Mutualism (biologi): definition, typer, fakta och exempel

Ekosystem i den naturliga världen består av levande organismer som interagerar med varandra på olika sätt. Termen ömsesidighet hänvisar till en typ av relation som ömsesidigt fördelar två arter som delar en miljö.

Levande varelser har anpassat intressanta och ovanliga sätt att hjälpa varandra, även om deras motiv är självbetjäande.

Symbios i biologi hänvisar till en nära koppling mellan olika arter som utvecklats tillsammans. En ensidig relation som hjälper en art utan att påverka den andra kallas kommensalism.

Ett ensidigt förhållande som gynnar en art till nackdel för den andra kallas parasitism. Ett användbart tvåvägsförhållande kallas ömsesidighet.

Mutualism i biologi avser symbiotiska artinteraktioner som är ömsesidigt fördelaktiga eller till och med väsentliga för överlevnad. Ett ömsesidigt förhållande bildas när två olika arter vardera drar nytta av att arbeta nära tillsammans.

Förhållandet kan dock vara lite komplicerat. Till exempel kan en art få större nytta och interaktionen kan gränsa till parasitism.

Ömsesidighet är vanligt i alla ekosystem, inklusive människokroppen. Till exempel, Harvard Medical School uppskattar att biljoner bakterier som kallas tarmmikrobiota lever i människans tarm och hjälper till med matsmältningen och den allmänna hälsan. När ett ömsesidigt fördelaktigt förhållande är nära och långvarigt är det ett exempel på mutualistisk symbios.

Inte alla symbiotiska förhållanden är ömsesidiga.

Mutualistisk symbios uppstod genom evolutionen. Ömsesidighet mellan partnerarter ökar konditionen för miljön och stärker reproduktionens framgång. Organismer av olika arter som har anpassat sig för att anpassa sig till varandras beteende och egenskaper kallas symbionter. Vissa arter har blivit så beroende av varandra att de inte kan överleva utan den andra.

När tillväxt, reproduktion eller näring av levande organismer är sammanflätade representerar förhållandet obligatorisk ömsesidighet. Till exempel har vissa typer av Yucca-växter och malarter blivit beroende av varandra för att slutföra sin reproduktiva livscykel. När en regelbunden interaktion gynnar organismer men inte är nödvändig för överlevnad, det vill säga fakultativ mutualism.

Det finns otaliga exempel på mutualism på jorden. Mutualistiska interaktioner kan utvecklas mellan två djur, två växter, djur och växter, och till exempel bakterier och växter.

Interspecifika interaktioner hjälper till att upprätthålla stabila populationer och vice versa. Förlust av en art kan leda till förlust av andra på grund av att livsnätet är beroende av varandra.

De oxpecker är en liten fågel som har starka tår för att ta tag i djurrockarna, och en färgglad näbb perfekt formad för att lossa parasiter. Även om elefanter inte vill ha något med fågeln att göra, har oxpecker ett långvarigt ömsesidigt förhållande med zebror, giraffer och noshörningar i Sydafrika. Fåglarna är alltid på jakt efter löss, blodsugande fästingar och loppor som hoppar på djurets hud.

Tillsammans med att utrota skadedjur rengör oxpeckers sår. Vissa forskare har ifrågasatt huruvida sådana beteenden är ömsesidiga eller parasitiska eftersom det att haka på såret fördröjer läkning. Icke desto mindre är matning av buggar, fett och öronvax en hjälpsam vårdtjänst.

Sålunda betraktas oxpecker och vissa hovade arter i allmänhet som mutualistiska. Vidare slår oxpeckers larm med ett skrikande väsande ljud när ett rovdjur lurar i gräset, vilket ger fågel och odjur mer tid att fly.

Blommande växter behöver en växtbestämare som nektar-sug bin för reproduktiv framgång under deras livscykel. Vissa växter och träd behöver till och med en artsspecifika insekt för befruktning.

Till exempel fikonträdet och små Agaonidae getingar fredligt samexistera och vinna på deras interaktion. Fikonträd och deras ömsesidiga arter av getingar är bra exempel på mutualism och coevolution.

