Мутуализм: характеристика, виды и примеры взаимоотношений

Данное явление довольно широко распространено в живой природе. Оно получило название мутуализм (примеры мутуализма среди растений и животных смотрите ниже). Само слово происходит от английского mutual — взаимный. Чтобы понять его суть, надо знать, чем же явление отличается от симбиоза, более общего понятия в биологии. Это тоже сосуществование различных видов растений и животных. Но симбиоз может случиться и невыгодным какому-либо из участвующих в нем партнеров. Мутуализм же предполагает взаимную выгоду участников процесса.

Микоризные связи

Чем больше мы узнаем о них, тем яснее становится их важность для сосудистых растений. У многих видов немикоризные особи в природе встречаются редко, даже если их рост и возможен без грибов при тщательном подборе условий произрастания. Большинство сосудистых растений — «двойные» организмы в том же смысле, что и лишайники, хотя эта двойственность, как правило, незаметна по их надземной части. По словам почвоведа из Висконсинского университета С. Уайлда, дерево, извлеченное из почвы, — это только часть целого растения, хирургически отделенная от его поглощающего и пищеварительного органа. У большинства растений грибы играют жизненно важную роль в усвоении фосфора и других необходимых питательных веществ.

Грибы, образующие микоризу с большинством растений, относятся к зигомицетам. Такой ее тип называют эндомикоризой. Она характерна для большинства трав, кустарников и деревьев. Некоторые группы хвойных и двудольных — в основном деревья — образуют микоризу с базидиомицетами, а также с некоторыми аскомицстами. В этом случае речь идет об эктомикоризе. Иногда она очень специфична: один вид гриба взаимодействует только с определенным видом сосудистого растения или с группой родственных видов. Известно, например, что базидиомицет Boletus elegans связан только с лиственницей (Larix) из хвойных. Другие грибы образуют микоризу с лесными породами более десятка родов. Эктомикориза особенно характерна для относительно бедных видами сообществ деревьев, живущих в высоких широтах Северного полушария или в высокогорьях.

Типичные примеры взаимности (мутуализма) из биологии

Скворцы Oxpeckers хорошо уживаются с бегемотами, буйволами, зебрами и носорогами. В этих отношениях, oxpecker (птица) живёт на теле животного, поедая всех жуков и паразитов на нём.
Птица получает для себя выгоду от наличия легкодоступного источника пищи. Животное тоже извлекают выгоду от такого сожителя: избавляются от досаждающих паразитов. Кроме того, когда возникает опасность для животного, скворец высоко взлетает и издаёт сильный крик, предупреждая о надвигающейся опасности (хищнике).

Другие распространённые примеры мутуализма:

Пищеварительные бактерии и люди. У людей в пищеварительной системе есть то, что называют «хорошими» бактериям. Эта «хорошая» бактерия помогает человеку переварить пищу. Некоторые продукты не всегда перевариваются полностью; поэтому, когда такие продукты потребляет человек, бактерии в его пищеварительной системе утилизируют их. Бактерии живут и Человек получает помощь в пищеварении.

Простейшие и термиты. Подобно бактериям у человека, простейшие помогают термитам переваривать пищу.
Простейшие извлекают выгоду, получая пищу для себя. и Термит выигрывает от возможности качественно жить.

Морские анемоны и рыба-клоун. Среди щупалец морского анемона часто можно встретить рыбу-клоуна. Щупальца анемон способны жалить почти всех рыб, но рыба-клоун, благодаря слизи на её коже, защищена от его укусов. От такой взаимности, рыба-клоун получает безопасное место для жизни, а Морские анемоны защищены рыбой-клоуном от рыбы-бабочки, своего естественного хищника.

Краб-паук и водоросли. Океан — среда обитания, где крабы проводят время не в самых глубоких районах моря, что делает их хорошо видимыми для хищников. Однако на спине крабов-пауков живут водоросли, которые им заменяют камуфляж. Краб замаскирован, а Водоросли, в свою очередь, получают место для жизни.

