Что такое мутуализм примеры
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.
Мутуализм
Мутуали́зм (англ. mutual — взаимный) — широко распространённая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным условием существования каждого из них. Более общим понятием является симбиоз, который представляет собой сосуществование различных биологических видов. Но в отличие от мутуализма, симбиоз может быть и не выгоден одному из партнёров, например, в случае паразитизма.
Преимущества, которые получает организм, вступающий в мутуалистические отношения, могут быть различны. Часто по крайней мере один из партнёров использует другого в качестве пищи, тогда как второй получает защиту от врагов или благоприятные для роста и размножения условия. В других случаях вид, выигрывающий в пище, освобождает партнёра от паразитов, опыляет растения или распространяет семена. Каждый из участников мутуалистической пары действует эгоистично, и выгодные отношения возникают лишь потому, что получаемая польза перевешивает затраты, требуемые на поддержание взаимоотношений.
Взаимовыгодные связи могут формироваться на основе поведенческих реакций, например, как у птиц, совмещающих собственное питание с распространением семян. Иногда виды-мутуалисты вступают в тесное физическое взаимодействие, как при образовании микоризы (грибокорня) между грибами и растениями.
Тесный контакт видов при мутуализме вызывает их совместную эволюцию. Характерным примером служат взаимные приспособления, которые сформировались у цветковых растений и их опылителей. Часто виды-мутуалисты совместно расселяются.
Примеры
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. Затем рыба-клоун воспроизводит этот 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 «своей» актинии. Самцы прогоняют от неё самцов, самки — самок. Территориальное поведение, видимо, стало причиной контрастной окраски.
Мутуализм может быть «жёстким» или «мягким». В первом случае сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнёров (они связаны отношениями коадаптации), во втором отношения более или менее факультативны (это называется протокооперацией).
Также
Иногда мутуализмом называют политэкономическую теорию Прудона, [1] однако традиционно его теорию принято называть мютюэлизмом. [2]
Взаимоотношения между организмами
Форма взаимовыгодного облигатного симбиоза. Примером мутуализма могут послужить взаимоотношения между рыбой-клоуном и актинией. Рыба-клоун спасается от врагов среди щупалец актинии, проводит там санитарную обработку: она удаляет из актинии непереваренные остатки пищи, вентилирует воду.
Примером таких взаимоотношений может послужить «квартиранство», при котором один из организмов использует другой как жилище: в мантийную полость двустворчатых моллюсков откладывают икринки рыбы-горчаки, благодаря чему развивающиеся икринки надежно защищены раковиной моллюска, но не приносят ни вреда, ни пользы самому моллюску.
Также примером является и «нахлебничество». Под этот термин подпадают отношения между акулой и рыбой-прилипалой. Рыба-прилипала (комменсал) прикрепляется к акуле, преодолевает большие расстояния и питается остатками пищи, расплывающимися в стороны после трапезы акулы.
Паразитизм также является способом симбиоза. При этой форме отношений один организм (паразит) использует другой (хозяина) в качестве источника питания (и среды обитания), при этом частично/полностью возлагая на него регуляцию своих отношений с внешней средой.
Паразитизм бывает облигатный, в случае если паразит не может жить без хозяина, к примеру, у вирусов. Может быть факультативный, если паразит способен существовать без хозяина: комары, блохи, вши, паразитические черви.
В современной экологии в понятие хищничества вкладывается форма взаимоотношения, при которой один организм питается органами и тканями другого, при этом между двумя организмами отсутствуют симбиотические связи. То есть они никак не зависят друг от друга.
Иногда понятие хищничества обобщается, и в него включают плотоядных, растительноядных, всеядных животных и паразитов.
При этой форме взаимоотношений виды не оказывают друг на друга практически никакого влияния. Они редко встречаются из-за разности типов питания, экологических ниш.
При аменсализме один вид подавляет другой без извлечения выгоды для себя и без обратного отрицательного влияния с подавляемой стороны. Примерами аменсализма являются высокие широкие кроны взрослых деревьев, которые практически не пропускают свет в подлесок и тем самым угнеют рост молодых растений, мхов.
