| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Симбиоз. Примеры симбиотических отношений |
| Рубрика (тематическая категория) | Экология |
Симбиоз - это долгое сожительство организмов двух или нескольких разных видов растений или животных, когда их отношения друг с другом очень тесны и обычно взаимно выгодны. Симбиоз обеспечивает этим организмам лучшее питание. Благодаря симбиозу организмам легче преодолевать неблагоприятные воздействия окружающей среды.
Мутуализм
Мутуализм - форма симбиоза, при которой присутствие каждого из двух видов становится обязательным для обоих, каждый из сожителей получает относительно равную пользу, и партнеры (или один из них) не могут существовать друг без друга.
Типичный пример мутуализма - отношения термитов и жгутиковых простейших, обитающих в их кишечнике. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Жгутиконосцы вырабатывают такие ферменты и переводят клетчатку в сахара. Без простейших - симбионтов - термиты погибают от голода. Сами же жгутиконосцы помимо благоприятного микроклимата получают в кишечнике пищу и условия для размножения.
Примером мутуализма является симбиоз рыб-клоунов с актиниями. Вначале рыба слегка касается актинии, позволяя ей ужалить себя и выясняя точный состав слизи, которым покрыта актиния, - эта слизь нужна актинии, чтобы она сама себя не жалила. Далее рыба-клоун воспроизводит данный состав и после этого может прятаться от врагов среди щупалец актинии. Рыба-клоун заботится об актинии - вентилирует воду и уносит непереваренные остатки пищи. Рыбки никогда не удаляются далеко от ʼʼсвоейʼʼ актинии. Самцы прогоняют от неё самцов, самки - самок. Территориальное поведение, видимо, стало причиной контрастной окраски.
Мутуализм должна быть ʼʼжёсткимʼʼ или ʼʼмягкимʼʼ. В первом случае сотрудничество жизненно крайне важно для обоих партнёров (они связаны отношениями коадаптации), во втором отношения более или менее факультативны (это принято называть протокооперацией).
Комменсализм
Комменсализм - способ совместного существования двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда.
Учитывая зависимость отхарактера взаимоотношений видов-комменсалов выделяют три вида:
‣‣‣ комменсал ограничивается использованием пищи организма другого вида (к примеру, в извивах раковины рака-отшельника обитает кольчатый червь из рода Nereis, питающийся остатками пищи рака);
‣‣‣ комменсал прикрепляется к организму другого вида, который становится ʼʼхозяиномʼʼ (к примеру, рыба-прилипала плавником-присоской прикрепляется к коже акул и др.
Размещено на реф.рф
крупных рыб, передвигаясь с их помощью);
‣‣‣ комменсал селится во внутренних органах хозяина (к примеру, некоторые жгутиконосцы обитают в кишечнике млекопитающих).
Примером комменсализма могут служить бобовые (к примеру, клевер) и злаки, совместно произрастающие на почвах, бедных доступными соединениями азота͵ но богатых соединениями калия и фосфора. При этом если злак не подавляет бобовое, то оно в свою очередь обеспечивает его дополнительным количеством доступного азота. Но подобные взаимоотношения могут продолжаться только до тех пор, пока почва бедна азотом и злаки не могут сильно разрастаться. В случае если же в результате роста бобовых и активной работы азотфиксирующих клубеньковых бактерий в почве накапливается достаточное количество доступных для растений соединений азота͵ данный тип взаимоотношений сменяется конкуренцией. Результатом её, как правило, является полное или частичное вытеснение менее конкурентоспособных бобовых из фитоценоза.
Другой вариант комменсализма: односторонняя помощь растения-ʼʼняниʼʼ другому растению. Так, береза или ольха бывают няней для ели: они защищают молодые ели от прямых солнечных лучей, без чего на открытом месте ель вырасти не может, а также защищают всходы молодых елочек от выжимания их из почвы морозом. Такой тип взаимоотношений характерен лишь для молодых растений ели. Как правило, при достижении елью определенного возраста она начинает вести себя как очень сильный конкурент и подавляет своих нянь.
В таких же отношениях состоят кустарники из семейств губоцветных и сложноцветных и южно-американские кактусы. Обладая особым типом фотосинтеза (САМ-метаболизм), который происходит днем при закрытых устьицах, молодые кактусы сильно перегреваются и страдают от прямого солнечного света. По этой причине они могут развиваться только в тени под защитой засухоустойчивых кустарников. Имеются также многочисленные примеры симбиоза, выгодного для одного вида и не приносящего другому виду ни пользы, ни вреда. К примеру, кишечник человека населяет множество видов бактерий, присутствие которых безвредно для человека. Аналогично, растения, называемые бромелиадами (к которым относится, к примеру, ананас), обитают на ветвях деревьев, но получают питательные вещества из воздуха. Эти растения используют дерево для опоры, не лишая его питательных веществ. Растения питательные вещества делают сами, а не получают из воздуха.
Разновидность симбиоза - эндосимбиоз, когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.
Симбиоз. Примеры симбиотических отношений - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Симбиоз. Примеры симбиотических отношений" 2014, 2015.
- Борьба за существование и сожительство
- Различные формы сожительства
- Мутуализм, или взаимность услуг
- Актании и раки-отшельники
- Сожители муравьев и термитов
- Сожительство общественных насекомых с зелеными растениями
- Сожительство насекомых с грибами
- Насекомые и опыление цветов
- Внутриклеточный симбиоз
- Внутрикишечный симбиоз
- Грибные клетки и грибные органы
- Симбиоз и свечение
- Мотыльковые растения и клубеньковые бактерии
- Симбиоз у лишайников
- Заключение
Несмотря на то, что борьба за существование представляет собою закон, охватывающий весь живой мир, она не является все же такой жестокой, постоянной и непрерывной войной всех против всех, как ее иногда рисуют.
При невероятном множестве и при чрезвычайном разнообразии живых существ, сталкивающихся между собою на поверхности нашей планеты, далеко не все они оказываются вынужденными конкурировать и бороться между собой из-за жизненных благ. Нередко случается, что в тесное соприкосновение приходят живые существа, относящиеся совершенно безразлично одно к другому, не требующие одних и тех же условий существования и не стремящиеся добыть одну и ту же пищу. Они друг другу не мешают, иногда требования, предъявляемые ими к жизни, даже противоположны. В виду этого возникает возможность их совместного существования на узком пространстве, между ними могут установиться даже тесные взаимоотношения, может возникнуть связь.
Наконец, может даже оказаться, что они способны помогать друг другу в борьбе за существование с другими организмами или могут совместными усилиями отвоевывать у окружающей природы право на существование. Именно на этих основах, совершенно не противоречащих общему закону борьбы за существование, возникают различные формы сожительства живых существ, или их симбиоза.
Отношения между живыми существами, жизненные интересы которых не совпадают, могут быть очень различны. Если все дело сводится к совместной жизни на ограниченном пространстве, например, к жизни одного живого существа на теле другого, и при этом не возникает никакого вопроса о пище, то такой простейший тип сожительства называется синойкией , или совместным жительством. Притом, если сожители просто помещаются рядом, то это - синойкия в тесном смысле слова, если меньший помещается на поверхности тела большего, то мы имеем эпойкию , если же он помещается внутри последнего, то такое сожительство называется энтойкией .
Примеры настоящей синойкии наиболее многочисленны в жизни моря. Дно моря обыкновенно перенаселено животными, ведущими сидячий образ жизни и ищущими таких твердых предметов, к которым можно было бы прикрепить свою раковину, свою известковую трубку, или свой стебелек. Очень часто такими предметами оказываются другие, более крупные и тоже сидячие животные с их раковинами и панцирями, дающие приют меньшим и хуже защищенным животным. Нередко такое сожительство из случайного превращается в постоянное.
