Симбиотические сообщества. Симбиоз: примеры в природе

Симбиоз это форма взаимоотношений, при которой оба организма получают пользу друг от друга. Другими словами, это взаимовыгодное сожительство. Организм, который живёт в симбиозе – симбионт.

Виды симбиоза

В биологии термин симбиоз может быть использован в двух разных значениях. Как было уже сказано, это форма сожительства,выгодная для всех. Впрочем, в биологии существует более старое определение – мутуализм . Во всяком случаем слово «симбиоз» в 1879 году ввёл немецкий ботаник и микробиолог Генрих Антон де Бари. Термин имел значение как выгодное существование разных организмов вне зависимости выгодно им это или нет. Симбиоз делился на:

Третий вид обозначал симбиоз, от которого один организм получал пользу, а для второго он имел нейтральное значение. Этот вид сожительства может подразделяться на: зоохорию (взаимодействуют животные и растения, животные помогают растениям переносить семена и плоды), синойкия (квартиранство, одному – безразлично, второму – выгодно), форезия (симбиоз разных видов, при котором симбионт большего размера носит меньшего), эпибиоз (поселение одного организма на другом), эпиойкия (симбионт обитает на поверхности другого не нанося ему вреда), энтойкия, паройкия. Однако все эти виды имеют одно сходство: один из симбионтов формирует для другого особую форму обитания.

Материалы по теме:

Мирмекохория - мутуализм

Примеры симбиоза

Грибы и деревья

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.

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.

Обычно симбиоз бывает мутуалистическим, т. е. сожительство обоих организмов (симбионтов) взаимовыгодно и возникает в процессе эволюции как одна из форм приспособления к условиям существования. Симбиоз может осуществляться как на уровне многоклеточных организмов, так и на уровне отдельных клеток (внутриклеточный симбиоз). В симбиотические отношения могут вступать растения с растениями, растения с животными, животные с животными, растения и животные с микроорганизмами, микроорганизмы с микроорганизмами. Термин «симбиоз» впервые введён немецким ботаником А. де Бари (1879) в применении к лишайникам. Яркий пример симбиоза среди растений представляет микориза - сожительство мицелия гриба с корнями высшего растения (гифы оплетают корни и способствуют поступлению в них воды и минеральных веществ из почвы) ; некоторые орхидеи не могут расти без микоризы.

Природе известны многочисленные примеры симбиотических отношений, от которых выигрывают оба партнера. Например, для круговорота азота в природе чрезвычайно важен симбиоз между бобовыми растениями и почвенным бактериями Rhizobium. Эти бактерии - их еще называют азотфиксирующими - поселяются на корнях растений и обладают способностью «фиксировать» азот, то есть расщеплять прочные связи между атомами атмосферного свободного азота, обеспечивая возможность включения азота в доступные для растения соединения, например аммиак. В данном случае взаимная выгода очевидна: корни являются местообитанием бактерий, а бактерии снабжают растение необходимыми питательными веществами.

Имеются также многочисленные примеры симбиоза, выгодного для одного вида и не приносящего другому виду ни пользы, ни вреда. Например, кишечник человека населяет множество видов бактерий, присутствие которых безвредно для человека. Аналогично, растения, называемые бромелиадами (к которым относится, например, ананас), обитают на ветвях деревьев, но получают питательные вещества из воздуха. Эти растения используют дерево для опоры, не лишая его питательных веществ.

Разновидность симбиоза - эндосимбиоз, когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.

Наука о симбиозе - симбиология.

В 1877 году, Альберт Бернхард Франк использовал термин «симбиоз», который ранее использовался для обозначения людей, живущих вместе в сообществе, для описания взаимных отношений в лишайниках. Определение варьировалось среди учёных в пользу того, что оно должно относиться только к постоянной взаимности, в то время, как другие учёные полагали, применять определение к любому типу устойчивого биологического взаимодействия.

После 130 лет дебатов современные учебники по биологии и экологии используют более широкое определение, в котором симбиоз означает все виды взаимодействий .

