Необязательные мутуалистические отношения с точки зрения школьной программы правильно назвать
Обновлено: 04.05.2024
Мутуали́зм (англ. mutual — взаимный) — широко распространённая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным условием существования каждого из них. Более общим понятием является симбиоз, который представляет собой сосуществование различных биологических видов. Но в отличие от мутуализма, симбиоз может быть и не выгоден одному из партнёров, например, в случае паразитизма.
Преимущества, которые получает организм, вступающий в мутуалистические отношения, могут быть различны. Часто по крайней мере один из партнёров использует другого в качестве пищи, тогда как второй получает защиту от врагов или благоприятные для роста и размножения условия. В других случаях вид, выигрывающий в пище, освобождает партнёра от паразитов, опыляет растения или распространяет семена. Каждый из участников мутуалистической пары действует эгоистично, и выгодные отношения возникают лишь потому, что получаемая польза перевешивает затраты, требуемые на поддержание взаимоотношений.
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.
Примеры
Самая тесная форма мутуализма — когда один организм живёт внутри другого. Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных. Коровы, как и человек, не способны переварить целлюлозу — вещество, которое в большом количестве содержится в растениях. Но у жвачных животных есть особый орган — рубец. Он представляет собой полость, в которой живёт множество микробов. Растительная пища, после того как животное её прожевало, попадает в рубец, и там эти микробы разрушают целлюлозу. (Животное может отрыгнуть и вновь прожевать частично расщеплённую пищу — именно этим и занимаются коровы, когда пережёвывают свою жвачку.) Рубец коровы — это замкнутая микроэкосистема, образованная множеством различных микроорганизмов, задача которых состоит в переваривании целлюлозы для своего хозяина. Аналогично корневая система высших растений образована переплетением корневой ткани и грибных нитей, так что грибы снабжают растение минеральными веществами.
Также
Иногда мутуализмом называют политэкономическую теорию Прудона, [1] однако традиционно его теорию принято называть мютюэлизмом. [2]
Мутуализм — это биологическое взаимодействие, которое способствует выживанию и росту обоих видов-партнеров. Другими словами, это форма симбиоза. Лишайники являются классическим примером, иллюстрирующим, что такое мутуализм.
Другой пример — отношения между бобовыми и азотфиксирующими бактериями в клубеньках на их корнях. Мутуализм - это и некоторые тесные взаимосвязи опылителей с опыляемыми растениями, например чешуекрылого Tegeticula yucasella и юкки.
Факультативный и облигатный мутуализм
Необходимо различать два этих понятия. И облигатный, и факультативный мутуализм представляют собой взаимовыгодное сотрудничество. Взаимодействие в этом случае полезно и для одного, и для другого вида. Однако во втором случае каждый вид способен существовать изолированно. Облигатный же мутуализм – обязательный. Это значит, что существовать по отдельности организмы не могут.
Микориза
Один из самых интересных и важных с точки зрения экологии примеров интересующего нас явления — взаимодействия, существующие между грибами и сосудистыми растениями. Корни большинства этих растений образуют сложные структуры с грибами. Эти структуры называют микоризой. Без нее нормальный рост растений был бы невозможен. Микориза, по-видимому, сыграла ключевую роль при заселении ими суши. С древних времен был широко распространен мутуализм (симбиоз).
Микоризные связи
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.
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.
Другие типы мутуалистических отношений
Как вы видите, мутуализм - это часто встречающееся в природе явление. Он представляет собой особую форму симбиоза.
В мутуализм это тип положительных (+ / +) межвидовых экологических отношений (которые возникают между особями разных видов), в которых два вовлеченных вида получают выгоду от взаимодействия.
Взаимоотношения - это чрезвычайно разнообразные взаимодействия, поскольку некоторые из них являются вынужденными (один вид не может жить без другого, и у них есть совместная эволюционная история), а есть другие, которые очень слабы, а есть даже непредсказуемые.
Экологам не всегда легко определить, какие отношения существуют между естественными популяциями и их членами, и мутуализм не исключение, так как не всегда можно определить, в чем польза того или иного объединения.
Хорошие примеры мутуалистических отношений можно описать у животных и растений. Например, зооксантеллы обменивают углеводы на питательные вещества в кораллах, где они живут, а растения производят семена в окружении фруктов, которые обеспечивают пищу рассеивающимся животным.
Важно помнить, что мутуалистические отношения особенно важны для воспроизводства и выживания многих видов растений и, кроме того, способствуют круговороту питательных веществ практически во всех экосистемах.
характеристики
Межвидовые отношения классифицируются как положительные (+), отрицательные (-) или нейтральные (0) в зависимости от результата воздействия, которое эти взаимодействия оказывают на каждого из участвующих индивидов.
В этом смысле мутуализм определяется как положительная взаимосвязь (+) и признается важным типом взаимодействия для многих природных экосистем. Мутуализм может быть видоспецифичным или общим, в зависимости от специфики взаимодействия.
Взаимные отношения положительно влияют на способность людей иметь плодородное потомство от участвующих видов.
Кроме того, очень часто можно наблюдать, что черты взаимодействующих видов развиваются вместе, чтобы максимизировать выгоды, полученные во время взаимодействия, и это возможно через мутации, селекцию и генетическую рекомбинацию.
Типы
Как и в случае других межвидовых отношений, мутуалистические отношения могут иметь различную степень зависимости, являясь принудительными и факультативными отношениями.
В этом смысле в природе легко столкнуться с мутуалистическими отношениями, когда виды находятся в условиях обязательно-обязательных взаимодействий; обязательно-факультативный или факультативно-факультативный.
Принудительный мутуализм
Этот тип мутуализма подразумевает, что взаимодействующие виды вымрут при отсутствии мутуалистических отношений. Отношения не только выгодны, но и необходимы.
Облигатные мутуалистические виды представляют собой один из лучших примеров коэволюции, и этот тип взаимодействия очень часто наблюдается в симбиотических ассоциациях, например, в лишайниках, образованных водорослями и грибами.
Факультативный мутуализм
Трофический мутуализм
Виды, которые взаимодействуют в рамках трофического мутуализма, дополняют друг друга ради получения пищевого вознаграждения, поэтому это взаимодействие также известно как мутуализм между ресурсами.
Это особенно заметно у симбионтов, но также встречается между автотрофными организмами (которые образуют свою собственную пищу), такими как растения, и гетеротрофами (неспособными производить свою собственную пищу), такими как животные.
Защитный мутуализм
Оборонительный мутуализм - это то, что происходит между двумя видами, когда один из них предоставляет убежище и пищу другому в обмен на защиту от хищников, паразитов или травоядных (в зависимости от вида).
Это было хорошо задокументировано среди растений и грибов, например, где грибы получают пищу и кровлю от растений, в то время как первые защищены от травоядных животных путем отделения репеллентов или токсичных веществ от грибов.
Это также было классифицировано как защитные мутуалистические отношения, которые возникают в морских экосистемах между некоторыми видами рыб и ракообразных, которые помогают устранить паразитические виды с кожи и жабр других более крупных видов рыб.
Мелкие рыбы и ракообразные выигрывают от этого взаимодействия, поскольку паразиты, которые они удаляют с поверхности более крупных видов рыб, с которыми они взаимодействуют, служат пищей.
Дисперсионный мутуализм
Хотя это, возможно, очень специфический тип взаимопонимания между растениями и животными, он очень важен.
Как видно из названия, дисперсионный мутуализм - это тот, где некоторые виды животных (позвоночные или беспозвоночные) участвуют в распространении пыльцевых зерен или семян видов растений.
Взамен цветы предлагают своим рассеивателям сочные награды в виде нектара, фруктов, пыльцы, укрытия, мест для размножения и / или яйцекладки и т. Д.
В случае распространения семян дисперсионные мутуалистические отношения обычно довольно слабые или неспецифические, учитывая, что, например, один вид птиц может питаться более чем одним типом фруктов или что один вид фруктов может быть пищей для нескольких видов птиц.
Отношения растение-опылитель, с другой стороны, имеют тенденцию быть немного более специализированными, поскольку есть случаи опыления, специфичные для каждого вида, в которых цветы специально адаптированы к характеристикам опыляемого или наоборот.
Примеры
Наиболее распространенные примеры мутуализма:
- опыление
Опыление и распространение семян через животных (взаимоотношения растений и животных), что важно не только для природных экосистем, но и для всего человечества. как таковой.
ВФикус и фиговые осы
Примером обязательных взаимоотношений является то, что имеет место между некоторыми деревьями рода Фикус и фиговые осы. Большинство этих деревьев опыляются этими осами, которые полностью зависят от деревьев в их воспроизводстве и существовании.
Это наглядный пример не только принудительных мутуалистических отношений, но и тех преимуществ, которые мутуализм оказывает на эффективность или репродуктивный успех вовлеченных видов.
Осы участвуют в размножении фиговых деревьев, поскольку в поисках места для откладывания яиц они могут посещать различные цветы и переносить свои пыльцевые зерна с одного цветка на другой.
Цветы являются предпочтительными местами для откладки яиц, и именно здесь личинки вылупляются, питаются семенами дерева, а затем спариваются, чтобы повторить цикл.
Птицы и цветы
Подобно пчелам, некоторые птицы питаются нектаром цветов, перенося пыльцу с одного растения на другое, что способствует опылению.
- фиксация азота
Мутуалистические отношения азотфиксации, которые происходят в агроэкосистемах и в пустынных районах (взаимосвязь между растениями и микроорганизмами), где через свои корни растения взаимодействуют с микроорганизмами, которые помогают им усваивать азот из почвы, получая пищу из растения.
- Микроорганизмы в гидротермальных источниках
Взаимоотношения между микроорганизмами, населяющими гидротермальные источники в глубинах Мирового океана.
- Отношения животных и животных
Быки и носороги
Бычьи скакуны - это птицы, которые садятся на носорогов и поедают клещей и других паразитов, обитающих на коже этих млекопитающих. В этих отношениях они оба выигрывают, поскольку птицы получают пищу, а носороги - службу борьбы с вредителями.
Тарантул и жаба боки
Жаба боки питается паразитами, которые могут поражать яйца птицеедов. Взамен птицеед позволяет жить на своей территории.
- Взаимоотношения растений и животных
Анемоны и рыба-клоун
Анемоны ядовитыми стрелами защищают рыбу-клоуна от возможных хищников; Слизь на коже рыб-клоунов защищает их от этого укуса. В свою очередь, этот вид рыб защищает анемона от хищников.
Краб-паук и водоросли
Крабы-пауки проводят большую часть своей жизни в местах с мелководьем, что увеличивает вероятность того, что их увидят хищники.
Однако на спине этих крабов есть водоросли определенного типа, которые служат маскировкой для животного. Взамен растение получает среду обитания для жизни.
Мотылек юкка и растение юкка
Моль юкки участвует в процессе опыления этого растения. В свою очередь, растение обеспечивает защиту яиц моли и пищу для вылупившихся личинок.
Муравьи и акации
Муравьи откладывают яйца на шипы акаций. В обмен на защиту, обеспечиваемую этими растениями, насекомые защищают акации от травоядных.
- Отношения между микроорганизмами и животными
Отношения между микроорганизмами и животными, такие как отношения между многими жвачими млекопитающими и бактериями, населяющими их рубец, где микроорганизмы получают убежище и пищу в обмен на облегчение переваривания и усвоения целлюлозы, которую эти животные принимают в пищу.
Бактерии и человек
Люди не способны переваривать всю пищу, которую мы едим.
Однако в нашем кишечнике есть определенный тип бактерий (составляющих кишечную микробиоту), которые питаются всем, что человеческий организм не в состоянии переработать, и частично переваривают это, облегчая работу кишечника.
Простейшие и термиты
Как и бактерии и люди, простейшие помогают термитам переваривать пищу.
Коровы и бактерии рубца
Подобно бактериям в кишечнике человека, бактерии в рубце обитают в пищеварительном тракте коров; Эти бактерии помогают этим млекопитающим переваривать определенные растения и, в свою очередь, добывать пищу.
- Микроорганизмы-растения
Микоризы
Микориза - это ассоциация грибов и корней растений. Растение обеспечивает грибок пищей, в то время как гриб увеличивает площадь поглощения питательных веществ растением.
Лишайники
Лишайники представляют собой симбиотические отношения, состоящие из гриба и водоросли. В этих отношениях гриб получает пищу в процессе фотосинтеза, осуществляемого растением, и, в свою очередь, защищает водоросль, снабжая ее влагой, чтобы она могла выжить.
Мутуализм характеризует тип взаимовыгодных отношений между организмами разных видов. Это симбиотическая связь, в которой два разных вида взаимодействуют, а в некоторых случаях полностью полагаются друг на друга для выживания. Другие типы симбиотических отношений включают в себя паразитизм (один вид получает выгоду, а другой – вред) и комменсализм (один вид получает выгоду без вреда или помощи другому). Организмы живут в взаимных отношениях по ряду важных причин. Некоторые из этих причин включают в себя убежище, защиту, питание и репродуктивные цели.
Типы мутуализма
Мутуалистические отношения могут быть классифицированы как обязательные или факультативные. При обязательной взаимности выживание одного или обоих вовлеченных организмов зависит от этих отношений. При факультативной взаимности оба организма получают выгоду, но не зависят от отношений для выживания.
Ряд примеров взаимности можно наблюдать между различными организмами (бактериями, грибами, водорослями, растениями и животными) в различных биомах. Общие взаимные отношения происходят между организмами, когда один организм получает питание, в то время как другой получает определенный вид обслуживания. Другие взаимные отношения многогранны и включают в себя сочетание нескольких преимуществ для обоих видов. В то же время некоторые взаимоисключающие отношения связаны с одним видом, живущим внутри другого вида. Ниже приведены примеры взаимных отношений.
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.
Мир животных и растений очень разнообразен, и изучать его порой очень увлекательно. Одним из самых интересных феноменов в биологии является мутуализм.
Содержание статьи
- Типы мутуалистических отношений
- Что такое паразитизм
- Что такое симбиоз
Что такое мутуализм
Мутуализм – это такая форма взаимодействия живых существ, при которой каждый из участников взаимоотношений становится необходимым условием выживания другого. Причиной такого жизненно важного сотрудничества может выступать, как правило, добыча пропитания со стороны одного существа, и защита от опасных хищников со стороны другого. Только благодаря мутуализму некоторые живые организмы способны расти, развиваться, размножаться и даже эволюционировать.
Чем мутуализм отличается от симбиоза
Типы мутуалистических отношений
Облигатный мутуализм– это такой тип мутуалистических отношений, при котором представители двух популяций в естественных условиях обитания не могут выжить друг без друга. Самым типичным примером такого жизненно важного сотрудничества является корова и бактерии, живущие в ней. Для микробов в ходе эволюции в организме коровы даже сформировался отдельный орган – рубец, в котором они и живут. Дело в том, что желудочно-кишечный тракт коров не может переварить целлюлозу, а микробы – могут. Пища поступает в рубец, где микробы питаются, попутно разрушая и перерабатывая целлюлозу. Без рубца корова не сможет выжить. В организме человека тоже проживают миллионов полезных бактерий, которые помогают переваривать пищу, получая при этом питательные вещества.
Факультативный мутуализм – такой вид сожительства живых организмов, при котором каждый получает выгоду от взаимодействия, но может существовать и развиваться и отдельно от своего партнера. Такой тип отношений еще можно назвать протокооперацией. Примером является птица волоклюй. Она садится на спины млекопитающих животных, проживающих в Африке, счищая с их шкуры насекомых и паразитов. Так она добывает себе еду, а крупные звери избавляются от неприятных ощущений и возможных заболеваний. При этом птица может найти себе пропитание в другом месте, а зверь может жить и с наружными паразитами. Очень похожая ситуация наблюдается и в водной среде: существуют рыбы-чистильщики, которые поедают с поверхности более крупных видов рыб отмершие клетки, бактерий и паразитов. В этом случае мы также наблюдаем факультативный мутуализм – чистильщики получают питание, а крупные особи – чистую поверхность тела.
Читайте также: