Mutualismul - Myrkin B

8.6. mutualism

Mutualismul este o formă de interacțiune între organisme, în care partenerii beneficiază.

Relațiile reciproce sunt asociate cu organisme care nu concurează pentru resurse. Mutualism implică diverse forme de cooperare - de la obligatorii (simetrice sau asimetrice), încălcarea care a ucis unul sau ambii partener cooperant la opțional, care ajută partenerii să supraviețuiască, dar nu este obligatorie pentru ei (așa nazyvaemayaprotokooperatsiya). Să analizăm principalele variante ale mutualismului.







Ciupercile care nu sunt capabile de fotosinteză provin din rădăcinile substanțelor organice ale plantelor, iar în plante datorită firelor de ciuperci ramificate, în sute și mii de ori crește suprafața de aspirație a rădăcinilor. În plus, unele ciuperci mycorrhizal nu absoarbe pur și simplu substanțe nutritive din soluția de sol, ci și ele se descompun și distrug substanțe complexe la cele mai simple. În plus, ciupercile mycorrhizal, antibiotice secretoare, protejează rădăcinile plantelor de agenții patogeni.

Mycorrhizasurile din plantele erbacee, de regulă, nu sunt specifice speciei (de exemplu, o specie de ciupercă poate forma miocorză în diferite plante), iar în cazul plantelor arborice, acestea sunt specifice speciei. Astfel, corpurile fetale ale unui podereozovik, un rapel, un vas de unt sau o roșcată se formează datorită producției de fotosinteză a speciei de copac corespunzătoare.

Plante și microorganisme; agenți de fixare a azotului. Există două forme posibile de astfel de mutualism: obligatoriu reciprocitate și funcționarea protocolului. In primul caz, microorganismele care trăiesc în rădăcinile plantelor (leguminoase, cătină, anin si altele) azotul de fixare, determinând formarea de noduli. Procesul de legare a azotului atmosferic cu fixatori de azot obligatoriu se numește fixarea simbiotică a azotului. Când protocooperation organisme fixatoare de azot populează rădăcinile adiacente porțiunii de sol (rizosfera) și metabolizează materia organică, care sunt în cultivator rădăcini fluide alocate permanent. Această fixare a azotului se numește asociativă. În general, fixarea asociativă a azotului predomină în ecosistemele naturale, simbiotice - în agroecosisteme.

microorganisme simbiotice pot trăi și frunze de exemplu - feriga Azolla apa, frecventa la tropice. Asociat cu Azolla cyanobacterium Anaba capabil să stabilească un an până la 1.000 kg / ha de azot (care este sigur înregistrare demn Guinness). Pentru comparație, inocularea trifoiului în zona centrală capabilă an fix la 200 kg / ha de azot și lucerna în zonele calde cu perioada alungita câmp și irigare - până la 700 kg / ha (de altfel, doza optimă de îngrășăminte cu azot în diferite medii și pentru culturi diferite variază în intervalul 50 # 8209; 200 kg / ha, în prezent, în Rusia, în sol medie este adus la 10 kg / ha azot îngrășământ substanță activă).

Furnizarea de substraturi noi ("moarte") cu azot este o condiție necesară pentru supraaglomerarea lor. În zone cu climă caldă azotul se acumulează în substrat, ca rezultat al fixării azotului simbiotică: Verificați fluxurile de lavă, pionierii de depozit râu aluviuni, alunecări de teren de munte sunt leguminoase (în special tip comun de lupin). In climatele reci, azotul este furnizat ca rezultat al fixării azotului asociativ, noi substraturi sunt năpădit ierburi și rogozuri. În cele mai severe condiții ale pionierilor de Nord sunt cianobacterii, care au capacitatea unica si fotosinteza si fixarea azotului.

Cu toate acestea, ecologiștii biologice de fixare de azot au așteptări mari, aceasta ar trebui să înlocuiască în mare măsură industria de fixare a azotului de om, în care producția de îngrășăminte cu azot mineral consumă multă energie. În plus, murdar al mediului nu este numai producția de îngrășăminte, dar, de asemenea, pentru a le folosi: atunci când face îngrășăminte cu azot la câmpurile de până la 50% din spălate în mediul înconjurător, determinând poluarea acestora (în principal, eutrofizarea ecosistemelor acvatice, a se vedea 12.7.).

