Mutualism (Biology): Definisjon, typer, fakta og eksempler

Økosystemer i den naturlige verden består av levende organismer som samhandler med hverandre på forskjellige måter. Begrepet gjensidig refererer til en type forhold som gjensidig fordeler to arter som deler et miljø.

Levende skapninger har tilpasset interessante og uvanlige måter å hjelpe hverandre ut, selv om motivene deres er selvbetjente.

Symbiose i biologi refererer til en nær sammenheng mellom forskjellige arter som utviklet seg sammen. Et ensidig forhold som hjelper en art uten å påvirke den andre kalles kommensalisme.

Et ensidig forhold som gagner den ene arten til skade for den andre kalles parasittisme. Et nyttig toveis forhold kalles gjensidig.

Mutualisme i biologi refererer til symbiotiske artsinteraksjoner som er gjensidig gunstige, eller til og med essensielle, for å overleve. Et mutualistisk forhold dannes når to forskjellige arter drar nytte av å jobbe tett sammen.

Forholdet kan imidlertid være litt komplisert. For eksempel kan en art ha større fordel, og interaksjonen kan grense til parasittisme.

Mutualisme er vanlig i alle økosystemer, inkludert menneskekroppen. For eksempel, Harvard Medical School anslår at billioner av bakterier kalt tarmmikrobiota lever i tarmen og hjelper til med fordøyelsen og den generelle helsen. Når et gjensidig fordelaktig forhold er nært og langvarig, er det et eksempel på mutualistisk symbiose.

Ikke alle symbiotiske forhold er mutualistiske.

Gjensidig symbiose oppsto gjennom evolusjon. Gjensidighet mellom partnerarter forbedrer egnetheten til miljøet og styrker reproduksjonssuksessen. Organismer av forskjellige arter som har tilpasset seg for å tilpasse seg hverandres atferd og egenskaper kalles symbionter. Noen arter har blitt så avhengige av hverandre at de ikke kan overleve uten den andre.

Når vekst, reproduksjon eller næring av levende organismer flettes sammen, representerer forholdet forplikte gjensidig. For eksempel har visse typer Yucca planter og møllarter blitt avhengige av hverandre for å fullføre sin reproduktive livssyklus. Når en regelmessig interaksjon fordeler organismer, men ikke er viktig for å overleve, er det fakultativ gjensidig.

Det er utallige eksempler på gjensidig utvikling på jorden. Gjensidig interaksjoner kan utvikles mellom to dyr, to planter, dyr og planter, og bakterier og planter, for eksempel.

Interspesifikke interaksjoner bidrar til å opprettholde stabile populasjoner og omvendt. Tap av en art kan føre til tap av andre på grunn av matnettets gjensidig avhengige natur.

De oksespett er en liten fugl som har sterke tær for å gripe dyrenes strøk, og en fargerik nebb perfekt formet for å løsne parasitter. Selv om elefanter ikke vil ha noe med fuglen å gjøre, har oksehakkeren et langvarig gjensidig forhold til sebraer, sjiraffer og neshorn i Sør-Afrika. Fuglene er alltid på utkikk etter lus, blodsugende flått og lopper som hopper på et dyrs hud.

I tillegg til å utrydde skadedyr, renser oksespettene sår. Noen forskere har stilt spørsmålstegn ved om slik oppførsel er gjensidig eller parasittisk fordi det å hakke på såret forsinker helbredelsen. Ikke desto mindre er mating av insekter, fett og ørevoks en nyttig pleietjeneste.

Dermed blir oksehakkeren og visse hovede arter generelt ansett som mutualistiske. Videre slår oksespekkere alarm med en skrikende hveselyd når et rovdyr lurer i gresset, noe som gir fugl og dyr mer tid til å flykte.

Blomstrende planter trenger en plantebestøver som nektar som ønsker bier for reproduksjonssuksess i løpet av deres livssyklus. Noen planter og trær trenger til og med en artsspesifikk insekt for befruktning.

For eksempel fikentreet og lite Agaonidae veps fredelig sameksistere og få utbytte av deres interaksjon. Figentrær og deres mutualistiske arter av veps er gode eksempler på mutualisme og samevolusjon.

