Savstarpīgums (bioloģija): definīcija, veidi, fakti un piemēri

Dabas pasaules ekosistēmas sastāv no dzīviem organismiem, kas savstarpēji mijiedarbojas dažādos veidos. Termiņš savstarpīgums attiecas uz attiecību veidu, kas abpusēji izdevīgi divas sugas, kurām ir kopīga vide.

Dzīvās radības ir pielāgojušās interesantiem un neparastiem veidiem, kā palīdzēt viena otrai, lai gan viņu motīvi ir pašmērķīgi.

Simbioze bioloģijā attiecas uz ciešu saikni starp dažādām sugām, kas attīstījās kopā. Tiek sauktas vienpusējas attiecības, kas palīdz vienai sugai, neietekmējot otru komensālisms.

Tiek sauktas vienpusējas attiecības, kas dod labumu vienai sugai, kaitējot otrai parazītisms. Noderīgas divvirzienu attiecības tiek dēvētas par savstarpīgums.

Bioloģijā savstarpējais apzīmē simbiotisko sugu mijiedarbību, kas ir abpusēji izdevīga vai pat būtiska izdzīvošanai. Abpusējas attiecības veidojas, ja cieša sadarbība dod labumu divām atšķirīgām sugām.

Attiecības tomēr var būt nedaudz sarežģītas. Piemēram, viena suga var gūt lielāku labumu, un mijiedarbība varētu robežoties ar parazītismu.

Savstarpīgums ir izplatīts visās ekosistēmās, ieskaitot cilvēka ķermeni. Piemēram, Hārvardas medicīnas skola lēš, ka triljons baktēriju, ko sauc par zarnu mikrobiotu, dzīvo cilvēka zarnās un veicina gremošanu un vispārējo veselību. Ja abpusēji izdevīgas attiecības ir ciešas un ilgstošas, tas ir to piemērs savstarpēja simbioze.

Ne visas simbiotiskās attiecības ir savstarpējas.

Savstarpēja simbioze radās evolūcijas ceļā. Partnerattiecību sugu savstarpējā sadarbība uzlabo vides piemērotību un veicina reproduktīvos panākumus. Tiek saukti dažādu sugu organismi, kas pielāgojušies, lai pielāgotos otra uzvedībai un īpašībām simbionti. Dažas sugas ir kļuvušas tik savstarpēji atkarīgas, ka nevar izdzīvot bez otras.

Kad dzīvo organismu augšana, vairošanās vai uzturēšana ir savstarpēji saistīta, attiecība pārstāv obligāts savstarpīgums. Piemēram, daži jukas augu un kodes sugu veidi ir kļuvuši atkarīgi viens no otra, lai pabeigtu savu reproduktīvo dzīves ciklu. Kad regulāri notiekoša mijiedarbība nāk par labu organismiem, bet nav izdzīvošanai būtiska, tas ir fakultatīvais savstarpīgums.

Uz Zemes ir neskaitāmi daudz savstarpības piemēru. Var veidoties savstarpēja mijiedarbība starp diviem dzīvniekiem, diviem augiem, dzīvniekiem un augiem, un, piemēram, baktērijām un augiem.

Starpsugu mijiedarbība palīdz uzturēt stabilu populāciju un otrādi. Vienas sugas zaudēšana var izraisīt citu cilvēku zaudēšanu pārtikas tīkla savstarpējās atkarības dēļ.

The vērsis ir mazs putns, kuram ir spēcīgi pirksti, lai satvertu dzīvnieku mēteļus, un krāsains knābis, kas lieliski veidots parazītu izspiešanai. Lai gan ziloņi nevēlas neko darīt ar putnu, vērsim ir Dienvidāfrikā ilgstošas ​​savstarpējas attiecības ar zebrām, žirafēm un degunradžiem. Putni vienmēr meklē utis, asinssūcējas ērces un blusas, kas lec uz dzīvnieka ādas.

Līdztekus kaitēkļu izskaušanai, sprunguļi attīra brūces. Daži zinātnieki ir apšaubījuši, vai šāda uzvedība ir savstarpēja vai parazitāra, jo knābšana pie brūces aizkavē sadzīšanu. Tomēr barošana ar kļūdām, taukiem un ausu vasku ir noderīgs kopšanas pakalpojums.

Līdz ar to skuķis un noteiktas naga sugas parasti tiek uzskatītas par savstarpējām. Turpinājumā sprunguļi zvana trauksmi ar skaudošu, svilinošu skaņu, kad plēsējs tiecas zālē, dodot putnam un zvēram vairāk laika bēgšanai.

Ziedošiem augiem nepieciešams a augu apputeksnētājs kā nektāru alkstošās bites, lai gūtu panākumus reproduktīvā dzīves ciklā. Dažiem augiem un kokiem pat vajadzīgs sugai raksturīgs kukainis apaugļošanai.

Piemēram, vīģes koks un mazs Agaonidae lapsenes mierīgi līdzāspastāvēt un gūt labumu no viņu mijiedarbības. Vīģes koki un to savstarpējās lapsenes sugas ir lieliski savstarpīguma un koprevolūcijas piemēri.

