Мутуализм

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

Рыба-клоун и морской анемон

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.

Самая тесная форма мутуализма - когда один организм живёт внутри другого. Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных. Коровы , как и человек, не способны переварить целлюлозу - вещество, которое в большом количестве содержится в растениях. Но у жвачных животных есть особый орган - рубец. Он представляет собой полость, в которой живёт множество микробов . Растительная пища, после того как животное её прожевало, попадает в рубец, и там эти микробы разрушают целлюлозу. (Животное может отрыгнуть и вновь прожевать частично расщеплённую пищу - именно этим и занимаются коровы, когда пережёвывают свою жвачку.) Рубец коровы - это замкнутая микроэкосистема , образованная множеством различных микроорганизмов, задача которых состоит в переваривании целлюлозы для своего хозяина. Аналогично корневая система высших растений образована переплетением корневой ткани и грибных нитей, так что грибы снабжают растение минеральными веществами.

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 , однако традиционно его теорию принято называть мютюэлизмом .

Примечания

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Мутуализм" в других словарях:

- (от лат. mutuus взаимный, обоюдный), форма симбиоза, выгодная для обоих симбионтов, при которой объединение двух популяций облигатное (ни одна из сторон не может существовать без другой). Связь двух популяций благоприятна для роста и выживания… … Экологический словарь

1) форма симбиоза, при которой оба партнера получают пользу, причем относительно равную; 2) форма совместного сосуществования организмов, когда оба партнера или один из них не могут жить без другого (напр., термиты и живущие у них в кишечнике… … Словарь микробиологии

МУТУАЛИЗМ, взаимоотношения между двумя организмами, протекающие с пользой для обоих. см. СИМБИОЗ … Научно-технический энциклопедический словарь

- (от лат. mutuus взаимный), форма симбиоза, при к рой два разл. организма возлагают друг на друга регуляцию своих отношений с внеш. средой. При этом отношения между партнёрами характеризуются взаимовыгодностью и ни один из них не может… … Биологический энциклопедический словарь

Сущ., кол во синонимов: 1 симбиоз (13) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

Формы симбиоза, при котором оба организма взаимно полезны и не приносят вреда друг другу. Не смешивать с компенсализмом. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

- (от mutuus взаимный) англ. mutualism; нем. Mutualismus. Длительное взаимополезное сожительство двух организмов разных видов; одна из форм симбиоза. Antinazi. Энциклопедия социологии, 2009 … Энциклопедия социологии

Форма симбиоза, при которой либо каждый из сожителей получает относительно равную пользу, либо оба партнера или один из партнеров не могут существовать без сожителя (лат.Mutuus – взаимный) Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов

МУТУАЛИЗМ - (от лат. mutuus взаимный), взаимничество, одна из форм симбиоза организмов, когда оба симбионта оказывают друг другу известную пользу. Определение момента взаимной выгоды весьма трудно и относительно; поэтому М. является менее изученным, чем… … Большая медицинская энциклопедия

Книги

• Социальная жизнь животных. Опыт сравнительной психологии с прибавлением краткой истории социологии , А. Эспинас. Прижизненное издание. Санкт-Петербург, 1898 год. Типография Е. А. Евдокимова. Владельческий переплет. Сохранность хорошая. Вниманию читателей предлагается книга французского философа,…

Данная работа посвящена рассмотрению в природе такого типа взаимоотношения, как мутуализм.

В своей работе я рассмотрела мутуализм и его типы, примеры перехода от сотрудничества к симбиотическому мутуализму. Небольшую главу посвятила роли мутуализма в эволюции.

В конце представлены некоторые общие черты жизнедеятельности мутуалистов.

1.Общая характеристика взаимоотношений между организмами в биоценозе

Начну свою работу с классификации и краткого описания этих взаимоотношении в биоценозе.