Fiken er modifiserte stammer med mange blomster inni som modnes til frø hvis de blir befruktet. Figblomster avgir på lukt som tiltrekker seg en befruktet kvinnelig veps som vil bringe pollen og legge egg i fikenblomsten før hun dør. Noen frø modnes, og andre gir næring til dyrking av vepsegår. Wingless mannlige veps parrer seg og dør, og bevingede hunner drar på jakt etter en ny fig.

Belgfrukter, som soyabønner, linser og erter, tilbyr en utmerket proteinkilde i dietten. Derfor trenger belgfrukter en optimal mengde nitrogen for å syntetisere aminosyrer og bygge protein.

Belgfrukter har et artsspesifikt mutualistisk forhold til bakterier. Belgfrukter og visse bakterier oppfyller hverandres behov uten å forårsake skade, i motsetning til patogene bakterier.

Rhizobium-bakterier i jorden danner humpete knuter på plantens røtter og “fikser” nitrogen ved å omdanne N₂ i luften til ammoniakk, eller NH₃. Ammoniakk er en form for nitrogen som planter kan bruke som næringsstoff. I sin tur gir planter karbohydrater og et hjem for nitrogenfikserende bakterier.

Avhengighet av bakterier når dyrking av avlinger som soyabønner reduserer bruken av kjemisk gjødsel som kan sive ut i vannveiene og forårsake giftige algblomstringer.

Mange økologiske studier har vist at fugler og dyr spiller en rolle i frøspredningen. Nå ser forskere nærmere på gjensidig interaksjoner mellom planter og krypdyr, spesielt i økosystemene på øya. Fruktspisende øgler, skinn og gekko spiller en nøkkelrolle i plantens biologiske mangfold og levedyktighet.

Fordi planter ikke kan bevege seg, er de avhengige av eksterne midler for spredning av frø. Noen arter av øgler kløfter på fruktig frukt, sammen med leddyr, og skiller ut ufordøyd frø på et annet sted. Frøspredning reduserer konkurransen med moderplanten om næringsstoffer og letter genutveksling innenfor plantebestanden.

Sjøanemoner er en eldgammel art som har egenskaper av en plante og et dyr. Når intetanende liten fisk svømmer forbi, bruker sjøanemonen sine dødelige tentakler for å lamme byttet.

Overraskende nok oransje og hvitt klovnefisk gjør sitt hjem i havet anemone. Klovnefisk har tilpasset et tykt belegg av slim som gir beskyttelse mot sjøanemonens dødelige brodd.

Fargede klovnefisk lokker annen fisk til havanemonens klør, og drar deretter nytte av restene av havanemonens måltid. Klovnefisk gir også luftsirkulasjon til sjøanemonen ved å svømme mellom tentaklene. De holder sjøanemonen ren og sunn ved å kvitte seg med overflødig mat.

Amerikanske forskere ved Binghamton University, State University of New York nylig studert mekanismene for hvordan gjensidig fordelaktige forhold mellom små organismer forbedrer oddsen for å overleve.

Studien viste at fordelene er størst når de små organismer lever i et økosystem dominert av store organismer. Ytterligere nytte kan oppnås ved mutualistiske partnerskap mellom tre symbionter.

For eksempel gir Afrikas plystrende akasietre nektar og habitat for maur som biter elefanter som napper på treet. I tørre perioder spiser maur på honningdugg som utskilles av kalkinsekter som lever av tresaft.

En endring i en symbiont ville utløse en kjedereaksjon. For eksempel, hvis maurene døde av, ville elefanter ødelegge treet, og skalaen insekt ville miste sitt habitat og viktigste matkilde.

De forskjellige typene og eksemplene på gjensidig forståelse er ikke helt forstått. Det gjenstår mange spørsmål om samevolusjon og utholdenheten til de forskjellige typene interspesifikke interaksjoner.

Mye av arbeidet til dags dato har fokusert på fordelaktige forhold mellom planter og mikrober. Matematisk modellering kan utdype forståelsen av genetikk og fysiologi til ko-evolusjonære fenomener i den naturlige verden.

Prediktiv modellering ser også på hvordan faktorer som ressurstilgjengelighet og nærhet kan påvirke samarbeidsatferd. Data på mobil-, individ-, populasjons- og samfunnsnivå kan integreres med matematiske modeller for omfattende analyse av økosysteminteraksjoner. Modeller kan testes og konfigureres på nytt når data akkumuleres.