Аллергия что это такое симбиоз в жизни растений и животных

Симбиоз: примеры в природе. Симбиоз животных: примеры. Симбиоз в растительном мире

Все составляющие части животного и растительного мира находятся в тесной взаимосвязи между собой и вступают в сложные взаимоотношения. Некоторые благоприятны для участников или вообще жизненно важны, например лишайники (представляют собой результат симбиоза гриба и водоросли), другие безразличны, третьи же приносят вред. Исходя из этого, принято различать три вида взаимоотношений организмов – это нейтрализм, антибиоз и симбиоз. Первый, по сути, не представляет ничего особенного. Это такие отношения между популяциями, обитающими на одной территории, при которых они не влияют друг на друга, не взаимодействуют. А вот антибиоз и симбиоз – примеры, которых встречаются очень часто, являются важными компонентами естественного отбора и участвуют в дивергенции видов. Остановимся на них более подробно.

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.

Мутуализм

Представляет собой достаточно распространенную форму взаимовыгодного сожительства организмов, при которой существование одного партнера невозможно без другого. Наиболее известный случай – это симбиоз гриба и водоросли (лишайники). Причем первый получает продукты фотосинтеза, синтезируемые вторым. А водоросль извлекает минеральные соли и воду из гиф гриба. Жизнь по отдельности невозможна.

Комменсализм

Комменсализм – это фактически одностороннее использование одним видом другого, без оказания на него вредного воздействия. Может осуществляться в нескольких формах, но основных две:

1. Квартирантство (синойкия), то есть предоставление другому виду убежища. Примеры симбиоза в природе в этой форме очень многочисленны. В частности, самка камчатского карепрокта откладывает икру под панцирь краба, а пресноводный горчак – в мантийную полость двустворчатого моллюска – беззубки.
2. Нахлебничество, или эпикойкия. Один вид (комменсал) прикрепляется к другому (хозяину) либо живет возле него, питаясь остатками его пищи, а иногда и передвигаясь с его помощью. Нахлебничество характеризуют как один из путей перехода в паразитизм. На фото акулы и лоцманы, которые зачастую следуют за ними целыми стаями и питаются остатками.

Все остальные в какой-то мере являются модификациями этих двух форм. Например, энтойкия, при которой один вид обитает в теле другого. Наблюдается это у рыбок карапус, которые используют в качестве жилища клоаку голотурий (вид иглокожих), но питаются за ее пределами различными мелкими рачками. Или эпибиоз (одни виды живут на поверхности у других). В частности, усоногие рачки хорошо себя чувствуют на горбатых китах, абсолютно им не мешая.

Кооперация: описание и примеры

Кооперация – это такая форма взаимоотношений, при которой организмы могут прожить отдельно, но иногда объединяются для общей пользы. Получается, что это необязательный симбиоз. Примеры:

• Актинии и раки-отшельники, которые селятся в пустой раковине моллюсков; он возит ее повсюду вместе с полипом, увеличивая для того пространство для ловли добычи, а себе обеспечивая тем самым защиту.
• Крупные рыбы и креветки, которые очищают их тело от паразитов и отмерших клеток.
• Крупные копытные животные и птицы, которые выклевывают из их шерсти паразитов (клещей) либо при линьке выщипывают клочки зимней шерсти и используют ее для строительства гнезд.

Симбиоз животных: примеры

Взаимное сотрудничество и совместное проживание в животной среде не редкость. Приведем лишь некоторые наиболее интересные примеры.

• Птица медоуказчица и ее соратники, например медведь, а зачастую и люди. Сама она питается лишь пчелиными личинками и воском, но достать их не может, поэтому начинает активно звать помощников, издавая громкие звуки. Более крупные союзники крушат гнездо, а она с удовольствием лакомится общей добычей.
• Бизоны и воловья птичка. Густая шерсть становится пристанищем для паразитов, доставляя животному много неудобств. Тут-то и приходит на помощь пернатая помощница, которая все чистит, а взамен получает пищу и кров, спасаясь в густом покрове от холода. Аналогичная взаимная помощь наблюдается у мангуста и кабана-бородавочника (на фото).

Симбиотические отношения между растениями

Симбиоз растений очень распространен, и если приглядеться внимательно к окружающему нас миру, то можно невооруженным глазом увидеть его.

