Co to jest związek symbiotyczny?

Natura jest pełna symbiotycznych związków, takich jak pszczoła miodna i kwiat, błazenek i zawilec, a także twoje jelita i żyjące w nich prokariotyczne bakterie jelitowe. Symbioza definiuje trzy podstawowe typy relacji (z wieloma podgrupami) występujące między żywymi istotami: mutualizm, w którym obydwa gatunki odnoszą korzyści; komensalizm, w którym jeden organizm czerpie korzyści, a drugi nie doświadcza szkody; i pasożytnictwo, w którym jeden podmiot czerpie korzyści, czasami kosztem drugiego.

Słowo symbioza pochodzi z greckiego sym i bios, co w tłumaczeniu oznacza razem i życieczyli wspólne życie. Aby zrozumieć, w jaki sposób ewoluowały te relacje, naukowcy opracowali system klasyfikacji całego życia na podstawie odrębnych cech poszczególnych organizmów.

TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)

Biolodzy i ekolodzy definiują relację symbiotyczną jako bliską interakcję między dwoma lub więcej gatunkami, która może być korzystna dla obu lub nie.

System klasyfikacji gatunków – taksonomia – wykorzystuje różne poziomy klasyfikacji do sortowania miejsca, w którym organizm mieści się w biologiczny schemat rzeczy, a także pomoc naukowcom w zrozumieniu relacji między organizmami i między organizmami klasyfikacje. Na szczycie schematu organizacyjnego firmy biologicznej znajdują się najszersze kategorie – domeny archeony, bakterie i eukarya – a następnie królestwa, gromada, klasa, porządek, rodzina, rodzaj i gatunek na końcu odwróconej trójkąt. Domeny archeonów i bakterii obejmują tylko organizmy jednokomórkowe, podczas gdy królestwo eukarii obejmuje protisty, grzyby, rośliny i zwierzęta.

Wzajemne relacje zdefiniowane w ramach symbiozy to te relacje, w których obydwa gatunki czerpią korzyści ze związku. Pszczoła miodna i kwiat reprezentują ten rodzaj relacji. Pszczoła zbiera nektar z kwiatu za pomocą długiej, przypominającej słomkę trąbki, aby wessać słodki płyn do oddzielnego worka zwanego workiem nektarowym lub miodowym, aby później wykorzystać go w kolonii jako pokarm. Podczas gdy pszczoła porusza się po kwiatku, pyłek zbiera się na jego owłosionych nogach i ciele. Kiedy pszczoła opuści kwiat, aby wylądować na następnym kwiatku, pyłek opada lub ociera się o kolejny kwiat, powodując zapylenie. Kwiat pomaga pszczołom, dając jej nektar, a pszczoła pomaga zapylać kwiat, przenosząc pyłek z kwiatka na kwiatek.

Na przykład związek między mrówkami a mszycami jest mutualistyczny, definiowany jako symbioza obronna. Mrówka zachowuje się jak pasterze nad mszycami. Mszyce dostarczają mrówkom spadzi, które nocą zaganiają do schronienia, aby chronić się przed drapieżnikami, a rano wyprowadzają je z powrotem na zewnątrz. Niektóre gatunki mrówek są nawet znane z tego, że podczas mroźnych zimowych miesięcy zabierają jaja mszyc do komór magazynowych gniazda. Często nazywane bydłem mrówkowym, czasami mrówki usuwają skrzydła mszycom, aby nie odleciały. Mrówki mogą również uwalniać substancje chemiczne, które powodują, że mszyce stają się bardziej posłuszne.

Inny rodzaj relacji mutualistycznej – mutualizm obowiązkowy – istnieje, gdy każdy gatunek nie może przetrwać bez drugiego. Przykład tego występuje między termitami a ich symbiontami wiciowców jelitowych – organizmami prokariotycznymi z biczowatymi wiciami lub wyrostkami, które pomagają im się poruszać. Organizmy w termitach pomagają rozłożyć gęste cukry w drewnie, aby termity mogły je strawić. Ale termity mają również inne symbionty w swoich wnętrznościach, które współpracują ze sobą i termitem. Bez tego związku termity i ich wewnętrzni goście nie przetrwaliby.

