БиологияБотаника

Мутуализм в биологии

Мутуализм описывает экологическое взаимодействие между двумя или более видами, при котором каждый вид имеет чистую выгоду

Мутуализм описывает экологическое взаимодействие между двумя или более видами, при котором каждый вид имеет чистую выгоду. Мутуализм — это распространенный тип экологического взаимодействия. Яркие примеры включают цветковые растения, опыляемые животными, растения, распространяемые животными, и кораллы с зооксантеллами, среди многих других.

Мутуализм можно противопоставить межвидовой конкуренции, в которой каждый вид испытывает снижение приспособленности и эксплуатации или паразитизма, при котором один вид получает выгоду за «счет» другого.

Термин «мутуализм» был введен Пьером-Жозефом ван Бенеденом в его книге 1876 года для обозначения «взаимопомощи между видами».

Мутуализм часто смешивают с двумя другими типами экологических явлений: сотрудничеством и симбиозом. Кооперация чаще всего относится к повышению приспособленности посредством внутривидовых взаимодействий, хотя она использовалась (особенно в прошлом) для обозначения мутуалистических взаимодействий, а иногда и для обозначения мутуалистических взаимодействий, которые не являются обязательными.

Симбиоз включает в себя два вида, живущих в тесном физическом контакте в течение длительного периода своего существования, и может быть мутуалистическим, паразитическим или комменсальным, поэтому симбиотические отношения не всегда мутуалистичны, а мутуалистические взаимодействия не всегда симбиотичны. Несмотря на различное определение мутуалистических взаимодействий и симбиоза, мутуалистические взаимодействия и симбиоз в основном использовались взаимозаменяемо в прошлом, и путаница в их использовании сохраняется.

Мутуализм играет ключевую роль в экологии и эволюции. Например, мутуалистические взаимодействия жизненно важны для функционирования наземных экосистем, поскольку около 80% наземных видов растений полагаются на микоризные отношения с грибами, чтобы обеспечить их неорганическими соединениями и микроэлементами.

В качестве другого примера, оценка деревьев тропических лесов с взаимным распределением семян с животными колеблется в пределах 70–90%. Вдобавок считается, что мутуализм стимулировал эволюцию большей части наблюдаемого нами биологического разнообразия, например цветочных форм (важных для мутуализма опыления) и совместной эволюции между группами видов.

Мутуализм также был связан с крупными эволюционными событиями, такими как эволюция эукариотической клетки (cимбиогенез) или заселение земли растениями в ассоциации с микоризными грибами.

Несмотря на важность мутуализма как в эволюции, так и в экологии, некоторые авторы утверждали, что мутуализм менее изучен, чем другие межвидовые взаимодействия, такие как хищничество или паразитизм, с главным аргументом в том, что учебники по экологии и биологии в меньшей степени склоняются к мутуализму.  Другие авторы утверждали, что это не так при рассмотрении первичной исследовательской литературы.

Типы мутуализма

Ресурс-ресурсные отношения

Взаимные отношения можно рассматривать как форму «биологического обмена» в микоризных ассоциациях между корнями растений и грибами, при которых растение предоставляет грибу углеводы в обмен на прежде всего фосфаты, но также и азотистые соединения.

Другие примеры включают бактерии ризобии, которые связывают азот бобовых растений (семейство Fabaceae) в обмен на энергосодержащие углеводы.

Сервисно-ресурсные отношения

Отношения между сервисом и ресурсом — обычное дело. Три важных типа — это опыление, чистящий симбиоз и зоохория. При опылении растение обменивает пищевые ресурсы в виде нектара или пыльцы для распространения пыльцы.

Фагофилы питаются эктопаразитами (ресурсом), тем самым обеспечивая защиту от вредителей, например, при очистке симбиоза. Elacatinus и Gobiosoma, род бычков, во время чистки питаются эктопаразитами своих клиентов.

Зоохория — это распространение семян растений животными. Это похоже на опыление в том смысле, что растение производит пищевые ресурсы (например, мясистые плоды, переизбыток семян) для животных, которые распространяют семена (услуга).

Другой тип — это защита от тлей от муравьев, при которой тля продает богатую сахаром падь (побочный продукт их способа питания соком растений) в обмен на защиту от хищников, таких как божьи коровки.

Сервисно-сервисные отношения

Строгое взаимодействие «сервис-сервис» встречается очень редко по причинам, которые далеко не ясны. Одним из примеров является связь между морскими анемонами и анемоновыми рыбами в семействе Pomacentridae: анемоны обеспечивают рыбам защиту от хищников (которые не могут переносить укусы щупалец анемона), а рыбы защищают анемоны от бабочек (семейство Chaetodontidae), которые едят анемонов.

Однако, как и у многих мутуализмов, у него есть более чем один аспект: в мутуализме анемон-анемон отходы аммиака из рыбы питают симбиотические водоросли, которые находятся в щупальцах анемона. Таким образом, то, что кажется сервис-сервисным мутуализмом, на самом деле имеет компонент сервис-ресурс.

Второй пример — это отношения между некоторыми муравьями рода Pseudomyrmex и деревьями рода Acacia, такими как свистящая колючка и акация. Муравьи гнездятся внутри колючек растения. В обмен на укрытие муравьи защищают акации от нападения травоядных (которых они часто едят, внося ресурсный компонент в эти отношения «сервис-сервис») и конкуренции со стороны других растений, обрезая растительность, которая затеняла бы акацию.

Показать больше
Подписаться
Уведомление о
0 Комментарий
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Back to top button