Все составляющие части животного и растительного мира находятся в тесной взаимосвязи между собой и вступают в сложные взаимоотношения. Некоторые благоприятны для участников или вообще жизненно важны, например лишайники (представляют собой результат симбиоза гриба и водоросли), другие безразличны, третьи же приносят вред. Исходя из этого, принято различать три вида взаимоотношений организмов – это нейтрализм, антибиоз и симбиоз. Первый, по сути, не представляет ничего особенного. Это такие отношения между популяциями, обитающими на одной территории, при которых они не влияют друг на друга, не взаимодействуют. А вот антибиоз и симбиоз — примеры, которых встречаются очень часто, являются важными компонентами естественного отбора и участвуют в дивергенции видов. Остановимся на них более подробно.
Симбиоз: что это такое?
Под симбиозом принято понимать особые взаимоотношения между организмами, при которых пользу извлекают оба партнера или только один. Впервые данный термин употребил немецкий микробиолог и ботаник Г.А. де Бари. Он установил его, изучая лишайники (представляют собой результат симбиоза водоросли и гриба, на фото), и противопоставил паразитизму. Существует несколько форм взаимовыгодного сожительства: мутуализм, кооперация, комменсализм.
Примеры симбиоза
Грибы и деревья
Симбиоз растений
Многие грибы (белый гриб, подберёзовик) имеют тесную связь с корнями деревьев, имея выгоду и для себя, и для растения. При таком симбиозе мелкие корни определённых деревьев оплетены нитями грибницы (гифами), проникающие в корни и располагающимися между клетками. Такое образование носит название микориза. Микориза была открыта российским ботаником Францем Михайловичем Каменским в 1879 году, а название такому виду симбиоза дал немецкий учёный Давид Альбертович Франк.
Интересно: Почему животные не говорят? Причины, фото и видео
Если дословно перевести этот термин, он действительно будет отражать свою сущность, ведь переводится он как – грибокорень. Выгода для корней растения заключается в том, что грибница отдаёт ему воду и растворенные в ней минеральные вещества, поглощённые ею из почвы. Это нужно растению, чтобы развивалась корневая система, т. к грибница может выделять витамины и вещества для этого развития. Растение поставляет грибу готовые органические вещества, например, сахара, или выделения корней, для спор гриба.
Лишайники
Лишайник
Благодаря симбиозу могут образовываться группы существ, примером этому – лишайники. Они образованы двумя организмами – цианобактерией и грибом. Слоевище формируется переплетёнными гифами гриба, а между ними находятся клетки цианобактерий. Есть предположение, что автотрофный симбионт у большинства этих существ – цианобактерия носток.
Также, их могут замещать водоросли и протисты. Выгода у этого симбиоза полностью сходна с микоризой. Только вот гриб, являясь часть лишайника, совершенно не может обходиться без автотрофного симбионта, а другой – наоборот. Взаимное сожительство могут иметь и некоторые актинии, вступая в симбиоз с беспозвоночными, раками-отшельниками и даже с рыбами (рыба-клоун).
Имеется очень интересное предположение, что пластиды также имеют симбиотическое происхождение, потому что цианобактерии вступили в симбиоз с клетками эукариот. Именно поэтому эукариоты сдали разделяться на автотрофов, и гетеротрофов. Аналогично думают и про митохондрии, только в симбиоз с эукариотическими клетками вступили пурпурные бактерии.
Комменсализм
Комменсализм – это фактически одностороннее использование одним видом другого, без оказания на него вредного воздействия. Может осуществляться в нескольких формах, но основных две:
- Квартирантство (синойкия), то есть предоставление другому виду убежища. Примеры симбиоза в природе в этой форме очень многочисленны. В частности, самка камчатского карепрокта откладывает икру под панцирь краба, а пресноводный горчак — в мантийную полость двустворчатого моллюска – беззубки.
- Нахлебничество, или эпикойкия. Один вид (комменсал) прикрепляется к другому (хозяину) либо живет возле него, питаясь остатками его пищи, а иногда и передвигаясь с его помощью. Нахлебничество характеризуют как один из путей перехода в паразитизм. На фото акулы и лоцманы, которые зачастую следуют за ними целыми стаями и питаются остатками.
Все остальные в какой-то мере являются модификациями этих двух форм. Например, энтойкия, при которой один вид обитает в теле другого. Наблюдается это у рыбок карапус, которые используют в качестве жилища клоаку голотурий (вид иглокожих), но питаются за ее пределами различными мелкими рачками. Или эпибиоз (одни виды живут на поверхности у других). В частности, усоногие рачки хорошо себя чувствуют на горбатых китах, абсолютно им не мешая.
