Kas ir simbiotiskas attiecības?

Daba ir pilna ar simbiotiskām attiecībām, piemēram, medus bišu un ziedu, klaunu zivīm un anemonēm, jūsu zarnām un tajā esošajām prokariotu zarnu baktērijām. Simbioze definē trīs pamata attiecību veidus (ar vairākām apakšgrupām), kas notiek starp dzīvajām būtnēm: savstarpīgums, kur abas sugas gūst labumu; komensālisms, kur viens organisms gūst labumu, bet otrs nerada kaitējumu; un parazītisms, kurā viena vienība gūst labumu, dažreiz par otru.

Vārds simbioze nāk no grieķu valodas sim un bios, kas tulkojumā nozīmē kopā un dzīvevai dzīve strādā kopā. Lai saprastu, kā šīs attiecības attīstījās, pētnieki izstrādāja sistēmu visas dzīves klasificēšanai, pamatojoties uz atsevišķu organismu atšķirīgajām īpašībām.

TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)

Biologi un ekologi simbiotiskas attiecības definē kā intīmu mijiedarbību starp divām vai vairākām sugām, kas var būt vai var nebūt izdevīga abām.

Sugu klasifikācijas sistēmā - taksonomijā - tiek izmantoti dažādi klasifikācijas līmeņi, lai kārtotu, kur organisms iekļaujas lietu bioloģiskā shēma, kā arī palīdz pētniekiem izprast attiecības starp organismiem un pāri klasifikācijas. Bioloģiskās organizācijas diagrammas augšdaļā atrodas visplašākās kategorijas - domēni arhejas, baktērijas un eukarya - kam otrādi ir karaļvalstis, patvērums, klase, kārtība, ģimene, ģints un sugas otrādi trīsstūris. Arheju un baktēriju domēnos ietilpst tikai vienšūnas organismi, bet eikarijas valstībā ir protisti, sēnītes, augi un dzīvnieki.

Simbiozē definētās savstarpējās attiecības ir tās attiecības, kurās abas sugas gūst labumu no asociācijas. Medus bite un zieds pārstāv šāda veida attiecības. Bite savāc no zieda nektāru, izmantojot garu, salmiem līdzīgu probosu, lai iesūktu saldo šķidrumu atsevišķā maisiņā, ko sauc par nektāru vai medus maisiņu, lai vēlāk tos izmantotu kolonijā kā pārtiku. Kamēr bite pārvietojas pa ziedu, ziedputekšņi uzkrājas uz tā pūkainajām kājām un ķermeņa. Kad bite atstāj ziedu piezemēties uz nākamā, ziedputekšņi nokrīt vai noberžas uz nākamo ziedu, kā rezultātā notiek apputeksnēšana. Zieds palīdz bitei, dodot tai nektāru, un bite palīdz apputeksnēt ziedu, pārvietojot ziedputekšņus no zieda uz ziedu.

Piemēram, skudru un laputu attiecības ir savstarpējas attiecības, kas definētas kā aizsardzības simbioze. Skudra darbojas kā gani pār laputīm. Laputis nodrošina skudrām medus rasu, un skudras naktī ievada laputu savā patversmē, lai pasargātu no plēsējiem, un no rīta viņus pavada atpakaļ ārā. Ir zināms, ka dažas skudru sugas aukstajos ziemas mēnešos laputu olas ieved ligzdas uzglabāšanas kamerās. Bieži vien skudru liellopus sauc, skudras dažreiz noņem laputīm spārnus, lai tās neaizlidotu. Skudras var izdalīt arī ķīmiskas vielas, kas laputīm kļūst paklausākas.

Cits savstarpēju attiecību veids - obligāts savstarpīgums - pastāv, kad katra atsevišķa suga nevar izdzīvot bez otras. Piemērs tam ir starp termītiem un to zarnu flagellāta simbiontiem - prokariotu organismiem ar pātagai līdzīgu flagellu vai piedēkļiem, kas palīdz viņiem pārvietoties. Termītā esošie organismi palīdz noārdīt koksnē esošos blīvos cukurus, lai termīts varētu to sagremot. Bet termītu iekšienē ir arī citi simbionti, kas darbojas sadarbībā savā starpā un ar termītu. Bez šīm attiecībām termīti un viņu iekšējie viesi neizdzīvotu.

