Шрифт:
Annotation
Эта тема меня завораживает. Поэтому хочу своим удивлением поделиться с миром.
Кириллов Алекс
Кириллов Алекс
Совместная жизнь
Совместная жизнь
Предисловие
Меня с детства увлекала биология. Зачитывался историями про животных и не только художественными романами. Если внимательно присмотреться к миру живого, то можно обнаружить массу интересного. Однако на этот раз я хочу рассказать о сосуществовании
Всё живое в мире находится в тех или иных отношениях друг с другом - от симбиоза и до паразитизма. Многоклеточный организм с этой точки зрения тоже можно рассматривать как вид симбиоза. Симбиозом (от греческого "symbiosis" - "совместная жизнь") в биологии принято называть такое взаимодействие двух и более разных организмов, от которого все партнёры получают пользу, все что-то выигрывают.
В широком смысле симбиоз охватывает все формы тесного сожительства организмов разных видов, включая и паразитизм, который в этом случае называется антагонистическим симбиозом. Определяют паразитизм как форму взаимоотношений между организмами (растениями, животными, микроорганизмами), относящимися к разным видам, из которых один (паразит) использует другого (хозяина) в качестве среды обитания и источника пищи, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой.
Самый неприятный вид паразитизма - хищничество. Это такая форма взаимоотношений между организмами разных видов, из которых один (хищник) поедает другого (жертву, добычу), обычно предварительно убив его. Некоторые виды насекомых жертву парализуют и откладывают в неё яйца. Питается в итоге не сам хищник, а его потомство, но для жертвы ведь это ничего не меняет? Остальные два типа паразитизма называются квартиранство и комменсализм.
Квартирантство, сожительство животных разных видов, основанное на пространственных, а не пищевых связях. При наименее тесном сожительстве - синойкии - квартирант поселяется в жилище хозяина; например, в норах грызунов и других роющих животных, в гнёздах птиц, муравейниках и ульях пчёл обитает иногда большое число квартирантов. При более тесном сожительстве - эпиойкии - квартиранты поселяются на теле хозяина; например, некоторые питающиеся планктонными организмами усоногие рачки, прикрепляясь к акулам и китам, используют их как средство передвижения. Дальнейшее развитие квартирантства - энтойкия, или квартирантство внутри тела хозяина, при отсутствии пищевых отношений с ним; примеры: мелкие рыбки Fierasfer, обитающие в клоаке одной из голотурий и периодически выходящие наружу для питания рачками; нематоды, живущие в кишечнике лошади и питающиеся находящимися там инфузориями.
В зависимости от характера взаимоотношений животных, которым свойствен комменсализм, их делят на три группы.
1) Комменсал ограничивается использованием пищи организма другого вида; например, в извивах раковины, занятой раком-отшельником, обитает кольчатый червь из рода Nereis, поедающий остатки пищи рака.
2) Комменсал прикрепляется (временно или постоянно) к организму другого вида, который в этом случае называется хозяином; например, рыба-прилипало своим спинным плавником, превращенным в присоску, прикрепляется к коже акул и других крупных рыб, пользуясь ими для передвижения. Морские гидроиды, поселяющиеся на коже рыб и питающиеся их экскрементами. Некоторые ракообразные (например, морские жёлуди), живущие на коже китов и на раковинах моллюсков.
3) Комменсал поселяется во внутренних органах хозяина; например, инфузории опалины, живущие в задней кишке лягушек. Некоторые жгутиконосцы, обитающие в кишечнике млекопитающих.
На этом мы покончим с паразитизмом и сосредоточимся на взаимовыгодном сосуществовании организмов разных видов.
В симбиотические отношения могут вступать растения с растениями, растения с животными, животные с животными, растения и животные с микроорганизмами, микроорганизмы с микроорганизмами. Термин "симбиоз" впервые введён немецким ботаником А. де Бари (1879). Но обнаружил это явление немного ранее швейцарский ученый Швенденер в 1877 г. при изучении лишайников, которые, как выяснилось, представляют собой комплексные организмы, состоящие из водоросли и гриба.