Кооперация: описание и примеры
Кооперация – это такая форма взаимоотношений, при которой организмы могут прожить отдельно, но иногда объединяются для общей пользы. Получается, что это необязательный симбиоз. Примеры:
- Актинии и раки-отшельники, которые селятся в пустой раковине моллюсков; он возит ее повсюду вместе с полипом, увеличивая для того пространство для ловли добычи, а себе обеспечивая тем самым защиту.
- Крупные рыбы и креветки, которые очищают их тело от паразитов и отмерших клеток.
- Крупные копытные животные и птицы, которые выклевывают из их шерсти паразитов (клещей) либо при линьке выщипывают клочки зимней шерсти и используют ее для строительства гнезд.
Преимущества мутуализма
Наиболее обычная ситуация заключается в облегчении кормодобывания для одного из партнеров, тогда как другой получает улучшение защитных условий или какие-то факторы, благоприятные для роста и развития.
Например, обширная группа организмов-чистильщиков (это могут быть беспозвоночные, рыбы, птицы) оказывает своим партнерам гигиенические услуги, одновременно получая корм, а иногда и убежище.
Эндосимбиотны могут получать как пищу, так и более стабильную среду обитания, с меньшей амплитудой колебаний значимых параметров.
Для неподвижных и малоподвижных организмов важное значение имеет улучшение защитных условий (например, защита акации поселяющимися в полостях ее колючек муравьями от млекопитающих, защита рака-отшельника актинией и т.д.), или воздействие партнера на процесс конкуренции с другими видами. При оценке роли мутуализма существуют разные подходы, приводящие подчас к диаметрально противоположным выводам
Например, анализ рациона многих организмов-чистильщиков показывает, что паразиты играют в нем незначительную роль. Из этого некоторые исследователи делают вывод, что трофический фактор не является для данных отношений ведущим. Однако очевидно, что, поскольку сам факт мутуализма в таких случаях существует, некие преимущества имеют место. Вероятно, даже небольшая постоянная «подкормка» паразитами играет для чистильщиков важную роль
Лучшие статьи : Редкие растения из Красной книги Забайкальского края — список, характеристика и фото
При оценке роли мутуализма существуют разные подходы, приводящие подчас к диаметрально противоположным выводам. Например, анализ рациона многих организмов-чистильщиков показывает, что паразиты играют в нем незначительную роль. Из этого некоторые исследователи делают вывод, что трофический фактор не является для данных отношений ведущим. Однако очевидно, что, поскольку сам факт мутуализма в таких случаях существует, некие преимущества имеют место. Вероятно, даже небольшая постоянная «подкормка» паразитами играет для чистильщиков важную роль.
Во многих случаях преимущества совместного обитания для одного или обоих партнеров нам неизвестны. Например, некоторые попугаи, зимородки и другие птицы могут разрушать стенку термитников и поселяться внутри, при этом термиты их не трогают. Термитники становятся доступными для нападения муравьев и нередко погибают. Птицы получают защиту, однако поведение термитов непонятно, по крайней мере, они вполне способны изгнать даже более крупных животных, чем птицы. Тем не менее, нельзя утверждать, что они не получают от птиц никакой пользы только на том основании, что нам эта польза пока неизвестна.
Мутуализм (от лат. mutuus — обоюдный) — взаимовыгодная связь между организмами разных видов, при которой они иногда даже не могут существовать друг без друга.
Мутуализм является одной из форм симбиоза (от греч. symbiosis — сожительство) — тесного сосуществования разных видов.
Наиболее яркий пример такого сосуществования — тесная ассоциация корня растения и гриба, называемая микоризой. За счёт микоризы растение увеличивает всасывающую поверхность. Грибы улучшают снабжение высших растений водой, витаминами, стимулирующими рост корней, разлагают вещества, переводя их в доступную для растений форму. В свою очередь растения обеспечивают гриб растворимыми углеводами, за счёт которых живут и водоросли, играющие роль листьев, и грибы, имеющие функцию корней. Взаимовыгодное сожительство наблюдается у бобовых растений с клубеньковыми бактериями.
Интересен мутуализм у цветковых растений и опыляющих их насекомых или птиц: шмелей и клевера, тропических цветковых растений и колибри и т. д.
В желудке у крупного рогатого скота (коров, буйволов) существуют микробы, помогающие им переваривать целлюлозу растительной пищи. Полезные микробы живут и в кишечном тракте человека, их недостаток приводит к очень серьёзному заболеванию — дисбактериозу. Материал с сайта https://doklad-referat.ru
Классическим примером мутуализма является содружество двух морских животных — рака-отшельника и актинии. Рак находит пустую раковину моллюска, прячет в неё тело и выставляет наружу сильные клешни и голову. Стоит какой-нибудь рыбке неосторожно приблизиться, и она тут же становится добычей рака. Передвигаясь по дну, он таскает свой домик на спине и очень часто вместе с наездницей — актинией. Пристроив на раковину актинию, рак получает надёжного защитника, а актиния, часто меняя место жительства, обеспечивает себя богатой добычей и кормится остатками пищи рака.