Среди сухопутных животных примеры синойкии реже, но все же наблюдаются. Так, новозеландская ящерица гаттерия, которая считается одним из древнейших современных позвоночных, живет обыкновенно в норе с двумя отделениями. В одном из них держится сама ящерица, а в другом - поселяется буревестник. Точно также в норе африканского дамана часто поселяются ящерицы, а бразильские попугаи устраивают свои гнезда в гнездах древесных термитов и живут, в окружении этих насекомых.
Еще обыкновеннее среди населения моря примеры эпойкии, т. е. «жительства сверху». Различные мелкие животные из кишечнополостных, червей, мшанок, - чаще всего животные, ведущие сидячий образ жизни, поселяются на раковинах медленно ползающих моллюсков и на панцырях крабов, причем пользуются не только местом, но и передвижением, а иногда еще некоторыми выгодами в смысле дыхания, так как при движении животного, или при привлечении им струи воды в свои жабры, его гости также используют приток кислорода.
Нередко и здесь случайные связи превращаются в постоянные. Так, крупные усоногие раки, коронулы, живут исключительно в коже китов, иногда глубоко врастая в нее, но, по-видимому, не причиняя киту беспокойства. Даже некоторые рыбы обрастают иногда гидроидами, сидящими у них на брюшке.
Еще чаще это случается с моллюсками. Например, на Белом море встречается двустворчатка теллина, всегда покрытая особым и исключительно на ней живущим гидроидом монобрахием. Другой пластинчатожаберный моллюск Белого моря - иольдия несет постоянно на своей раковине колонии особого гидроида перигонима.
Более редки случаи энтойкии, т. е. «жительства внутри» другого более крупного животного, при пользовании только помещением и связанной с ним защитой. Еще Плинию был известен краб «сторож пинны», сожительствующий с крупным двустворчатым моллюском, пинною. Он обычно прячется в складках мантии моллюска и выглядывает из раковины, лишь когда она приоткрыта. При малейшей опасности краб моментально прячется в раковину и за ним захлопываются ее створки. Некоторые крабы в качестве местообитания избирают клоакальную полость голотурий. Еще удивительнее, что в клоакальной полости и в водных легких голотурий Средиземного моря живут рыбки фиерасферы. Такая рыбка постоянно держится около голотурии и при малейшей опасности быстро проскальзывает в клоакальное отверстие, выставляющееся наружу из ила. Обычно фиерасфер пользуется голотурией только как убежищем и не причиняет ей никакого вреда. Иногда внутри голотурии поселяется даже по нескольку таких рыбок.
Наиболее наглядный пример комменсализма дают нам небольшие по размерам рыбы-лоцманы,- постоянно сопровождающие в океане акул. Их движения точно урегулированы. Они не отстают ни на шаг от хищника, следят за каждым его поворотом, и при поимке акулою добычи им всегда что-нибудь перепадает. Другой спутник акулы, рыба-прилипало, устраивается еще вернее: она не затрачивает на передвижение энергии, чтобы поспеть за проворным хищником. Спинной плавник этой небольшой
рыбки превращен в огромную и сложно устроенную присоску, с помощью которой прилипало присасывается к брюху акулы и передвигается с нею. От богатой трапезы акулы и этому непрошенному гостю всегда достаются некоторые крохи.
По всей вероятности, к случаям комменсализма следует отнести и сожительство различных мелких рыбок из семейства макрелевых с крупными медузами. Они держатся в молодом возрасте между жгучими щупальцами медуз и при малейшей опасности скрываются под колоколом, где до них невозможно добраться. В то же время, однако, очень возможно, что они питаются остатками пищи, захватываемой щупальцами медузы.
Наиболее яркими примерами такого тесного сожительства являются отношения между раками-отшельниками и актиниями, которые чаще всего приводятся в качестве примера симбиоза.
Раки-отшельники, по своей организации приближающиеся к. речному раку, замечательны своим инстинктом прятаться в пустые, спирально извитые раковины брюхоногих моллюсков, во множестве валяющиеся на дне моря. Этот инстинкт, выработавшийся у них, без сомнения, в очень отдаленные времена, служит крайне важным защитным приспособлением: с одной стороны, рак получает превосходную защиту в виде твердой известковой раковины с отверстием, которое он может плотно закрыть своею клешней, с другой же - он становится менее заметным для своей добычи, близко подпускающей к себе хищника, притаившегося в раковине. Огромные выгоды его в борьбе за существование здесь очевидны, и этот инстинкт (поиски раковины, залезание в них, а затем таскание раковины) выработался и закрепился путем подбора у большой группы раков. Он привел к выработке ряда других замечательных приспособлений. У раков-отшельников брюшко утратило твердый хитиновый панцирь, покрывающий его у всех других десятиногих раков, - оно покрыто тонким хитиновым покровом, на котором не заметно вовсе членистости. Вместе с тем, это брюшко приобрело спиральную закрученность, соответственно с завитками раковины, в которую брюшко прячется, и на конце его образовались из задних ножек прицепки, - ими рак прочно держится за последний завиток раковины, так что его трудно оттуда вытащить. Туловище и особенно передние конечности, вооруженные клешнями, утратили свою симметричность, так как одна из клешней играет роль крышки, прикрывающей входное отверстие раковины, и в этих целях является значительно увеличенной, по сравнению с другой.
Пустые раковины моллюсков, лежащие на морском дне, служат также удобным местом для прикрепления актиний, - крупных одиночных полипов, в изобилии населяющих прибрежные воды моря. В самом деле, их часто встречаешь на раковинах. Не трудно представить себе, что при таких условиях легко могло возникнуть сожительство раков-отшельников с актиниями. Сожительство это, к тому же, оказалось выгодным для обеих сторон: раки-отшельники получили лишнюю защиту в виде жгучих щупальцев актинии, тогда как последняя не только приобрела возможность перемещаться по дну моря, но и стала пользоваться остатками добычи рака.
Актинии представляют собою столь хорошо защищенных обитателей моря, что с ними сожительствуют нередко и различные другие животные. Особый интерес представляет собой сожительство в Красном море кишечно-жаберного червя-аспидосифона с одиночным коралловым полипом - гетеропсаммией, похожей на актинию. Червь этот устраивается в небольшой раковине, на которой затем поселяется личинка полипа. Вырастая, полип постепенно обволакивает червя и закрывает его со всех сторон, так что тот оказывается в узком канале, причём задний конец его находится в завитом спиралью ходе раковины. Червь, наподобие рака-отшельника, таскает полипа по дну моря, облегчая ему этим питание, и в то же время находится под защитой его щупальцев.
Примеры такого взаимно полезного сожительства касаются главным образом морской фауны, представители которой очень разнообразны и могут, как мы видели, иногда дополнять друг друга при удовлетворении своих жизненных потребностей. На суше условия для этого менее благоприятны, так как потребности здесь более или менее одинаковы, и нам известна лишь одна категория явлений, могущая быть поставленной в параллель с только что рассмотренными, - это формы сожительства, наблюдаемые у общественных насекомых, главным образом, - у муравьев и термитов.
Сложные колонии этих насекомых, о которых мы подробнее будем говорить в последней главе нашей книги, располагают изобилием пищи, собранной коллективным трудом десятков тысяч особей, и это создает особенно благоприятные условия существования не только для них самих и их потомства, но и для всех посторонних пришельцев, которые сумеют приспособиться к своеобразным условиям жизни в муравейнике или в термитнике и к инстинктам хозяев. Наблюдения показывают, что колонии муравьев и термитов изобилуют самыми разнообразными гостями, входящими иногда в очень сложные отношения с хозяевами. Еще в 1895 г. Васман насчитывал не менее 1246 видов сожителей муравьев из всех отрядов членистоногих, не исключая даже ракообразных, в настоящее же время число их должно быть, по крайней мере, удвоено.
Сожители муравьев и термитов получили общее наименование мирмекофилов и термитофилов, и отношения их к своим хозяевам очень разнообразны. Прежде всего, мы наблюдаем наиболее часто простую синойкию , т. е. сожительство, при котором гости занимают лишь место в муравейнике, пользуются защитой муравьев и не претендуют на пищу, или же питаются отбросами, не нанося никакого ущерба хозяевам. В этой роли мы встречаем в муравейниках и термитниках большое число членистоногих из самых разнообразных групп: клещей, пауков, мокриц, низших бескрылых насекомых, мух и их личинок, полужесткокрылых, мелких бабочек, прямокрылых и жуков из всевозможных семейств, особенно из коротконадкрылых. Все они приспособляются к жизни в колониях муравьев и термитов, причем совершенно определенные виды их связывают свою судьбу с определенными видами муравьев и термитов. Многие из таких гостей принимают форму тела, похожую на тело хозяев, может быть, не столько для мимикрии, сколько для приспособления к передвижению по узким ходам муравейника. Однако какие-либо специальные, выработанные для сожительства с муравьями приспособления у них отсутствуют.
Дальнейший шаг в сторону развития симбиотических отношений с муравьями в сторону выработки услуг у гостей и у хозяев представляет симфилия , при которой гости, кроме помещения и защиты, получают и пищу от хозяев, нередко ухаживающих за ними и в свою очередь, получающих от них те или иные продукты. Количество гостей-симфилов также очень велико и состоит оно главным образом из жуков. Среди последних имеется специальное семейство мелких жучков-ощупников, замечательно приспособившихся к совместной жизни с муравьями. У нас особенно часто встречается булавоусый ощупник, живущий в муравейниках рыжего муравья; он также рыжий и меньше муравьев. Ротовые части этого жучка настолько недоразвиты, что сам он не способен питаться и зависит всецело от своих хозяев, которые кормят его жидкою пищей. Для получения пищи ему служат булавовидные усики: он похлопывает ими муравьев так, как это делают сами муравьи, когда требуют пищи от запасшихся ею товарищей. Надо думать, что вследствие заблуждения инстинкта или просто из-за рефлекторности этого акта, муравьи отрыгают пищу и кормят сожителя, как они кормят и других своих гостей. Свое пропитание булавоусый жук получает, однако, не даром: у него на брюшке имеется железа, выделяющая эфирную ароматическую жидкость, которая составляет излюбленное лакомство муравьев. Из-за этого муравьи не только кормят жуков и терпят в своем гнезде, но и заботятся об них всячески и даже переносят при опасности в защищенное место, схвативши за усики.
Другими гостями муравьев являются коротконадкрылые жуки-ломехузы (известно несколько их родов). Один из видов ломехуз обитает в муравейниках нашего обыкновенного красного муравья и пользуется со стороны хозяев кормом и уходом, так как обладает на заднем конце тела пучками желтых волосков, с которых муравьи слизывают ароматическую жидкость. Ломехуза может за себя постоять, так как на нижней стороне брюшка у нее имеется Железа с резервуаром, из которого выбрызгивается жидкость, одуряющая муравьев. Впрочем, муравьи редко обнаруживают какие-нибудь враждебные намерения против этого гостя, снабжающего их вкусным веществом, - они ухаживают не только за самим жуком, но и за его личинкой, несмотря на то, что она ведет себя в муравейнике, как вреднейший хищник. Она уничтожает множество личинок муравьев, и в колонии, где поселились ломехузы, скоро начинает недоставать самок, так что мало-помалу эта колония вырождается и гибнет.
Более полезными гостями муравейников являются жучки из семейства карапузиков, которые питаются исключительно трупами муравьев и их погибших личинок, никогда не нападают на здоровых насекомых. Они играют, следовательно, в муравейнике роль ассенизаторов и могильщиков.
Сожители-симфилы термитов в общем очень похожи на сожителей муравьев. Среди них также преобладают жуки, но из семейства жужелиц, коротконадкрылых, пластинчатоусых и из специального семейства рис-сопасид. Кроме того, в термитниках встречаются бескрылые мухи, и одна из молей в личиночной стадии-она обладает специальными железами, выделяющими жидкость, до которой охочи термиты. По отношению к гостям у термитов наблюдаются такие же примеры заблуждения инстинкта, как и у муравьев.
Совершенно особую категорию сожительства представляют отношения, устанавливающиеся между муравьями и тлями; эти отношения называются трофобиозом . По существу, это - симфилия, доведенная до чрезвычайной степени, при которой тли из свободных сожителей превращаются в полное подобие домашнего скота у человека. Содержание их в муравейнике составляет уже не случайное явление, а входит в хозяйственную жизнь колонии; выделения тлей составляют существенную часть пищи муравьев.
Тли питаются соком растений, который они высасывают из стеблей, листьев или корней. Значительная часть сахара, содержащегося в соке, остается у них не усвоенной и выделяется ими вместе с испражнениями. Для муравьев сахар, будучи углеводом, является очень ценною пищей. Поэтому, встречая тлей, они побуждают их ударами сяжков выделять сахаристую жидкость из заднего прохода (а не из торчащих у них на спине трубочек, как раньше думали). Жидкость эту муравьи тотчас же слизывают, и она идет им в пищу. Однако дело не ограничивается одним отыскиванием тлей и регулярным посещением муравьями тех растений, на которых сидят эти насекомые. Муравьи охраняют их от нападения врагов, расставляя для этой цели сторожей; они переносят тлей на новые растения, если старые засохнут. Наконец, тлей, живущих на корнях в течение некоторой части цикла своего развития, муравьи переносят в ближайшие окрестности муравейника или в самый муравейник, поселяют их там на корнях растений и устраивают вокруг них земляные камеры, которые соединяют подземным ходом с муравейником, чтобы в любую погоду до них добраться. Однако тли не выработали никаких специальных приспособлений к тесному сожительству с муравьями, почему такой вид симбиоза и называется односторонним.
Под тропиками у муравьев, кроме тлей, на положении домашних животных содержатся кокциды и цикады, а у термитов такими сожителями являются тли и кокциды.
У позвоночных не наблюдается подобных явлений взаимной помощи, если не считать таких случайных и односторонних услуг, как освобождение некоторыми птицами рогатого скота, антилоп и носорогов от личинок насекомых, откладываемых в кожу этих животных. Но едва ли такого рода действия можно вообще подводить под понятие симбиоза.
У общественных же насекомых с их сложною жизнью мы встречаем явления сожительства совершенно особого порядка, а именно - сожительство с растениями , главным образом с кустарниками и деревьями. В тропических странах известно в настоящее время до 3000 видов растений - мирмекофилов, стоящих в симбиотической связи с муравьями, притом эти растения относятся к самым различным семействам - орхидным, молочайниковым, вербеновым и другим, так что приспособления для сожительства с муравьями выработались у них, без сомнения, совершенно независимо, в каждой группе отдельно.
Основою обоюдополезного сожительства растений с муравьями является, с одной стороны, предоставление растением помещения и пищи насекомым, с другой, - активная защита муравьями своих хозяев-растений от всякого поползновения на них со стороны других растительноядных животных. Такая защита бывает иногда очень деятельной: стоит притронуться к такому растению, как отовсюду высыпают муравьи и с ожесточением набрасываются на нарушителя покоя.
Растения для привлечения муравьев вырабатывают самые различные приспособления: железки и железистые волоски на стеблях и листьях, выделяющие сахаристый сок, особые выросты рыхлой ткани, называемые мюллеровыми тельцами (по имени ученого, который их открыл) и служащие пищей муравьям, наконец, хорошо защищенные убежища для устройства гнезда внутри ствола или стебля растения. Особенно полный ассортимент таких приспособлений находим мы у южноамериканских деревьев-цекропий с тонкими и гладкими стволами и с дланевидными листьями. Вследствие высыхания сердцевины, внутри ствола образуется пустота, перегороженная в междоузлиях поперечными перегородками; получаются камеры, которые муравьи легко приспособляют для жилья, прогрызая отверстия над междоузлиями для входа и выхода. У основания черешков листьев, между волосками, развиваются многочисленные мюллеровы тельца, дающие муравьям большой запас пищи. Муравьи же в благодарность, так сказать, за квартиру и стол защищают приютившее их растение от нападений растительноядных муравьев-листорезов, производящих крупные опустошения среди растительности.
