Мутуалізм (біологія): визначення, типи, факти та приклади

Екосистеми природного світу складаються з живих організмів, які взаємодіють між собою різними способами. Термін мутуалізм відноситься до типу відносин, які взаємовигідні два види, що діляться навколишнім середовищем.

Живі істоти пристосували цікаві та незвичні способи допомагати одне одному, хоча їх мотиви корисливі.

Симбіоз у біології відноситься до тісного зв'язку між різними видами, що еволюціонували разом. Односторонні відносини, які допомагають одному виду, не впливаючи на інший, називаються коменсалізм.

Односторонні відносини, які приносять користь одному виду на шкоду іншому, називають паразитизм. Корисні двосторонні відносини називаються мутуалізм.

Мутуалізм у біології відноситься до симбіотичних взаємодій видів, які є взаємовигідними або навіть необхідними для виживання. Мутуалістичні стосунки складаються, коли два різні види отримують користь від тісної співпраці.

Однак стосунки можуть бути дещо складними. Наприклад, один вид може принести більшу користь, і взаємодія може межувати з паразитизмом.

Мутуалізм поширений у всіх екосистемах, включаючи людський організм. Наприклад, Гарвардська медична школа За оцінками, трильйони бактерій, які називаються мікробіотами кишечника, живуть у кишечнику людини та допомагають травленню та загальному здоров’ю. Коли взаємовигідні стосунки є близькими і тривалими, це приклад мутуалістичний симбіоз.

Не всі симбіотичні відносини є мутуалістичними.

Мутуалістичний симбіоз виник через еволюцію. Взаємозв'язок між видами-партнерами підвищує придатність до навколишнього середовища та сприяє репродуктивному успіху. Організми різних видів, які пристосувалися пристосовуватися до поведінки та рис один одного, називаються симбіонти. Деякі види настільки взаємозалежні, що не можуть вижити без іншого.

Коли ріст, розмноження або утримання живих організмів переплітаються, ці стосунки представляють зобов’язаний мутуалізм. Наприклад, деякі типи рослин юки та видів молі залежать один від одного, щоб завершити свій репродуктивний життєвий цикл. Коли регулярна взаємодія приносить користь організмам, але не є важливою для виживання, тобто факультативний мутуалізм.

На Землі існує незліченна кількість прикладів мутуалізму. Мутуалістична взаємодія може розвиватися між двома тваринами, двома рослинами, тваринами та рослинами, і, наприклад, бактеріями та рослинами.

Міжвидові взаємодії допомагають підтримувати стабільну популяцію і навпаки. Втрата одного виду може призвести до втрати інших через взаємозалежний характер харчової павутини.

осичок це маленька пташка, яка має міцні пальці на ногах, щоб стискати пальто тварин, і барвистий дзьоб, ідеально сформований для витіснення паразитів. Хоча слони не хочуть нічого спільного з птахом, ослик має давні мутуалістичні стосунки з зебрами, жирафами та носорогами в Південній Африці. Птахи завжди стежать за вошами, кровососними кліщами та блохами, які стрибають на шкіру тварини.

Поряд із викоріненням шкідників ослики очищають рани. Деякі вчені сумніваються, чи є така поведінка взаємною чи паразитичною, оскільки клювання рани затримує загоєння. Проте годування помилками, жиром та вушною сіркою є корисною послугою догляду.

Таким чином, оска та деякі копитні види вважаються взаємними. Далі, оленярі б’ють на сполох з пронизливим шиплячим звуком, коли хижак ховається в траві, даючи птаху та звіру більше часу для втечі.

Квіткові рослини потребують рослина-запилювач як бджоли, що жадають нектару, до репродуктивного успіху протягом свого життєвого циклу. Деякі рослини та дерева навіть потребують видоспецифічні комаха для запліднення.

Наприклад, фігове дерево і маленьке Оси Agaonidae мирно співіснувати та отримувати вигоду від їх взаємодії. Інжирові дерева та їх мутуалістичні види ос є чудовими прикладами мутуалізму та коеволюції.

