симбиоз

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского»

Химический факультет

Кафедра аналитической химии

Доклад на тему

Симбиоз

Выполнил:

ст.гр. ХХБ-501-О

Ткач Д.П.

Проверил:

к.б.н

Путин А.В.

Омск 2018

Симбиоз

Симбиоз (от греч. συμ- — «совместно» и βίος — «жизнь») — это тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов. В более широком научном понимании симбиоз представляет собой любую форму взаимодействия между организмами разных видов. Данное сосуществование может быть и не выгодно одному из партнеров, например, в случае паразитизма.

Мутуализм (от лат. mutual «взаимный») — широко распространённая форма взаимополезного сожительства, когда присутствие партнёра становится обязательным условием существования каждого из них.

Комменсализм (от лат. com — «с», «вместе» и mensa — «стол», «трапеза»; буквально «у стола», «за одним столом»; ранее — сотрапезничество) — способ совместного существования (симбиоза) двух разных видов живых организмов, при котором один из партнёров этой системы (комменсал) возлагает на другого (хозяина) регуляцию своих отношений с внешней средой, но не вступает с ним в тесные взаимоотношения. При этом, популяция комменсалов извлекает пользу от взаимоотношения, а популяция хозяев не получает ни пользы, ни вреда (например, лишайник и дерево), то есть метаболические взаимодействия и антагонизм между такими партнёрами чаще всего отсутствуют. Комменсализм — как бы переходная форма от нейтрализма к мутуализму.

Аменсализм (от лат. mensa — трапеза) — тип межвидовых взаимоотношений, при котором один вид, именуемый аменсалом, претерпевает угнетение роста и развития, а второй, именуемый ингибитором, таким испытаниям не подвержен.

Паразитизм (от др. - греч. παράσιτος «нахлебник») — явление, при котором два и более организма, не связанных между собой филогенетически, генетически разнородных — сосуществуют в течение продолжительного времени и при этом находятся в антагонистических отношениях то есть паразит определённое время использует другого (который называется хозяином) в качестве источника питания и среды обитания, частично или полностью возлагая на него регуляцию своих взаимоотношений с окружающей средой.

Наиболее интересным видом взаимоотношений является мутуализм из-за взаимной зависимости организмов друг друга и как следствие эволюции развития связей вплоть до неразрывных. Некоторое время назад экологи недооценивали значение симбиоза (мутуализма даже в большей степени, чем паразитизма), внимание было уделено экологии конкурентных отношений и взаимоотношений типа хищник-жертва. Однако если изучить весьма разнообразные взаимоотношения, которые можно считать мутуалистическим симбиозом, симбиозом совершенно различных организмов, то можно отследить последовательные стадии интеграции – сначала отдельных членов сообщества, а затем как бы частей одного «организма». На основе подобных размышлений возникли теории, которые раскрывают эволюцию как следствие симбиотических связей, начиная от развития клетки с различными органеллами и заканчивая микрофлорой кишечника крупных животных.

Большая часть данных, полученных в естественных условиях, показывает высокую устойчивость данного вида взаимоотношений и способность быстро восстанавливаться после нарушений. Что является следствием устранения ограничивающих рост популяции факторов или замены этих ограничений другими менее значимыми (например, замена углеродного питания на фотосинтез).

Примеры различных видов симбиоза.

Водоросли обнаружены в тканях многих видов животных, особенно кишечнополостных. Наиболее подробно изучение мутуализма животного и водорослей было проведено на гидре Hydra viridis. У этого животного в пищеварительных клетках эндодермы в большом количестве (1,5*10⁵ на особь) содержатся водоросли вида Chlorella. При этом гидру можно вырастить и без симбионтов, но эндосимбионт культивировать, отдельно не удалось. Нет сомнений в том, что на свету гидра получает от водорослей углеродсодержащие продукты фотосинтеза, а также 50-100% необходимого кислорода, что даёт ей преимущество автотрофное питании и гетеротрофное в отсутствие света. К подобному типу взаимодействия относится мутуализм с кораллами. Водоросли не только обеспечивают их питанием, но и вызывают осаждение карбоната кальция, что даёт возможность строить скелет полипа – иначе коралловые рифы не существовали! Ещё один пример различные инфузории, содержащие водоросли внутри своей протоплазмы.

