Τι είναι μια συμβιωτική σχέση;

Η φύση είναι γεμάτη συμβιωτικές σχέσεις, όπως η μέλισσα και το λουλούδι, το ψάρι κλόουν και η ανεμώνη, και το έντερό σας και τα προκαρυωτικά εντερικά βακτήρια που ζουν μέσα σε αυτό. Η συμβίωση ορίζει τρεις βασικούς τύπους σχέσεων (με πολλαπλές υποομάδες) που εμφανίζονται μεταξύ ζωντανών οντοτήτων:αμοιβαιότητα, όπου και τα δύο είδη ωφελούνται. κομμενσαλισμός, όπου ο ένας οργανισμός ωφελείται και ο άλλος δεν βλάπτει. και παρασιτισμός, στον οποίο ωφελείται η μία οντότητα, μερικές φορές εις βάρος της άλλης.

Η λέξη συμβίωση προέρχεται από το ελληνικό sym και bios , που μεταφράζεται σημαίνει μαζί και ζωή , ή τη ζωή που δουλεύει μαζί. Για να κατανοήσουν πώς εξελίχθηκαν αυτές οι σχέσεις, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα σύστημα ταξινόμησης όλης της ζωής με βάση τα ξεχωριστά χαρακτηριστικά των μεμονωμένων οργανισμών.

TL;DR (Πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα; Δεν έχω διαβάσει)

Οι βιολόγοι και οι οικολόγοι ορίζουν μια συμβιωτική σχέση ως μια οικεία αλληλεπίδραση μεταξύ δύο ή περισσότερων ειδών, η οποία μπορεί να είναι ή να μην είναι ευεργετική για κανένα από τα δύο.

Σύστημα Ταξινόμησης Βιολογίας

Το σύστημα ταξινόμησης ειδών – ταξινομία – χρησιμοποιεί διαφορετικά επίπεδα ταξινόμησης για να ταξινομήσει πού ταιριάζει ένας οργανισμός στο βιολογικό σχήμα των πραγμάτων, καθώς και για να βοηθήσει τους ερευνητές να κατανοήσουν τις σχέσεις μεταξύ οργανισμών και μεταξύ των ταξινομήσεων. Στην κορυφή του οργανογράμματος του βιολογικού βρίσκονται οι ευρύτερες κατηγορίες – οι τομείς αρχαία, βακτήρια και ευκαρία – ακολουθούμενες από βασίλεια, φυλή, τάξη, τάξη, οικογένεια, γένος και είδη στην κορυφή ενός ανάποδου τριγώνου. Οι τομείς των αρχαίων και των βακτηρίων περιλαμβάνουν μόνο μονοκύτταρους οργανισμούς, ενώ το βασίλειο της ευκαρίας περιλαμβάνει πρωτιστές, μύκητες, φυτά και ζώα.

Mutualism:Relationships With Benefits for Both

Οι αμοιβαίες σχέσεις που ορίζονται στη συμβίωση είναι εκείνες οι σχέσεις όπου και τα δύο είδη επωφελούνται από τη συσχέτιση. Η μέλισσα και το λουλούδι αντιπροσωπεύουν αυτού του είδους τη σχέση. Η μέλισσα συλλέγει το νέκταρ από το λουλούδι χρησιμοποιώντας μια μακριά προβοσκίδα που μοιάζει με άχυρο για να ρουφήξει το γλυκό υγρό σε έναν ξεχωριστό σάκο που ονομάζεται σάκος νέκταρ ή μελιού για μετέπειτα χρήση στην αποικία ως τροφή. Ενώ η μέλισσα κινείται γύρω από το λουλούδι, η γύρη μαζεύεται στα γούνινα πόδια και το σώμα της. Όταν η μέλισσα αφήνει το λουλούδι για να προσγειωθεί στο επόμενο, η γύρη πέφτει ή τρίβεται πάνω στο επόμενο λουλούδι, με αποτέλεσμα την επικονίαση. Το λουλούδι βοηθά τη μέλισσα δίνοντάς της νέκταρ και η μέλισσα βοηθά στην επικονίαση του λουλουδιού μετακινώντας τη γύρη από λουλούδι σε λουλούδι.