Цветы и пчёлы. У пчёл и цветов взаимность абсолютная. Пчёлы получают нектар и цветочную пыльцу. Пчела, перелетая с одного растения на другое, приводит к опылению цветов. Пчела получает выгоду, получая еду. Растения выигрывают от опыления.

Люди и растения. Общеизвестный факт, что растения и люди не могут существовать друг без друга. Эти взаимные отношения основаны на том факте, что люди используют кислород, который растения выделяют, поглощая углекислый газ.

Муравьи и грибок. Муравьи активно создают грибок, для выращивания используют листья и собственные фекалии. Гриб растёт, муравьи едят его, поддерживая свою жизнь. Для муравья гриб — это еда.

Есть много примеров как взаимность работает в реальной жизни

Большинство сосудистых растений вовлечены во взаимодействия с микоризой; цветущие растения опыляются насекомыми; кораллы получают выгоды от взаимодействия с зооксантеллами…

Это не называется «симбиозом», это называется «мутуализмом».

Мутуализм в строгом смысле не является обязательной связью между вовлеченными особями. Если отношения обязательны, тогда мы говорим о симбиозе.

Симбиоз — это когда два организма не могут жить один без другого: таковы грибы и деревья, полипы и водоросли… Но симбиоз может быть навязанным и невыгодным одному из партнёров. Симбиоз включает в себя два вида, живущих в непосредственной близости: он может быть

• мутуалистическим
• паразитическим
• комменсальным

Симбиотические отношения не всегда являются взаимовыгодными.

Мутуализм (в биологии) — это позитивные взаимодействия между видами.

Кроме распространённых (приведённых выше) примеров, бывают крайне редкие случаи мутуализма. Такой редкий случай взаимности наблюдался между тарантулами и лягушками в Южной Америке. Животных живут в одном логове: паук защищает амфибию от хищников, а лягушка питается насекомыми и паразитами, атакующими яйца паука. Когда тарантулы и лягушки живут в гармонии, не знаю, можем ли мы говорить об их «интеллекте» в случаях найденной взаимности. В основном так действует эволюция — она работает на выживание. Миллионы лет эволюции привели к такому поведению, которое не является сознательным. Мутуализм — это добровольная взаимность. В данном примере удивительно то, что рассматриваемый паук-тарантул очень хорошо может питаться другими амфибиями того же вида, но рассматриваемую лягушку не трогает.

Особенность мутуализма в том, что два представителя (двух разных видов) могут прекрасно жить и размножаться друг без друга, но приходят к взаимности, поскольку вдвоём им жить гораздо комфортнее.

Более 48% наземных растений полагаются на микоризные связи с грибами для обеспечения их неорганическими соединениями и микроэлементами. В качестве ещё одного примера: тропические лесные деревья с рассеиванием семян полагаются на взаимосвязи с животными (в пределах 70–90%).

Кроме того, считается, что взаимность стимулирует эволюцию для большего биологического разнообразия. Тем не менее, взаимности исторически уделялось меньше внимания, чем другим взаимодействиям, таким как хищничество и паразитизм.

Помимо биологии, термин «Mutualism» используют в социологии, как длительное и взаимополезное сожительство двух людей или взаимодействие двух людских сообществ.

Другие значения слова «мутуализм» :

Мутуализм (экономическая теория), связанная с Пьером-Жозефом Прудоном.

Мутуализм — общественное движение, продвигающее взаимные организации.

Акации и муравьи

Наиболее сложные примеры мутуализма встречаются в тропиках, где разнообразие организмов гораздо выше, чем в умеренных областях. Так, в тропиках и субтропиках широко распространены акации (деревья и кустарники рода Acacia). Взаимосвязи между определенными видами этих растений на равнинах Мексики и Центральной Америки и муравьями, обитающими в их шипах, — замечательный пример сложных взаимодействий между животными и растениями. Особенно наглядно они прослеживаются для муравьев рода Pseudomyrmex.

