Sümbioos

Sümbioos (pl. sümbioosid) tähendab kooselu. See kirjeldab erinevate liikide vahelisi tihedaid ja pikaajalisi suhteid. Terminit kasutas Anton de Bary 1879. aastal kui "ebasarnaste organismide kooselu".

Sümbiont on organism, mis elab suhetes teise liigiga, millest üks või mõlemad saavad kasu. Kui üks liik elab teise liigi sees või kui mikroskoopiline sümbiont elab peremeesorganismi rakkude sees, nimetatakse seda endosümbiontiks.

Sümbioosi olulisus seisneb selle sageduses ja evolutsioonilises tähtsuses. Tundub, et ilma sümbiontideta ei ole ühtegi kõrgemat taime ega looma. Need sümbiondid on väga olulised suurematele organismidele, kes enamasti ei suudaks ilma oma sümbiontideta nii elada, nagu nad seda teevad. Mükoriisa kõrgematel taimedel ja soolestiku taimestik putukatel ja selgroogsetel on näited. Inimene ei ole erandiks.

Lisaks sellele on enamik neist ühendustest mitte ainult eri liikide, vaid ka eri kuningriikide organismide vahel. Ja lõpuks sisaldavad kõigi eukarüootide rakud organelle, mis on vähemalt miljard aastat tagasi alanud sümbiootiliste suhete järeltulijad. Mitokondrid ja plastid on näited. Järeldus peab olema, et sümbioosidel on elu evolutsioonis olnud väga suur tähtsus.

Pime krevett kaevab koopa, liblikkala hoiab valvet

Määratlus

Sümbioosi määratlus on olnud vastuoluline. Mõned arvavad, et sümbioos peaks viitama ainult püsivatele vastastikustele suhetele, samas kui teised arvavad, et see peaks hõlmama igasuguseid pikaajalisi bioloogilisi koostoimeid.

Pärast 130 aastat kestnud arutelu kasutavad praegused bioloogia ja ökoloogia õpikud nüüd viimast "de Bary" määratlust või veelgi laiemat määratlust (kus sümbioos tähendab kõiki liikidevahelisi suhteid). Kitsast määratlust (kus sümbioos tähendab ainult vastastikust suhtlemist) enam ei kasutata.

Kõige laiem määratlus hõlmab parasiitlust (kus ühte organismi aidatakse ja teine organism saab kahju), mutualismi (kus mõlemad organismid saavad abi), kommensalismi (kus üks organism saab abi ja teine ei saa kahju) ja konkurentsi (kus mõlemad organismid saavad kahju).

Lehtpõletajate nümfid, keda kaitseb liha sipelgate armee. Sipelgad toituvad nümfide eritistest.

Sümbioosi tüübid

Sümbioosi erinevad vormid on järgmised:

Tüüp 1: Partnerid hoiavad oma keha eraldi

Sümbioos ei ole alati kasulik mõlemale partnerile. See võib juhtuda:

parasiitlus, mille puhul on ühendus ühele neist kahest ebasoodne. Üks võib isegi hävitada või tappa teise. (+ –)
mutualism, mille puhul ühendus on kasulik mõlemale (+ +)
kommensalism, mille puhul üks assotsiatsiooni liige saab kasu, samas kui teine ei ole mõjutatud (+ 0).
konkurents, kus mõlemad ühingu liikmed võitlevad toidu või muude vajaduste pärast. (– –)

Tüüp 2: Partnerid elavad ühe organismina

Sellist sümbioosi nimetatakse endosümbioosiks. Näited on järgmised:

Rizobia: lämmastikku siduvad bakterid, mis elavad herne perekonna taimede juurekolletes.
Üherakulised foramid, mille raku sees on üherakuline vetikas. See on "fakultatiivne", mis tähendab, et nad võivad seda teha või mitte. Kaugem versioon on idioplastiline endosümbioos. Siin tarbib foraam vetikat, kuid säilitab selle kloroplastid töökorras.
Rohelised vetikad mereliste polüteeniusside sees.
Ühe rakuga vetikad riffi ehitavate korallide sees.
Bakterid nende putukate ja selgroogsete soolestikus, mis seedivad taimset tselluloosi. Need on "kohustuslikud" sümbiondid, mis tähendab, et peremees peab neid omama.
Samblik: seen+vetikas või bakter.
Mükoriisa: seente hüüfid ja puude juured.

Peaaegu kindlalt juhtus see eukarüootide raku moodustamiseks. See on raku tüüp, millest kõik loomad ja taimed on tehtud. Raku sees olevad organellid, näiteks mitokondrid ja kloroplastid, sisaldavad osa DNA-d. See DNA on jäänuk kunagisest eraldiseisvast bakterist. Teooria kohaselt arenes eukarüootne rakk mitme bakteri või arheaorganismi ühinemise teel.

Kolme tüüpi sümbiootilised suhted: kommensalistlikud (I), parasitaarsed (II) ja mutualistlikud (III).

Klounkala oma mereanemoonis

Rhizobia bakterid nodulites fikseerivad lämmastikku

Monotropa uniflora , õitsev taim, mis parasiteerib teatavaid seeni.

Dardanus pedunculatus Ermikkrabi, mille kestale on kinnitatud sümbiootilised anemoonid Calliactis sp. Anemoonid pakuvad kaitset oma nõelarakkudega ja saavad krabist liikumisvõimalusi.

Näiteid sümbioosi kohta

Üks näide vastastikuse sümbioosi kohta on troopiliste mereanemoonide telgitaguste vahel elavate klounkalade vaheline suhe. Klounkala kaitseb anemonit teiste kalade eest. Klounkala eritatud jäätmed annavad elutähtsaid toitaineid ja nad võivad ka öösel suurendada oma peremehe hapnikuvarusid. Anemooni nõelavad lonksud kaitsevad anemoonkala selle röövloomade eest. Klounkala eriline lima kaitseb teda nõelavate lontide eest.

Teine näide on põhjakala, mis mõnikord elab koos krevettidega. Krevetid kaevavad ja puhastavad liiva sisse koopa, kus elavad nii krevetid kui ka põhk. Krevett on peaaegu pime ja on maapinnal olles kiskjate suhtes haavatav. Kui kiskja läheneb, puudutab põhk krevett oma sabaga krevetti märguandeks. Kui see juhtub, tõmbuvad nii krevett kui ka põhk kiiresti koopasse tagasi.

Samblik on seene ja vetika intiimne kombinatsioon. Vetikad elavad seene sees, mis vajab ellujäämiseks vetikaid. Vetikad seevastu suudavad ellu jääda iseseisvalt. Ühinemise tulemuseks on lame, värviline samblik, mis kasvab kividel ja muudel pindadel vabas õhus.

Taimtoidulistel loomadel on soolestikbakterid, mis aitavad neil taimset materjali seedida. Taimede rakuseinad on valmistatud tselluloosist ja peaaegu ühelgi loomal ei ole välja töötatud ensüümi selle materjali seedimiseks. Seetõttu on bakterid vähemalt taimtoidulised loomad, kes söövad lehti, hädavajalikud.

Mõned sipelgaliigid "kasvatavad" kirveid, kaitstes neid kiskjate eest ja viies neid ühest toitumiskohast teise. Sipelgad söövad magusat kleepuvat vedelikku, mida kirvad eritavad pärast taimemahla imemist.

Küsimused ja vastused

K: Mis on sümbioos?

V: Sümbioos on tihe ja pikaajaline suhe erinevate koos elavate liikide vahel.

K: Kes mõtles välja mõiste "sümbioos"?

V: Terminit kasutas Anton de Bary 1879. aastal.

K: Mis on endosümbiont?

V: Endosümbiont on organism, mis elab teise liigi sees või mikroskoopiline sümbiont, mis elab peremeesorganismi rakkude sees.

K: Kui olulised on sümbiootilised suhted suuremate organismide jaoks?

V: Sümbiootilised suhted on väga olulised suuremate organismide jaoks, kes enamasti ei suudaks ilma oma sümbiontideta elada nii, nagu nad seda teevad.

K: Kas inimene on sümbiootiliste suhete puhul erand?

V: Ei, inimesed ei ole sümbiootiliste suhete puhul erandiks.

K: Millised on mõned näited selliste ühenduste kohta eri kuningriikide organismide vahel?

V: Mükoriisa kõrgemates taimedes ja soolestiku taimestik putukatel ja selgroogsetel on näited eri kuningriikide organismide vahelistest ühendustest.

K: Kui oluline on sümbioos olnud elu evolutsioonis?

V: Sümbioosid on olnud elu evolutsiooni jaoks väga olulised, sest enamikul kõrgematel taimedel või loomadel on sümbionte ja kõigi eukarüootide rakud sisaldavad organelle, mis on iidsete sümbiootiliste suhete järeltulijad.