• Определенные виды грибов и деревьев при совместном «проживании» образуют между собой микоризу. Например, береза и подберезовики.
• Лишайники – пример симбиоза между двумя растительными организмами, наиболее знакомый всем еще по школьному курсу биологии.
• Растения эпифиты (непаразитические) являются «квартирантами» (комменсализм) на деревьях, которые служат для них местом обитания, но не источником питательных веществ. Они их получают из отмирающих тканей и выделений хозяина. К эпифитам относятся водоросли, мхи, папоротники, лишайники, которые сами по себе представляют симбиоз гриба и водоросли, цветковые растения.

Симбиоз (примеры) животных и растений

• Тропическое растение мирмекодия и муравьи: они живут в утолщенных стеблях, обеспечивая защиту от других насекомых, а сами при этом приобретают жилище.
• Самый яркий случай, в прямом смысле слова – это актиния и рыба-клоун (на фото), которая очищает растение-хищника от остатков пищи, получая за это защиту и укрытие.

Примеры очень многочисленны, и многие отношения между разными элементами растительного и животного мира еще мало изучены.

Что такое антибиоз?

По существу, это процесс, противоположный симбиозу, при котором взаимодействуют две популяции и одна из них или обе оказывают подавляющее влияние на другую. То есть это антагонистический вид отношений. Антибиоз может существовать в трех формах: конкуренция, хищничество и паразитизм. Примером первого случая служит подавление роста микроорганизмов грибами, которые вырабатывают антибиотики. При хищничестве один вид использует другой в качестве еды, убивая его (лисы и зайцы, львы и антилопы-гну).

При паразитизме один вид пользуется вторым как источник питания и места обитания. Паразиты могут быть временными (комары, пиявки) или постоянными (аскарида, вши, бычий цепень).

Симбиоз, примеры которого встречаются практически на каждом шагу, в том числе и в жизни человека, в составе естественного отбора является важным компонентом эволюции в целом.

Примеры и описание симбиоза в живой природе

Не секрет, что всё в нашем мире взаимосвязано, и ничто не существует в одиночку. Абсолютно все составляющие части животного и растительного мира тесно сотрудничают друг с другом и создают сложнейшие соединения. И если некоторые из них являются жизненно важными (для примера можно взять лишайников, которые представляют собой эффективный результат симбиоза водорослей и грибов), другие остаются безразличными, а третьи – опасными, приносящими ущерб для одного или обеих организмов.

Примеры и описание симбиоза в живой природе

По этой причине, биологи различают три основных вида симбиоза:

Первый относится к безразличным взаимоотношениям и никак не влияет на обычное состояние организмов, населяющих одну среду обитания. Встречается подобный вид намного реже двух остальных. Что касается антибиоза и симбиоза, то они представляют собой незаменимую составляющую естественного отбора и влияют на дивергенцию видов. Поговорим о каждой разновидности взаимосвязи более подробнее.

Симбиоз – что это?

Симбиоз – это характерная разновидность особых взаимоотношений между живыми существами, которые приносят своеобразную пользу для одного или двух участников процесса. Термин стали употреблять сравнительно давно, а придумал его микробиолог из Германии Г.А. де Бари, после проведения многих исследований и опытов на лишайниках, которые являются самым ярким примером симбиоза водоросли и гриба. Ученый назвал примеры симбиоза в природе и аргументировал основные отличия от паразитизма. Сегодня биологи выделяют три разновидности выгодных взаимоотношений, среди которых:

• Мутуализм. Относится к самым распространенным формам взаимовыгодного сожительства живых организмов, который подразумевает обязательное воздействие двух партнёров. Самым известным примером мутуализма являются лишайники, которые появились впоследствии взаимной связи грибов и водорослей. В процессе подобных взаимоотношений первые организмы обретают продукты фотосинтеза от вторых. В свою очередь, вторые получают необходимое количество минеральных солей и воды из гифов гриба. Отдельная жизнь считается невозможной.
• Комменсализм. Представляет одностороннюю связь, в результате которой, один организм получает необходимые вещества от другого, но при этом никак не воздействует на него. Осуществляется в разных формах, но принято выделять две основные:
  • Синойкия (своеобразное квартиранство) – форма взаимосвязи, когда один организм предоставляет другому убежище. Примеров симбиоза такой формы очень много. Для примера можно взять камчатского карепрокта, пресноводного горчака и других созданий;
  • Эпикойкия, или наглое нахлебничество, когда один организм начинает жить возле другого, чтобы питаться остатками продуктов пищеварения, а иногда и перемещаться на его теле. Многие биологи приравнивают подобную форму к паразитизму, что не странно;
• Кооперация. В свою очередь, кооперация представляет уникальную форму взаимоотношений, которая подразумевает возможность жизни двух организмов по отдельности, но периодическую взаимосвязь для получения определенной выгоды. В результате, такой симбиоз остаётся необязательным.