Αμυντική συμβίωση:A Mutualistic Relationship

Η σχέση μεταξύ μυρμηγκιών και αφίδων, για παράδειγμα, είναι μια αμοιβαία σχέση που ορίζεται ως αμυντική συμβίωση. Το μυρμήγκι δρα σαν βοσκός πάνω από τις αφίδες. Οι αφίδες παρέχουν μελίτωμα για τα μυρμήγκια και τα μυρμήγκια κοπαδεύουν τις αφίδες στο καταφύγιό τους τη νύχτα για προστασία από τα αρπακτικά, συνοδεύοντάς τες πίσω έξω το πρωί. Μερικά είδη μυρμηγκιών είναι ακόμη γνωστό ότι παίρνουν αυγά αφίδων στους θαλάμους αποθήκευσης της φωλιάς κατά τους κρύους χειμερινούς μήνες. Συχνά αποκαλούμενα βοοειδή μυρμηγκιών, μερικές φορές τα μυρμήγκια αφαιρούν τα φτερά από τις αφίδες για να μην πετάξουν μακριά. Τα μυρμήγκια μπορεί επίσης να απελευθερώσουν χημικές ουσίες που κάνουν τις αφίδες να γίνουν πιο υπάκουες.

Obligate Mutualism:One Organism Cannot Survive Without the Other

Ένας άλλος τύπος αμοιβαίας σχέσης – η υποχρεωτική αμοιβαιότητα – υπάρχει όταν κάθε μεμονωμένο είδος δεν μπορεί να επιβιώσει χωρίς το άλλο. Ένα παράδειγμα αυτού συμβαίνει μεταξύ των τερμιτών και των εντερικών μαστιγωτών συμβιόντων τους - προκαρυωτικών οργανισμών με μαστίγια που μοιάζουν με μαστίγιο ή εξαρτήματα που τους βοηθούν να κινούνται. Οι οργανισμοί μέσα στον τερμίτη βοηθούν στη διάσπαση των πυκνών σακχάρων στο ξύλο, έτσι ώστε ο τερμίτης να το αφομοιώσει. Αλλά οι τερμίτες έχουν και άλλα συμβιώματα στο εσωτερικό τους που λειτουργούν σε συνεργασία μεταξύ τους και με τον τερμίτη. Χωρίς αυτή τη σχέση, οι τερμίτες και οι εσωτερικοί τους επισκέπτες δεν θα επιζούσαν.

Συμβίωση Πρωτοσυνεργασίας:Not Obligatory, but Beneficial and Both

Το ψάρι κλόουν και η ανεμώνη αντιπροσωπεύουν τη συμβίωση της πρωτοσυνεργασίας, μια σχέση που ωφελεί και τα δύο, αλλά σε αντίθεση με τον τερμίτη και τους συμβίωσης του, και τα δύο μπορούν να επιβιώσουν ανεξάρτητα από το άλλο. Το ψάρι έχει ένα σπίτι μέσα στα παχιά, κυματιστά μπράτσα της ανεμώνης που προστατεύει τα ψάρια από τα αρπακτικά. το ψάρι προστατεύει επίσης την ανεμώνη από τα αρπακτικά της και μερικές φορές της φέρνει ακόμη και τροφή.

Endosymbiosis:Cells Living in Other Cells

Όταν ένας οργανισμός ζει μέσα στον ιστό ή τα κύτταρα ενός άλλου, οι βιολόγοι το ορίζουν ως ενδοσυμβίωση. Ως επί το πλείστον, αυτές οι σχέσεις είναι ο κανόνας για πολλές μονοκύτταρες οντότητες. Για παράδειγμα, ένας μονοκύτταρος ευκαρυωτικός (ένα κύτταρο με έναν έγκλειστο πυρήνα μέσα του) οργανισμός Paramecium bursaria χρησιμεύει ως ξενιστής στην ευκαρυωτική Chlorella κύτταρα φυκιών. Το φύκι παράγει ενέργεια μέσω της διαδικασίας φωτοσύνθεσης και το παραμέσιο επωφελείται καθώς λαμβάνει μέρος αυτής της ενέργειας ή της τροφής. Επιπλέον, τα φύκια βρίσκονται μέσα σε ένα προστατευμένο, κινητό σπίτι - το σώμα του παραμέσιου.