Другая форма сожительства муравьев с растениями выражается в образовании в тропических лесах Южной Америки висячих гнезд из растений-эпифитов, которые во множестве растут на ветвях деревьев. Огромные зеленые шары, висящие между ветвями, состоят из нескольких видов эпифитов, сплетенных вместе, и содержат внутри землю, пронизанную ходами муравейника.
Удалось доказать посредством наблюдений, что муравьи не только приносят землю, которою тщательно покрывают корешки растений, но и натаскивают их семена, так что такие гнезда представляют собой настоящие висячие сады, искусственно устроенные шестиногими садовниками и хорошо защищающие последних от врагов.
Низшие растения, особенно грибы, так широко распространены, так разнообразны условия их существования и в то же время они составляют такую удобную, богатую азотом пищу, что общественные насекомые не могли не прийти с ними в постоянное соприкосновение. Естественно, что между ними и грибами должны были возникнуть симбиотические отношения. В самом деле, не только у муравьев и термитов, но и у некоторых других насекомых создалось довольно тесное сожительство с грибами, напоминающее настоящую полевую культуру полезных растений.
По крайней мере у 30 видов термитов известны настоящие грибные сады. Для создания их насекомые эти прежде всего подготовляют почву, пережевывая и измельчая стебли и листья растений и устраивая в термитнике под землею особое помещение для сада. Затем, благодаря занесенным спорам, на этой почве появляется грибница (мицелий), которая мало-помалу разрастается и начинает давать особые округлые или овальные тельца, так называемые конидии, идущие в пищу термитам и особенно их личинкам. Иногда такая грибница образует и плодовое тело, настоящий шляпный гриб. Он прорастает наружу и показывается на поверхности термитника.
Среди муравьев разведением грибных садов занимаются главным образом муравьи-листорезы, которые целыми полчищами отправляются на деревья и выгрызают из их листьев круглые куски. Иногда они тянутся потом по тропическому лесу длинными вереницами с этими кусками в челюстях, почему получили название «зонтичных муравьев». В муравейнике листья подвергаются сперва грубой переработке со стороны крупных рабочих, затем окончательно пережевываются и превращаются в кашицу мелкими рабочими, - таким способом получается субстрат для культуры грибов.- Мицелий этих грибов, разрастаясь, образует на нитях вздутия - «грибные кольраби», которыми и питаются муравьи и особенно их личинки.
Насколько необходима грибная пища для данного вида муравьев, видно из той заботливости, какая проявляется самкой при постройке нового гнезда. Оплодотворенная самка, зарываясь для основания новой колонии в землю, уносит из старого гнезда в особой подротовой сумке небольшой комочек из грибных нитей и кусочков пережеванных листьев. Откладывая затем под землей яйца, она часть их разгрызает и на этих разгрызанных яйцах помещает грибные нити. Первое время она вовсе не выходит из-под земли и питается вздутиями грибных нитей, позднее же, когда из оставшихся яиц выходят рабочие, они отправляются за листьями и устраивают настоящий грибной сад. У другого вида этих муравьев самка сама разводит грибки, снабжая комочки нитей своими испражнениями. Несколько менее сложные грибные сады разводятся и некоторыми среднеевропейскими муравьями.
Наконец, разведение грибков для питания свойственно и некоторым жукам из семейства короедов. Они заносят в свои ходы под корой деревьев споры грибков, которые затем легко разрастаются в пышный мицелий, служащий жукам азотистой пищей, какой они не получают, питаясь корой и древесиной.
Еще интереснее связь с грибком мухи-аспонгилии, самка которой откладывает яйцо в цветок растения и помещает вместе с ним конидию грибка, которую она предварительно захватывает своим яйцекладом. Из этой конидии развивается грибок, который выстилает белыми нитями всю внутреннюю поверхность орешка, производимого личинкой мухи. На концах грибных нитей образуются особые «амброзиальные» клетки, которыми питается личинка, развивающаяся именно за их счет, а не за счет тканей растения. Объясняется это тем, что амброзиальные клетки доставляют азотистую пищу, которой мало в тканях растения.
Если понимать симбиоз несколько шире, чем обыкновенно, то можно включить в это понятие и взаимное приспособление к опылению цветковых растений и летающих насекомых. Для оплодотворения цветковых растений и для созревания семян необходимым условием является перенесение развивающейся на тычинках пыльцы на рыльце плодничка, составляющее воспринимающую часть женского аппарата. У некоторых растений это перенесение пыльцы совершается с помощью ветра, у других, растущих в воде, с помощью воды, у третьих (у большинства) - с помощью летающих насекомых, забирающих пыльцу с одного цветка и переносящих ее на другие. Для привлечения насекомых цветок имеет не только более или менее ярко окрашенный околоцветник, но и железы, вырабатывающие летучие пахучие масла, и, наконец, специальные нектарники, выделяющие медвяный сахаристый сок, особо ценимый насекомыми и часто составляющий если не единственную, то во всяком случае очень важную для них пищу. Кроме того, строение цветка обыкновенно имеет ряд интереснейших приспособлений, обеспечивающих захват насекомым пыльцы и предохраняющих от вторжения в цветок бесполезных в смысле опыления насекомых. При всей сложности и остроумии этих приспособлений, здесь связь насекомого с растением настолько кратковременна, что едва ли можно ее подводить под понятие «сожительства».
Если случаи настоящего сожительства высших растений с высшими животными оказываются столь многочисленными, как показывают приведенные выше примеры, то тем более часты случаи установления тесной связи между одноклеточными растениями и простейшими представителями животного царства, состоящими также из одной клетки. По существу, потребности животного диаметрально противоположны потребностям растения: животное нуждается в кислороде для дыхания и выделяет углекислый газ, зеленое растение потребляет углекислый газ и выделяет на свету кислород; с другой стороны, животное может использовать сахар и другие углеводы, вырабатываемые растением, а последнее может использовать азотистые соединения, которые содержатся в отбросах животного организма. Вполне естественно, что при такой противоположности в потребностях животный и растительный организмы как бы дополняют друг друга. На низких ступенях развития, при простой организации, связь на этих основаниях устанавливается наиболее легко, и имеются примеры такого тесного слияния растительных и животных организмов, что нередко бывает трудно или даже невозможно их разъединить. При этом обыкновенно животный организм является более крупным, дающим приют в своем живом теле мелким растительным одноклеточным организмам - водорослям; таким способом получается внутриклеточный симбиоз . Низшие многоклеточные представители животного царства также нередко соединяются с водорослями, поселяющимися внутри и между клеток их тела, так что возникает внутритканевый симбиоз .
Среди простейших нередко наблюдается тесное сожительство с зелеными одноклеточными водорослями. Так, многие саркодовые - амёбы, диффлюгии и другие - имеют в протоплазме зеленые шарики небольших размеров. При ближайшем исследовании оказывается, что каждый такой шарик - одноклеточное существо, способное размножаться делением, - получает зеленую окраску от присутствия внутри него зеленого тельца - хлоропласта, содержащего обычное зеленое красящее вещество растений - хлорофил . Такие клетки получили название зоохлорелл и причисляются к зеленым водорослям. При делении саркодовых они распределяются между обеими молодыми клетками, и, таким образом, оказываются постоянными спутниками данного одноклеточного существа.
В море наблюдается сожительство одноклеточных животных с желтыми водорослями, называемыми зооксантеллами. Они наблюдаются у широко распространенных в теплых морях радиолярий и у корненожек. При размножении радиолярий зооксантеллы не переходят, однако, в молодые клетки, а поступают уже позднее извне, - они могут существовать и самостоятельно в море.
Такие же зоохлореллы и зооксантеллы, какие водятся в одноклеточных животных, свойственны и некоторым более просто организованным многоклеточным. Обыкновенные зеленые гидры наших прудов обязаны своим зеленым цветом сожительству с зоохлореллами, ддоселяющимися в клетках их внутреннего слоя, который выстилает кишечную полость. Морские гидроидные полипы, гидрокораллы, медузы, сифонофоры и особенно актинин часто оказываются желтого цвета вследствие сожительства с зооксантеллами.