Каждый организм в биоценозе занимает определенное пространство, которое называют экологической нишей. Экологическая ниша - место вида в природе, преимущественно в биоценозе, включающее как положение его в пространстве, так и функциональную его роль в сообществе, отношение к абиотическим условиям существования (Хрусталев, Матишов, 1996). Важно подчеркнуть, что эта ниша не просто физическое пространство, занимаемое организмом, но и его место в сообществе, определяемое его экологическими функциями. Ю. Одум (1975) образно представил экологическую нишу как занятие, «профессию» организма в той системе видов, к которой он принадлежит, а его местообитание - это «адрес» вида.

Знание экологической ниши позволяет ответить на вопросы. как, где и чем питается вид, чьей добычей он является, каким образом и где он отдыхает и размножается (Дажо, 1975).Модель экологической ниши, предложенная Г. Е. Хатчинсоном, довольно проста: достаточно на ортогональных проекциях отложить значения интенсивности различных факторов, а из точек пределов толерантности восстановить перпендикуляры, то ограниченное ими пространство и будет соответствовать экологической нише данного вида (рис. 1). Экологическая ниша - это область комбинаций таких значений факторов среды, в пределах которой данный вид может существовать неограниченно долго.

Рисунок 1 - Модель экологической ниши (по Г.Е. Хатчинсону)

Например, для существования наземного растения достаточно определенного сочетания температуры и влажности, и в этом случае можно говорить о двумерной нише. Для морского животного уже необходимо кроме температуры еще как минимум два фактора - соленость и концентрация кислорода - тогда уже следует говорить о трехмерной нише (рис. 1),
и т. д. На самом деле этих факторов множество и ниша многомерна.

Экологическую нишу, определяемую только физиологическими особенностями организмов, называют фундаментальной, а ту, в пределах которой вид реально встречается в природе, - реализованной.

Реализованная ниша - это та часть фундаментальной ниши, которую данный вид. популяция в состоянии «отстоять» в конкурентной борьбе. Конкуренция, по Ю. Одуму (1975,1986), - отрицательные взаимодействия двух организмов, стремящихся к одному и тому же (табл.1). Межвидовая конкуренция - это любое взаимодействие между популяциями, которое вредно сказывается на их росте и выживании. Конкуренция проявляется в виде борьбы видов за экологические ниши.

Классификация биотических взаимодействий популяций двух видов приведена в табл.1.

В таблице 1 «О» означает, что популяция не испытывает никакого влияния при взаимодействии видов; « + » - что она получает пользу от взаимодействия видов; «-» - что она испытывает отрицательное влияние такого взаимодействия.

Не существует двух различных видов, занимающих одинаковые экологические ниши, но есть близкородственные виды, часто настолько сходные, что им требуется, по существу, одна и та же ниша. В этом случае, когда ниши частично перекрываются, возникает особо жесткая конкуренция, но в конечном итоге нишу занимает один вид. Явление экологического разобщения близкородственных (или сходных по иным признакам) видов получило название принципа конкурентного исключения, или принципа Гаузе, в честь ученого, доказавшего его существование экспериментально в 1934 г. (рис. 2).

Рисунок 2 - Динамика популяций инфузорий Paramecium aurelia(1) и Paramecium caudatum (2),культивируемых при регулярном добавлении в среду одного и того же количества пищи: а-изолированные популяции каждого вида; б- совместно культивируемые популяции (по Гаузе,19)

Г.Ф. Гаузе экспериментально исследовал конкуренцию двух видов инфузорий: Paramecium candatum и Paramecium aurelia. Их культивировали раздельно и вместе, используя строго дозированную бактериальную пищу. При раздельном культивировании их численность росла по обычной S-образной кривой, при совместном - побеждали в конкурентной борьбе P. Aurelia (рис. 2). Поражение P. candatum объясняется тем, что она плохо переносила накопление в среде продуктов метаболизма бактерий и размножалась медленнее. Но при смене пищи, например при замене ее на дрожжи, побеждала уже P. candatum, так как в благоприятных для обоих видов условиях она имела преимущество за счет способности к более быстрому размножению и увеличению своей численности.