Примеры симбиоза животных

Примеры комменсализма, кооперации и других форм симбиоза в животном мире не являются редкостью. Рассмотрим самые яркие примеры подобной взаимосвязи в природе:

• Птица медоуказчица и её соратники, например, медведь, или даже человек. Этот уникальный представитель семейства пернатых отдаёт предпочтение богатой на белки и протеины пище, в числе которой, пчелиные личинки и воск. Но так как птица не может самостоятельно добыть подобную пищу, ей приходится искать себе помощников. Для этого животное издаёт характерные звуки, которые слышат более крупные друзья и приходят на помощь. В результате подобную связь относят к комменсализму.
• Бизон и воловья птичка. Кроме основного предназначения в виде защиты крупного животного от холодов, густая шерсть является отличным местом для развития колоний разных паразитов и вредителей, которые существенно нарушают нормальную жизнь бизона. К счастью, крупному дикому скоту помогает пернатый санитар по имени воловья птичка, которая начисто убирает всех насекомых и паразитов, получая взамен питательную пищу и кровь. Кроме этого, густая шерсть служит ей убежищем от экстремальных температур.

Подобный пример симбиоза в природе замечается и у мангустов и кабанов-бородавочников.

• Птица ржанка и крокодил. Крохотное создание очищает зубы крокодила, и достаёт оттуда остатки еды;
• Известно, что зебры часто разделяют свой обед со страусами, которые являются самыми главными охранниками саван, способными заметить приближение опасности за несколько километров;
• Акула и рыба-прилипала. Последний представитель водной фауны придерживается комменсализма и плавает вместе с зубастым хищником с целью поиска пропитания;

Примеры симбиоза в растительном мире

Симбиоз растений считается невероятно распространённым. Необязательно быть опытным биологом, чтобы заметить подобную связь. В большинстве случаев, она представлена формами комменсализма и кооперации. Реже симбиоз необязательный. В качестве примеров можно рассмотреть следующие связи:

• некоторые виды грибов и деревьев, которые образуют определенную микоризу при совместном «жительстве». Ярким примером является береза, и прорастающие возле неё грибы – подберезовики;
• лишайники. Самый известный пример симбиоза грибов и водорослей, который знаком даже школьникам;
• непаразитические растения, отдающие предпочтение комменсализму. Они растут на деревьях, которые служат им в качестве надёжного укрытия от любых внешних опасностей. Кроме этого, первые умудряются вбирать в себя питательные вещества от отмирающих тканей хозяев. Среди подобных растений следует выделить: мхи, папоротники и лишайники;
• Вековые деревья тропического леса и лианы. Последние используют деревья в качестве опоры;

Примеры симбиоза между животными и растениями

Существует масса известных примеров симбиоза между растительным и животным миром. Среди них:

• растение мирмекодия и муравьи. Крошечные насекомые массово заселяют утолщенные стебли представителя тропической флоры от других опасных насекомых, и делают себе хорошее убежище;
• актиния и рыба клоун. Подводный обитатель интенсивно чистит растение от остатков пищи и получает от такого взаимодействия новые порции питательного корма;
• ленивец и водоросли, растущие в его шерсти. Именно они делают окрас шерсти зеленоватым;
• грибы и муравьи Атта;
• человек и бактерии, которые образуют кишечную флору;

Как уже говорилось выше, симбиоз – это неотъемлемая составляющая естественного отбора, которая является очень важным элементом эволюции и существования живых организмов на планете Земля.

Симбиоз

Часть 4. Вездесущий симбиоз.

Когда-то симбиоз считался сравнительно редким явлением — скорее курьезом, чем правилом. Когда в 60-е годы XIX века было обнаружено, что лишайники представляют собой симбиотические комплексы из грибов и водорослей, ученые страшно удивились (надо же, какие причуды бывают у матушки-природы!).

С тех пор многое изменилось. Уже в начале XX века отдельные выдающиеся мыслители предполагали, что симбиоз и кооперация могут играть огромную роль в развитии жизни на Земле. Хотя “организмоцентрический” подход в биологии по-прежнему господствует, сегодня ученые ясно понимают, что симбиоз — это магистральный путь эволюции, без которого прогрессивное развитие жизни на Земле было бы крайне затруднено, если вообще возможно.