У этих акаций в основании каждого листа имеется пара вздутых шипов, длина которых составляет более 2 см. На черешках находятся нектарники, а на концах листочков расположены мелкие питательные органы, именуемые тельцами Белта. Муравьи живут внутри полых шипов, питаясь сахарами из нектарников и тельцами Белта, которые содержат жиры и белки. Акации растут чрезвычайно быстро и особенно характерны для нарушенных территорий, где конкуренция между быстрорастущими растениями-колонизаторами часто очень интенсивна. Томас Белт впервые описал взаимоотношения между Pseudornyrmex и этими деревьями в своей книге «Натуралист в Никарагуа» (The Naturalist in Nicaragua), вышедшей в 1874 г.

Межвидовой мутуализм

Примеры подобного сотрудничества – взаимодействие морских креветок Alphaeus и бычков (имеются в виду рыбы). Креветки способны сооружать норы, в которые прячутся бычки при приближении всякого рода врагов. А плохо видящая креветка, взаимодействуя с прячущимся в нору бычком, получает информацию об изменениях обстановки.

Целые системы взаимодействия насекомых, растений, клещей, грибов существуют в сосновых и лиственных леса, где каждый трухлявый пень может считаться образцом мутуалистического общежития.

Примеры взаимных отношений

• Опылители и растения: насекомые и животные играют жизненно важную роль в опылении цветущих растений. В то время как опылитель получает нектар или фрукты с растения, он также собирает и передает пыльцу.
• Муравьи и тли: некоторые виды муравьев, чтобы иметь постоянный запас медвяной пади, вырабатываемой тлей, защищают тлю от других насекомых хищников.
• Окспекеры и пасущиеся животные: окспекеры — это птицы, которые едят клещей, мух и остальных насекомых, паразитирующих на крупном рогатом скоте и других пасущихся млекопитающих. Окспекеры получают пищу, а пасущие животное защиту от вредителей.
• Рыба клоун и морские анемоны: рыбы-клоуны живут в защитных щупальцах морского анемона. В свою очередь, морской анемон получает очистку щупалец от рыбы-клоун.
• Лишайники: это сложные организмы, которые являются результатом симбиотического объединения грибов с водорослями или цианобактериями. Гриб получает питательные вещества от фотосинтезирующих водорослей или бактерий, в то время как водоросли или бактерии получают от гриба пищу, защиту и устойчивость.
• Азотфиксирующие бактерии и бобовые: азотфиксирующие бактерии живут в корневых волосках бобовых растений, где они превращают азот в аммиак. Растения использует аммиак для роста и развития, в то время как бактерии получают питательные вещества и подходящее место для роста.
• Люди и бактерии: бактерии живут в кишечнике людей и других млекопитающих, помогая пищеварению. Бактерии получают питательные вещества и жильё, а их хозяева получают пищеварение и защиту от других вредных микробов.

Мутуалистические отношения: опылители и растения

Цветковые растения в значительной степени полагаются на насекомых и других животных для опыления. Пчелы и другие насекомые завлекаются сладким ароматом, выделяемым из цветов растений. Когда насекомые собирают нектар, они покрываются пыльцой. По мере того, как насекомые перемещаются с растения на растение, они переносят пыльцу. Другие животные также участвуют в симбиотических отношениях с растениями. Птицы и млекопитающие едят плоды и распределяют семена в других местах, где они могут прорастать.

Мутуалистические отношения: муравьи и тли

Некоторые виды муравьев и другие виды насекомых, питающиеся соком тли, защищают ее от потенциальных хищников и перемещают в лучшие места для производства сока. Затем муравьи стимулируют тлю, чтобы произвести капли медвяной пади, поглаживая их своими антеннами. В этих симбиотических отношениях муравьи получают постоянный источник пищи, в то время как тли получают защиту и убежище.

Мутуалистические отношения: окспекеры и пасущиеся животные

Окспекеры — это птицы, которые обычно встречаются в африканской саванне к югу от Сахары. Их часто можно увидеть сидящими на буйволах, жирафах, импалах и других крупных млекопитающих. Они питаются насекомыми, которые обычно атакуют этих пасущихся животных. Удаление клещей, блох, вшей и других насекомых является полезным уходом, поскольку вредители могут вызывать инфекции и заболевания. Помимо удаления паразитов и вредителей, окспекеры также предупреждают стадо о присутствии хищников, издавая громкий предупредительный сигнал.