Насколько взаимный обмен в данном случае оказывается выгодным, видно из опытов над живучестью кишечнополостных, содержащих зооксантеллы и лишенных их: первые выживают гораздо дольше при неблагоприятных условиях, чем вторые. Преимущества симбиоза с зооксантеллами таковы, что и некоторые из ресничных червей, обитающих в море, вступают в такую же тесную связь с ними и даже заботятся о том, чтобы снабдить ими свое потомство: в кокон с яйцами этих червей помещаются в большом количестве зооксантеллы, которыми заражаются молодые особи при выходе из яйца.
Симбиоз одноклеточных растений с более высокоорганизованными животными проявляется в несколько иной форме, а именно, - во внутрикишечном симбиозе . В данном случае участниками симбиоза являются бактерии, поселяющиеся в кишечнике и принимающие участие (еще не во всех случаях объясненное) в подготовке пищи к перевариванию или в самом процессе переваривания. Такие бактерии известны в кишечнике тлей и растительноядных клопов, постоянно носящих определенные виды бактерий. У некоторых клопов имеются даже специальные расширения кишечника, набитые бактериями, принимающими участие в пищеварении.
Очень своеобразны условия симбиоза грибков с комаром. Исследования Шаудинна показали, что в пищеводе обыкновенного комара имеются особые расширения в виде мешков, которые наполнены особыми грибками из семейства энтомофторовых. В спокойном состоянии у комара этих грибков немного, и мешки наполнены углекислым газом, выделяемым грибками. Когда, однако, комар насосется кровью, грибки сильно размножаются. Грибки эти принимают участие в самом процессе укуса комара. Именно, когда стилет хоботка комара вонзается в кожу человека, комар производит сильное дыхательное движение, увеличивает давление своей крови и вгоняет в образовавшуюся ранку небольшое количество слюны, углекислого газа и некоторое количество грибков.
Углекислый газ препятствует свертыванию крови, а грибки, попав в кровь человека, выделяют фермент, который производит сильное раздражение, повышающее кровяное давление и увеличивающее приток крови к хоботку комара. Эти-то грибки и являются причиной того зудящего волдыря, который образуется на коже после укуса комара. Шаудинн получал такие волдыри искусственно, смачивая эмульсией из грибков тончайшую иголку и вводя ее в кожу. Таким образом, грибки, размножающиеся в мешках пищевода комара, имеют совершенно определенное назначение, - они облегчают ему сосание крови. Этим обстоятельством, надо думать, объясняется заражение этими грибками уже яиц комара, а также присутствие их в кишечнике личинок.
Говоря о внутрикишечном симбиозе с различными грибками, нельзя не напомнить, что у высших позвоночных и у человека в кишечнике развивается обширная флора бактерий, причем опытами установлено, что для хозяев она совершенно необходима.
У насекомых наблюдается также и внутриклеточный симбиоз с грибками, причем организм насекомого вырабатывает даже особые приспособления для того, чтобы предоставить удобства существования этим сожителям. Обыкновенно грибки помещаются в определенных местах и образуют особые грибные органы, или мицетомы.
Грибные клетки, битком набитые бактериями, чаще всего находятся в так называемом жировом теле насекомых, расположенном в непосредственной близости к кишечнику. Грибки, получая достаточное количество пищи, доставляют хозяину особые, выделяемые ими, вещества - ферменты, которые облегчают переваривание и усвоение пищи, трудно поддающейся переработке. В более редких случаях бактерии выходят из клеток и непосредственно участвуют в переваривании пищи. Насколько такие сожители необходимы насекомым, доказывает их широкое распространение, а также образование сложных грибных органов, определенным образом развивающихся и передающихся по наследству. У некоторых насекомых, - например, у тлей и кокцид, - удалось доказать, что сожительствующие с ними бактерии относятся к группе азотоусвояющих, т. е. способных непосредственно черпать из воздуха азот и строить за его счет белковое вещество. В этом случае сожительство с такими бактериями оказывается особенно важным для насекомых, так как из своей растительной пищи они почерпают очень мало необходимого им азота, а в своих бактериях-сожителях находят для себя готовую азотистую пищу, добывание которой им ничего не стоит: они просто переваривают бактерии по мере. надобности.
Таким образом, симбиоз насекомых с грибками - явление не только широко распространенное, но и получившее очень важное значение в жизни насекомых. Грибки, сожительствующие с насекомыми, не встречаются в природе свободно, лишь немногие из них удалось заставить жить на искусственной среде. С другой стороны, постоянство нахождения бактерий у насекомых, сложность устройства грибных органов и существующие у насекомых сложные приспособления для передачи их из поколения в поколение свидетельствуют о том, что у насекомых эта симбиотическая связь с грибками образовалась в отдаленнейшие времена и развитие ее шло параллельно развитию самой фауны насекомых. В настоящее время сожительство для грибков является уже непременным условием нормального их существования.
Этими примерами симбиоза не исчерпывается, однако, сложная цепь взаимоотношений между высокоорганизованными животными и грибками. Существует обширная категория явлений, дающая нам образцы еще более тесной и постоянной связи между ними, чем все предыдущие примеры, - это явления свечения .
До недавнего времени предполагали, что свечение присуще главным образом животным и редко наблюдается в растительном царстве. Правда, светящиеся бактерии были давно известны, и было описано несколько случаев бактериального свечения животных, вследствие заражения светящимися микроорганизмами (например, свечение комариков-хирономид на озере Иссык-куле и на Аральском море). Но настоящие светящиеся животные, для которых свечение важно в биологическом отношении, всегда считались снабженными специальными светящимися органами, которые выделяют свет, благодаря особым химическим веществам.
Сделанные за последние десятилетия открытия доказали, что если не во всех, то во многих, случаях, когда имеются специальные сложные органы свечения, в них находятся те же грибные органы, мицетомы, какие имеются у насекомых, но приспособленные специально для светящихся бактерий. Такими оказались светящиеся органы жука-светляка, или Иванова червяка; они состоят из клеток, переполненных светящимися бактериями. Среди морских животных особенно яркий свет испускают, так называемые пирозомы , - колониальные животные поверхностных слоев моря из группы оболочников.
У них имеются органы свечения в виде скопления особых клеток над жаберным мешком, и в протоплазме этих клеток, при сильном увеличении под микроскопом, удается открыть нитевидные образования, представляющие собой святящихся бактерий. У глубоководных головоногих моллюсков имеются органы свечения различной сложности: в одних случаях - это простые железы, или мешки, с малым количеством слизи и хо множеством светящихся бактерий, в других - сложные приспособления с прозрачными двояковыпуклыми чечевицами для усиления света и с рефлекторами; но, по существу, свет дается и здесь скоплением клеток, набитых светящимися бактериями.
Теперь уже известно очень много случаев бактериальных органов свечения, и у исследователей создается убеждение, что животному организму настоящее свечение вовсе не свойственно, - оно присуще лишь растительным организмам, соединенным с высшими животными более или менее тесными узами внутриклеточного симбиоза.
Переходя к рассмотрению сожительства между растениями, мы заранее можем сказать, что маловероятно встретить тесный, симбиоз между различными видами зеленых растений, так как основные жизненные потребности всех их одинаковы. Точно так же едва ли можно найти и симбиотическую связь между отдельными грибками. Зато вполне правильно предположение возможности симбиоза между грибами и зелеными растениями, так как грибы обнаруживают те же потребности, что и животные: они требуют готовой белковой, азотистой пищи, поглощают кислород и выделяют углекислоту. Их жизнедеятельность оказывается совершенно противоположной жизнедеятельности зеленых растений, и это позволяет тем и другим вступать в тесный симбиоз.
Рассмотрим важнейшие формы симбиоза зеленых растений с грибами.
Давно уже было замечено, что корни многих зеленых растений оплетены нитями грибов - гифами, которые приходят с ними в самое тесное соприкосновение и иногда оплетают их концы. Эта грибница получила название микоризы и была подробно исследована ботаниками. Оказалось, что она встречается на корнях растений часто, но не всегда и не у всех видов, причем иногда она принадлежит низшим грибам, а в других случаях - даже шляпным грибам, иногда оплетает корни снаружи, иногда же проникает внутрь их.
Не вызывает сомнений, что микориза играет очень важную роль в питании растений, так как при опытах молодые растения, выращенные в почве, совершенно лишенной грибных нитей, обыкновенно погибали. Нити грибов, проникая в корневые клетки, непосредственно перевариваются и высасываются последними. Некоторые растения образуют на корнях особые вздутия, в которые входят грибные нити, причем связь оказывается особенно тесной и важной, так как эти грибы обладают способностью добывать из воздуха азот и превращать его в такие соединения, которые могут усваиваться зелеными растениями.
Впрочем, питание азотистыми веществами происходит еще более усовершенствованным способом при симбиозе зеленых растений с бактериями, обитающими в почве.
Примером наиболее сложного и тесного симбиоза между двумя категориями разнородных растений является сожительство водорослей и грибов, дающее в результате растительные организмы, которые мы называем лишайниками. Эти зеленоватые, желтоватые или серые наросты, образующиеся на камнях, на коре деревьев и на старых постройках, считались до 1867 г. самостоятельным классом растений, причем никому и в голову не приходило сомневаться в том, что каждый лишайник представляет собой цельный и однородный организм. Большой научной заслугой русского ботаника, акад. А. С. Фаминцына и его ученика Баранецкого было открытие, что на самом деле лишайник состоит из двух тесно соединенных, но по существу различных растительных организмов: гриба, образующего ветвистые нити (гифы), и зеленых одноклеточных водорослей (гонидий), которые этими нитями оплетены. Опыты показали, что зеленые водоросли можно выделить из лишайника, и они способны самостоятельно жить и размножаться. Позднее удавалось даже искусственным путем соединять водоросль с грибом и. создавать лишайник.
Резюмируя все, сказанное о симбиозе, можно притти к следующим выводам. Симбиоз - явление, достаточно широко распространенное в природе, но свойственное преимущественно существам, стоящим на невысоких ступенях развития, - он сравнительно редок у позвоночных, и среди последних наблюдается только у рыб. Из двух сожителей обыкновенно один более низко организован и значительно меньше по размерам. При этом можно различать симбиоз индивидуальный, возникающий между двумя особями (рак-отшельник и актиния), и симбиоз групповой - объединяющий одну особь со множеством других (актиния и зооксантеллы, мотыльковое растение и клубеньковые бактерии); наконец, возможен симбиоз общественный, при котором одна особь является сожителем целой общины, как это мы видим в сожительстве мирмекофилов и термитофилов.
Возникновение симбиоза основывается на частоте столкновений между разнородными организмами, - чем чаще последнее происходит, тем более возможно возникновение сожительства в той или иной форме. Вместе с тем, для образования симбиоза необходимо противоречие интересов, - нельзя себе представить сожительства между двумя видами актиний или между двумя зелеными растениями. Зато при предъявлении со стороны обоих участников сожительства требований, диаметрально противоположных, возможно образование такого тесного комплекса, который производит впечатление как бы одного организма, имеющего к тому же некоторые преимущества в борьбе за существование.
Как мы видели, симбиоз достигает различной полноты и сложности, и в развитии его можно различить следующие этапы:
1) простое пространственное сближение, связанное с получением одним из сожителей места жительства и защиты - таковы случаи синойкии, эпойкии и эндойкии;
2) участие сожителя, кроме того, в получении пищи, - случаи комменсализма, сотрапезничества (например, рыба-прилипало или молодые макрели и медуза);
3) получение сожителем пищи, защиты и передвижения - сожительство актиний и раков-отшельников;
4) тесная взаимная связь и зависимость в смысле всего обмена веществ, защиты и перемещения - случаи внутриклеточного и внутритканевого симбиоза;
5) полное слияние в одну индивидуальность, как у лишайников.
Из всего сказанного вполне ясно, что сожительство двух дополняющих друг друга организмов является ценным орудием в борьбе за существование. Оно дает ряд преимуществ и возможностей, не свойственных каждому из них в отдельности; при соединении каждый из участников извлекает какую-нибудь пользу: он оказывается или лучше защищенным, или получает пищу, какой иначе не мог бы добыть, или приобретает способность перемещаться за чужой счет, не затрачивая собственной энергии. В самом деле, рак-отшельник, сажая актинию на занимаемую им раковину, хотя и увеличивает вес своей ноши и лишается некоторого количества добытой пищи, но это компенсируется той мощной защитой, которую доставляют ему жгучие щупальцы актинии, - он получает большие преимущества перед другими отшельниками, не имеющими актиний. Точно так же коротко-надкрылые жуки, ведущие обыкновенно хищнический образ жизни, который требует большой затраты энергии и сил и не всегда дает благоприятные результаты, попадая в муравейник и вырабатывая некоторые простые инстинкты, вроде поколачивания муравьев усиками, приобретают не только надежный кров и защиту, но и даровой, не стоящий никакой затраты сил корм. Ясно, что такие жуки приобретают большие преимущества перед свободно живущими жуками.
Таким образом, явления сожительства, с нашей точки зрения, свидетельствующие как бы о возникновении содружества между сожителями, в действительности служат тому же основному принципу жизни: стремлению одержать верх в борьбе за существование, отстоять свою индивидуальность и обеспечить свое потомство. Именно, выгода симбиоза в борьбе за существование вызывает его постепенное развитие, совершенствование и делает его одним из важных факторов эволюции.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Симбиоз – человек и бактерии: Организм человека тоже входит в эту взаимосвязанную систему. Свидетельством этому является то, как в пищеварительном тракте человека тихо и незаметно трудятся множество полезных бактерий. Эти бактерии способствуют пищеварению, образуют необходимые витамины и отражают атаки врагов. А человек дает им приют и пищу.
Симбиоз – животные, грибы, бактерии: В животном мире подобные содружества тоже не редки. Например, в многокамерном желудке жвачных животных: коров, овец и оленей, присутствуют различные бактерии, грибки и простейшие. Эти микроорганизмы расщепляют клетчатку растительных волокон, чтобы превратить их в питательные вещества. Бактерии участвуют в пищеварении и у некоторых насекомых, которые питаются клетчаткой, это жуки, тараканы, чешуйницы, термиты и осы.
Пример симбиоза – бактерии в почве: Почва тоже полна живыми организмами. В 1 кг здоровой почвы могут жить бактерии (более 500 млрд), грибки (более 1 млрд) и многоклеточные организмы – от насекомых до червей (до 500 млн). Многие организмы занимаются переработкой органических веществ: экскрементов животных, опавших листьев и прочих. Азот, который при этом выделяется, необходим для растений, а углерод, преобразованный ими в углекислый газ, требуется для фотосинтеза.
Симбиоз растений: Горох, соя, люцерна и клевер живут в тесном содружестве с бактериями и позволяют им «инфицировать» корневую систему. На корнях бобовых растений бактерии образуют клубеньки (бактероиды), где они и поселяются. В задачу этих бактероидов входит превращение азота в соединения, чтобы бобовые могли их усваивать. А бактерии от бобовых растений получают необходимое им питание.
Для жизни всех деревьев, кустов и трав крайне необходимы грибки или плесени. Такое взаимодействие под землей помогает растениям впитывать влагу и минералы: фосфор, железо, калий и др. А грибки питаются от растений углеводами, так как не могут сами производить питание себе из-за отсутствия хлорофилла.
