მუტუალიზმი (ბიოლოგია): განმარტება, ტიპები, ფაქტები და მაგალითები

ეკოსისტემები ბუნებრივ სამყაროში შედგება ცოცხალი ორგანიზმებისგან, რომლებიც ერთმანეთთან ურთიერთქმედებენ ასორტიანი გზით. Ტერმინი ორმხრივი ურთიერთობა ეხება ურთიერთობის ტიპს, რომელიც ორმხრივი სარგებელი ორი სახეობის გარემო.

ცოცხალმა არსებებმა მოირგეს ერთმანეთის დასახმარებლად საინტერესო და უჩვეულო გზები, თუმცა მათი მოტივები თვითმომსახურებაა.

სიმბიოზი ბიოლოგიაში გულისხმობს მჭიდრო კავშირს სხვადასხვა სახეობას შორის, რომლებიც ერთად განვითარდა. ცალმხრივი ურთიერთობა, რომელიც ეხმარება ერთ სახეობას მეორეზე ზემოქმედების გარეშე, ეწოდება კომენსალიზმი.

ცალმხრივი ურთიერთობა, რომელიც ერთ სახეობას სარგებლობს სხვის საზიანოდ, ეწოდება პარაზიტიზმი. სასარგებლო ორმხრივი ურთიერთობა მოიხსენიება, როგორც ორმხრივი ურთიერთობა.

ბიოლოგიაში მუტუალიზმი გულისხმობს სიმბიოზურ სახეობათა ურთიერთქმედებას, რომლებიც ორმხრივად სასარგებლოა, ან თუნდაც აუცილებელია გადარჩენისთვის. ორმხრივი ურთიერთობა ყალიბდება, როდესაც ორი სხვადასხვა სახეობა სარგებლობს ერთმანეთთან მჭიდრო თანამშრომლობით.

ურთიერთობა შეიძლება ცოტა რთული იყოს. მაგალითად, ერთმა სახეობამ შეიძლება მეტი სარგებელი მიიღოს და ურთიერთქმედება შეიძლება პარაზიტიზმთან იყოს დაკავშირებული.

მუტუალიზმი გავრცელებულია ყველა ეკოსისტემაში, მათ შორის ადამიანის ორგანიზმში. Მაგალითად, ჰარვარდის სამედიცინო სკოლა დადგენილია, რომ ტრილიონობით ბაქტერია, რომელსაც ნაწლავის მიკრობიოტა ეწოდება, ადამიანის ნაწლავში ცხოვრობს და ხელს უწყობს საჭმლის მონელებას და მთლიან ჯანმრთელობას. როდესაც ურთიერთსასარგებლო ურთიერთობა მჭიდრო და ხანგრძლივია, ეს არის ამის მაგალითი ორმხრივი სიმბიოზი.

ყველა სიმბიოტიკური ურთიერთობა არ არის ორმხრივი.

მუტუალისტური სიმბიოზი გაჩნდა ევოლუციის გზით. ურთიერთპარტილობა პარტნიორ სახეობებს შორის აძლიერებს გარემოსთან შესაბამისობას და ზრდის რეპროდუქციულ წარმატებას. სხვადასხვა სახეობის ორგანიზმებს, რომლებიც მოერგნენ ერთმანეთის ქცევას და თავისებურებებს, ეწოდება სიმბიონტები. ზოგიერთი სახეობა იმდენად ურთიერთდამოკიდებული გახდა, რომ ვერ შეძლებს გადარჩენას სხვის გარეშე.

როდესაც ცოცხალი ორგანიზმების ზრდა, გამრავლება ან სიცოცხლისუნარიანობა ერთმანეთთანაა გადაჯაჭვული, ეს ურთიერთობა წარმოადგენს სავალდებულო ურთიერთგაგება. მაგალითად, იუკას მცენარეებისა და თვის თვისებების გარკვეული ტიპები ერთმანეთზეა დამოკიდებული, რომ დაასრულონ მათი რეპროდუქციული სიცოცხლის ციკლი. როდესაც რეგულარულად მიმდინარე ურთიერთქმედება სარგებელს მოუტანს ორგანიზმებს, მაგრამ არ არის აუცილებელი გადარჩენისთვის, ეს არის ფაკულტატური ურთიერთმსახურება.

ორმხრივი ურთიერთობის უამრავი მაგალითია დედამიწაზე. მუტუალისტური ურთიერთქმედება შეიძლება განვითარდეს ორ ცხოველს, ორ მცენარეს, ცხოველებს და მცენარეებს და ბაქტერიებსა და მცენარეებს შორის.

