Szimbiózis
A szimbiózis (többes számban szimbiózis) együttélést jelent. Különböző fajok közötti szoros és hosszú távú kapcsolatokat ír le. A kifejezést Anton de Bary használta 1879-ben, mint "nem hasonló szervezetek együttélése".
A szimbionta olyan szervezet, amely egy másik fajjal él olyan kapcsolatban, amelyben az egyik vagy mindkettő előnyökhöz jut. Amikor egy faj egy másik faj belsejében él, vagy egy mikroszkopikus szimbionta egy gazdaszervezet sejtjeiben él, endoszimbiontának nevezzük.
A szimbiózis jelentősége a gyakoriságában és evolúciós jelentőségében rejlik. Úgy tűnik, hogy nincsenek magasabb rendű növények vagy állatok szimbiózis nélkül. Ezek a szimbióták nagy jelentőséggel bírnak a nagyobb szervezetek számára, amelyek a legtöbb esetben képtelenek lennének úgy élni, ahogyan élnek a szimbiótáik nélkül. A magasabb rendű növényeknél a mikorrhiza, a rovaroknál és a gerinceseknél pedig a bélflóra a példa erre. Az ember sem kivétel.
Ráadásul a legtöbb ilyen társulás nem csak különböző fajokhoz, hanem különböző királyságokhoz tartozó szervezetek között jön létre. Végül pedig minden eukarióta sejtje tartalmaz olyan organellákat, amelyek legalább egymilliárd évvel ezelőtt kezdődött szimbiózisok leszármazottai. Ilyen például a mitokondrium és a plasztidok. A következtetésnek az kell lennie, hogy a szimbiózisnak nagy jelentősége volt az élet evolúciójában.
Vak garnélarák ássa a barlangját, a gobbi hal őrködik...
Meghatározás
A szimbiózis meghatározása vitatott. Egyesek szerint a szimbiózisnak csak a tartós kölcsönösségre kell vonatkoznia, míg mások szerint mindenféle hosszú távú biológiai kölcsönhatásra.
130 évnyi vita után a jelenlegi biológia és ökológia tankönyvek ma már az utóbbi "de Bary" meghatározást vagy egy még tágabb definíciót használják (ahol a szimbiózis minden faji kölcsönhatást jelent). A szűkítő meghatározást (ahol a szimbiózis csak kölcsönösséget jelent) már nem használják.
A legszélesebb meghatározás magában foglalja a parazitizmust (amikor az egyik szervezetet segíti, a másikat pedig károsítja), a mutualizmust (amikor mindkét szervezetet segíti), a komensalizmust (amikor az egyik szervezetet segíti, a másikat pedig nem érinti) és a versengést (amikor mindkét szervezetet károsítja).
A levéltetvek nimfáit egy sereg húshangya védi. A hangyák a nimfák váladékával táplálkoznak.
A szimbiózis típusai
A szimbiózis különböző formái a következők:
1. típus: A partnerek külön tartják a testüket
A szimbiózis nem mindig előnyös mindkét partner számára. Ez történhet:
- parazitizmus, amelyben a társulás hátrányos a két fél egyikének. Az egyik akár el is pusztíthatja vagy megölheti a másikat. (+ –)
- mutualizmus, amelyben a társulás mindkét fél számára előnyös (+ +)
- komensalizmus, amelyben a társulás egyik tagja profitál, míg a másik tagot nem érinti (+ 0).
- verseny, amelyben a társulás mindkét tagja az élelemért vagy más szükségletekért küzd. (– –)
2. típus: A partnerek egy szervezetként élnek
Ezt a fajta szimbiózist endoszimbiózisnak nevezik. Példák:
- Rhizobia: nitrogénmegkötő baktériumok, amelyek a borsófélék családjába tartozó növények gyökérgumóiban élnek.
- Egysejtű forámok, amelyek egysejtű algát tartalmaznak a sejt belsejében. Ez "fakultatív", ami azt jelenti, hogy vagy megteszik, vagy nem. Egy messzebbre mutató változat az idioplasztikus endoszimbiózis. Itt a forám elfogyasztja az algát, de kloroplasztiszait működőképesen tartja.
- Zöld algák a tengeri polihétavérű férgek belsejében.
- Egysejtű algák a zátonyépítő korallok belsejében.
- A rovarok és gerincesek bélrendszerében található baktériumok, amelyek a növényi cellulózt emésztik. Ezek "obligát" szimbionták, ami azt jelenti, hogy a gazdaszervezetnek rendelkeznie kell velük.
- Lichen: gomba+alga vagy baktérium.
- Mikorrhiza: gombahifák és a fák gyökerei.
Szinte biztos, hogy ez történt az eukarióta sejt kialakulásakor. Ez az a sejttípus, amelyből minden állat és növény áll. A sejt belsejében lévő organellumok, például a mitokondriumok és a kloroplasztiszok tartalmaznak némi DNS-t. Ez a DNS egy egykor különálló baktérium maradványa. Az elmélet szerint az eukarióta sejt több baktérium vagy archaea szervezet összeolvadásával alakult ki.
A szimbiózis három típusa: komensista (I), parazita (II) és mutualista (III).
Bohóchal a tengeri anemonában
Rhizobia baktériumok a gumókban nitrogént kötnek meg
Monotropa uniflora , egy virágos növény, amely bizonyos gombákat parazitál.
Dardanus pedunculatus Remeterák a páncéljára erősített Calliactis sp. szimbiózissal. Az anemonák szúrósejtjeikkel védelmet nyújtanak, és a rák mozgékonyságát biztosítják.
Példák a szimbiózisra
- A kölcsönös szimbiózisra példa a trópusi tengeri anemónák csápjai között élő bohóchalak kapcsolata. A bohóchal megvédi az anemónát a többi halaktól. A bohóchalak ürülő hulladékai létfontosságú tápanyagokat szolgáltatnak, és éjszaka is növelhetik gazdájuk oxigénellátását. Az anemóna szúrós csápjai megvédik az anemónahalat a ragadozóktól. A bohóchalat egy speciális nyálka védi a szúró csápoktól.
- Egy másik példa erre a goby hal, amely néha együtt él egy garnélarákkal. A garnélarák ás és kitakarít egy üreget a homokban, amelyben a garnélarák és a garnéla is él. A garnéla szinte vak, és a föld felett védtelen a ragadozókkal szemben. Amikor egy ragadozó közeledik, a garnéla a farkával megérinti a garnélát jelként. Amikor ez megtörténik, a garnélarák és a rák is gyorsan visszahúzódik az odúba.
- A zuzmó egy gomba és egy alga bensőséges kombinációja. Az alga a gomba belsejében él, amelynek a túléléshez szüksége van az algára. Az alga viszont önmagában is képes túlélni. Az egyesülés eredménye egy lapos, színes zuzmó, amely a szabadban sziklákon és más felületeken nő.
- A növényevőknek bélbaktériumai vannak, amelyek segítik őket a növényi anyagok megemésztésében. A növényi sejtfalak cellulózból állnak, és szinte egyetlen állat sem fejlesztett ki enzimet ennek az anyagnak az emésztésére. Ezért, legalábbis a leveleket fogyasztó növényevők számára, a baktériumok nélkülözhetetlenek.
- Egyes hangyafajok "tenyésztik" a levéltetveket, védik őket a ragadozóktól, és egyik táplálkozóhelyről a másikra szállítják őket. A hangyák azt az édes, ragacsos folyadékot fogyasztják, amelyet a levéltetvek a növényi nedv kiszívása után választanak ki.
Kérdések és válaszok
Q: Mi az a szimbiózis?
V: A szimbiózis egy szoros és hosszú távú kapcsolat különböző fajok között, amelyek együtt élnek.
K: Ki alkotta meg a "szimbiózis" kifejezést?
V: A kifejezést Anton de Bary használta 1879-ben.
K: Mi az endoszimbionta?
V: Az endoszimbionta egy másik faj belsejében élő szervezet, vagy egy mikroszkopikus szimbióta, amely a gazdaszervezet sejtjeiben él.
K: Mennyire fontosak a szimbiotikus kapcsolatok a nagyobb szervezetek számára?
V: A szimbiontikus kapcsolatok nagy jelentőséggel bírnak a nagyobb szervezetek számára, amelyek a legtöbb esetben nem tudnának úgy élni, ahogyan élnek a szimbiontáik nélkül.
K: Az ember kivétel a szimbiotikus kapcsolatok tekintetében?
V: Nem, az ember nem kivétel, ha szimbiózisról van szó.
K: Milyen példák vannak ezekre a különböző királyságokból származó szervezetek közötti társulásokra?
V: A magasabb rendű növények mikorrhizája és a rovarok és gerincesek bélflórája példák a különböző királyságok szervezetei közötti társulásokra.
K: Milyen jelentősége volt a szimbiózisnak az élet evolúciója szempontjából?
V: A szimbiózisnak nagy jelentősége volt az élet evolúciója szempontjából, mivel a legtöbb magasabb növény vagy állat rendelkezik szimbiontákkal, és valamennyi eukarióta sejtje tartalmaz olyan organellumokat, amelyek ősi szimbiózis kapcsolatok leszármazottai.