Błazenek i anemon reprezentują symbiozę protokooperacyjną, związek, który przynosi korzyści obu, ale w przeciwieństwie do termitów i ich symbiontów, oba mogą przetrwać niezależnie od siebie. Ryba ma swój dom w grubych, falistych ramionach anemonu, który chroni rybę przed drapieżnikami; ryba chroni również anemony przed drapieżnikami, a czasem nawet przynosi mu pokarm.

Kiedy jeden organizm żyje w tkance lub komórkach innego, biolodzy określają to jako endosymbiozę. W większości te relacje są normą dla wielu jednostek jednokomórkowych. Na przykład jednokomórkowy organizm eukariotyczny (komórka z zamkniętym jądrem w środku) Bursaria z Paramecium służy jako żywiciel dla eukariotów Chlorella komórki alg. Alga wytwarza energię w procesie fotosyntezy, a pantofelek korzysta z tego, że otrzymuje część tej energii lub pożywienia. Dodatkowo glony przebywają w chronionym, mobilnym domu – ciele pantofelka.

Inny rodzaj symbiozy mutualistycznej polega na tym, że jeden organizm żyje na skórze lub powierzchni innego we wzajemnie korzystnym związku. Mrówki tnące liście mają specjalnego symbionta, rodzaj jednokomórkowych bakterii żyjących na ich skórze. Mrówki ścinające liście przynoszą pocięte liście z powrotem do kolonii, gdzie wstrzykują im specjalny rodzaj grzyba. Grzyb służy jako źródło pożywienia dla kolonii, którą bakterie chronią przed innymi inwazyjnymi gatunkami grzybów.

Symbiotyczny związek z forezą występuje, gdy jeden organizm żyje na ciele drugiego lub w jego pobliżu, ale nie jako pasożyt, i wykonuje korzystną służbę gospodarzowi i sobie. Gatunek życia morskiego, ryby remora, przyczepiają się do ciał wielorybów, mant, rekinów i żółwi (a nawet statków) poprzez ssące dyski na ich głowach. Remora, zwana także przyssawkami rekinów, nie szkodzą gospodarzowi ani nie odbierają mu niczego poza zjadaniem pasożytniczych stworzeń morskich, które go atakują. Ryby Remora również używają dysku do autostopu od gospodarza. Ptaki boksy są częstymi miejscami na grzbietach nosorożców, gdzie zjadają żyjące tam pasożyty i kleszcze. Latają również w powietrzu i krzyczą, gdy zbliża się niebezpieczeństwo, ostrzegając nosorożca lub żywiciela zebr.

Relacje komensalistyczne to takie, w których jeden gatunek czerpie wszystkie korzyści ze swojego związku z drugim, a drugi nie otrzymuje żadnej korzyści ani szkody. Dobry przykład tego typu zależności występuje między wypasem bydła a czapliami. Gdy bydło pasie się w trawie, pobudzają żyjące tam owady, umożliwiając czapli bydlęcej smaczny posiłek. Czaplaki bydlęce dostają posiłek, ale bydło nie otrzymuje nic w zamian od ptaków o długich szyjach, ani nie jest im krzywdzone przez związek.

Świat jest pełen pasożytniczych związków, w których żywa istota tworzy dom w lub na szczycie istoty goszczącej. Przez większość czasu pasożyt żywi się ciałem żywiciela, ale go nie zabija. W tych relacjach istnieją dwa typy żywicieli: żywiciel ostateczny i żywiciel pośredni. Żywiciel ostateczny stanowi dom dla dorosłego pasożyta, podczas gdy żywiciel pośredni nieświadomie oferuje dom dla młodocianego pasożyta. Kleszcze są przykładami symbiozy pasożytniczej, ponieważ jako owady wysysające krew, które żywią się krwią swoich ofiary, mogą również zaszkodzić gospodarzowi, przenosząc na niego chorobę zakaźną pobraną z krwi innej osoby organizm.

Fantastyka naukowa jest pełna przykładów parazytoidyzmu, podobnie jak życie codzienne. W tego rodzaju symbiotycznej relacji gospodarz zwykle umiera. Wiele filmów science fiction przedstawia tego typu relacje między ludźmi a kosmitami, jak w serii filmów „Obcy”. W parazytoidyzmie żywiciel służy jako dom dla larw pasożyta. Gdy larwy dojrzewają, uciekają z ciała żywiciela, zabijając go w tym procesie. W naturze osy braconid składają jaja na ciele hornworma pomidora, a gdy larwy os rosną, żywią się ciałem hornworm, zabijając go podczas metamorfozy.