Vīģes ir modificēti stublāji, kuru iekšpusē ir daudz ziedu, kas apaugļoti nobriest sēklās. Vīģes ziedi izdala smaržu, kas piesaista apaugļotu lapsenes mātīti, kas vīģes ziedā nesīs ziedputekšņus un dēs olas, pirms viņa nomirs. Dažas sēklas nogatavojas, un citas nodrošina barību lapsenes krūmu audzēšanai. Lapsēnu tēviņi bez spārniem pārojas un mirst, un spārnotās sievietes dodas prom, meklējot jaunu vīģi.

Pākšaugi, tāpat kā sojas pupas, lēcas un zirņi, diētā piedāvā lielisku olbaltumvielu avotu. Tāpēc pākšaugiem ir nepieciešams optimāls slāpekļa daudzums, lai sintezētu aminoskābes un veidotu olbaltumvielas.

Pākšaugiem ir raksturīgas sugas savstarpējas attiecības ar baktērijām. Pākšaugi un noteiktas baktērijas, atšķirībā no patogēnām baktērijām, apmierina viena otras vajadzības, neradot kaitējumu.

Rhizobium baktērijas augsnē uz augu saknēm veido bedrainus mezgliņus un “fiksē” slāpekli, pārveidojot N₂ gaisā uz amonjaku vai NH₃. Amonjaks ir slāpekļa forma, ko augi var izmantot kā barības vielu. Savukārt augi nodrošina ogļhidrātus un mājvietu slāpekli fiksējošām baktērijām.

Paļaušanās uz baktērijām, audzējot kultūraugus, piemēram, sojas pupas, samazina ķīmiskā mēslojuma izmantošanu, kas var iekļūt ūdensceļos un izraisīt toksisku aļģu ziedēšanu.

Daudzi ekoloģiskie pētījumi ir parādījuši, ka putniem un dzīvniekiem ir nozīme sēklu izplatīšanā. Tagad zinātnieki rūpīgāk aplūko augu un rāpuļu savstarpējo mijiedarbību, īpaši salu ekosistēmās. Augļu ēdošajām ķirzakām, ādas un gekoniem ir galvenā loma augu bioloģiskajā daudzveidībā un dzīvotspējā.

Tā kā augi nevar pārvietoties, tie sēklu izkliedēšanai ir atkarīgi no ārējiem līdzekļiem. Dažas ķirzaku sugas kopā ar posmkājiem aizrauj mīkstus augļus un citā vietā izdala nesagremotas sēklas. Sēklu izkliedēšana samazina konkurenci ar vecāku augu par barības vielām un atvieglo gēnu apmaiņa augu populācijā.

Jūras anemones ir sena suga, kurai piemīt augu un dzīvnieku īpašības. Kad neticīgas mazās zivis peld garām, jūras anemone izmanto savus nāvējošos taustekļus, lai paralizētu savu upuri.

Pārsteidzoši, bet oranži un balti klaunu zivs padara savu māju jūras anemone. Klaunu zivis ir pielāgojušas biezu gļotu pārklājumu, kas piedāvā aizsardzību pret jūras anemones nāvējošo dzēlienu.

Spilgtas krāsas klaunu zivis vilina citas zivis pie jūras anemones sajūgiem un pēc tam gūst labumu no jūras anemones miltu atlikumiem. Klaunas zivis arī nodrošina gaisa cirkulāciju jūras anemonei, peldoties starp taustekļiem. Viņi uztur jūras anemoni tīru un veselīgu, atbrīvojoties no liekā ēdiena.

Amerikāņu pētnieki Binghemptonas universitāte, Ņujorkas Valsts universitāte nesen pētīja mehānismus, kā savstarpēji izdevīgas attiecības starp mazajiem organismiem uzlabo viņu izdzīvošanas izredzes.

Pētījums parādīja, ka priekšrocības ir vislielākās, ja mazie organismi dzīvo ekosistēmā, kurā dominē lieli organismi. Papildu labumu var gūt no trīs simbiontu savstarpējām partnerattiecībām.

Piemēram, Āfrikas svilpojošais ērkšķu akācijas koks nodrošina nektāru un dzīvotni skudrām, kas kož ziloņiem, kuri grauž koku. Sauso viļņu laikā skudras barojas ar medus rasu, ko izdalās zvīņaini kukaiņi, kas dzīvo no koku sulām.

Izmaiņas vienā simbiontā izraisītu ķēdes reakciju. Piemēram, ja skudras nomirtu, ziloņi iznīcinātu koku, un zvīņainais kukainis zaudētu savu dzīvotni un galveno barības avotu.

Dažādi savstarpīguma veidi un piemēri nav pilnībā izprasti. Paliek daudz jautājumu par koevolūciju un dažāda veida starpsugu mijiedarbības noturību.

Liela daļa līdzšinējā darba ir koncentrēta uz labvēlīgām attiecībām ar augiem un mikrobiem. Matemātiskā modelēšana var padziļināt izpratni par dabas evolūcijas fenomenu ģenētiku un fizioloģiju.

Prognozējošā modelēšana aplūko arī to, kā tādi faktori kā resursu pieejamība un tuvums var ietekmēt sadarbības uzvedību. Datus šūnu, indivīdu, populācijas un kopienas līmenī var integrēt matemātiskos modeļos, lai vispusīgi analizētu ekosistēmu mijiedarbību. Modeļus var pārbaudīt un pārkonfigurēt, kad dati uzkrājas.