Орхидея зависит от грибков в большей степени. Чтобы очень мелкие семена орхидеи в дикой природе могли прорасти, требуется помощь грибков. У взрослых растений орхидеи довольно слабая корневая система, которую тоже поддерживают грибки – они формируют мощную систему питания. В свою очередь, грибки получают от орхидеи витамины и соединения азота. Но орхидея контролирует рост грибков: как только они разрастаются и выходят за пределы корня на стебель, она тормозит их рост с помощью природных фунгицидов.
Симбиоз насекомых и растений: Ещё один пример симбиоза: пчёлы и цветы. Пчела собирает нектар и пыльцу, а цветок нуждается в пыльце других цветов, чтобы размножаться. После того, как произойдёт опыление, в цветке уже нет пищи для насекомых. Как они об этом узнают? У цветов теряется аромат, опадают лепестки или меняется цвет. И насекомые летят в другое место, где ещё есть для них пища.
Содружество муравьёв, растений, насекомых. Для некоторых муравьёв растения предоставляют жилище и пропитание. За это муравьи производят опыление и распространение их семян, доставляют им питательные вещества и защищают растения от травоядных млекопитающих и других насекомых. Муравьи, которые поселяются в шипах акации, спасают её от вредных вьющихся растений, они уничтожают их на своем пути, когда «патрулируют» территорию, а акация угощает их сладким соком.
Другие виды муравьев имеют свои «скотоводческие фермы» по разведению тлей. Тли выделяют сладкую росу, когда муравьи слегка щекочут их усиками. Муравьи пасут тлей, доят их для своего пропитания и защищают. На ночь муравьи загоняют тлей в свое гнездо для их безопасности, а утром выводят пастись на молодые сочные листья. В одном муравейнике могут насчитываться многотысячные «поголовья» тлей.
Муравьи могут выращивать и бабочек некоторых видов, когда они находятся в стадии гусениц. Пример симбиоза муравьёв мирмика и бабочек голубянка ариона. Совершить свой жизненный цикл без этих муравьёв бабочка не может. Находясь в жилище муравьёв в стадии гусеницы, бабочка кормит их сахаристыми выделениями. А превратившись в бабочку, она просто выпархивает из муравейника целая и невредимая.
Примеры симбиоза птиц и животных:
Ушастая сова приносит в свое гнездо с птенцами узкоротую змею. Но змея не трогает птенцов, она исполняет роль живого пылесоса — её пищей в гнезде являются муравьи, мухи, другие насекомые и их личинки. Птенцы, живущие с такой соседкой, быстрее вырастают и более живучи.
А птичка, называемая сенегальской авдоткой, дружит не со змеёй, а с нильским крокодилом. И хотя крокодилы охотятся на птиц, авдотка устраивает своё гнездо около его кладки и крокодил её не трогает, а использует эту птичку в качестве часового. Когда грозит опасность их гнёздам, авдотка сразу подаёт сигнал, и крокодил тут же спешит защищать своё жилище.
В морском рыбьем царстве тоже есть «службы чистоты», в которых трудятся креветки-чистильщики и разноцветные бычки. Они избавляют рыб от наружных бактерий и грибков, удаляют повреждённые и больные ткани, а также приставших ракообразных. Крупных рыб порой обслуживает целая бригада таких чистильщиков.
Симбиоз гриба и водоросли. На стволах деревьев или на камнях, на спинах живых насекомых можно увидеть наросты серого или зелёного цвета, называемые лишайниками. И насчитывается их около 20 тысяч видов. Что собой представляет лишайник? Это не единый организм, как может показаться, это – взаимовыгодное содружество гриба и водоросли.
Что их объединяет? Так как грибы не производят себе пищу, они своими микроскопическими нитями опутывают водоросли и поглощают сахара, которые те производят путём фотосинтеза. А водоросли получают от грибов необходимую влагу, а также защиту от палящего солнца.
Симбиоз водорослей и полипов. Коралловые рифы – это чудо симбиоза водорослей и полипов. Водоросли полностью покрывают полипы, делая их особенно красочными. Водоросли часто весят в 3 раза больше, чем полипы. Поэтому кораллы можно отнести скорее к растительному миру, чем к животному. Путем фотосинтеза водоросли производят органические вещества, из которых 98% они отдают полипам, которые ими питаются и строят рифообразующий известковый скелет.
Для водорослей от этого симбиоза двойная польза. Во-первых, отходы жизнедеятельности полипов: углекислый газ, соединения азота и фосфаты служат им питанием. Во-вторых, прочный известковый скелет защищает их. Так как водорослям необходим солнечный свет, коралловые рифы растут в чистых и освещённых солнцем водах.
Итак, мы поняли, что мутуализм, один из основных видов симбиоза, это широко распространённая форма взаимовыгодного сожительства, когда существование каждого из них зависит от обязательного присутствия партнёра. Хотя каждый из партнёров действует эгоистично, отношения становятся выгодными для них, если получаемая польза выше затрат, требуемых на поддержание этих взаимоотношений.
Миллионы видов живых существ обитают на Земле, и все они имеют какие-то связи между собой. Одни виды зверей поедают другие и сами являются едой для более сильных представителей фауны. Но существует и другая взаимосвязь - симбиоз, примеры которой встречаются повсеместно. В переводе с греческого этот термин означает "жить вместе". Удивительно, но к "сотрудничеству" такого рода склонны и некоторые растения.
Одним из видов симбиоза является мутуализм, что значит "взаимность". При этом виде сожительства оба участника жизненно необходимы друг другу.
Симбиоз, примеры
Начнем с нас самих - людей. Казалось бы, бактерии - враги человека, однако без некоторых их видов мы не можем нормально жить и существовать. В нашем кишечнике обитают бифидо- и лактобактерии, которые своим количеством вытесняют болезнетворные организмы, попадающие извне. А питаются они за счет содержимого пищеварительного тракта, вот так и получается взаимное сотрудничество.
Синегальская авдотка (птичка) смогла наладить дружбу с крокодилом! Она вьет гнездо и откладывает яйца недалеко от места с яйцами аллигатора. В случае опасности птица своим криком зовет гиганта, а тот сразу же бросается на защиту своей кладки и гнезда авдотки.
Существует и растительный симбиоз, примеры которого - грибы с деревьями, а также насекомые с цветковыми растениями. Подосиновики, подберезовики получают от деревьев питательные вещества, отдавая взамен минералы и воду. А птицы, питаясь нектаром цветов, переносят на своих клювах пыльцу и таким образом помогают растениям размножаться.
Мутуализм, примеры
В кишечнике термитов обитают жгутиковые простейшие, которые переваривают клетчатку в сахар. У термитов нет ферментов для этой функции, и без своих партнеров они могут погибнуть от голода. А жгутиковые в кишечнике живут и размножаются в благоприятных для себя условиях.
Удивительная форма существования - симбиоз, примеры его можно увидеть, внимательно присмотревшись к окружающему миру. А начать можно с себя.
Симбиоз, или взаимовыгодное сожительство двух или более организмов, известен уже давно. Но это никак не отменяет того факта, что многие нюансы данного явления до сих пор не изучены или изучены слабо.
Впервые это удивительнейшее природное явление обнаружил швейцарский ученый Швенденер в 1877 году. В то время он как раз исследовал лишайники. К его глубочайшему изумлению оказалось, что эти организмы являются составными, образованными колониями грибов и одноклеточных простых водорослей. Сам термин «симбиоз» в научной литературе появился несколько позднее. Точнее, его предложил в 1879 году де Пари.
С самим понятием люди разобрались сравнительно быстро, но зато остался вопрос с трофикой. Чем вообще питаются некоторые виды симбиотических организмов? В случае с теми же лишайниками было понятно, что водоросли живут за счет фотосинтеза, но вот откуда получает питательные вещества грибной компонент? Если вы тоже не знаете ответа на этот вопрос, предлагаем прочесть нашу статью.
Общие сведения
Современные ученые выяснили, что симбионты - это организмы, которые питаются (чаще всего) тем же, что потребляет доминирующий организм. Впрочем, это очень грубое и не слишком корректное определение, а потому следует описать несколько наиболее интересных случаев подробнее.