Klauna zivs un anemone pārstāv protokooperācijas simbiozi, attiecības, kas nāk par labu abiem, taču atšķirībā no termīta un tā simbiontiem abi var izdzīvot neatkarīgi no otra. Zivīm ir mājvieta taukainajās, viļņainajās anemona rokās, kas aizsargā zivis no plēsējiem; zivis arī aizsargā anemonu no plēsējiem un dažreiz pat atnes tam ēdienu.

Kad viens organisms dzīvo citu audu vai šūnu iekšienē, biologi to definē kā endosimbiozi. Lielākoties šīs attiecības ir norma daudzām vienšūnu vienībām. Piemēram, vienšūnas eikariotu (šūna, kuras iekšpusē ir ieslēgts kodols) organisms Paramecium bursaria kalpo kā eikariotu saimnieks Hlorella aļģu šūnas. Aļģes fotosintēzes procesā ražo enerģiju, un paramecijs iegūst labumu, jo tas saņem daļu no šīs enerģijas vai pārtikas. Turklāt aļģes dzīvo aizsargātā mobilajā mājā - paramecija ķermenī.

Cita veida savstarpēja simbioze ietver vienu organismu, kas dzīvo uz otra ādas vai virsmas, savstarpēji izdevīgās attiecībās. Lapu griezēja skudrām ir īpašs simbionts, vienšūnu baktēriju veids, kas dzīvo uz viņu ādas. Lapu griezēja skudras atgriež sagriezto lapotni kolonijā, kur injicē tai īpašu sēnīšu veidu. Sēne kalpo kā barības avots kolonijai, kuru baktērijas pasargā no citām iebrucējušajām sēņu sugām.

Foresijas simbiotiskas attiecības rodas, kad viens organisms dzīvo uz otra ķermeņa vai tā tuvumā, bet ne kā parazīts un sniedz izdevīgu pakalpojumu saimniekam un sev. Jūras dzīvības suga, remoras zivis, piestiprinās vaļu ķermeņiem, mantas stariem, haizivīm un bruņurupučiem (un pat kuģiem), izmantojot sūkšanas diskus viņu galvas augšdaļā. Remora, saukta arī par haizivju piesūcējiem, nekaitē saimniekam un neņem no tā neko citu, kā vien ēdot parazitāras jūras radības, kas to apsēž. Remoras zivis arī izmanto disku, lai pārvietotos ar automašīnu no saimnieka. Putnu putni ir izplatītas vietas degunradžu aizmugurē, kur viņi ēd tur dzīvojošos parazītus un ērces. Viņi arī lido gaisā un kliedz, kad tuvojas briesmas, sniedzot brīdinājumu degunradžu vai zebru saimniekam.

Komensālistiskās attiecības ir tādas, kur viena suga saņem visu labumu no attiecībām ar otru, bet otra nesaņem nekādu labumu vai kaitējumu. Labs šāda veida attiecību piemērs ir ganību liellopi un liellopu egreti. Kad liellopi ganās zālē, tie maisa tur dzīvojošos kukaiņus, ļaujot liellopu zaglim garšīgu maltīti. Liellopu egreti saņem maltīti, bet liellopi neko nesaņem pretī no putniem ar garu kaklu, un attiecības viņiem arī nekaitē.

Pasaule ir pilna ar parazitārām attiecībām, kur dzīvā būtne veido māju uzņēmējā būtnē vai virs tās. Lielāko daļu laika parazīts barojas ar saimnieka ķermeni, bet nenogalina saimnieku. Šajās attiecībās pastāv divu veidu saimnieki: galīgais resursdators un starpniekserveris. Galīgais saimnieks nodrošina mājvietu pieaugušam parazītam, bet starpnieks - neapzināti - mājvietu nepilngadīgajam parazītam. Ērces ir parazitāras simbiozes piemēri, jo kā asinssūcēji kukaiņi, kas uzplaukst tā asinīs, upuri, viņi var arī kaitēt saimniekam, pārnesot infekcijas slimību, kas uzņemta no cita asinīm organisms.

Zinātniskajā fantastikā ir daudz parazitoidisma piemēru, taču tāpat ir arī ikdienas dzīve. Šāda veida simbiotiskās attiecībās saimnieks parasti nomirst. Daudzās zinātniskās fantastikas filmas atspoguļo šāda veida attiecības starp cilvēkiem un citplanētiešiem, piemēram, filmu sērijā "Alien". Parazitoidismā saimnieks kalpo kā mājvieta parazīta kāpuriem. Kad kāpuri nobriest, viņi aizbēg no saimnieka ķermeņa, to nogalinot. Dabā braconid lapsenes dēj olas virs tomātu ragu tārpa ķermeņa, un, augot lapsenes kāpuriem, tās barojas no tauriņu tārpa ķermeņa, to metamorfozes laikā nogalinot.