Ectosymbiosis:Organisms that Live on the Surface of Another

Ένα άλλο είδος αμοιβαίας συμβίωσης περιλαμβάνει έναν οργανισμό που ζει στο δέρμα ή στην επιφάνεια ενός άλλου σε μια αμοιβαία επωφελή σχέση. Τα μυρμήγκια κοπής φύλλων έχουν ένα ειδικό σύμβιο, ένα είδος μονοκύτταρων βακτηρίων που ζουν στο δέρμα τους. Τα μυρμήγκια κοπής φύλλων φέρνουν το κομμένο φύλλωμα πίσω στην αποικία όπου του κάνουν ένεση με έναν ειδικό τύπο μύκητα. Ο μύκητας χρησιμεύει ως πηγή τροφής για την αποικία, την οποία τα βακτήρια προστατεύουν από άλλα είδη μυκήτων που εισβάλλουν.

Phoresy Relationships:Transport Hosts and Food Sources

Μια συμβιωτική σχέση φόρεσης εμφανίζεται όταν ένας οργανισμός ζει πάνω ή κοντά στο σώμα ενός άλλου, αλλά όχι ως παράσιτο, και προσφέρει ευεργετική υπηρεσία στον ξενιστή και στον εαυτό του. Ένα είδος θαλάσσιας ζωής, τα ψάρια remora, προσκολλώνται στα σώματα των φαλαινών, των μαντάτων, των καρχαριών και των χελωνών (ακόμα και των πλοίων) μέσω πιπιλιστικών δίσκων πάνω από τα κεφάλια τους. Το remora, που ονομάζεται επίσης κορόιδο καρχαρία, δεν βλάπτει τον οικοδεσπότη ούτε παίρνει τίποτα από αυτό εκτός από το να τρώει τα παρασιτικά θαλάσσια πλάσματα που τον προσβάλλουν. Τα ψάρια Remora χρησιμοποιούν επίσης το δίσκο για να κάνουν ωτοστόπ από τον οικοδεσπότη. Τα πουλιά Ουοκολάπτη είναι κοινές τοποθεσίες στην πλάτη των ρινόκερων όπου τρώνε τα παράσιτα και τα τσιμπούρια που ζουν εκεί. Επίσης, πετούν στον αέρα και ουρλιάζουν όταν πλησιάζει ο κίνδυνος, παρέχοντας μια προειδοποίηση για τον ξενιστή του ρινόκερου ή της ζέβρας.

Commensalism:One Organism Benefits, the Other Is Unharmed

Οι κομμενσαλιστικές σχέσεις είναι εκείνες όπου ένα είδος λαμβάνει όλο το όφελος από τη σχέση του με το άλλο, αλλά το άλλο δεν λαμβάνει κανένα όφελος ή κακό. Ένα καλό παράδειγμα αυτού του τύπου σχέσης εμφανίζεται μεταξύ των βοοειδών που βόσκουν και των τσικνιάδων. Καθώς τα βοοειδή βόσκουν στο γρασίδι, ξεσηκώνουν τα έντομα που ζουν εκεί, επιτρέποντας στα βοοειδή να κάνουν ένα νόστιμο γεύμα. Οι τσικνιές βοοειδών λαμβάνουν ένα γεύμα, αλλά τα βοοειδή δεν λαμβάνουν τίποτα σε αντάλλαγμα από τα μακρυλαιμικά πουλιά, ούτε βλάπτονται από τη σχέση.

Parasitism:One Benefits, the Other May or May Not Suffer

Ο κόσμος είναι γεμάτος παρασιτικές σχέσεις όπου μια ζωντανή οντότητα φτιάχνει ένα σπίτι μέσα ή πάνω από μια οντότητα υποδοχής. Τις περισσότερες φορές, το παράσιτο τρέφεται με το σώμα του ξενιστή αλλά δεν σκοτώνει τον ξενιστή. Υπάρχουν δύο τύποι κεντρικών υπολογιστών σε αυτές τις σχέσεις:ο οριστικός κεντρικός υπολογιστής και ο ενδιάμεσος κεντρικός υπολογιστής. Ένας οριστικός ξενιστής παρέχει ένα σπίτι σε ένα ενήλικο παράσιτο, ενώ ένας ενδιάμεσος ξενιστής προσφέρει εν αγνοία του ένα σπίτι σε ένα ανήλικο παράσιτο. Τα τσιμπούρια είναι παραδείγματα παρασιτικής συμβίωσης, επειδή ως έντομα που ρουφούν το αίμα που ευδοκιμούν στο αίμα των θυμάτων τους, μπορούν επίσης να βλάψουν τον ξενιστή μεταφέροντας σε αυτόν μια μολυσματική ασθένεια που λαμβάνεται από το αίμα άλλου οργανισμού.

Parasitoidism:A Symbiotic Relationship Where the Host Dies

Η επιστημονική φαντασία είναι γεμάτη με παραδείγματα παρασιτοειδισμού, αλλά και η καθημερινή ζωή. Σε αυτό το είδος συμβιωτικής σχέσης, ο ξενιστής συνήθως πεθαίνει. Πολλές ταινίες επιστημονικής φαντασίας παρουσιάζουν αυτό το είδος σχέσης μεταξύ ανθρώπων και εξωγήινων, όπως στη σειρά ταινιών "Alien". Στον παρασιτοειδισμό, ο ξενιστής χρησιμεύει ως σπίτι για τις προνύμφες του παρασίτου. Καθώς οι προνύμφες ωριμάζουν, ξεφεύγουν από το σώμα του ξενιστή, σκοτώνοντάς το στη διαδικασία. Στη φύση, οι braconid σφήκες γεννούν τα αυγά τους στο σώμα ενός κερατοσκώληκα ντομάτας και καθώς οι προνύμφες της σφήκας μεγαλώνουν, τρέφονται από το σώμα του κερατοσκώληκα, σκοτώνοντάς το κατά τη μεταμόρφωση.

Predation:Ένας τύπος συμβιωτικής σχέσης

Υπάρχει μια πολύ γνωστή συμβιωτική σχέση μεταξύ ενός αρπακτικού και του θηράματός του. Σε μια οικολογική κοινότητα, ορισμένες οντότητες ζουν τρώγοντας τα σώματα άλλων οργανισμών. Δεν θεωρείται παρασιτική σχέση επειδή το αρπακτικό δεν ζει μέσα ή πάνω στο σώμα του ζώου που τρώει, εξακολουθεί να είναι μια συμβιωτική σχέση επειδή το αρπακτικό δεν θα επιβίωνε χωρίς ο άλλος οργανισμός να εγκαταλείψει τη ζωή του. Το αρπακτικό συνήθως κάθεται πάνω από το θήραμά του στην τροφική αλυσίδα, όπως το λιοντάρι και η γαζέλα, το κογιότ και το κουνέλι (ή ένα κατοικίδιο ζώο), και ο λύκος και ο βίσονας ή άλλα δίχηλα ζώα - οπληφόρα - όπως το ελάφι και η αντιλόπη. Το αρπακτικό είναι επίσης υπεύθυνο για όλα τα είδη της εξέλιξης στο θήραμα:ανάπτυξη μέσων για να κρυφτείς από τα αρπακτικά μέσω μίμησης, καμουφλάζ και προειδοποιητικών χρωμάτων.