Plante și insecte # 8209; polenizatoare. Insectele care transportă polenul se hrănesc cu nectar sau polen. Sunt remarcate cazuri de participare a insectelor la polenizarea chiar a unor astfel de plante tipice de vânt poluate ca cereale. Insectele # 8209; polenizatoarele transferă polenul de la o floare la alta pe distanțe lungi decât vântul. Dacă polenul copac în timp în timp ce suprafața ryltsevaya păstrează capacitatea de a percepe, poate fi mișcat de vânt nu este mai mare de 70 m (y iarbă - mai mică de 10 m), apoi în timpul că bondarii timp transportă polenul la o distanță de 3 km. Raza de transfer a polenului de către albine este de obicei limitată la 1 km.

Există două direcții principale de dezvoltare a plantelor și insectelor mutualism: specializare îngustă și largă (de exemplu, în direcția de mutualism și protocooperation obligatorii). În cazul în care evoluția specializării conduce la o limitare a numărului de polenizatori: există o complicație a structurii floare (cum ar fi fasole sau Labiatae), în așa fel încât nectarul este disponibil numai pentru insecte cu un anumit tip de structură (în primul rând aparatul bucal). Cea mai mare realizare a acestei variante de evoluție - relația dintre polenizatori și unii reprezentanți ai orhideele care atrag insectele de sex masculin # 8209; polenizatori prin imitarea aspectul și de sex feromonii femele.







Cu o largă specializare, spectrul de polenizatori crește. O gamă largă de polenizatori au reprezentanți ai familiei Compositae. Aceasta explică stabilitatea lor ridicată în ecosistemele perturbate antropic, în care compoziția speciilor de polenizatori este sărăcită. Din acest motiv, în lumea modernă perturbată de oameni, mutualismul obligatoriu al plantelor și al insectelor este mai puțin benefic pentru ambii parteneri decât pentru funcționarea protocolului.

Eficacitatea operării protocolului crește datorită înfloririi non-simultane a diferitelor specii polenizate de o specie de insecte. În plus, de regulă, insectele vizitează flori în apogeul înfloririi lor, când producția de nectar este maximă. (Apicultorii sunt conștienți de faptul că primele lor secții de vizita un fel de plante, și numai după ce florile sale ocolesc nektaroobrazovaniya de vârf, a trecut pentru a colecta nectar din flori de diferite specii.)

În tropice, polenizatoarele unor plante sunt păsări și lilieci.

Plante și animale care își răspândesc semințele. Distribuția fructelor (și a semințelor) de plante cu ajutorul animalelor (zoochoria) este reprezentată pe scară largă în natură. Agenți de împrăștiere sunt păsările care mănâncă fructe suculente, urși, ungulate, insecte. Când trece prin tractul digestiv al animalelor, semințele plantelor zoochorale nu numai că nu sunt digerate, ci chiar cresc capacitatea de germinare.

În plus față de acoperirea densă care protejează semințele de digestie, există alte adaptări pentru zoochoria. Deci, pe plantele de semințe (mulți Labiatae, crin, mac, Euphorbiaceae, Ranunculaceae, Asteraceae), distribuite de furnici au fanere speciale bogate in ulei, care atrag furnicile și să le utilizeze ca produse alimentare fructe zoohornye uscate sunt prevăzute cu o varietate de cârlige și peri care trebuie atașate la animalele de blana părului , de exemplu, într-o repinichka, un șir, o porumb negru, o brusture.

Cu ajutorul sporilor animalelor, unele specii de ciuperci și mușchi se răspândesc.

Alge și ciuperci în lichen. În acest caz, mutualismul este atât de obligatoriu, iar funcțiile organismelor cooperante sunt atât de bine adaptate unul pentru altul încât apare un nou "organism de ordinul doi". Algele furnizează ciuperca cu substanțe organice, ciuperci cu alge - apă și elemente minerale.

Această variantă a mutualismului obligatoriu este reprezentată foarte larg: există sute de specii de licheni. Licheenii locuiesc mai întâi pe suprafața rocilor și sunt larg răspândiți în nord în condiții de resurse de căldură extrem de limitate și elemente de nutriție minerală.

Timp de mulți ani sa discutat în literatură despre simetria relației dintre ciuperci și alge din licheni. Recent, aceste relații sunt din ce în ce mai văzute ca fiind asimetrice: un mare "beneficiu" al simbiozei este o ciupercă ("alge marine este o prințesă, captivată de un dragon crud").