Вы наверняка сможете привести несколько примеров самостоятельно. Так, полезные бактерии для человека в большом количестве имеются в ацидофильных йогуртах. Люди дают этим простейшим прекрасную среду обитания, а бактерии обеспечивают идеальное функционирование нашего желудочно-кишечного тракта.
К слову, этим воспользовался небезызвестный Кутушов. Симбионты, культуры которых он продает, обеспечивают значительное улучшение функционирования ЖКТ даже у пожилых людей, у которых с этим зачастую наблюдаются большие проблемы.
Водоросли как главные симбионты
Биологи давно выяснили, что без участия водорослей не обходится ни одна симбиотическая пара организмов. Причем речь идет не только о водных, но и о сугубо сухопутных организмах. Они умудряются вступать во взаимовыгодные отношения как друг с другом, так и с бактериями, грибами, Следует знать, что перечень водорослей, которые способны к симбиозу, довольно ограничен.
Так, взаимовыгодные отношения с грибами способны устанавливать представители максимум пяти-семи родов, причем исторически сложилось так, что к симбионтам относятся следующие: носток (Nostoc), глеокапса (Gloeocapsa), сцитонема (Scytonema) и стигонема (Stigonema).
О водорослях и ленивцах
Многие знают, что в далекой сельве Амазонки живет примечательнейшее во всех отношения животное. Прославилось оно своей медлительностью и неторопливостью. Разумеется, мы говорим о ленивцах. Вот только далеко не все знают о том, что окрас этих животных (грязно-зеленый, бурый) появляется не в результате естественной пигментации шерстного покрова, а благодаря симбиотическим водорослям.
Они живут прямо в шерсти ленивцев и питаются за счет обычного фотосинтеза. Ленивец благодаря им получает превосходную маскировочную окраску. Честно говоря, ученые так и не смогли прийти к единогласному выводу о том, что такое сосуществование дает самим водорослям. В указанном случае симбионты - это организмы, которые питаются за счет веществ, произведенных ими же самими в
Необычные формы взаимоотношений водорослей с прочими организмами
Лишайники и ленивцы - пример долгосрочных стабильных отношений между двумя формами жизни. Но далеко не всегда симбионты-бактерии и водоросли образуют с другими организмами столь прочные и длительные союзы. Так, они нередко просто селятся на поверхности Конечно, о полноценном симбиозе в этом случае речи не идет. Такое явление называется эпифитированием. Мельчайшая пленка из простейших водорослей часто покрывает не только раковины моллюсков, но и поверхность тела некоторых водоплавающих птиц и морских животных. Так, водоросли-эпифиты в больших количествах селятся даже на гигантских китах.
Ученые до сих пор не могут договориться о том, с какой точки зрения следует рассматривать взаимоотношения между эпифитом и многоклеточным организмом. Некоторые считают, что данное явление лучше принимать как примитивную, первичную версию симбиотических отношений.
Справедливости ради, согласиться с такой точкой зрения сложно. Эпифиты и впрямь не наносят прямого вреда организмам, на поверхности которых они селятся, вот только и пользы (видимой во всяком случае) от них также не наблюдается.
Вред от эпифитов
Но! Явление эпифитизма изучено очень и очень плохо. Вполне возможно, что эти отношения на самом деле приносят пользу не только водорослям, но и многоклеточным организмам. Загадка все еще ждет своего исследователя. А чем питаются симбионты, если обитают внутри клетки высшего животного или растения?
Внутриклеточные симбионты
Не так уж и редко симбионты могут жить внутри клеток своего «хозяина». Если говорить о тех же водорослях, то их называют эндофитами. Они образуют эндосимбиозы, которые уже намного сложнее вышеописанных явлений. Между партнерами в этом случае уже образуются тесные, прочные и долговременные связи. Их главное отличие заключается в том, что выявляются такие симбионты-простейшие только в результате достаточно подробных и сложных цитологических исследований.
Важно! Ученые сравнительно давно доказали, что важнейшие клеточные органоиды - митохондрии у животных и хлоропласты у растений - образовались в незапамятные времена именно благодаря симбиотическим отношениям. Когда-то они были самостоятельными организмами.
В какой-то момент эти внутриклеточные симбионты перешли к полностью «оседлому» существованию внутри живой клетки, а затем и вовсе стали зависимыми от нее, передав управление своим геномом в ее ядро (частично). Так что можно смело заявлять о том, что все ныне известные формы жизни, которые стремятся к взаимовыгодному существованию, имеют все шансы когда-то стать единым целым с теми организмами, с которыми у них сегодня существуют партнерские отношения.
Как симбионты проникают внутрь клетки?
Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник - азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.
Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.
Таким образом, симбионты - это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.
Чем выгодно такое сосуществование?
Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.
Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами
Термиты и внутриклеточные симбионты
Сравнительно долгое время все ученые пребывали в недоумении, размышляя о процессах пищеварения термитов. Как этому биологическому виду удается процветать, питаясь одной только древесиной? Сравнительно недавно было все же выяснено, что за непосредственную переработку древесной целлюлозы отвечают мельчайшие симбионты-бактерии, являющиеся симбионтами простейших, которые обитают в кишечнике самих термитов. Такая вот сложная, но весьма действенная схема.
Вот только исследователи все равно не понимали, откуда насекомые берут достаточное количество энергии: как-никак, целлюлоза в любом случае не отличается особой питательностью. Кроме того, им требуется огромное количество азота. Такого объема в переваренной древесине деревьев нет просто по определению. Недавно ученые из Японии пришли к феноменальному результату, который ими был получен при тщательном изучении генома симбионтов жгутиконосцев, живущих в ЖКТ термитов.
Что же оказалось в их геноме?
Там много интересного. В частности, ученые смогли обнаружить не только те гены, которые отвечают за выработку фермента для разрушения целлюлозы, но и те, которые ответственны за азотфиксацию. Последняя представляет собой сложнейший процесс связывания атмосферного азота с образованием тех его форм, которые могут быть усвоены растительным или животным организмом. Это чрезвычайно важно, так как полученный таким способом азот используется термитами и их жгутиконосцами для синтеза белка.
Проще говоря, в рассмотренном случае симбионты - это организмы, которые питаются древесиной, потребляемой термитами. Симбионты симбионтов жгутиконосцев) отвечают за фиксацию азота, без которого не сможет жить ни сам термит, ни его «постояльцы».
Бобовые растения и симбионты
Раз уж мы вспомнили об азотфиксирующих бактериях, никак нельзя не сказать о бобовых растениях. Они, как помнит всякий, кто изучал ботанику, отличаются поразительно высоким содержанием растительного белка. Это обстоятельство также с давних пор чрезвычайно удивляло ученых. Бобы умудрялись образовывать достаточное количество протеина даже в тех условиях, когда в почве практически не было азота!
Оказалось, что его поступление обеспечивали организмы симбионты. Да-да, это были все те же азотфиксирующие бактерии, удобно проживающие в клубеньках на корнях всех бобовых растений. Они извлекают драгоценный азот из воздуха, переводя его в хорошо усвояемую форму.
Коммерческое использование симбионтов
Неудивительно, что медики с давних пор культивируют полезные бактерии для человека. Сперва это происходило в виде производства йогуртов и других молочнокислых продуктов, но сегодня исследования вышли на совершенно новый уровень.
Особенно известными на сегодняшний день стали симбионты Кутушова. Что это такое? В настоящее время под этой товарной маркой продаются культуры кисломолочных организмов, которые улучшают процессы пищеварения.
Все симбионты Кутушова (точнее, их культуры) основаны исключительно на древних монгольских рецептах блюд из кисломолочных продуктов. Так что они действительно способны улучшить ваше общее самочувствие и даже внешний вид.
Разработал их ученый Кутушов. Симбионты в культурах тщательно подобраны, они обеспечивают организм человека ценными аминокислотами и микроэлементами. Именно за счет этого и достигается положительный эффект.