Мутуалистические отношения: рыбы-клоун и морские анемоны

Рыбы-клоун и морские анемоны имеют взаимные отношения, в которых каждая сторона предоставляет ценные услуги для другой. Морские анемоны прикрепляются к породам в водных средах обитания и добывают добычу, парализуя ее своими ядовитыми щупальцами. Рыбы-клоун невосприимчивы к яду анемона и фактически живут в его щупальцах. Они очищают щупальца анемона, делая их свободными от паразитов, а также действуют как приманка, заманивая рыбу и другую добычу. Морской анемон обеспечивает защиту для рыбы-клоун, поскольку потенциальные хищники держатся подальше от его щупальцев.

Мутуалистические отношения: лишайники

Лишайники представляют собой сложные организмы, которые являются результатом симбиотического соединения между грибами и водорослями или цианобактериями. Грибок является основным партнером в этих взаимоотношениях, который позволяет лишайникам выживать в разных биомах. Лишайники можно найти в самых экстремальных средах, таких как пустыни или тундра, и они растут на скалах, деревьях и открытой почве. Гриб обеспечивает безопасную защитную среду в ткани лишайника для роста водорослей и/или цианобактерий. Водоросли или цианобактерии способны осуществлять фотосинтез и обеспечивать гриб питательными веществами.

Мутуалистические отношения: азотфиксирующие бактерии и бобовые

Некоторые взаимные симбиотические отношения связаны с одним видом, живущем в другом. Это относится к бобовым (бобы, чечевица, горох и т. д.) и некоторыми видами азотфиксирующих бактерий. Атмосферный азот является важным газом, который необходимо трансформировать в пригодную форму для использования растениями и животными. Процесс превращения азота в аммиак называется фиксацией азота и имеет жизненно важное значение для цикла азота в окружающей среде.

Бактерии Rhizobia способны к фиксации азота и живут в корневых системах бобовых. Бактерии продуцируют аммиак, который поглощается растением и используется для получения аминокислот, нуклеиновых кислот, белков и других биологических молекул, необходимых для роста и выживания. Растение обеспечивает безопасную среду и достаточное количество питательных вещества для роста бактерий.

Мутуалистические отношения: люди и бактерии

Мутуализм также наблюдается в отношениях между людьми и бактериями. Миллиарды бактерий живут на вашей коже как в комменсалистической (полезно для бактерий, но без пользы и вреда хозяину), или взаимных отношениях между людьми. Бактерии обеспечивают людям защиту от других патогенных бактерий, предотвращая колонизированние ими кожи. В свою очередь, бактерии получают питательные вещества и место для жизни.

Некоторые бактерии, которые обитают в пищеварительной системе человека, также живут в взаимном симбиозе с людьми. Эти бактерии помогают в переваривании органических соединений, которые иначе не будут перевариваться. Они также производят витамины и гормоноподобные соединения. В дополнение к пищеварению эти бактерии важны для развития здоровой иммунной системы. Бактерии извлекают выгоду из партнерства, имея доступ к питательным веществам и безопасному месту для роста и размножения. Вся совокупность микроорганизмов внутри и на поверхности нашего тела, называется микробиомом человека.

Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту

Понравилась статья? Оставь комментарий и поделись с друзьями

Муравьи и Тли

Аргентинский муравей выращивает тлю на молодом листе. Муравьи питаются росой, а тля получает защиту от муравьев. Джордж Д. Лепп / Документальный фильм Корбиса / Getty Images

Некоторые виды муравьев пасут тлю для того, чтобы иметь постоянную поставку пчелиной росы, которую производят тли. В свою очередь, тля защищена муравьями от других хищников насекомых.

Некоторые виды муравьев разводят тлю и других насекомых, которые питаются нектарам. Муравьи пасут тлю вдоль растения, защищая их от потенциальных хищников и перемещая их в лучшие места для получения нектара. Затем муравьи стимулируют тлю производить капельки медовой росы, поглаживая их усиками. В этих симбиотических отношениях муравьи получают постоянный источник пищи, а тля получает защиту и укрытие.

Мутуализм. Примеры сосуществования в живой природе

Ярким примером подобного явления в живой природе является своеобразное сотрудничество между актинией и рыбой-клоуном. Происходит это следующим образом. Клоун подплывает к актинии и дает ей себя ужалить, чтобы можно было выяснить состав слизи, которым она покрыта (слизь не дает ей саму себя жалить). Затем рыба воспроизводит состав слизи.

А после – безболезненно для своего здоровья прячется от врагов, которые рискуют быть ужаленными, среди щупалец морского животного (актиния, согласно классификации, принадлежит животному миру, а не к растениям). Рыба-клоун, в свою очередь, заботится об актинии, в которой живет: уносит остатки еды и занимается вентиляцией. И никогда далеко не отплывает от сожителя. Так осуществляется межвидовой мутуализм.

Примеры животных, подпадающих под это явление (когда один вид организмов живет в другом) — жвачные. Подобное мы можем наблюдать у всех жвачных. Корова, как известно, некоторые продукты не может переваривать сама. К таким соединениям относится и целлюлоза. А в растениях, потребляемых коровой, ее достаточное количество. На этот случай у жвачных коров есть специальный орган, называемый рубцом (часть ЖКТ). Это полость, где живут миллионы микроорганизмов. Они-то и помогают корове переваривать целлюлозу. Причем жвачное, если пища не до конца переварилась, может снова отрыгивать ее, чтобы она снова попадала в рубец, где ее обрабатывают микробы. Так может продолжаться по несколько раз, пока пища окончательно не будет переварена. Рубец коровы (или другого жвачного) – замкнутая экосистема в миниатюре, где существует множество микроорганизмов, задача которых заключается в способствовании пищеварению. А крупное рогатое животное дает им взамен место для жизни и пищу. В этом и заключается мутуализм.

Примеры данного явления – союзы, заключаемые между высшими растениями и грибами. Корневая система этих представителей флоры образуется при помощи грибных нитей плюс собственной корневой ткани, иногда приводя к сращиванию тканей. Грибы поставляют растению минералы, необходимые для его питания, а растение обеспечивает место для проживания и питание грибам (опавшая листва, перегной и прочее).

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.

Термины, относящиеся к комменсализму

Комменсализм часто путают со смежными терминами:

• Мутуализм — отношения, при которых два организма получают выгоду друг от друга.
• Аменсализм — отношения, в которых одному виду наносится вред, а другой при этом не испытывает никакого воздействия.
• Паразитизм — межвидовые отношения, при которых один организм получает выгоду, нанося вред другому.

Часто обсуждается вопрос о том, является ли конкретная связь примером комменсализма или другого типа взаимодействия. Например, некоторые ученые считают, что отношения между людьми и кишечными бактериями являются примером комменсализма, в то время как другие считают, что это взаимно, потому что люди могут получить выгоду от этих отношений.

Состав организма

Ранее думали, что в симбиоз грибов и водорослей в лишайнике представлен взаимовыгодным способом сосуществования двух организмов:

• грибы получают углеводы, производимые вторым компонентом;
• водорослям необходимы минеральные вещества и покров, чтобы защититься от засухи.

Но позднее симбиотический организм перешел в класс опасных паразитирующих отношений. Потому что обнаружили, что в неблагоприятных условиях гриб становится паразитом. Водоросль может даже погибнуть, если гриб будет поедать не синтезируемые ею углеводы, а ее тело.

Сейчас союз представляют по-другому: споры гриба выбирают себе кормилицу, но последняя может противостоять объединению. Главное правило в симбиозе – взаимовыгодное состояние. Лишайник получится, если оба компонента испытывают трудности существования поодиночке: им не хватает питания, света, температуры. Благоприятные факторы не вынуждают их объединяться.

Вступающие во взаимодействие грибы по-разному ведут себя с водорослями. Образует гиф со всеми доступными видами, но некоторых из них просто съедают. Синтез проявляется только со схожими классами. В сосуществовании оба организма меняют свое строение и внешний вид.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...