Симбиоз животных: примеры
Взаимное сотрудничество и совместное проживание в животной среде не редкость. Приведем лишь некоторые наиболее интересные примеры.
- Птица медоуказчица и ее соратники, например медведь, а зачастую и люди. Сама она питается лишь пчелиными личинками и воском, но достать их не может, поэтому начинает активно звать помощников, издавая громкие звуки. Более крупные союзники крушат гнездо, а она с удовольствием лакомится общей добычей.
- Бизоны и воловья птичка. Густая шерсть становится пристанищем для паразитов, доставляя животному много неудобств. Тут-то и приходит на помощь пернатая помощница, которая все чистит, а взамен получает пищу и кров, спасаясь в густом покрове от холода. Аналогичная взаимная помощь наблюдается у мангуста и кабана-бородавочника (на фото).
- Птица ржанка бесстрашно чистит зубы крокодилу, выковыривая оттуда остатки пищи.
- Зебры предпочитают разделять трапезу со страусами, которые, обладая отличным слухом, моментально оповещают всех о приближающейся опасности.
- Акула и рыба-прилипала, которая с помощью специальной присоски крепится на спине хищника и сопровождает его повсюду, питаясь остатками его добычи.
Симбиотические отношения между растениями
Симбиоз растений очень распространен, и если приглядеться внимательно к окружающему нас миру, то можно невооруженным глазом увидеть его.
- Определенные виды грибов и деревьев при совместном «проживании» образуют между собой микоризу. Например, береза и подберезовики.
- Лишайники — пример симбиоза между двумя растительными организмами, наиболее знакомый всем еще по школьному курсу биологии.
- Растения эпифиты (непаразитические) являются «квартирантами» (комменсализм) на деревьях, которые служат для них местом обитания, но не источником питательных веществ. Они их получают из отмирающих тканей и выделений хозяина. К эпифитам относятся водоросли, мхи, папоротники, лишайники, которые сами по себе представляют симбиоз гриба и водоросли, цветковые растения.
- Вековые деревья тропического леса и лианы, которые используют их в качестве опоры.
- Симбиоз водного папоротника азолли с сине-зеленой водорослью анабеной, которая обладает способностью к фиксированию атмосферного азота.
Симбиоз (примеры) животных и растений
- Тропическое растение мирмекодия и муравьи: они живут в утолщенных стеблях, обеспечивая защиту от других насекомых, а сами при этом приобретают жилище.
- Самый яркий случай, в прямом смысле слова – это актиния и рыба-клоун (на фото), которая очищает растение-хищника от остатков пищи, получая за это защиту и укрытие.
- Ленивец и водоросли, которые растут в его шерсти, придавая ей зеленоватую окраску.
- Симбиоз грибов и муравьев Атта или термитов.
- Человек и бактерии, образующие кишечную флору.
- Опыление растений одним видом птиц или насекомых наблюдается, например, у орхидей — это весьма распространенный симбиоз.
Примеры очень многочисленны, и многие отношения между разными элементами растительного и животного мира еще мало изучены.
Виды симбиоза
Комменсализм
— такая форма симбиоза между организмами разных видов, при которой один из них (комменсал) использует жилище или сам организм хозяина как место поселения и может питаться остатками пищи или продуктами его жизнедеятельности. При этом комменсал не приносит вреда хозяину, хотя и пользы тоже не приносит. Примером комменсализма может служить сосуществование некоторых видов рыб и коралловых полипов
.
Рыбы находятся под защитой щупалец со стрекательными клетками коралловых полипов и могут использовать остатки пищи хозяина. Разновидностью комменсализма является нахлебничество, когда комменсал только использует остатки пищи хозяина. Например, гиены питаются остатками пищи львов.
В случаемутуалистических взаимоотношений
каждый из видов получает определенную пользу. Например, жгутиковые простейшие, которые поселяются в кишечнике некоторых насекомых (тараканов, термитов) и питаются его содержимым. В свою очередь, они помогают хозяину переваривать пищу.
Подавляющее большинство животных питается дарами леса и поля. Семена, плоды, цветки, листья, кора деревьев и даже их сердцевина — все это, так или иначе, является пищей самых разнообразных представителей животного мира. Но как зависит жизнь растений, в том числе и крупных деревьев, от грызунов, птиц, летучих мышей, слонов, черепах и других животных — и диких, и домашних.