Інжир - це модифіковані стебла з великою кількістю квіток всередині, які при заплідненні дозрівають до насіння. Квіти інжиру виділяють запах, який приваблює запліднену жіночу осу, яка принесе пилок та відкладе яйця в квітку інжиру до того, як вона загине. Деякі насіння дозрівають, а інші забезпечують живлення вирощування осиних грудок. Безкрилі самці ос спаровуються і гинуть, а крилаті самки виїжджають на пошуки нового інжиру.

Бобові культури, як соя, сочевиця та горох, пропонують чудове джерело білка в раціоні. Тому бобовим культурам необхідна оптимальна кількість азоту для синтезу амінокислот та побудови білка.

Бобові мають видовий мутуалістичний зв’язок з бактеріями. Бобові та певні бактерії задовольняють потреби один одного, не завдаючи шкоди, на відміну від патогенних бактерій.

Ризобієві бактерії у ґрунті утворюють горбисті бульбочки на коренях рослин і “фіксують” азот, перетворюючи N₂ в повітрі до аміаку або NH₃. Аміак є формою азоту, яку рослини можуть використовувати як поживну речовину. У свою чергу, рослини забезпечують вуглеводи та житло для азотфіксуючих бактерій.

Довіра до бактерій при вирощуванні таких культур, як соя, зменшує використання хімічних добрив, які можуть просочуватися у водні шляхи та спричиняти токсичне цвітіння водоростей.

Багато екологічні дослідження показали, що птахи та тварини відіграють певну роль у розпорошенні насіння. Зараз вчені пильніше розглядають мутуалістичні взаємодії рослин і плазунів, особливо в острівних екосистемах. Плодоїдні ящірки, шкірки та гекони відіграють ключову роль у біорізноманітті та життєздатності рослин.

Оскільки рослини не можуть рухатися, вони залежать від зовнішніх засобів для розпорошення насіння. Деякі види ящірок поглинають м’якоть плодів разом із членистоногими та виводять неперетравлене насіння в іншому місці. Розсіювання насіння зменшує конкуренцію з батьківською рослиною за поживні речовини та сприяє обмін генами в межах рослинної популяції.

Морські анемони - це древній вид, який має характеристики рослини та тварини. Коли неподозрілі дрібні рибки пропливають повз, анемона використовує свої смертоносні щупальця, щоб паралізувати свою здобич.

Дивно, але оранжево-білий риба-клоун проживає в межах актинії. Риби-клоуни пристосували густе покриття слизу, яке забезпечує захист від смертельного жала актинії.

Яскраво забарвлені риби-клоуни заманюють інших риб до кладок актинії, а згодом отримують користь від залишків їжі актинії. Риби-клоуни також забезпечують циркуляцію повітря до актинії, плаваючи між щупальцями. Вони підтримують актинію в чистоті та здоров’ї, позбавляючись від зайвої їжі.

Американські дослідники в Бінгемтонський університет, Університет штату Нью-Йорк нещодавно вивчав механізми того, як взаємовигідні відносини між малими організмами покращують їх шанси на виживання.

Дослідження показало, що переваги найбільші, коли дрібні організми живуть в екосистемі, де переважають великі організми. Подальшу користь можна отримати від взаємного партнерства між трьома симбіонами.

Наприклад, свистяче акаційне дерево Африки забезпечує нектар і середовище існування для мурашок, які кусають слонів, які гризуть дерево. Під час сухих заклинань мурахи харчуються медовою росою, що виділяється лусою комах, що живуть із соку дерев.

Зміна одного симбіонту спричинила б ланцюгову реакцію. Наприклад, якби мурахи вимерли, слони знищили дерево, а чешуйник втратив своє середовище проживання та основне джерело їжі.

Різні типи та приклади мутуалізму не повністю зрозумілі. Залишається багато питань щодо коеволюції та збереження різних типів міжвидових взаємодій.

Значна частина роботи на сьогоднішній день була зосереджена на взаємозв’язках між рослинами та мікробами. Математичне моделювання може поглибити розуміння генетики та фізіології коеволюційних явищ у природному світі.

Прогнозне моделювання також розглядає, як такі фактори, як доступність ресурсів та близькість, можуть впливати на поведінку у співпраці. Дані на клітинному, індивідуальному, популяційному та громадському рівнях можна інтегрувати з математичними моделями для всебічного аналізу взаємодії екосистем. Моделі можна тестувати та переналаштовувати в міру накопичення даних.