Mutualism (biologie): definiție, tipuri, fapte și exemple

Ecosistemele din lumea naturală sunt alcătuite din organisme vii care interacționează între ele în moduri asortate. Termenul mutualism se referă la un tip de relație care beneficii reciproce două specii care împărtășesc un mediu.

Creaturile vii s-au adaptat la modalități interesante și neobișnuite de a se ajuta reciproc, deși motivele lor sunt auto-servire.

Simbioză în biologie se referă la o legătură strânsă între diferite specii care au evoluat împreună. Se numește o relație unilaterală care ajută o specie fără a o afecta pe cealaltă comensalism.

Se numește o relație unilaterală care beneficiază o specie în detrimentul celeilalte parazitism. O relație utilă în două sensuri este denumită mutualism.

Mutualismul în biologie se referă la interacțiunile dintre speciile simbiotice care sunt reciproc avantajoase sau chiar esențiale pentru supraviețuire. O relație mutualistă se formează atunci când două specii diferite beneficiază fiecare lucrând strâns împreună.

Relația poate fi totuși puțin complicată. De exemplu, o specie poate obține beneficii mai mari, iar interacțiunea ar putea limita parazitismul.

Mutualismul este comun în toate ecosistemele, inclusiv în corpul uman. De exemplu, Facultatea de Medicină Harvard estimează că trilioane de bacterii numite microbiote intestinale trăiesc în intestinul uman și ajută la digestie și sănătatea generală. Când o relație reciproc avantajoasă este strânsă și de lungă durată, este un exemplu de simbioză mutualistă.

Nu toate relațiile simbiotice sunt mutualiste.

Simbioza mutualistă a apărut prin evoluție. Mutualismul dintre speciile partenere îmbunătățește condiția de mediu și sporește succesul reproducerii. Se numesc organisme din diferite specii care s-au adaptat pentru a se adapta comportamentului și trăsăturilor celuilalt simbionți. Unele specii au devenit atât de interdependente încât nu pot supraviețui fără cealaltă.

Atunci când creșterea, reproducerea sau susținerea organismelor vii este împletită, relația reprezintă mutualism obligatoriu. De exemplu, anumite tipuri de plante Yucca și specii de molii au ajuns să depindă unul de celălalt pentru a-și finaliza ciclul de viață reproductiv. Atunci când o interacțiune care apare în mod regulat aduce beneficii organismelor, dar nu este esențială pentru supraviețuire, asta este mutualismul facultativ.

Există nenumărate exemple de mutualism pe Pământ. Interacțiunile mutualiste se pot dezvolta între două animale, două plante, animale și plante și bacterii și plante, de exemplu.

Interacțiunile interspecifice ajută la menținerea populațiilor stabile și invers. Pierderea unei specii poate duce la pierderea altora din cauza naturii interdependente a rețelei alimentare.

oxpecker este o pasăre mică care are degetele de la picioare puternice pentru a prinde haina animalelor și un cioc colorat perfect modelat pentru a scăpa de paraziți. Deși elefanții nu vor nimic de-a face cu pasărea, ciocănitorul are o relație mutualistă de lungă durată cu zebrele, girafele și rinocerozii din Africa de Sud. Păsările sunt mereu în căutarea păduchilor, căpușelor care aspiră sângele și puricii care sar pe pielea unui animal.

Împreună cu eradicarea dăunătorilor, petecii curăță rănile. Unii oameni de știință s-au pus la îndoială dacă astfel de comportamente sunt reciproce sau parazitare, deoarece ciocănirea rănii întârzie vindecarea. Cu toate acestea, hrănirea cu bug-uri, grăsime și ceară este un serviciu de îngrijire util.

Astfel, puiul de boi și anumite specii copite sunt în general considerate mutualiste. Mai mult, puii de boc sună alarma cu un șuierat șuierător atunci când un prădător pândește în iarbă, oferind păsărilor și animalelor mai mult timp să fugă.

Plantele cu flori au nevoie de o plantă-polenizator la fel ca albinele cu pofta de nectar pentru succesul reproducerii pe parcursul ciclului lor de viață. Unele plante și copaci au nevoie chiar de o specific speciei insectă pentru fertilizare.

De exemplu, smochinul și micul Viespi Agaonidae coexistă pașnic și câștigă din interacțiunea lor. Smochinii și speciile lor mutualiste de viespi sunt exemple excelente de mutualism și coevolutie.