Межвидовая конкуренция за ресурсы может касаться пространства, пищи, биогенных веществ и т. п. Именно уменьшение ресурсов приводит к ситуациям, когда мы имеем дело лишь с отрицательными взаимодействиями. Результатом межвидовой конкуренции может быть либо взаимное приспособление двух видов, либо популяция одного вида замещается популяцией другого вида, а первый вынужден переселиться на другое место или перейти на другую пищу. Если виды живут в разных местах, то говорят, что они занимают разные экологические ниши, если же они живут в одном месте, но потребляют разную пищу, то говорят об их несколько различающихся экологических нишах. Процесс разделения популяциями видов пространства и ресурсов называется дифференциацией экологических ниши (рис. 3).

Рисунок 3 - Распределение копытных зверей по ярусам питания в африканской саванне: 1-жираф;2-антилопа геренук;3-антилопа дик-дик; 4-носорог;5-слон;6-зебра;7-гну;8-газель Гранта; 9-антилопа бубал(по де ла Фуэнте,1972)

Главный результат дифференциации ниш - снижение конкуренции. Например, тенелюбивые растения не конкурируют со светолюбивыми, менее остра конкуренция за ресурсы, численность доминирующего вида, например, регулируется хищником, и т. п. Иными словами, есть множество обстоятельств, при которых разные виды-антагонисты могут сосуществовать. И тем не менее это отрицательные взаимодействия, поскольку взаимовлияние видов остается и не позволяет полностью раскрыть свои возможности каждому из них.

Нейтрализм - это такая форма биотических взаимоотношений. когда сожительство двух видов на одной территории не влечет за собой ни положительных, ни отрицательных последствий для них. В этом случае вилы не связаны непосредственно друге другом и даже не контактируют между собой. Например, белки и лоси, обезьяны и слоны и т. п. Отношения нейтрализма характерны для богатых видами сообществ.

Аменсализм - это биотические отношения, при которых происходит торможение роста одного вида (аменсала) продуктами выделения другого. Такие отношения обычно относят к прямой конкуренции и называют антибиозом. Наиболее хорошо они изучены у растений, которые применяют различные ядовитые вещества в борьбе с конкурентами за ресурсы, и данное явление называют аллелопатия.

Аменсализм весьма распространен в водной среде. Например, сине-зеленые водоросли, вызывая цветение воды, тем самым отравляют водную фауну, а иногда даже скот, который приходит на водопой. Аналогичные «способности» проявляют и другие водоросли. Они выделяют пептиды, хинон, антибиотики и другие вещества, которые ядовиты даже в малых дозах. Называют эти яды эктокринными веществами.

Данное явление довольно широко распространено в живой природе. Оно получило название мутуализм (примеры мутуализма среди растений и животных смотрите ниже). Само слово происходит от английского mutual — взаимный. Чтобы понять его суть, надо знать, чем же явление отличается от симбиоза, более общего понятия в биологии. Это тоже сосуществование различных видов растений и животных. Но симбиоз может случиться и невыгодным какому-либо из участвующих в нем партнеров. Мутуализм же предполагает взаимную выгоду участников процесса.

Тесный контакт

Иногда в результате подобного сотрудничества возникают и более тесные физиологические контакты. Таким является мутуализм растений. Примеры их тесного сотрудничества с грибами настолько тактильны, что возникает особое образование - грибокорень - совместное детище грибницы и корня. Этот тесный межвидовой контакт порождает и совместную межвидовую эволюцию. Зачастую мутуалисты и расселяются совместно, и имеют взаимные приспособления для сосуществования (к примеру, у цветковых и их опыляющих).

Мутуализм. Примеры сосуществования в живой природе

Ярким примером подобного явления в живой природе является своеобразное сотрудничество между актинией и рыбой-клоуном. Происходит это следующим образом. Клоун подплывает к актинии и дает ей себя ужалить, чтобы можно было выяснить состав слизи, которым она покрыта (слизь не дает ей саму себя жалить). Затем рыба воспроизводит состав слизи.