По-настоящему “автономный организм”, сформировавшийся и живущий без всякого участия каких-либо симбионтов, в природе еще надо поискать. Большинство живых существ, населяющих планету, в действительности являются “сверхорганизмами” — сложными симбиотическими комплексами.

Человек не исключение. Каждая наша клетка получает необходимую ей энергию от митохондрий — потомков симбиотических бактерий. Многие из наших генов получены нами от вирусов, всевозможных “эгоистических” фрагментов ДНК и мобильных генетических элементов. Наш метаболизм во многом определяется многочисленными микробами, составляющими кишечную флору. И даже если заглянуть внутрь любого из этих микробов, то и там мы найдем сожителей-симбионтов (плазмиды, фаги, транспозоны).

Кишечная микрофлора превращает человека в “сверхорганизм”. По имеющимся оценкам, в кишечнике взрослого человека присутствует более 1 кг микроорганизмов, относящихся к сотням различных видов. В точности их видовой состав неизвестен. Микробиологи знают “в лицо” лишь несколько десятков типичных представителей, которых можно вырастить на искусственных средах. Как выяснилось сравнительно недавно (и это открытие стало шоком для микробиологов), большинство существующих в природе микроорганизмов на искусственных средах не растет.

В “явном виде”, применив метагеномный анализ, по генам рибосомной РНК удалось идентифицировать лишь 72 разновидности бактерий (из них 60 некультивируемых и 16 новых для науки) и один вид архей-метаногенов, однако статистически обосновано число микробов составляет не менее 300.

На основе проведенного анализа были определены наиболее важные метаболические функции, которые выполняют микробы в человеческом кишечнике. Это прежде всего переваривание растительных полисахаридов, которые не могут перевариваться ферментами, закодированными в геноме человека. С этими трудноусваиваемыми углеводами расправляются в основном бактерии-бродильщики, выделяющие в качестве конечных продуктов обмена низкомолекулярные органические кислоты. Однако то, что для бактерий-бродильщиков является отходами жизнедеятельности, для человека — вполне съедобные вещества, которые активно всасываются кишечным эпителием. По имеющимся оценкам, из этого необычного источника люди получают около 10% калорий (эта оценка справедлива для приверженцев типичной “европейской” диеты). Задумайтесь, что это значит: не бактерии питаются нашими отходами, как кто-то мог бы подумать, а как раз наоборот!

Кроме съедобных для человека веществ бактерии-бродильщики выделяют в качестве побочного продукта еще и молекулярный водород, который вреден для них самих и препятствует их росту и жизнедеятельности. Чтобы процесс переваривания растительных полисахаридов шел эффективно, кто-то должен постоянно утилизировать образующийся водород. Именно этим и занимаются археи-метаногены. В ходе метаногенеза поглощаются водород и углекислый газ и выделяется метан.

В “совокупном геноме” кишечной флоры сильно повышено процентное содержание генов, связанных с синтезом незаменимых аминокислот и витаминов. Микробы сильно облегчают человеку жизнь, производя значительные количества этих необходимых нам веществ. Кроме того, кишечная флора располагает большим арсеналом ферментов для обезвреживания токсичных веществ, присутствующих в нашей повседневной пище, особенно растительной.

С учетом инеющихся даных человека следует рассматривать как “сверхорганизм”, чей обмен веществ обеспечивается совместной слаженной работой ферментов, закодированных не только в геноме Homo sapiens, но и в геномах сотен видов симбиотических микробов. Причем, доля человеческих генов в совокупном геноме этого “сверхорганизма” составляет не более 1%.

На симбиозе были основаны многие важнейшие ароморфозы (прогрессивные эволюционные преобразования). Мы уже познакомились с самым значительным из них — формированием эукариотической клетки, той основы, из которой в дальнейшем развились все высшие формы жизни. В дальнейшем роль симбиоза в развитии жизни отнюдь не снижалась. Важнейшие функциональные блоки современной биосферы целиком и полностью держатся на симбиозе и симбиотических комплексах — “сверхорганизмах”.

Так, возможности высших растений — основных производителей органики и кислорода — были бы весьма ограничены без симбиоза с бактериями, способными переводить атмосферный азот в доступную для растений форму, и с почвенными грибами (микориза), без кооперации с насекомыми-опылителями и позвоночными — распространителями семян.