Аллелопатией называют подавление одного вида организмов другим (и обратное воздействие) вследствие выделения токсичных веществ. Часто встречается у микроорганизмов, грибов.
Примером может считаться выделение антибиотиков двумя близкорасположенными бактериями. В этом случае антибиотик каждой бактерии будет замедлять рост и развитие другой, может приводить к гибели.
Если у особей, принадлежащих к двум разным видам (или к одному), сходный образ жизни, кормовая база, занимаемая ими экологическая ниша, ограниченные возможности для полового размножения: между ними возникает конкуренция.
Особенно часто возникает конкуренция между особями одного вида, ведь их потребности совершенно одинаковы. Недаром самым ожесточенным вариантом борьбы за существование считается внутривидовая борьба.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Мутуализм – определение и примеры
Определение взаимности
Мутуализмы определяются как взаимодействия между организмами двух разных вид в котором каждый организм выгоды от взаимодействия в некотором роде. Эти типы взаимодействия являются общими и повсеместными во всех экосистемах, и ученые все больше осознают важную роль, которую они играют в экология.
Взаимоотношения могут включать либо обмен ресурсами, такими как жилье, еда и другие питательные вещества, либо они могут включать обмен услугами, такими как защита, транспортировка или здравоохранение.
Иногда взаимности являются симбиотическими отношениями. В таких случаях два вида живут в непосредственной близости друг от друга на протяжении части или всей своей жизни; однако не все симбиотические отношения являются взаимными.
Если взаимность жизненно необходима для роста, выживания или размножения организма, она обязательна; это имеет место во многих симбиозах. Если мутуализм приносит пользу организму, но организм не настолько зависит от мутуализма, что он не может выжить без него, это называется факультативным мутуализмом.
Мутуализм также может быть видоспецифичным или диффузным. В определенных взаимодействиях каждый вид имеет только взаимный характер взаимодействия друг с другом, тогда как диффузные взаимодействия включают множественные взаимодействия между многими различными видами.
Концепция взаимности в отличие от межвидовой соревнование Это происходит, когда организмы разных видов конкурируют за ресурсы, что приводит к снижению пригодности для одного из отдельных лиц или групп населения, в то время как другие получают выгоду.
Примеры взаимности
Очистка Мутуализм
Мурализм, при котором один из партнеров-мутуалистов удаляет паразитов, а также мертвых или больных кожа от другого, взамен получая постоянный запас еды, называется чистым взаимностью.
Одним из наиболее заметных очистительных механизмов является связь между род губрасовой рыбы Labroides и их многочисленных «клиентов». Губан – маленькая рыбка с яркими линиями яркой окраски вдоль тела. Они проживают в районах тропических рифов, которые называются «очистительными станциями», рекламируя свои услуги, выполняя «танцы» (они делают быстрые движения вверх и вниз, волнистые тела в воде).
В течение жизни многие виды рыб заражаются эктопаразитами, которые нерестятся в открытой воде и прикрепляются к коже и другим железам рыбы, чтобы питаться хозяином. кровь ; эти паразиты в основном доброкачественные и, вероятно, просто вызывают раздражение. Тем не менее, они также представляют риск для рыбы через передачу болезни. Чтобы избавиться от паразитов, рыбы посещают станции очистки и позволяют губанам перемещаться вверх и вниз по своим телам (даже внутри рта), разыскивая и поедая эктопаразитов. Хотя более чистая рыба подвергается очевидной опасности, плавая так близко к более крупным хищникам, польза от услуг по уборке для клиента перевешивает выгоду от употребления чистящего средства, и уборщикам почти никогда не причиняется вред; у самой чистой рыбы даже есть клиентура постоянных клиентов!
На изображении выше показан более чистый губан (Labroides Phthirophagus), разыскивающий паразитов на теле рыбы с белыми пятнами (Arothron hispidus).