1. Примеры симбиоза
Растения
Самый часто приводимый пример симбиоза среди растений представляет микориза - сожительство мицелия гриба с корнями высшего растения (гифы оплетают корни и способствуют поступлению в них воды и минеральных веществ из почвы); некоторые орхидеи не могут расти без микоризы. Ещё лишайники, это симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий. Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название "лишаи". Латинское название происходит от древне-греческого и переводится как "лишай", что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей. Лишайником является ягель, в зимнее время составляющий до 90% рациона северных оленей. Ягель называют оленьим мхом, но к настоящим мхам он отношения не имеет. Это именно классический лишайник. К лишайникам относится и другой корм северных оленей - исланский мох. А причина в похожести с мхами. Эти виды лишайников имеют кустистый вид. В отличие от лишайников накипных и листоватых.
Вообще, строго говоря, на сегодня грибы выделены в отдельное царство. До середины ХХ века ученые действительно относили их к низшим растениям. Но с появлением молекулярной филогенетики (способ установления родственных связей между живыми организмами на основании изучения структуры полимерных макромолекул - ДНК, РНК и белков. ) относить эти организмы к растениям стало неправомерно. Но по той же причине и к животным грибы отнести невозможно. На данный момент систематики выделяют грибы в отдельное самостоятельное царство живой природы наравне с растениями, животными и бактериями. Сейчас насчитывается около 100 тысяч видов грибов.
Почему же возникла такая путаница? Всё просто - грибы имеют достаточно много черт сходства с растениями. Так же, как и растения, грибы растут в течение всей своей жизни, неподвижны и всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, а не заглатывают их, как животные. Как у растений, у клетки гриба имеется твёрдая оболочка. Но, как и животные, грибы питаются готовыми органическими веществами. У грибов в оболочке клеток содержится хитин, как и в наружном скелете у, например, насекомых и ракообразных. У растений это целлюлоза. Почти все грибы многоклеточные. Отличаются от растений тем, что не имеют настоящих корней, листьев и стеблей и у грибов отсутствует хлорофилл, а соответственно и фотосинтез, благодаря которому растения вырабатывают себе пищу.
Но попробуем найти примеры симбиоза растений с растениями. Рассмотрим водоросли. Как известно, растения, обитающие на других организмах, но питающиеся самостоятельно, называют эпифитами. К эпифитам относится и большая группа водорослей. В этом случае между участниками устанавливаются очень непрочные и кратковременные взаимосвязи, которые, однако, уже можно рассматривать как симбиотические. Поскольку эпифитирующая водоросль и хозяин оказывают друг на друга довольно слабое влияние, эпифитизм у водорослей принято считать наиболее примитивной формой симбиоза. Его относят даже к разряду "безразличных". Но это не совсем так. Эпифиты действительно не причиняют прямого вреда организму, к которому прикрепляются, но косвенный ущерб при этом всё же наносится. Многие, кто имеет аквариумы, знакомы с таким явлением как обрастание. Аквариумные растения сильно затеняются расселившимися на них эпифитами и попадают в условия, неблагоприятные для фотосинтеза. Что, несомненно, является вредом.
Помимо поверхностного прикрепления, водоросли могут жить в тканях других организмов - как внеклеточно (в слизи, межклетниках, редко в оболочках мёртвых клеток), так и внутриклеточно (в содержимом живых неповреждённых клеток). Такие водоросли по способу обитания относят к группе растений эндофитов. Примером этого может служить слизистая колониальная сине-зеленая водоросль воронихиния (Woronichinia naegeliana). Почти в 50% случаев в слизи, окружающей шаровидные колонии этой водоросли, живут другие сине-зеленые водоросли (Lyngbya endophytica и Synechocystis endobiotica). Они интенсивно размножаются там, хотя имеют чрезвычайно бледную, едва заметную окраску. Это, вероятно, обусловлено появлением у них способности утилизировать уже готовые органические соединения, которые в изобилии образуются при распаде слизи.