Dobrze znany symbiotyczny związek istnieje między drapieżnikiem a jego ofiarą. W społeczności ekologicznej niektóre istoty żyją, jedząc ciała innych organizmów. Myśl nie jest uważana za związek pasożytniczy, ponieważ drapieżnik nie żyje w ciele zwierzęcia ani na nim je, nadal jest to relacja symbiotyczna, ponieważ drapieżnik nie przetrwałby, gdyby inny organizm nie zrezygnował z tego życie. Drapieżnik zwykle siedzi nad swoją ofiarą w łańcuchu pokarmowym, tak jak lew i gazela, kojot i królik (lub zwierzę domowe), wilk i żubr lub inne zwierzęta z parzystokopytnymi – kopytne – jak jelenie i antylopa. Drapieżnictwo jest również odpowiedzialne za wszelkiego rodzaju ewolucję ofiary: opracowywanie sposobów ukrywania się przed drapieżnikami poprzez naśladowanie, kamuflaż i kolory ostrzegawcze.

Konkurencja między gatunkami ma miejsce, gdy oba podmioty walczą o te same zasoby w ekosystemie. Ten rodzaj symbiotycznej relacji działa na odwrót; jeden lub oba organizmy cierpią z powodu istnienia siebie nawzajem. Gatunki inwazyjne zaburzają delikatną równowagę w społecznościach ekologicznych, gdy pozyskują zasoby przeznaczone dla organizmów rodzimych. Na przykład żółty świstak, rodzimy gatunek Europy, najprawdopodobniej pojechał autostopem do Stanów Zjednoczonych, gdzie atakuje społeczności ekologiczne i wypycha naturalne trawy. Ponieważ gwizdek jest szybko rosnącą rośliną, jego korzenie wysysają całą wodę i składniki odżywcze, kradnąc te zasoby naturalnym trawom, które często więdną i obumierają. Nawet organizmy z tej samej rodziny mogą doświadczyć konkurencji, jak w przypadku jaszczurki zielonego anolisa, pochodzącej z wielu południowych stanów, musi konkurować z jaszczurką brunatną o źródła pożywienia i siedlisko, pierwotnie sprowadzoną do regionu z Kuba.

Planeta jest pełna symbiotycznych relacji, w których dwa różne gatunki lub organizmy mogą wchodzić w interakcje, ale żaden z nich nie doświadcza żadnego rodzaju wpływu ewolucyjnego z powodu drugiego. Skrajny przykład – rozciąganie granic neutralizmu – oferowany przez University of Miami, obejmuje bakteria wielbłąd i długoogoniasta krewetka kijanka, które mogą wejść w kontakt na pustyni Gobi z znikomym wpływem na zarówno.

Nie można nie docenić znaczenia związków symbiotycznych dla wszystkich żywych organizmów na Ziemi. Na całym świecie, w każdej społeczności ekologicznej na świecie, od tych widocznych gołym okiem do tych, które tylko widziano pod obiektywem mikroskopu relacje symbiotyczne pozostają kluczowe dla zachowania równowagi w wielości natury procesy.

Relacje symbiotyczne przecinają taksonomie i gatunki i w ten czy inny sposób dotyczą większości żywych stworzeń na planecie. Relacje symbiotyczne pomagają dostarczać ludziom żywność, zaludniać planetę drzewami i roślinami oraz utrzymywać równowagę populacji zwierząt i roślin. Relacje symbiotyczne mogą pomóc poszczególnym gatunkom ewoluować lub zmieniać, a nawet rozwijać się. Bez symbiotycznych relacji nie byłoby raf koralowych, drzewa mogłyby nie rozmnażać się tak daleko i szeroko, jak to robią, wspomagane przez ptaki i owady, które przenoszą nasiona na odległość, a nawet istoty ludzkie mogły nie przeżyć wystarczająco długo, aby ewoluować w Homo sapiens – Współcześni ludzie na Ziemi.