Растительноядные животные — основные потребители производимой растениями органики — не могут эффективно переваривать растительную пищу без помощи разнообразных симбиотических бактерий и одноклеточных эукариот.

Самые яркие и богатые жизнью морские экосистемы коралловых рифов невозможны без симбиоза коралловых полипов с одноклеточными водорослями — зооксантеллами.

Сообщества различных экзотических, архаичных и экстремальных местообитаний (таких как наземные и подводные горячие источники, выходы метана и сероводорода, соленые лагуны, подземные воды и др.) тоже сплошь и рядом представляют собой сложные симбиотические комплексы микроорганизмов, в которых порой принимают участие и высшие организмы.

Выход растений на сушу — результат симбиоза. Первые наземные растения появились в конце силурийского периода (более 400 млн лет назад). Недавно палеонтологи обнаружили, что уже самые первые наземные растения жили в симбиозе с грибами: у них была самая настоящая микориза. У этих растений еще не было настоящих корней — вместо них имелись так называемые ризоиды, не способные самостоятельно всасывать что-либо из почвы и служившие только для закрепления в грунте, а также, как теперь выяснилось, для обеспечения симбиоза с почвенными грибами. По- видимому, без этого симбиоза растения вообще не смогли бы выйти на сушу. Симбиоз растений с азотфиксирующими бактериями возник позже, причем для этого растениям оказалось достаточно лишь немного изменить те генетические системы, которые сложились у них ранее для взаимодействия с микоризными грибами.

Симбиоз с автотрофами открывает большие возможности для многих водных животных, особенно малоподвижных (кишечнополостных, губок, асцидий, некоторых червей и моллюсков). Такие симбиотические комплексы представляют собой “сверхорганизмы”, сочетающие признаки растений и животных (яркий пример — коралловые полипы). Автотрофы не только снабжают хозяина органикой, полученной в результате фото- или хемосинтеза, но и в ряде случаев помогают ему избавляться от конечных продуктов азотного обмена (например, мочевой кислоты или мочевины), которые служат для симбионтов ценным источником азота.

Совместное существование позволяет каждому из компонентов симбиотического комплекса отказаться от тех биохимических функций, которые лучше удаются партнеру, и сосредоточиться на том, что лучше получается у него самого. Например, клубеньковые бактерии занимаются почти исключительно фиксацией азота, переложив заботу обо всем остальном на растение-хозяина. Часто один из партнеров специализируется на поставке в систему азота, а другой — углерода. По мере развития симбиотических отношений симбионт может полностью утратить самостоятельность и превратиться в неотъемлемую часть своего хозяина (впрочем, надо признать, что и хозяин при этом теряет самостоятельность и перестает быть “автономным организмом”).

Грань между мутуалистическими (взаимовыгодными) и антагонистическими симбиозами — довольно условная и зыбкая. Например, многие растительно-грибные симбиозы в ходе эволюции могли долго “балансировать” на грани мутуализма и антагонизма, причем преобладающие потоки питательных веществ могли неоднократно менять свое направление. Непосредственный переход паразитизма в мутуализм — сранительно редкое явление (пример — “защитные симбиозы” растений со спорыньевыми грибами, в которых исходно паразитический гриб стал защищать растение от растительноядных животных путем синтеза токсичных веществ). В большинстве случаев симбиотические системы развиваются из фрагментов сообществ (экосистем). Например, симбиозы, основанные на биохимической кооперации, в большинстве случаев развиваются из кооперативных объединений свободноживущих организмов, соместно утилизирующих какой-то ресурс, или из фрагментов “трофической пирамиды” (симбиозы производителей органики с ее потребителями). Особый и весьма удивительный случай связи между трофической цепью и биохимическим симбиозом представляет морской моллюск Elysia viridis, питающийся водорослями. Этот моллюск ухитряется переселять пластиды съеденных водорослей в свои собственные клетки и долгое время сохранять их там живыми, приобретая таким образом способность к фотосинтезу. Настоящий гибрид животного и растения.

Источники:

http://www.syl.ru/article/171080/new_simbioz-primeryi-v-prirode-simbioz-jivotnyih-primeryi-simbioz-v-rastitelnom-mire
http://zveri.guru/hochu-vse-znat/primery-i-opisanie-simbioza-v-zhivoy-prirode.html
http://pikabu.ru/story/simbioz_6221238