Некоторые тропические растения являются и некотором роде «коллегами» омелы. Подобно ей, они живут за счет соседей и крадут у них питательные вещества, прикрепляя свои корни к их корням. Интересно, что жертвы нисколько от этого не страдают и терпят нахлебников.
Один из самых ярких примеров взаимопомощи растений — это содействие взрослых растений одного вида выживанию молодых всходов другого вида.
Понять сложные механизмы взаимодействия растений друг с другом непросто: мы не можем просто сидеть и наблюдать за их ссорами, взаимопомощью, общением, как мы наблюдаем поведение птиц, зверей, насекомых и других животных. Правда, и о поведении многих зверей ученые узнали не столько из прямых наблюдений, сколько «прочитывая» по следам, оставленным меткам, гнездам, норам и т.п., что они делали, как спасались от врагов, чем и когда питались. Так и о «поведении» растений многое могут рассказать «застывшие» проявления их жизнедеятельности.
Лучшие статьи : Капли Адвокат для кошек
Растения могут «общаться» друг с другом с помощью химических сигналов, однако воздушным путём их возможности коммуникации не ограничиваются. Предупреждения от одного растения к другому, например, о заражении вредителями, могут передаваться через микоризу — симбиотические грибы, структуры которых оплетают корни растений и позволяют им получать гораздо больше питательных веществ и воды из почвы. Когда ещё незаражённое растение принимает сигнал тревоги, оно заранее начинает выделять репелленты против конкретных вредителей или другие вещества, привлекающие врагов этих вредителей.
Совы иногда селят в своих гнёздах маленьких змей. Они питаются мелкими насекомыми, конкурирующими с совятами за принесённую совой добычу. Птенцы в результате такого симбиоза быстрее растут и меньше болеют.
В яйца, откладываемые саламандрами, проникают зелёные водоросли. Они снабжают эмбрион кислородом, а взамен получают азот от отходов эмбриона. Недавно было обнаружено, что такой симбиоз передаётся по наследству, так как ДНК водорослей содержится непосредственно в репродуктивных органах взрослых саламандр.
У муравьёв есть своё «животноводство» — они разводят тлей, которые сосут из растений сок и выделяют его избыток в виде обогащённых сахаром капелек. Тля выбрызгивает такое «молочко» прямо в рот муравья, после того как он помассирует ей брюшко усиками. Для «стада» тлей муравьи строят укрытия, которые защищают их от непогоды и нападения других насекомоядных.
Что такое антибиоз?
По существу, это процесс, противоположный симбиозу, при котором взаимодействуют две популяции и одна из них или обе оказывают подавляющее влияние на другую. То есть это антагонистический вид отношений. Антибиоз может существовать в трех формах: конкуренция, хищничество и паразитизм. Примером первого случая служит подавление роста микроорганизмов грибами, которые вырабатывают антибиотики. При хищничестве один вид использует другой в качестве еды, убивая его (лисы и зайцы, львы и антилопы-гну).
При паразитизме один вид пользуется вторым как источник питания и места обитания. Паразиты могут быть временными (комары, пиявки) или постоянными (аскарида, вши, бычий цепень).
Симбиоз, примеры которого встречаются практически на каждом шагу, в том числе и в жизни человека, в составе естественного отбора является важным компонентом эволюции в целом.
Симбиоз и эволюция
Помимо ядра в эукариотических клетках имеется множество изолированных внутренних структур, называемых органеллами. Митохондрии, органеллы одного типа, генерируют энергию и поэтому считаются силовыми станциями клетки. Митохондрии, как и ядро, окружены двухслойной мембраной и содержат ДНК. На этом основании предложена теория возникновения эукариотических клеток в результате симбиоза. Одна из клеток поглотила другую, а после оказалось, что вместе они справляются лучше, чем по отдельности. Такова эндосимбиотическая теория эволюции.
Эта теория легко объясняет существование двухслойной мембраны. Внутренний слой ведёт происхождение от мембраны поглощённой клетки, а наружный является частью мембраны поглотившей клетки, обернувшейся вокруг клетки-пришельца. Также хорошо понятно наличие митохондриальной ДНК — это не что иное, как остатки ДНК клетки-пришельца. Итак, многие органеллы эукариотической клетки в начале своего существования были отдельными организмами, и около миллиарда лет тому назад объединили свои усилия для создания клеток нового типа. Следовательно, наши собственные тела — иллюстрация одного из древнейших партнёрских отношений в природе.
Следует также помнить, что симбиоз — это не только сосуществование разных видов живых организмов. На заре эволюции симбиоз был тем двигателем, который свёл одноклеточные организмы одного вида в один многоклеточный организм (колонию) и стал основой разнообразия современной флоры и фауны.