Мутуализм гриба и водоросли привёл к появлению лишайников, где гриб создаёт структуру способствующую удержанию воды, поглощению питательных веществ и защите, а водоросль в результате фотосинтеза производит пищу для обоих.

Некоторые мутуалистическим связи имеют значение для сообщества. Древесина – один из главных биологических ресурсов нашей планеты, но в мире мало высших животных, которые способны переваривать целлюлозу и лигнины. Разложение древесины осуществляют главным образом высшие грибы. Грибы и лишайники же являются поставщиками многих питательных веществ для деревьев в частности переработанной органики, через корневую систему встраиваясь в неё.

Одна из загадок эволюции – отсутствие способности у большинства растений и животных усваивать атмосферный азот, но его может фиксировать небольшая группа прокариот: бактерии, актиномицеты, сине-зелёные водоросли. Многие из них тесно связаны с организмами различных групп эукариот. Взаимодействие Rhizobium и бобовыми приводит к появлению отдельного органа ответственного за поглощение молекулярного азота с помощью леггемоглобина и хоть данное взаимодействие энергетически не выгодно, но приобретение источника азота даёт право на жизнь этому самоубийственному симбиозу (обогащение азотом приводит к появлению других видов растений и поеданию животными, как источника азота).

Далее по уровню сложности следуют экосистемы внешние по отношению к тканям (хемостат). В рубце жвачных животных и слепой кишке термитов развивается микрофлора способствующая переработке растительной пищи и древесины.

Примером мутуализма высокоразвитых организмов могут быть медоуказчик и медоед. Креветки выкапывающая жильё и бычки проживающие в норах и указывающие на опасность. Рыба- клоун и актиния. Рыбы- чистильщики (45 видов) держащиеся на постоянном участке, тогда как их клиенты периодически посещают эти «пункты чистки»

Муравьи организуют колонии, на акациях защищая её от вредителей и получая пищу взамен. Разведение грибов некоторыми видами жуков и муравьёв.

Приспособление отдельных видов животных и насекомых к определённым видам растений так же является мутуализмом, так как опылению растений.

Примером комменсализма могут служить многие виды лишайников на деревьях, многие микроорганизмы на поверхности и только на поверхности являются комменсалами, рыбка Carapus комменсал морского огурца живёт внутри и вблизи его анального отверстия.

Последним видом симбиоза, о котором я бы хотел сказать аменсализм. В основном существуют два типа аменсализма: конкуренция - отношения, при которых больший или более сильный организм исключает другой организм из убежища (места обитания) и отнимает его источник пищи. Антибиоз - это отношения, при которых один организм выделяет химическое вещество, которое убивает другой, в то время как тот, который выделяет вредное соединение, остается невредимым.

Почти каждый человек сталкивался с появлением плесени на хлебопекарной продукции. Это распространенный пример аменсализма. Многие виды бактерий и грибов при определенных условиях могут появиться, например, на хлебе. Как правило, это происходит с истечением срока его годности. Это классическое проявление антибиоза. Этот пример наглядно показывает, как одна форма, способная продуцировать пенициллин, разрушает другие формы бактерий, которые также хотели бы расти на этом хлебе.

Одним из механизмов аменсализма является аллелопатия, которая возникает у растений. Она включает производство и высвобождение химических веществ, которые подавляют рост и развитие других. Один прекрасный пример аллелопатии - большие, высокие черные ореховые деревья можно встретить во многих районах Соединенных Штатов. Интересно то, что под ними нет других растений. Это происходит благодаря эволюции, которая привела к способности этого растения выделять определенное химическое вещество - юглон, которое разрушает многие травянистые растения в его корневой зоне.