג של יחסים ש יתרונות הדדיים שני מינים החולקים סביבה.

יצורים חיים התאימו דרכים מעניינות ויוצא דופן לעזור אחד לשני, אם כי המניעים שלהם הם שירות עצמי.

סִימבִּיוֹזָה בביולוגיה מתייחס לקשר הדוק בין מינים שונים שהתפתחו יחד. נקראת מערכת יחסים חד צדדית המסייעת למין אחד מבלי להשפיע על השני קומנסליזם.

נקראת מערכת יחידה חד צדדית המיטיבה עם מין אחד לרעתו של השני טְפִילוּת. מערכת יחסים דו-כיוונית שימושית מכונה הדדיות.

הדדיות בביולוגיה מתייחסת לאינטראקציות בין מינים סימביוטיים המועילים הדדית, או אפילו חיוניים, להישרדות. מערכת יחסים הדדית נוצרת כאשר שני מינים שונים מרוויחים כל אחד על ידי עבודה הדוקה.

היחסים יכולים להיות מעט מורכבים. למשל, מין אחד עשוי להפיק תועלת רבה יותר, והאינטראקציה עשויה לגבול בטפיליות.

הדדיות נפוצה בכל המערכות האקולוגיות, כולל בגוף האדם. לדוגמה, בית הספר לרפואה בהרווארד מעריך כי טריליוני חיידקים הנקראים מיקרוביוטה מעיים חיים במעי האנושי ומסייעים בעיכול ובבריאות הכללית. כאשר מערכת יחסים מועילה הדדית היא קרובה וארוכת שנים, היא דוגמה ל

לא כל מערכות יחסים סימביוטיות הן הדדיות.

סימביוזה הדדית התרחשה דרך האבולוציה. הדדיות בין מינים של בן זוג משפרת את הכושר לאיכות הסביבה ומחזקת את הצלחת הרבייה. אורגניזמים ממינים שונים שהסתגלו להסתגל זה לזה להתנהגות ולתכונות נקראים סימביונות. מינים מסוימים נעשו תלויים זה בזה שהם אינם יכולים לשרוד ללא האחר.

כאשר הצמיחה, ההתרבות או המזון של אורגניזמים חיים שזורים זה בזה, היחסים מייצגים הדדיות מחייבת. למשל, סוגים מסוימים של צמחי יוקה ומיני עש הגיעו לתלות זה בזה כדי להשלים את מחזור החיים שלהם. כאשר אינטראקציה המתרחשת באופן קבוע מועילה לאורגניזמים אך אינה חיונית להישרדות, כלומר הדדיות פקולטטיבית.

ישנן אינספור דוגמאות של הדדיות על פני כדור הארץ. אינטראקציות הדדיות יכולות להתפתח בין שני בעלי חיים, שני צמחים, בעלי חיים וצמחים, וחיידקים וצמחים, למשל.

אינטראקציות בין-ספציפיות מסייעות בשמירה על אוכלוסיות יציבות ולהיפך. אובדן של מין אחד יכול להוביל לאובדן של אחרים בגלל האופי התלותי של רשת המזון.

ה נקר היא ציפור קטנה שיש בהונות חזקות לאחיזת מעילי בעלי חיים, ומקור צבעוני מעוצב בצורה מושלמת לעקירת טפילים. אף על פי שהפילים לא רוצים שום קשר לציפור, יש לנקר מערכת יחסים הדדית ממושכת עם זברות, ג'ירפות וקרנפים בדרום אפריקה. הציפורים תמיד מחפשות כינים, קרציות מוצצי דם ופרעושים שקופצים על עורו של בעל חיים.

יחד עם מיגור מזיקים, נקדי שור מנקים פצעים. יש מדענים ששאלו אם התנהגויות כאלה הן הדדיות או טפיליות מכיוון שניקור בפצע מעכב את ההחלמה. עם זאת, הזנה מחרקים, משומן ושעוות אוזניים היא שירות טיפוח מועיל.

לפיכך, נקר השור ומינים מסוימים בפרסה נחשבים בדרך כלל למפרדים. יתר על כן, שוברי אוקס משמיעים אזעקה בקול חריקה צורח כאשר טורף אורב בעשב, ומעניק לציפור ולבהמה יותר זמן לברוח.

צמחים פורחים זקוקים ל מאבק צמחים כמו דבורים המשתוקקות לצוף להצלחת רבייה במהלך מחזור חייהן. כמה צמחים ועצים אפילו זקוקים ל ספציפי למין חרק להפריה.

למשל, התאנה וקטנה צרעות Agaonidae להתקיים בשלום ולהרוויח מהאינטראקציה שלהם. עצי תאנה ומין הצרעות ההדדי שלהם הם דוגמאות נהדרות למערכות הדדיות והתפתחות משותפת.

תאנים הם גבעולים מהונדסים ובתוכם פרחים רבים שמתבגרים לזרעים אם הם מופרים. פרחי תאנה פולטים על ריח המושך צרעה נקבה מופרית שתביא אבקה ותטיל ביצים בפרח התאנה לפני מותה. זרעים מסוימים מבשילים, ואחרים מספקים הזנה לגידול צרעות הצרעות. צרעות זכריות חסרות כנפיים מזדווגות ומתות, ונקבות מכונפות עוזבות בחיפוש אחר תאנה חדשה.