Наземные примеры чистящих мутуализмов можно увидеть у нескольких видов. У капибары (Hydrochoerus hydrochaeris), крупных грызунов, родом из Бразилии, есть клещи, слепни и другие паразиты, удаленные целым рядом различных птиц, например, блестящая корова (Molothrus Bonariensis), желтоголовая таракара (Milvago chimachima) и плетеный Джакана (Jacana Jacana). Птица с красными клювами (Buphagus erythrorhynchus) питается клещами многих видов крупных млекопитающих, таких как крупный рогатый скот, олени и носороги. Помимо получения выгоды от удаления паразитов, красноклювый бык предупреждает своего хозяина об опасности, летая высоко в небе и издавая громкие звуки.
Взаимные чистящие средства – это, как правило, размытые отношения, поскольку взаимодействия не являются полностью специфичными для каждого вида, при этом многие разные уборщики специализируются на одном клиенте, или многие клиенты пользуются услугами одного вида уборщиков.
опыление
Почти все службы опыления включают в себя взаимный подход, который развивался в течение миллионов лет. Этот вид взаимного взаимодействия включает ресурс для взаимодействия служб. Пчелы, птицы, мотыльки, бабочки и другие опылители посещают цветы, потому что они содержат нектар, сладкий источник пищи, который выделяется цветком.
Как только опылитель прибывает в растение, он должен вступить в контакт с цветком, чтобы получить нектар. Во время этого контакта Цветочная пыльца зерна прилипают к телу и ногам опылителя. Затем опылитель улетает на корм со следующего растения, забирая с собой пыльцу. Последующие посещения других растений обеспечивают распространение пыльцы с первого растения.
Многие виды опылителей имеют узкоспециализированные отношения с растением-хозяином. Растения развивали специфическую морфологию, чтобы гарантировать, что пыльца передается только другим членам ее вида; это называется синдромом опыления. Опылители, в свою очередь, должны адаптироваться к этому синдрому опыления, процессу, который еще больше стимулирует изменения в морфологии и диверсификации видов. Часто это включает в себя эволюцию очень длинных, тонких трубок, которые удерживают нектар, что приводит к эволюции опылителей с длинными языками или клювами, чтобы можно было получить доступ к хранилищу нектара. Тем не менее, пыльцевые синдромы можно увидеть во всех цветах, так как их яркая окраска является развитой чертой, предназначенной для привлечения определенных опылителей.
репродукция
Пример узкоспециализированного облигатного мутуализма симбиоз является ли взаимодействие между фиговой осой и фиговыми деревьями; жизненные циклы обоих зависят от другого. Оса королевского инжира попадает в инжир (внутри находится гроздь цветов и семян) через отверстие в основании инжира, называемое косточкой, теряя при этом крылья и усики. Оказавшись внутри фиги, оса откладывает яйца и одновременно откладывает пыльцу, которую она несла с другой фиги; при этом она оплодотворяет яичники инжира.
Как только она откладывает яйца, королева умирает, и ее тело переваривается, обеспечивая питание для фиг. Как только яйца выводятся, самцы и самки спариваются друг с другом. Самки начинают собирать пыльцу, а самцы начинают копаться в мякоти инжира наружу, создавая выход для самок. Самки покидают инжир и едут к другому дереву, неся с собой пыльцу, которая снова начинает цикл размножения как инжира, так и фиговой осы.
викторина
1. Отношения между красноклювыми быками и скотом:A. Вид конкретныхB. РазмытыйC. обязятельныD. паразитический
Ответ на вопрос № 1
В верно. Отношения размыты. У воловодов с красными купюрами есть взаимоусиливающие свойства со многими видами млекопитающих; они не специализированы для одного вида.
2. Какой ресурс задействован в очистке мутуализмов?A. Защита от хищниковB. Поставка продуктов питанияC. Удаление паразитовD. Все вышеперечисленное
Ответ на вопрос № 2
В верно. Очистительные мускулы обеспечивают уборщику постоянную подачу пищи, обеспечивая при этом защиту от хищников и удаление паразитов клиенту.