Некоторые учёные утверждают, что симбиоз является главной движущей силой эволюции. Они считают, что дарвиновское понятие эволюции, обусловленное конкуренцией, является неполным. А также они и утверждают, что эволюция основана на сотрудничестве , взаимодействии и взаимной зависимости между организмами.

Что такое симбиоз

Симбиоз также классифицируется по физической привязанности ; симбиоз, где организмы имеют телесный союз, называется конъюнктивным симбиозом, а симбиоз, в котором они не находятся в союзе, называется дизъюнктивным симбиозом. Когда один организм живёт на другом, это называется эктосимбиозом, а если один из партнёров живёт внутри тканей другого это эндосимбиоз.

Обязательный и факультативный симбиозы

Отношения могут быть обязательными, когда один или оба симбионта полностью зависят друг от друга. Например, у лишайников, которые состоят из грибковых и фотосинтетических симбионтов, грибковые партнёры не могут жить самостоятельно. Ростки водорослей или циан бактерии в лишайниках, таких как Trentepohlia, обычно могут жить независимо друг от друга, и поэтому их симбиоз является факультативным (необязательным).

Физическое взаимодействие

Эндосимбиоз - это любая симбиотическая связь, в которой один симбионт живёт в тканях другого либо внутри клеток, либо вне клеток. Примеры включают:

• азотфиксирующие бактерии, которые обитают в корневых узлах на корнях бобовых;
• актиномицеты - азотфиксирующие бактерии, называемые Frankia, живут в узлах корня ольхи;
• одноцепочечные водоросли, живущие внутри рифообразующих кораллов;
• бактериальные эндосимбионты, обеспечивающие необходимые питательные вещества примерно 10–15% насекомых.

Мутуализм или межвидовой взаимный альтруизм - это взаимосвязь между разными видами . В целом только пожизненные взаимодействия, связанные с близким физическим и биохимическим контактом, могут считаться симбиотическими. Мутуализм может быть либо обязательными для обоих видов, обязательными для одного, либо факультативными для другого, либо факультативными для обоих.

У большого процента травоядных животных, есть мутативная кишечная флора, которая помогает им переваривать растительное вещество. Эта кишечная флора простейших или бактерий. Коралловые рифы являются результатом взаимности между коралловыми организмами и различными водорослями, живущими внутри их. Большинство наземных растений и наземных экосистем основаны на взаимности между растениями, поглощающими углерод из воздуха, и микоризными грибами, которые помогают в извлечении воды и минералов из почвы.

Примером взаимного симбиоза является взаимосвязь между рыбами - клоунами и морскими актиниями. Рыба - клоун вентилирует воду, в свою очередь, язвительные щупальца анемона защищают клоуна от хищников. Специальная слизь на клоуне защищает её от жалящих щупалец.

Захватывающие примеры обязательного взаимообмена существуют между трубчатыми червями и симбиотическими бактериями, которые живут в гидротермальных вентиляционных отверстиях. Червь не имеет пищеварительного тракта и полностью зависит от его внутренних симбионтов для питания. Бактерии окисляют либо сероводород, либо метан, который им приносит червь.

Существует также много видов тропических и субтропических муравьёв, которые развили очень сложные отношения с определёнными видами деревьев.

Комменсализм

В комменсализме описывается взаимосвязь между двумя живыми организмами, в которых один имеет преимущество, а другой не оказывает существенного ущерба или помощи . Этот термин происходит от английского слова commensal, который используется для человеческого социального взаимодействия.

Аменсализм - это тип отношения, который существует там, где один вид угнетает или полностью уничтожает другой . Примером является выращивание саженца под тенью зрелого дерева. Зрелое дерево может лишить сажень необходимого солнечного света, и, если зрелое дерево очень велико, оно может поглощать дождевую воду и истощать питательные вещества почвы.

Синнекроз - это редкий тип симбиоза, при нём взаимодействие между видами вредно для обоих вовлечённых организмов . Это недолговечное условие, так как взаимодействие, в конце концов, приводит к гибели. Этот термин редко используется.