קטניות, כמו פולי סויה, עדשים ואפונה, מציעים מקור מצוין של חלבון בתזונה. לכן, קטניות זקוקות לכמות חנקן אופטימלית בכדי לסנתז חומצות אמינו ולבנות חלבון.

לקטניות יש קשר הדדי-ספציפי למין עם חיידקים. קטניות וחיידקים מסוימים עונים זה על צרכיו של זה מבלי לגרום נזק, בניגוד לחיידקים פתוגניים.

חיידקי ריזוביום באדמה יוצרים גושים מהמורות על שורשי הצמח ו"מקבעים "חנקן על ידי המרת N₂ באוויר לאמוניה, או NH₃. אמוניה היא סוג של חנקן שצמחים יכולים להשתמש בו כמזין. בתורם, צמחים מספקים פחמימות ובית לחיידקים מקבעים חנקן.

הסתמכות על חיידקים בעת גידול יבולים כמו פולי סויה מפחיתה את השימוש בדשן כימי העלול לחלחל לנתיבי המים ולגרום לפריחת אצות רעילות.

רב מחקרים אקולוגיים הראו כי ציפורים ובעלי חיים ממלאים תפקיד בפיזור הזרעים. כעת מדענים בוחנים מקרוב את האינטראקציות ההדדיות של צמחים וזוחלים, במיוחד במערכות אקולוגיות של האי. לטאות אוכלות פירות, סלק ושממיות ממלאות תפקיד מפתח במגוון הביולוגי של הצומח ובכדאיות.

מכיוון שצמחים אינם יכולים לנוע, הם תלויים באמצעים חיצוניים להפצת זרעים. מינים מסוימים של לטאות מתעבים על פירות עיסתיים, יחד עם פרוקי רגליים, ומפרישים זרעים לא מעוכלים במקום אחר. פיזור זרעים מפחית את התחרות עם צמח האם על חומרים מזינים ומקל חילופי גנים בתוך אוכלוסיית הצמחים.

כלניות הים הן זן קדום בעל מאפיינים של צמח ובעלי חיים. כשדגים קטנים תמימים שוחים לידם, כלנית הים משתמשת במחושים הקטלניים שלה כדי לשתק את טרפו.

באופן מפתיע, הכתום והלבן דג ליצן הופך את ביתו בתוך הים לכלנית. דג הליצנים התאים ציפוי עבה של ריר המציע הגנה מפני העוקץ הקטלני של כלנית הים.

דגי ליצנים צבעוניים בהירים מפתים דגים אחרים אל ציפורני הכלניות הים, ובהמשך נהנים משאריות הארוחה של כלנית הים. דגי ליצן מספקים גם זרימת אוויר לכלנית הים על ידי שחייה בין המחושים. הם שומרים על כלנית הים נקייה ובריאה בכך שהם נפטרים מעודף מזון.

חוקרים אמריקאים ב אוניברסיטת בינגהמטון, אוניברסיטת מדינת ניו יורק לאחרונה חקר את המנגנונים כיצד יחסים מועילים הדדית בין אורגניזמים קטנים משפרים את סיכויי ההישרדות שלהם.

המחקר הראה כי היתרונות הם הגדולים ביותר כאשר האורגניזמים הקטנים חיים במערכת אקולוגית הנשלטת על ידי אורגניזמים גדולים. ניתן להשיג תועלת נוספת משותפויות הדדיות בין שלוש סימביונות.

לדוגמא, עץ השיטה הקוצני השורק של אפריקה מספק צוף ובית גידול לנמלים הנושכות פילים שמכרסמים על העץ. במהלך לחשים יבשים, נמלים ניזונות מטל דבש המופרש על ידי חרקים בקנה מידה החי ממוץ עצים.

שינוי בסימביונט אחד יביא לתגובת שרשרת. לדוגמא, אם הנמלים נפטרו, הפילים יהרסו את העץ, וחרק האבנית יאבד את בית הגידול ומקור המזון העיקרי שלו.

הסוגים השונים והדוגמאות של הדדיות אינם מובנים במלואם. נותרו שאלות רבות על התפתחות משותפת ועל ההתמדה בסוגים השונים של אינטראקציות בין-ספציפיות.

חלק ניכר מהעבודות עד כה התמקדו ביחסים מועילים עם צמחים וחיידקים. דוגמנות מתמטית עשויה להעמיק את ההבנה של הגנטיקה והפיזיולוגיה של תופעות משותפות-אבולוציוניות בעולם הטבע.

דוגמנות חיזוי בוחנת גם כיצד גורמים כמו זמינות משאבים וקרבה עשויים להשפיע על התנהגויות שיתופיות. ניתן לשלב נתונים ברמה התאית, האישית, האוכלוסית והקהילתית במודלים מתמטיים לניתוח מקיף של אינטראקציות בין מערכות אקולוגיות. ניתן לבדוק דגמים ולהגדירם מחדש ככל שמצטברים נתונים.