3. Какое из следующих утверждений верно? В облигатном взаимности __________________________.A. Один из партнеров выигрывает, а другой нетB. Оба партнера выигрывают лишь иногдаC. Мутуализм необходим для выживания одного или обоих партнеровD. Мутуализм не нужен для выживания
Ответ на вопрос № 3
С верно. Обязательные взаимные действия необходимы для выживания одного или обоих партнеров по взаимному сотрудничеству. Это видно в случае с фигой и фиговой осой.
Мутуализмом называют взаимодействия между парами видов, приносящие обоюдную пользу, т. е. в популяции каждого из этих видов (мутуалистов) особи растут и (или) выживают и (или) размножаются с большим успехом в присутствии особей другого вида. Преимущества могут быть разные. Чаще всего они заключаются в том, что по крайней мере один из партнеров использует другого в качестве пищевого ресурса, тогда как другой получает защиту от врагов или благоприятные для роста и размножения условия. В других случаях вид, выигрывающий в пище, освобождает партнера от паразитов (например, рыбы-чистильщики), опыляет растения или распространяет семена. Несмотря на преимущества, получаемые каждым из партнеров, при рассмотрении мутуализма важно помнить, что речь отнюдь не идет о дружеской взаимопомощи. Каждый партнер, по существу, действует «эгоистично» и выгодные отношения возникают просто потому, что получаемая им польза перевешивает требуемые затраты. Подробный обзор проблемы можно найти в литературе.
В ранних работах по экологии мутуализм обычно недооценивали или вообще упускали из виду. Тем не менее, это явление распространено очень широко. От него зависит образование значительной доли биомассы планеты — например, доминантами лугов и лесов (корни растений тесно связаны с грибами — микориза), а также корралами (в полипах находятся одноклеточные водоросли). Большинство растений имеет микоризу; многие цветковые растения связаны с насекомыми-опылителями, наконец, кишечник у очень большого числа животных населен мутуалистическим сообществом микроорганизмов.
Мутуализм очень мало изучался с помощью математического моделирования, широко применяемого при анализе конкуренции, взаимодействий хищник—жертва и паразит—хозяин, хотя некоторые достижения здесь все же имеются. Действительно, при исследованиях экологии мутуализма больше внимания уделялось вопросам общебиологическим (физиологии, морфологии, поведению), а не динамике популяций. В структуре этой главы такой уклон нашел свое отражение.
Сначала рассматривается ряд примеров мутуалистических связей между особями разных видов, начинающийся факультативным мутуализмом (каждый партнер или симбионт получает пользу от другого, но не зависит от него), продолжающийся взаимодействиями, облигатными для одного, но факультативными для другого партнера, и наконец, завершающийся отношениями, облигатными для обоих. Затем обсуждаются примеры, в которых один вид населяет поверхность или полость тела другого, а также случаи, когда один партнер (эндобионт) обитает внутри клеток другого, причем оба организма тесно связаны физиологически. В конце главы анализируется мнение, согласно которому эволюция мутуалистических отношений между организмами определяла основные этапы эволюции высших животных и растений. Кроме того, делаются попытки сравнить экологию паразитов и мутуалистов.
Примеры мутуализма, включающего поведенческие взаимосвязи
Классификация преимуществ, получаемых партнерами при различных видах мутуализма, требующих сложных ловеденческих связей, — непростая задача. Их разнообразие иллюстрируют следующие примеры.
Креветки и бычки
Креветки рода Alphaeus выкапывают норы, которые бычки Cryptocentrus используют как убежища в среде, где иначе трудно укрыться от врагов. Креветка почти ничего, не видит и, когда попадает нору, с помощью своих антенн постоянно поддерживает контакт с рыбой, получая таким образом предупреждения q любых изменениях обстановки. Бычок пользуется местообитанием с донными осадками, содержащими обильный корм, а креветка — зрительной системой партнера, позволяющей ей, не подвергаясь опасности, на короткое время покидать нору и питаться снаружи от нее.
Рыба-клоун и актиния
Бигон М., Харпер Дж., Таунсенд К. Экология. Особи, популяции и сообщества: В 2-х т. Т. 1.: Пер. с англ.—М.: Мир, 1989.—667 с.