Mamiferele și microorganismele care locuiesc în tractul digestiv. Cele mai multe animale, inclusiv la om, dar mai ales ierbivore, nu sunt capabili de a digera alimente, deoarece acestea nu au enzimele care degradeaza celuloza, precum și rolul jucat de micro-organisme - bacterii și unele protozoare care trăiesc în digestivă lor # 8209; tractului.

În tractul intestinal de balene netede, printre 1000 de specii de bacterii, au fost găsite chiar și cele care pot distruge substanțele organice prezente în produsele petroliere. Este posibil ca prezența acestor simbioți să explice stabilitatea relativ ridicată a acestei specii de balene la poluarea cu petrol a oceanului.

Chemoautotrofii și animalele inferioare. animale # 8209; vierme (pogonophores tip) Vestimentifera în stadiul larvar sunt heterotrophs tipice cu gura, tractul digestiv si anus. Cu toate acestea, după ce înghit bacterii cu sulf, există o reducere a sistemului digestiv, celulele animale sunt umplute cu bacterii de sulf și Vestimentifera devin „autotrophs simbiotice.“ Ca rezultat al mutualismului, bacteriile primesc hidrogen sulfurat, iar materia organică animală.

În mod similar, alte pogonofore se alimentează pe relațiile de mutualism nu mai sunt cu bacterii de sulf, ci cu metanobacterii. Bacteriile utilizează metan, formate în straturi de petrol și intră în ocean prin fisuri în plăcile din litosferă. Acest lucru ne permite să folosim Pogonophor ca indicatori biologici ai câmpurilor petroliere.

Râuri și alge. Algele se așează în corpul coral, închise în scheletul calcaros și alimentează animalul cu materie organică. Animalul furnizează nutrienți pentru alge și oferă adăpost. Spre deosebire de pogonophora, coralii sunt heterotrofe care se hrănesc cu zooplancton. Algele ajută numai la cea mai eficientă utilizare a substanțelor obținute în alimentația heterotrofică. Acest mutualism explică creșterea rapidă a recifelor de corali.

Bărbați și animale de fermă și plante cultivate. Această versiune a mutualism este protocooperation cu toate acestea, nici un om în prezent densitatea populației din lume nu se poate face fără animale și plante agricole, sau de vacă, de grâu sau de orez nu poate supraviețui fără om. Cauza mutualism este selecție artificială, care a rezultat dintr-o „Motive egoiste“ oameni intensificat în plante și animale și patientnost ruderala redusă și violentnost care priveaza aceste organisme sunt capabile de a trăi fără tutela sa. Această direcție de creștere a fost deosebit de activă în anii 60-70 # 8209; XX secol. Când Revoluția Verde a avut loc în zonele subtropicale și tropicale (vezi 11.5).

Mutualismul algelor și protozoarelor în ecosistemele oceanice este larg răspândit. Unele dintre cele mai simple dupa ce mananca cloroplaste alge le folosesc, și continuă să lucreze în corpul de cele mai simple, atâta timp cât nici o deteriorare, și apoi digerate.

Ca protocooperation (deși foarte slab) poate fi considerat relația dintre leguminoase și ierburi în plante furajere însămânțate: leguminoase datorate din cauza bacteriilor simbiotice fixatoare de azot pentru a îmbunătăți condițiile de asigurare a azotului de cereale și frunze boabe orientate vertical, piercing leguminoasele furajere groase, reduce nivelul de concurență pentru lumină.

Există multe alte variante "exotice" de mutualism:

- cultivarea de ciuperci de furnici și gandaci;

- relația dintre păsări africane și medoukazchika Capul miere bursuc (pasăre este cuib, bursucul de miere de albine și deschide-l);

- relația de curățare (păsări, pești) și "clienții" acestora:

- relația dintre furnici și salcâm (furnicii păzesc salcam, sucul din care se hrănește, de la alți fitofagi) și multe altele. și colab.

1. Ce rol joacă ciupercile mycorrhizal în viața plantelor?

3. În ce cazuri pot plantele să facă fără miocoriză?

5. În ce ecosisteme există o fixare simbiotică a azotului?

6. Care este rolul fixării biologice a azotului în ecologizarea agriculturii?

7. Evaluarea rolului mutualismului și al funcționării protocolului în relațiile de plante cu polenizatorii de insecte.

9. Care este beneficiul ciupercii și algelor din existența comună în compoziția lichenului?

11. Luați în considerare vestimentification ca un exemplu de mutualism animal și bacterii hemotrophic.

12. Ce rol joacă algele în viața coralilor?

13. De ce sunt relațiile dintre plantele și animalele agricole și animale considerate ca mutualiste?







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: