Mutualizmus (biológia): Definícia, typy, fakty a príklady

Ekosystémy v prírodnom svete pozostávajú zo živých organizmov, ktoré navzájom interagujú rôznymi spôsobmi. Termín vzájomnosť odkazuje na typ vzťahu, ktorý vzájomné výhody dva druhy zdieľajúce prostredie.

Živé tvory si prispôsobili zaujímavé a neobvyklé spôsoby, ako si navzájom pomáhať, hoci ich motívy sú samoúčelné.

Symbióza v biológii označuje úzke spojenie medzi rôznymi druhmi, ktoré sa vyvinuli spolu. Nazýva sa jednostranný vzťah, ktorý pomáha jednému druhu bez ovplyvnenia druhého komenzalizmus.

Nazýva sa jednostranný vzťah, ktorý prospieva jednému druhu na úkor druhého parazitizmus. Užitočný obojsmerný vzťah sa označuje ako vzájomnosť.

Mutualizmus v biológii sa týka interakcií symbiotických druhov, ktoré sú vzájomne prospešné alebo dokonca nevyhnutné pre prežitie. Vzájomný vzťah sa vytvorí, keď z úzkej spolupráce budú mať úžitok dva rôzne druhy.

Vzťah však môže byť trochu komplikovaný. Napríklad jeden druh môže mať väčší úžitok a interakcia by mohla hraničiť s parazitizmom.

Mutualizmus je bežný vo všetkých ekosystémoch vrátane ľudského tela. Napríklad Harvardská lekárska škola odhaduje, že bilióny baktérií nazývaných črevná mikroflóra žijú v ľudskom čreve a pomáhajú pri trávení a celkovom zdraví. Ak je vzájomne výhodný vzťah úzky a dlhotrvajúci, je príkladom toho mutualistická symbióza.

Nie všetky symbiotické vzťahy sú vzájomné.

Mutualistická symbióza vznikla evolúciou. Mutualizmus medzi partnerskými druhmi zvyšuje fitnes pre životné prostredie a podporuje reprodukčný úspech. Organizmy rôznych druhov, ktoré sa prispôsobili vzájomnému správaniu a vlastnostiam, sa nazývajú symbiontov. Niektoré druhy sa stali tak vzájomne závislými, že bez toho druhého nemôžu prežiť.

Keď je rast, reprodukcia alebo výživa živých organizmov vzájomne prepojená, vzťah predstavuje povinný vzájomnosť. Napríklad niektoré druhy rastlín yucca a druhov molí si navzájom závisia, aby dokončili svoj reprodukčný životný cyklus. Keď pravidelne sa vyskytujúca interakcia prospieva organizmom, ale nie je nevyhnutná pre prežitie, to je fakultatívny vzájomnosť.

Na Zemi existuje nespočetné množstvo príkladov mutualizmu. Môžu sa vyvinúť mutualistické interakcie medzi dvoma zvieratami, dvoma rastlinami, zvieratami a rastlinami a napríklad baktériami a rastlinami.

Medzidruhové interakcie pomáhajú udržiavať stabilnú populáciu a naopak. Strata jedného druhu môže viesť k strate ostatných kvôli vzájomne závislej povahe potravinovej siete.

The oxpecker je vtáčik, ktorý má silné prsty, aby uchopil kabáty zvierat, a farebný zobák, ktorý je perfektne tvarovaný na vytlačenie parazitov. Aj keď slony nechcú mať s vtákom nič spoločné, oxpecker má v Juhoafrickej republike dlhoročný vzájomný vzťah so zebrami, žirafami a nosorožcami. Vtáky sú vždy v strehu pred všami, kliešťami a blchami nasávajúcimi krv, ktoré skáču na kožu zvieraťa.

Spolu s likvidáciou škodcov oxpeckers čistia rany. Niektorí vedci si položili otázku, či je takéto správanie vzájomné alebo parazitické, pretože čkanie na ranu oneskoruje hojenie. Kŕmenie plošticami, tukom a ušným mazom je napriek tomu užitočnou starostlivosťou o starostlivosť.

Oxpecker a určité druhy kopýt sa teda všeobecne považujú za mutalistov. Ďalej oxpeckers bijú na poplach škrekotajúcim syčaním, keď na dravca číha v tráve a dáva vtákovi a šelme viac času na útek.

Kvitnúce rastliny potrebujú a opeľovač rastlín ako včely túžiace po nektári po reprodukčnom úspechu počas ich životného cyklu. Niektoré rastliny a stromy dokonca potrebujú a druhovo špecifický hmyz na oplodnenie.

Napríklad figovník a malý Osy Agaonidae pokojne existovať a profitovať z ich interakcie. Fíkovníky a ich mutualistické druhy ôs sú skvelými príkladmi mutualizmu a spoločnej evolúcie.

Fíky sú upravené stonky s mnohými kvetmi vo vnútri, ktoré po oplodnení dozrievajú do semien. Kvetiny fíg vychádzajú z pachu, ktorý priťahuje oplodnenú samicu osy, ktorá prinesie peľ a položí vajíčka do kvetu fíg skôr, ako zomrie. Niektoré semená dozrievajú a iné poskytujú výživu pre pestovanie vosích kríkov. Vosy bez krídel sa pária a zomierajú a okrídlené ženy odchádzajú hľadať novú figu.

Strukoviny, podobne ako sója, šošovica a hrášok, sú vynikajúcim zdrojom bielkovín v strave. Strukoviny preto potrebujú optimálne množstvo dusíka na syntézu aminokyselín a tvorbu bielkovín.

Strukoviny majú druhovo špecifický vzájomný vzťah s baktériami. Strukoviny a určité baktérie si navzájom vyhovujú, na rozdiel od patogénnych baktérií, bez toho, aby spôsobovali škodu.

Baktérie rhizobium v pôde tvoria hrboľaté uzlíky na koreňoch rastlín a „fixujú“ dusík premenou N₂ vo vzduchu na amoniak alebo NH₃. Amoniak je forma dusíka, ktorú rastliny môžu používať ako živinu. Rastliny zase poskytujú sacharidy a domov pre baktérie viažuce dusík.

Spoliehanie sa na baktérie pri pestovaní plodín, ako je sója, obmedzuje použitie chemického hnojiva, ktoré môže presakovať do vodných tokov a spôsobiť toxické odrody rias.

Veľa ekologické štúdie preukázali, že vtáky a zvieratá hrajú úlohu pri šírení semien. Teraz sa vedci bližšie zaoberajú vzájomnými interakciami rastlín a plazov, najmä v ostrovných ekosystémoch. Ovocné jašterice, ružky a gekóny, ktoré jedia ovocie, zohrávajú kľúčovú úlohu v biodiverzite a životaschopnosti rastlín.

Pretože sa rastliny nemôžu hýbať, sú závislé na externých prostriedkoch na šírenie semien. Niektoré druhy jašteríc tĺkajú spolu s článkonožcami na dužinatých plodoch a na inom mieste vylučujú nestrávené semená. Rozptýlenie semena znižuje konkurenciu materskej rastliny o výživné látky a uľahčuje ju výmena génov v rámci populácie rastlín.

Morské sasanky sú starodávny druh, ktorý má vlastnosti rastlín a živočíchov. Keď plávajú nič netušiace malé ryby, sasanka morská pomocou svojich smrtiacich tykadiel paralyzuje svoju korisť.

Prekvapivo oranžová a biela klaun robí svoj domov v rámci morskej sasanky. Klauni prispôsobili hrubý povlak hlienu, ktorý poskytuje ochranu pred smrteľným bodnutím morskej sasanky.

Pestrofarebný klaun láka ďalšie ryby do pazúrov morskej sasanky a následne profituje zo zvyškov jedla z morskej sasanky. Klaunské ryby tiež zabezpečujú cirkuláciu vzduchu k sasankám plávaním medzi chápadlami. Udržiavajú morskú sasanku čistú a zdravú tým, že sa zbavujú prebytočného jedla.

Americkí vedci v Binghamton University, Štátna univerzita v New Yorku nedávno študoval mechanizmy toho, ako vzájomne výhodné vzťahy medzi malými organizmami zlepšujú ich šance na prežitie.

Štúdia ukázala, že výhody sú najväčšie, keď malé organizmy žijú v ekosystéme, v ktorom dominujú veľké organizmy. Ďalším prínosom je vzájomné partnerstvo medzi tromi symbiontmi.

Napríklad africký strom s pišťavým tŕňom v Afrike poskytuje nektár a biotop pre mravce, ktoré hryzú slony, ktoré na strome papajú. Počas suchých kúziel sa mravce živia medovicou vylučovanou šupinovým hmyzom, ktorý žije z miazgy stromov.

Zmena jedného symbiontu by spustila reťazovú reakciu. Napríklad keby mravce odumreli, slony by strom zničili a šupinatý hmyz by stratil svoje stanovište a hlavný zdroj potravy.

Rôzne typy a príklady mutualizmu nie sú úplne pochopené. Mnoho otázok zostáva o koevolúcii a pretrvávaní rôznych druhov medzidruhových interakcií.

Veľká časť doterajšej práce sa zamerala na prospešné vzťahy rastlín a mikróbov. Matematické modelovanie môže prehĺbiť pochopenie genetiky a fyziológie koevolučných javov v prírodnom svete.

Prediktívne modelovanie sa tiež zameriava na to, ako môžu faktory ako dostupnosť zdrojov a blízkosť ovplyvniť správanie v spolupráci. Údaje na bunkovej, individuálnej, populačnej a komunitnej úrovni je možné integrovať do matematických modelov na komplexnú analýzu interakcií ekosystémov. Modely je možné testovať a prekonfigurovať pri zhromažďovaní údajov.