Fikon är modifierade stjälkar med många blommor inuti som mognar till frön om de befruktas. Figblommor avger på lukt som lockar en befruktad kvinnlig geting som kommer med pollen och lägger ägg i fikonblomman innan hon dör. Vissa frön mognar och andra ger näring för att odla getingar. Wingless manliga getingar parar sig och dör, och bevingade honor lämnar på jakt efter en ny fikon.

Baljväxter, som sojabönor, linser och ärtor, erbjuder en utmärkt proteinkälla i kosten. Därför behöver baljväxter en optimal mängd kväve för att syntetisera aminosyror och bygga protein.

Baljväxter har ett artsspecifikt ömsesidigt förhållande med bakterier. Baljväxter och vissa bakterier uppfyller varandras behov utan att orsaka skada, till skillnad från patogena bakterier.

Rhizobium-bakterier i jorden bildar ojämna knölar på växtrötter och "fixerar" kväve genom att omvandla N₂ i luften till ammoniak eller NH₃. Ammoniak är en kväveform som växter kan använda som näringsämne. I sin tur ger växter kolhydrater och ett hem för kvävebindande bakterier.

Tillit till bakterier vid odling av grödor som sojabönor minskar användningen av kemiskt gödningsmedel som kan sippra in i vattenvägarna och orsaka giftiga algblomningar.

Många ekologiska studier har visat att fåglar och djur spelar en roll i utsäde spridning. Nu tittar forskare närmare på växelverkan och reptilernas ömsesidiga interaktion, särskilt i öns ekosystem. Fruktätande ödlor, skinn och gecko spelar en nyckelroll i växtens biologiska mångfald och livskraft.

Eftersom växter inte kan röra sig är de beroende av externa medel för spridning av utsäde. Några arter av ödlor ravar på massa med frukt, tillsammans med leddjur, och utsöndrar osmält frön på en annan plats. Fröspridning minskar konkurrensen med moderplantan om näringsämnen och underlättar genutbyte inom växtpopulationen.

Havsanemoner är en gammal art som har egenskaper hos en växt och ett djur. När intet ont anande små fiskar simmar förbi använder havsanemonen sina dödliga tentakler för att förlama sitt byte.

Överraskande nog, orange och vitt clown fisk gör sitt hem inom havet anemone. Clownfish har anpassat en tjock beläggning med slem som ger skydd mot havsanemons dödliga sting.

Färgglada clownfiskar lockar andra fiskar till havsanemons kopplar och drar sedan nytta av resterna av havsanemons måltid. Clownfisk ger också luftcirkulation till havsanemonen genom att simma mellan tentaklerna. De håller havsanemonen ren och frisk genom att bli av med överflödig mat.

Amerikanska forskare vid Binghamton University, State University of New York nyligen studerat mekanismerna för hur ömsesidigt fördelaktiga relationer mellan små organismer förbättrar deras överlevnadschanser.

Studien visade att fördelarna är störst när de små organismerna lever i ett ekosystem som domineras av stora organismer. Ytterligare fördelar kan uppnås genom mutualistiska partnerskap mellan tre symbionter.

Till exempel ger Afrikas visslande tornakaciaträd nektar och livsmiljö för myror som biter på elefanter som knaprar på trädet. Under torra trollformler matar myror sig på honungsdagg utsöndras av skalinsekter som lever av trädsaft.

En förändring i en symbiont skulle utlösa en kedjereaktion. Till exempel, om myrorna dött av, skulle elefanter förstöra trädet, och skalinsekten skulle förlora sin livsmiljö och huvudmatkälla.

De olika typerna och exemplen på mutualism är inte helt förstådda. Många frågor kvarstår om coevolution och uthålligheten hos de olika typerna av interspecifika interaktioner.

Mycket av arbetet hittills har fokuserat på fördelaktiga växt- och mikroförhållanden. Matematisk modellering kan fördjupa förståelsen för genetiken och fysiologin för ko-evolutionära fenomen i den naturliga världen.

Prediktiv modellering tittar också på hur faktorer som resurstillgänglighet och närhet kan påverka kooperativt beteende. Data på mobil-, individ-, befolknings- och samhällsnivå kan integreras med matematiska modeller för omfattande analys av ekosysteminteraktioner. Modeller kan testas och konfigureras om när data ackumuleras.