Коэволюция

Симбиоз все чаще признаётся важной селективной силой эволюции, причём многие виды имеют долгую историю взаимозависимой коэволюции. По мнению эндосимбиотической теории, эволюция является результатом симбиоза между различными видами бактерий. Эта теория поддерживается некоторыми органеллами, делящимися независимо от клетки, и наблюдением, что некоторые органеллы, похоже, имеют собственный геном.

Симбиоз сыграл важную роль в коэволюции цветущих растений и животных, которые опыляют их. Многие растения, опылённые насекомыми, летучими мышами или птицами, имеют высокоспециализированные цветы, модифицированные для стимулирования опыления определённым опылителем, который также соответствующим образом адаптирован.

Первые цветковые растения в летописи окаменелостей имели относительно простые цветы. Адаптивное видообразование быстро породило множество разнообразных групп растений, и в то же время соответствующее видообразование произошло в некоторых группах насекомых. Некоторые группы растений развивали нектар и большую липкую пыльцу, в то время как насекомые развивали более специализированные морфологии для доступа и сбора этих богатых источников пищи. В некоторых таксонах растений и насекомых связь стала зависимой, где виды растений могут быть опылены только одним видом насекомых.

Что такое "симбиоз"? Как правильно пишется данное слово. Понятие и трактовка.

симбиоз - СИМБИОЗ, Ца, м. (спец.). Сожительство двух организмов разных видов, обычно приносящее им взаимную по... Толковый словарь Ожегова

симбиоз - термин, неодинаково понимаемый учеными: одни понимают под С. явление сожительства между 2 и более о... Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

симбиоз - (от греч. symbiosis - сожительство) в узком смысле (Ш. Д. Мошковский, 1946; В. А. Догель, 1... Большая Советская энциклопедия

симбиоз - СИМБИОЗ, симбиоза, м. (греч. symbiosis - сожитие) (биол.). Сожительство двух или более организмов, п... Толковый словарь Ушакова

симбиоз - м. 1. Длительное тесное сожительство двух организмов разных видов, при котором они приносят друг др... Толковый словарь Ефремовой

симбиоз - СИМБИОЗ (от греческого symbiosis - совместная жизнь), форма совместного существования двух организмо... Современная энциклопедия

симбиоз - или мутуализм, форма отношений между организмами (симбионтами) двух разных видов, приносящая обоюдн... Энциклопедия Кольера

симбиоз - СИМБИОЗ (от греч. symbiosis - совместная жизнь) - форма совместного существования двух организмов ра... Большой энциклопедический словарь

симбиоз - СИМБИОЗ (от греч. simbiosis – сожительство) – жизненная общность; длительное сожительство особей ра... Философский энциклопедический словарь

симбиоз - (Symbiosis) - психологическое состояние, в котором содержания личного бессознательного одного челов... Словарь по аналитической психологии

симбиоз - симбиоз различные формы совместного существования разноименных организмов, составляющих симбионтную... Словарь микробиологии

симбиоз - сожительство двух организмов при к-ром обе стороны вступают во взаимный обмен питанием и становятся... Сельскохозяйственный словарь-справочник

симбиоз - (от греч. symbiosis - совместная жизнь), форма совм. существования двух организмов разных видов, вк...

Может распространять только один, определённый вид насекомых . Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз - промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.

Разновидность симбиоза - эндосимбиоз (см.Симбиогенез), когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.

Наука о симбиозе - симбиология.

Мутуализм

Взаимовыгодные связи могут формироваться на основе поведенческих реакций, например, как у птиц, совмещающих собственное питание с распространением семян. Иногда виды-мутуалисты вступают в тесное физическое взаимодействие, как при образовании микоризы (грибокорня) между грибами и растениями.

Тесный контакт видов при мутуализме вызывает их совместную эволюцию. Характерным примером служат взаимные приспособления, которые сформировались у цветковых растений и их опылителей. Часто виды-мутуалисты совместно расселяются.

Комменсализм

В зависимости от характера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют три вида:

• комменсал ограничивается использованием пищи организма другого вида (например, в извивах раковины рака-отшельника обитает кольчатый червь из рода Nereis, питающийся остатками пищи рака);
• комменсал прикрепляется к организму другого вида, который становится «хозяином» (например, рыба-прилипала плавником-присоской прикрепляется к коже акул и др. крупных рыб, передвигаясь с их помощью);
• комменсал селится во внутренних органах хозяина (например, некоторые жгутиконосцы обитают в кишечнике млекопитающих).

Примером комменсализма могут служить бобовые (например, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота, но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться. Если же в результате роста бобовых и активной работы азотфиксирующих клубеньковых бактерий в почве накапливается достаточное количество доступных для растений соединений азота, этот тип взаимоотношений сменяется конкуренцией. Результатом её, как правило, является полное или частичное вытеснение менее конкурентоспособных бобовых из фитоценоза. Другой вариант комменсализма: односторонняя помощь растения-«няни» другому растению. Так, береза или ольха могут быть няней для ели: они защищают молодые ели от прямых солнечных лучей, без чего на открытом месте ель вырасти не может, а также защищают всходы молодых елочек от выжимания их из почвы морозом. Такой тип взаимоотношений характерен лишь для молодых растений ели. Как правило, при достижении елью определенного возраста она начинает вести себя как очень сильный конкурент и подавляет своих нянь.
В таких же отношениях состоят кустарники из семейств губоцветных и сложноцветных и южно-американские кактусы. Обладая особым типом фотосинтеза (САМ-метаболизм), который происходит днем при закрытых устьицах, молодые кактусы сильно перегреваются и страдают от прямого солнечного света. Поэтому они могут развиваться только в тени под защитой засухоустойчивых кустарников. Имеются также многочисленные примеры симбиоза, выгодного для одного вида и не приносящего другому виду ни пользы, ни вреда. Например, кишечник человека населяет множество видов бактерий, присутствие которых безвредно для человека. Аналогично, растения, называемые бромелиадами (к которым относится, например, ананас), обитают на ветвях деревьев, но получают питательные вещества из воздуха. Эти растения используют дерево для опоры, не лишая его питательных веществ. Растения питательные вещества делают сами, а не получают из воздуха.

Комменсализм способ совместного существования двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда (например, чешуйница обыкновенная и человек).

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 ведет происхождение от мембраны поглощенной 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 (возможно, все) 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 партнерских отношений в природе.

Следует также помнить, что симбиоз - это не только сосуществование разных видов живых организмов. На заре эволюции симбиоз был тем двигателем, который свел одноклеточные организмы одного вида в один многоклеточный организм (колонию) и стал основой разнообразия современной флоры и фауны.

Примеры симбиозов

• Эндофиты живут внутри растения, питаются его веществами, выделяя при этом соединения, способствующие росту организма-хозяина.
• Транспортировка семян растений животными , которые поедают плоды и выделяют непереваренные семена вместе с пометом в другом месте.

Насекомые/растений

Грибы/водоросли

• Лишайник состоит из гриба и водоросли . Водоросль в результате фотосинтеза производит органические вещества (углеводы), использующиеся грибом, а тот поставляет воду и минеральные вещества.

Животные/водоросли

Грибы/растения

• Многие грибы получают от дерева питательные вещества и снабжают его минеральными веществами (микориза).

Насекомые/насекомые

• Некоторые муравьи защищают («пасут») тлю и получают от неё взамен выделения, содержащие сахар .

См. также

Примечания

Литература

• Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции клетки. - М: Мир, 1983. - 354 с.
• Douglas A.E Symbiotic interaction. - Oxford Univer. Press: Oxford:Y-N, Toronto, 1994. - 148 p.

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

- (от греч. symbiosis сожительство), тесное сожительство организмов двух или более видов, которое, как правило, стало необходимым и полезным для обоих партнеров (симбионтов). Симбиоз у морских животных открыл К. Мёбиус (1877). По степени соединения … Экологический словарь

симбиоз - а, м. symbiose f. <гр. symbiosis. биол. Сожительство организмов разных видов, обычно приносящее им взаимную пользу, напр. гриб и водоросль, образующие вместе лишайник. СИС 1954. Симбиоз рака отшельника и актинии. БАС 1. Виноградов выполнил… … Исторический словарь галлицизмов русского языка