Smochinele sunt tulpini modificate cu multe flori în interior care se maturizează în semințe dacă sunt fertilizate. Florile de smochin emit miros care atrage o viespe fertilizată care va aduce polen și va depune ouă în floarea de smochin înainte de a muri. Unele semințe se coc, iar altele furnizează hrană pentru creșterea viespilor. Viespile masculi fără aripi se împerechează și mor, iar femelele înaripate pleacă în căutarea unui nou smochin.

Leguminoase, precum soia, linte și mazăre, oferă o sursă excelentă de proteine ​​în dietă. Prin urmare, leguminoasele au nevoie de o cantitate optimă de azot pentru a sintetiza aminoacizii și a construi proteine.

Leguminoasele au o relație mutualistă specifică speciei cu bacteriile. Leguminoasele și anumite bacterii își satisfac nevoile reciproc fără a provoca vătămări, spre deosebire de bacteriile patogene.

Bacterii Rhizobium în sol formează noduli accidentați pe rădăcinile plantelor și „fixează” azotul prin conversia N₂ în aer până la amoniac sau NH₃. Amoniacul este o formă de azot pe care plantele o pot folosi ca nutrient. La rândul lor, plantele oferă carbohidrați și un cămin pentru bacteriile care fixează azotul.

Dependența de bacterii atunci când crește culturi precum soia reduce utilizarea îngrășămintelor chimice care pot pătrunde în căile navigabile și pot provoca înfloriri toxice de alge.

Mulți studii ecologice au arătat că păsările și animalele joacă un rol în dispersia semințelor. Acum oamenii de știință analizează mai atent interacțiunile mutualiste ale plantelor și reptilelor, în special în ecosistemele insulare. Șopârlele care mănâncă fructe, scoarțe și gecoși joacă un rol cheie în biodiversitatea și viabilitatea plantelor.

Deoarece plantele nu se pot mișca, ele depind de mijloace externe de dispersare a semințelor. Unele specii de șopârle se desfășoară pe fructe pulpoase, împreună cu artropode, și excretă semințe nedigerate în altă locație. Dispersarea semințelor reduce concurența cu planta mamă pentru nutrienți și facilitează schimbul de gene în cadrul populației de plante.

Anemonele marine sunt o specie veche care are caracteristici de plantă și animal. Când peștii nebănuitori înoată, anemona de mare își folosește tentaculele moarte pentru a-și paraliza prada.

Surprinzător, portocaliu și alb pește clovn își face casă în anemonă de mare. Peștii clovni au adaptat o acoperire groasă de mucus care oferă protecție împotriva înțepăturii mortale a anemonei de mare.

Peștele clovn viu colorat atrage alți pești în ghearele anemonei de mare și beneficiază ulterior de resturile de masă ale anemonei de mare. Peștii clovni asigură, de asemenea, circulația aerului către anemona de mare înotând între tentacule. Păstrează anemona de mare curată și sănătoasă, scăpând de excesul de alimente.

Cercetătorii americani de la Universitatea Binghamton, Universitatea de Stat din New York a studiat recent mecanismele modului în care relațiile reciproc avantajoase dintre organismele mici își îmbunătățesc șansele de supraviețuire.

Studiul a arătat că avantajele sunt cele mai mari atunci când organismele mici trăiesc într-un ecosistem dominat de organisme mari. Beneficiile suplimentare pot fi obținute din parteneriatele mutualiste dintre trei simbionți.

De exemplu, arborele șuierător de salcâm din Africa oferă nectar și habitat pentru furnicile care mușcă elefanții care ciugulesc copacul. În timpul vrăjilor uscate, furnicile se hrănesc cu mieră excretată de insectele solzi care trăiesc din seva copacului.

O schimbare într-un singur simbol ar declanșa o reacție în lanț. De exemplu, dacă furnicile se sting, elefanții ar distruge copacul, iar insecta solară și-ar pierde habitatul și principala sursă de hrană.

Diferitele tipuri și exemple de mutualism nu sunt pe deplin înțelese. Rămân multe întrebări despre coevolutie și persistența diferitelor tipuri de interacțiuni interspecifice.

O mare parte din activitatea de până acum s-a concentrat pe relații benefice între plante și microbi. Modelarea matematică poate aprofunda înțelegerea geneticii și fiziologiei fenomenelor co-evolutive din lumea naturală.

Modelarea predictivă analizează, de asemenea, modul în care factori precum disponibilitatea resurselor și apropierea pot influența comportamentele de cooperare. Datele la nivel celular, individual, populațional și comunitar pot fi integrate cu modele matematice pentru analiza cuprinzătoare a interacțiunilor ecosistemice. Modelele pot fi testate și reconfigurate pe măsură ce se acumulează date.