Ανταγωνισμός:Όπου ο ένας ή και οι δύο αναστέλλουν τον πληθυσμό του άλλου

Ο ανταγωνισμός μεταξύ των ειδών συμβαίνει όταν και οι δύο οντότητες αγωνίζονται για τους ίδιους πόρους στο οικοσύστημα. Αυτός ο τύπος συμβιωτικής σχέσης λειτουργεί αντίστροφα. ένας ή και οι δύο οργανισμοί υποφέρουν λόγω της ύπαρξης ο ένας του άλλου. Τα χωροκατακτητικά είδη διαταράσσουν την ευαίσθητη ισορροπία στις οικολογικές κοινότητες όταν προμηθεύονται τους πόρους που προορίζονται για τους γηγενείς οργανισμούς. Το κίτρινο εκκίνησης, για παράδειγμα, ένα ιθαγενές είδος της Ευρώπης, πολύ πιθανότατα έφτασε στις ΗΠΑ, όπου εισβάλλει σε οικολογικές κοινότητες και διώχνει φυσικά χόρτα. Επειδή το starthistle είναι ένα ταχέως αναπτυσσόμενο φυτό, οι ρίζες του απορροφούν όλο το νερό και τα θρεπτικά συστατικά, κλέβοντας αυτούς τους πόρους από τα φυσικά χόρτα, τα οποία συχνά μαραίνονται και πεθαίνουν. Ακόμη και οργανισμοί της ίδιας οικογένειας μπορούν να αντιμετωπίσουν τον ανταγωνισμό, όπως όταν η πράσινη σαύρα ανόλης, ιθαγενής πολλών νότιων πολιτειών, πρέπει να ανταγωνιστεί την καφέ σαύρα ανόλης για πηγές τροφής και ενδιαίτημα, που αρχικά εισήχθη στην περιοχή από την Κούβα.

Ουδετερισμός:Και τα δύο είδη δεν επηρεάζονται

Ο πλανήτης είναι γεμάτος συμβιωτικές σχέσεις όπου δύο διαφορετικά είδη ή οργανισμοί μπορεί να αλληλεπιδρούν, αλλά κανένας από τους δύο δεν βιώνει κάποιο είδος εξελικτικής επίδρασης εξαιτίας του άλλου. Ένα ακραίο παράδειγμα – που εκτείνεται στα όρια του ουδετερισμού – και προσφέρεται από το Πανεπιστήμιο του Μαϊάμι, περιλαμβάνει τη βακτηριακή καμήλα και τη γαρίδα με μακριά ουρά, που και οι δύο μπορεί να έρθουν σε επαφή στην έρημο Γκόμπι με αμελητέα αποτελέσματα και στα δύο.

Symbiotic Relationships Keep a Delicate Balance

Η σημασία των συμβιωτικών σχέσεων με όλους τους ζωντανούς οργανισμούς στη Γη δεν μπορεί να υποτιμηθεί. Σε όλο τον κόσμο, σε κάθε οικολογική κοινότητα στον κόσμο, από αυτές που είναι ορατές με γυμνό μάτι μέχρι εκείνες που φαίνονται μόνο κάτω από το φακό του μικροσκοπίου, οι συμβιωτικές σχέσεις παραμένουν ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση της ισορροπίας στις πολλαπλές διαδικασίες της φύσης.

Οι συμβιωτικές σχέσεις διασχίζουν ταξινομίες και είδη και αφορούν τα περισσότερα ζωντανά πλάσματα στον πλανήτη με τον ένα ή τον άλλο τρόπο. Η συμβιωτική σχέση βοηθά στην παροχή τροφής στους ανθρώπους, στον πληθυσμό του πλανήτη με δέντρα και φυτά και στη διατήρηση των πληθυσμών ζώων και φυτών σε ισορροπία. Οι συμβιωτικές σχέσεις μπορούν να βοηθήσουν τα μεμονωμένα είδη να εξελιχθούν ή να αλλάξουν και ακόμη και να ευδοκιμήσουν. Χωρίς συμβιωτικές σχέσεις, δεν θα υπήρχαν κοραλλιογενείς ύφαλοι, τα δέντρα θα μπορούσαν να μην πολλαπλασιαστούν τόσο μακριά όσο και πλατιά, με τη βοήθεια των πουλιών και των εντόμων που μεταφέρουν τους σπόρους μακριά, και ακόμη και τα ανθρώπινα όντα μπορεί να μην είχαν επιβιώσει αρκετά για να εξελιχθούν σε Homo sapiens – Οι σύγχρονοι άνθρωποι της Γης.