Бръсначът на Окам: Видове положителни взаимодействия между организмите

Бръсначът на Окам е съвместна рубрика между едоименния блог и Медиакафе. Всеки вторник ви публикуваме кратък текст, свързан с определена научна тема с образователна цел:

В следващите 2-3 публикации ще се опитам да ви запозная с видовете взаимодействия между различните организми, придружени с много примери. Ше започна в положителните взаимодействия. Те носят имената "Мутуализъм", "Коменсализъм" и "Неутралност".

Мутуализъм

При мутуализма (лат. mutualis взаимен) връзката е взаимноизгодна, при това често в естествени условия нито един от партньорите не може да съществува без другия, т.е тя е облигатна (задължителна) връзка. Най-тясната форма на мутуализъм е когато единия организъм живее вътре в другия. Поразителен пример за това е храносмилателната система на кравите и други преживни животни. Те, както и човекът, не могат да обработват целулозата. Микробите, които живеят в стомаха им разрушават целулозата.  

Снимка: microscopy-uk.org.uk
  • Paramecium bursaria

  Парамецията Paramecium bursaria или познатото ни чехълче поглъща едноклетъчни зелени водорасли – от рода Chlorella . Тя опредено е облагодетелствана от храната, синтезирана от цианобактериите. Те от своя страна печелят от въглеродния диоксид, произведен от гостоприемника, а също и от възможността да се преместват в по-светли места.

Ако хлорелите експериментално се отделят и двата партньора ще продължат да съществуват независимо. Без хлорелата, Парамецията просто става зависима от външни източници за храна. Вероятно някога Парамецията е погълнала хлорелата, но не я е смляла, а е установила симбиозно партньорство. Според най-популярната версия – ендогенезата, възникването на първите еукариоти е станало по подобен сценарий

Снимка: fiu.edu
  • Корал < > ксантела

  Красивите корали са просто скелет от коралови полипи – подобни на хидра същества. Планктонът, с който би трябвало да се прехранват е рядкост по тези ширини. Своят разцвет коралите дължат на удивителната си симбиоза с миниатюрни (0.005mm) едноклетъчни водорасли от вида Pyrrophyta – жълтеникавите петна на снимката. Наричат се зооксантела (Symbiodinium microadriaticum). Тя помага за отлагането на арагонита – варовиковия скелет.

 

Тези водорасли осигуряват на полипа кислород и хранителни вещества. Затова коралите се нуждаят от ярка светлина, не живеят по-дълбоко от 50 м и не понасят мътна вода. Водораслите пък, могат да използват отделяните от полипите CO2 и азотни съединения. Зооксантелите населяват и други рифови организми като актинии, медузи, молюски.

 

Снимка: Erling Svensen
  • Рак < > актиния

  Широко известен пример е симбиозата между раците и актиниите. Последните се прикрепват на черупката, а стрелкащите се пипала на актинията са надеждна защита на двата симбионта. Актинията се храни от остатъците на храната, добивана от рака. Използва го и като "безплатен транспорт"

  • Лишеи = гъби + водорасли

  Лишеите са възникнали в резултат на мутуализма на представители на две различни царства. Тялото на лишея се състои от гъста мрежа от гъбни нишки – хифи (микобионт) и разпръснати между тях клетки на водорасли или цианобактерии – фотобионт. Гъбният мицел служи на водораслите като защитна обвивка, предпазваща ги от изсъхване. Самата гъба се храни от синтезираните от водораслите органични вещества.

При подобрение на условията съставящите лишеите цианобактерии и гъби могат да излязат от симбиотичното взаимодействия и да живеят самостоятелно.

  • Гъби + корени = микориза

  При много гъби съществува тясна връзка с дърветата. Гъбният мицел плътно оплита корените на растението, образувайки т.н. микориза (гъбокорен). Разклонената мрежа гъбни хифи изпълнява роля на коренови власинки, помогайки на растението да извлича от почвата минерални вещества като азот и фосфор. Гъбите получават от растението някои продукти на фотосинтезата. Има гъби, отделящи антибиотици, които защитават стопанина им от паразитни гъбички и бактерии.

Някои гъби образуват микориза само с определен вид дървета. Всеки гъбар ще Ви каже, че манатарките и рижиките се срещат само в иглолистни гори.

  • Азотосвързващи бактерии

  В атмосферата азотът се намира в свободна форма във вид на молекула N2. Растенията могат да усвояват азота само в свързан вид (като атоми). Бактериите от рода Rhizobium играят тази важна роля в селското стопанство. Те образуват азото-фиксиращи възелчета в корените на бобовите като грах, фасул и люцерна. Фиксацията на азота става с помощта на фермента нитрогеназа, който работи обаче само в анаеробни условия.

За да изолират бактериите от кислорода растенията синтезират белтък, напомнящ по структура хемоглобина, който свързва кислорода и защитава симбионтите от въздействието му. Тази симбиоза може да облекчи изискванията за допълнително азотно наторяване.

Снимка: Défense – La bioluminescence
  • Светещи риби

  Рибата Photoblepharon свети, защото в специална торбичка под окото й живеят симбиотични фосфоресциращи бактерии. Те светят преобразувайки химична енергия с помощта на фермента люцифераза. Бактериите се хранят предимно с вещества като глюкоза, които, както и кислорода за дишане им доставя самата риба чрез кръвоносните съдове, пронизващи светещата торбичка.С нейна помощ рибата може да привлича плячка, да обърква хищниците, да си намери партньор в тъмното. Но фенерчето може и да демаскира стопанина си и затова рибата си има нещо като клепач, който "включва" и "изключва" светлината.

 

С подобни примери може да продължаваме до безкрай. Всеки от участниците в мутуалистичната двойка действа егоистично, а изгодата възниква, защото получаваната полза надвишава разходите, необходими за подържане на взаимоотношенията. Закономерно е това, че мутуализма, а и другите видове симбиоза (с изключение на конкуренцията) рядко се срещат при близкородствени организми. Взаимноизгодните връзки могат да се формират на основата на поведенчески реакции, като например, птиците и други животни, които съвместяват собственото си хранене с разпространението на семената. Тесният контакт на видовете при мутуализма води до съвместната им еволюция – коеволюция. Характерен пример са взаимните улеснения, които се сформират при цъфтящите растения и техните опрашващи ги насекоми.

Коменсализъм

Произходът на думата е от латински com mensa и означава разделяне на трапезата. При коменсализма, единият вид (коменсал) извлича полза от връзката с гостоприемника си, комуто нито вреди, нито донася някаква полза. Форми на коменсализъм са, когато коменсала използва гостоприемника си:

  • за транспорт – Phoresy
  • за жилище (убежище) – Inquilism
  • ползва остатъците от храната на гостоприемника
  • използва нещо отначало създадено, след смърта на гостоприемника – Metabiosis

За разлика със случайните посетители, които са безразлични към избора на убежище или трапеза, коменсалите често са така свързани с хазяина си, че рядко го напускат.

Снимка (фрагмент) Karin Fagergren
  • Морски жълъди

  Морските жълъди, Balanus са малкоподвижни, силно модифицирани ракообразнн с подобна на конус варовита черупка, от която от време на от време се промъкват като нежни пипала ловки крачка – опитват се да хванат малки свободно носещи се във водата организми. Подвижни са само личинките, възрасните се прикрепят някъде – скали, раковини, а често и на подвижни обекти, като рачета дори китове.

За още, ще трябва да ме последвате в Видове положителни взаимодействия на "Бръснача на Окам".

Вашият коментар