Starp plēsēju un tā upuri pastāv plaši pazīstamas simbiotiskas attiecības. Ekoloģiskā sabiedrībā dažas vienības dzīvo, ēdot citu organismu ķermeņus. Domājams, ka tas nav uzskatāms par parazitārām attiecībām, jo ​​plēsējs nedzīvo tā dzīvnieka ķermenī vai uz tā ēd, tās joprojām ir simbiotiskas attiecības, jo plēsējs neizdzīvotu, ja otrs organisms neatteiktos no tā dzīve. Plēsējs pārtikas ķēdē parasti atrodas virs sava laupījuma, piemēram, lauva un gazele, koijots un trusis (vai mājdzīvnieks), vilks un sumbri vai citi pārnadžu dzīvnieki - nagaiņi - kā brieži un antilope. Plēsonība ir atbildīga arī par visa veida laupījuma evolūciju: tādu līdzekļu izstrāde, lai paslēptos no plēsējiem, izmantojot mīmiku, maskēšanās un brīdinājuma krāsas.

Konkurence starp sugām rodas, ja abas vienības skar vienādus resursus ekosistēmā. Šis simbiotisko attiecību veids darbojas pretēji; viens vai abi organismi cieš viens otra pastāvēšanas dēļ. Invazīvas sugas izjauc maigo līdzsvaru ekoloģiskajās kopienās, kad tās iegūst resursus, kas domāti vietējiem organismiem. Piemēram, dzeltenais starthistle, kas ir Eiropas vietējā suga, vairāk nekā iespējams, aizkustināja braucienu uz ASV, kur tas iebruka ekoloģiskajās kopienās un izstumj dabiskās zāles. Tā kā starthistle ir strauji augošs augs, tā saknes iesūc visu ūdeni un barības vielas, nozogot šos resursus no dabīgajām zālēm, kuras bieži nokalst un iet bojā. Pat vienas ģimenes organismi var izjust konkurenci, piemēram, tad, kad zaļā anola ķirzaka ir daudzu dienvidu dzimta valstīm ir jākonkurē ar brūno anola ķirzaku par pārtikas avotiem un biotopu, kas sākotnēji reģionā tika ieviesta no Kuba.

Planēta ir pārpilna ar simbiotiskām attiecībām, kur var mijiedarboties divas dažādas sugas vai organismi, bet otra nejūt nevienu evolūcijas afektu cita dēļ. Ārkārtējs piemērs - neitralisma robežu stiepšana - un to piedāvā Maiami universitāte, ietver baktēriju kamielis un garā astes garneļu garneles, kuras abas var nonākt Gobi tuksnesī ar nenozīmīgu ietekmi uz arī.

Simbiotisko attiecību nozīmi visiem Zemes dzīvajiem organismiem nevar nenovērtēt. Visā pasaulē, visās pasaules ekoloģiskajās kopienās, sākot no tiem, kurus var redzēt ar neapbruņotu aci, līdz tiem, kurus tikai redz zem mikroskopa objektīva simbiotiskās attiecības joprojām ir izšķirošas, lai saglabātu līdzsvaru dabas daudzveidībā procesi.

Simbiotiskās attiecības šķērso taksonomijas un sugas, un tādā vai citādā veidā visvairāk iesaistītas visas planētas dzīvās radības. Simbiotiskās attiecības palīdz nodrošināt cilvēkus ar pārtiku, apdzīvo planētu ar kokiem un augiem un uztur līdzsvarā dzīvnieku un augu populācijas. Simbiotiskās attiecības var palīdzēt atsevišķām sugām attīstīties vai mainīties un pat attīstīties. Bez simbiotiskām attiecībām nebūtu koraļļu rifu, koki varētu neizplatīties tik tālu un plaši kā to dara, putnu un kukaiņu palīdzību, kas sēklas ved tālu, un pat cilvēki, iespējams, nebūtu izdzīvojuši pietiekami ilgi, lai attīstītos vērā Homo sapiens - Zemes mūsdienu cilvēki.