სპეციფიკური ურთიერთქმედება ხელს უწყობს სტაბილური პოპულაციების შენარჩუნებას და პირიქით. ერთი სახეობის დაკარგვამ შეიძლება გამოიწვიოს სხვათა დაკარგვა კვების ქსელის ურთიერთდამოკიდებულების გამო.

oxpecker არის პატარა ფრინველი, რომელსაც აქვს ძლიერი თითები ცხოველების ხალათების დასაჭერად და ფერადი წვერი, რომელიც შესანიშნავად არის ჩამოყალიბებული პარაზიტების განდევნისთვის. მიუხედავად იმისა, რომ სპილოებს არაფერი სურთ ფრინველთან, ოქსპეკერს ხანგრძლივი ურთიერთობა აქვს სამხრეთ აფრიკაში ზებრებთან, ჟირაფებთან და მარტორქებთან. ფრინველები მუდამ ეძებენ ტილებს, სისხლის მომწოვ ტკიპებსა და რწყილებს, რომლებიც ცხოველის ტყავს ხტება.

მავნებლების აღმოფხვრასთან ერთად, oxpeckers ასუფთავებს ჭრილობებს. ზოგიერთ მეცნიერს ეჭვქვეშ აყენებს, არის თუ არა ასეთი ქცევა ორმხრივი ან პარაზიტული, რადგან ჭრილობის შეხორცება აფერხებს შეხორცებას. ამის მიუხედავად, შეცდომებით, ცხიმებით და ყურის ცვილით კვება სასარგებლოა მოვლის საშუალება.

ამრიგად, oxpecker და გარკვეული hoofed სახეობები ზოგადად განიხილება ურთიერთგაგებად. გარდა ამისა, oxpeckers აფრთხილებს განგაშის კივილით, როდესაც მომაკვდინებელი ბალახში იმალება და ფრინველსა და მხეცს გაქცევის მეტი დრო ეძლევა.

ყვავილოვან მცენარეებს სჭირდებათ ა მცენარე-დამტვერი ნექტარისმოყვარე ფუტკრებივით, მათი ცხოვრების ციკლი რეპროდუქციული წარმატების მისაღწევად. ზოგიერთ მცენარესა და ხეს სჭირდება კიდეც სახეობის სპეციფიკური სასუქი სასუქისთვის.

მაგალითად, ლეღვის ხე და პატარა Agaonidae ვოსფსი მშვიდობიანად თანაარსებობენ და მიიღებენ სარგებელს მათი ურთიერთქმედებით. ლეღვის ხეები და მათი ურთიერთგამანადგურებელი სახეები ვოსფუალისა და თანავტოლობის შესანიშნავი მაგალითებია.

ლეღვი შეცვლილია ღეროებით, რომელშიც ბევრი ყვავილია, რომლებიც განაყოფიერდება თესლად მწიფდება. ლეღვის ყვავილები გამოყოფენ სუნს, რომელიც იზიდავს განაყოფიერებულ ქალს, რომელიც მოიტანს ყვავილის მტვერს და კვერცხს დებს ლეღვის ყვავილში, სანამ ის მოკვდება. ზოგი თესლი მწიფდება და სხვები საზრდოობენ მაწვები გრუპის მოსაშენებლად. უფრთო მამრი მაწვები წყვილდებიან და იღუპებიან, ხოლო ფრთიანი ქალები ახალი ლეღვის ძიებაში ტოვებენ.

პარკოსნებისოიოს, ოსპისა და ბარდასავით, დიეტაში ცილების შესანიშნავ წყაროს გვთავაზობს. ამიტომ, პარკოსნებს სჭირდებათ აზოტის ოპტიმალური რაოდენობა ამინომჟავების სინთეზისა და ცილების შესაქმნელად.

პარკოსნებს აქვთ სახეობის სპეციფიკური ურთიერთგაგება ბაქტერიებთან. პარკოსნები და გარკვეული ბაქტერიები ერთმანეთის საჭიროებებს აკმაყოფილებენ ზიანის მიყენების გარეშე, პათოგენური ბაქტერიებისგან განსხვავებით.

Rhizobium ბაქტერიები ნიადაგში მცენარის ფესვებზე ქმნიან მტვრიან კვანძებს და აზოტს "აფიქსირებენ" N– ს გარდაქმნით₂ ჰაერში ამიაკამდე, ან NH₃. ამიაკი არის აზოტის ფორმა, რომელიც მცენარეებს შეუძლიათ გამოიყენონ როგორც საკვები ნივთიერება. თავის მხრივ, მცენარეები ნახშირწყლებს და აზოტის დამაფიქსირებელ ბაქტერიებს ეწევიან.

სოიოს მსგავსი კულტურების მოყვანისას ბაქტერიებზე დამოკიდებულება ამცირებს ქიმიური სასუქის გამოყენებას, რომელსაც შეუძლია შეაღწიოს წყალსატევებში და გამოიწვიოს წყალმცენარეების ტოქსიკური აყვავება.

ბევრი ეკოლოგიური კვლევები აჩვენა, რომ ფრინველები და ცხოველები თამაშობენ როლს თესლის გაფანტვაში. ახლა მეცნიერები უკეთ ათვალიერებენ მცენარეთა და ქვეწარმავლების ურთიერთგაცნობას, განსაკუთრებით კუნძულთა ეკოსისტემებში. ხილის საჭმელად ხვლიკები, სკინკები და ბუსუსები მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მცენარეთა ბიომრავალფეროვნებასა და სიცოცხლისუნარიანობაში.

იმის გამო, რომ მცენარეებს არ შეუძლიათ გადაადგილება, ისინი დამოკიდებულნი არიან თესლის გაფანტვის გარე საშუალებებზე. ხვლიკების ზოგიერთი სახეობა ხევსურულ ხილზე, ფეხსახსრიანებთან ერთად, გამოიყოფა დაუმუშავებელი თესლი სხვა ადგილას. თესლის დარბევა ამცირებს მშობელ მცენარეს კონკურენციას საკვებ ნივთიერებებში და ამარტივებს გენების გაცვლა მცენარეთა პოპულაციაში.

ზღვის anemones არის უძველესი სახეობა, რომელსაც აქვს მცენარისა და ცხოველის მახასიათებლები. როდესაც ეჭვიანი პატარა თევზი ბანაობს, ზღვის anemone იყენებს თავის სასიკვდილო საცეცებს, რათა პარალიზდეს მისი მტაცებელი.

გასაკვირია, რომ ნარინჯისფერი და თეთრი თევზი ჯამბაზი თავის სახლს ზღვის anemone. Clownfish– მა მოერგო ლორწოს სქელი საფარი, რომელიც გთავაზობთ დაცვას ზღვის ანემონის სასიკვდილო ნაკბენისგან.

კაშკაშა ფერის ჯამბაზის თევზი სხვა თევზებს იზიდავს ზღვის anemone- ის კლანჭებში და შემდგომში ისარგებლებს ზღვის anemone- ის კერძიდან. მასხარა თევზები ასევე უზრუნველყოფენ საცეცებს შორის ბანაობით ზღვის ანემონის ჰაერის ცირკულაციას. ისინი ზღვის ანემონას სუფთა და ჯანმრთელად იცავენ ზედმეტი საკვების მოშორებით.

ამერიკელი მკვლევარები ბინგჰემტონის უნივერსიტეტი, ნიუ იორკის სახელმწიფო უნივერსიტეტი ცოტა ხნის წინ შეისწავლა მექანიზმები, თუ როგორ აუმჯობესებს ურთიერთსასარგებლო ურთიერთობა მცირე ორგანიზმებს შორის მათი გადარჩენის შანსებს.

კვლევამ აჩვენა, რომ უპირატესობა ყველაზე დიდია, როდესაც მცირე ორგანიზმები ცხოვრობენ ეკოსისტემაში, რომელშიც დიდი ორგანიზმები დომინირებენ. შემდგომი სარგებელი შეიძლება მიღებულ იქნას სამ სიმბიოტს შორის ურთიერთმხრივი თანამშრომლობის შედეგად.

მაგალითად, აფრიკის სტვენით აკაციის ხე უზრუნველყოფს ნექტარს და ჰაბიტატს ჭიანჭველებისთვის, რომლებიც კბენენ სპილოებს, რომლებიც ხეზე კბენენ. მშრალი შელოცვების დროს, ჭიანჭველები იკვებებიან თაფლით, რომელიც გამოიყოფა მასშტაბური მწერებით, რომლებიც ხის წვნიდან ცხოვრობენ.

ერთი სიმბიონის შეცვლა ჯაჭვურ რეაქციას გამოიწვევს. მაგალითად, თუ ჭიანჭველები დაიღუპებოდნენ, სპილოები ანადგურებდნენ ხეს, ხოლო მასშტაბური მწერი კარგავდა საცხოვრებელ ადგილს და საკვების მთავარ წყაროს.

ორმხრივი ურთიერთობის სხვადასხვა სახეობა და მაგალითი ბოლომდე გააზრებული არ არის. ბევრი კითხვა რჩება კოევოლუციისა და სხვადასხვა სახის ინტერპეციფიკური ურთიერთქმედების შენარჩუნების შესახებ.

დღემდე ჩატარებული სამუშაოების დიდი ნაწილი ფოკუსირებულია მცენარეთა და მიკრობების სასარგებლო ურთიერთობებზე. მათემატიკური მოდელირებით შეიძლება გაღრმავდეს ბუნების თანა-ევოლუციური მოვლენების გენეტიკისა და ფიზიოლოგიის გაგება.

პროგნოზირების მოდელირება ასევე შეისწავლის, თუ როგორ შეიძლება გავლენა მოახდინონ კოოპერაციულ ქცევაზე ისეთმა ფაქტორებმა, როგორიცაა რესურსების ხელმისაწვდომობა და სიახლოვე. ფიჭური, ინდივიდუალური, მოსახლეობისა და საზოგადოების დონეზე მონაცემები შეიძლება ინტეგრირდეს მათემატიკურ მოდელებში ეკოსისტემის ურთიერთქმედების სრულყოფილი ანალიზისთვის. მოდელების ტესტირება და კონფიგურაცია შესაძლებელია მონაცემთა დაგროვების შედეგად.