А после - безболезненно для своего здоровья прячется от врагов, которые рискуют быть ужаленными, среди щупалец морского животного (актиния, согласно классификации, принадлежит животному миру, а не к растениям). Рыба-клоун, в свою очередь, заботится об актинии, в которой живет: уносит остатки еды и занимается вентиляцией. И никогда далеко не отплывает от сожителя. Так осуществляется межвидовой мутуализм.

Примеры животных, подпадающих под это явление (когда один вид организмов живет в другом) - жвачные. Подобное мы можем наблюдать у всех жвачных. Корова, как известно, некоторые продукты не может переваривать сама. К таким соединениям относится и целлюлоза. А в растениях, потребляемых коровой, ее достаточное количество. На этот случай у жвачных коров есть специальный орган, называемый рубцом (часть ЖКТ). Это полость, где живут миллионы микроорганизмов. Они-то и помогают корове переваривать целлюлозу. Причем жвачное, если пища не до конца переварилась, может снова отрыгивать ее, чтобы она снова попадала в рубец, где ее обрабатывают микробы. Так может продолжаться по несколько раз, пока пища окончательно не будет переварена. Рубец коровы (или другого жвачного) - замкнутая экосистема в миниатюре, где существует множество микроорганизмов, задача которых заключается в способствовании пищеварению. А крупное рогатое животное дает им взамен место для жизни и пищу. В этом и заключается мутуализм.

Примеры данного явления - союзы, заключаемые между высшими растениями и грибами. Корневая система этих представителей флоры образуется при помощи грибных нитей плюс собственной корневой ткани, иногда приводя к сращиванию тканей. Грибы поставляют растению минералы, необходимые для его питания, а растение обеспечивает место для проживания и питание грибам (опавшая листва, перегной и прочее).

Мягкий и жесткий

Межвидовой мутуализм может быть крайне необходим и жизненно важен для обоих видов. Так, некоторые высшие цветковые растения просто не смогут размножаться и давать потомство без животных, выступающих в роли их опылителей: насекомых и птиц. Тогда мутуализм называется жестким. А если межвидовое сотрудничество носит факультативный характер (грубо говоря, без него можно обойтись) - мягким.

Межвидовой мутуализм

Примеры подобного сотрудничества - взаимодействие морских креветок Alphaeus и бычков (имеются в виду рыбы). Креветки способны сооружать норы, в которые прячутся бычки при приближении всякого рода врагов. А плохо видящая креветка, взаимодействуя с прячущимся в нору бычком, получает информацию об изменениях обстановки.

Целые системы взаимодействия насекомых, растений, клещей, грибов существуют в сосновых и лиственных леса, где каждый трухлявый пень может считаться образцом мутуалистического общежития.

Мутуализм разведенческий

В природе существует также и мутуализм, предполагающий разведение одних видов другими. Человек и злаковые растения. Муравей и гусеница бабочки голубянки. Жуки и грибы. Все это примеры явления, когда один вид занимается своеобразным разведением другого (для употребления в пищу или с другими целями), а последний имеет за это обильное питание и возможность активно размножаться.

Типичный симбиоз представляют отношения термитов и их кишечных сожителей - жгутиковых отряда Hypermastigina. Эти простейшие вырабатывают фермент р-глюкозидазу, переводящий клетчатку в сахара. Термиты не имеют собственных кишечных ферментов для переваривания целлюлозы и без симбионтов погибают от голода. Появившиеся из яиц молодые термиты облизывают анальные отверстия взрослых, заражая себя жгутиконосцами. Жгутиковые находят в кишечниках термитов благоприятный микроклимат, защиту, пищу и условия для размножения. В свобод-ноживущем состоянии они фактически не встречаются в природе.

Кишечные симбионты, участвующие в переработке грубых растительных кормов, обнаружены у многих животных: жвачных, грызунов, жуков-точильщиков, личинок майских жуков и др. Виды, питающиеся кровью высших животных (клещи, пиявки и др.), как правило, имеют симбионтов, помогающих переваривать ее.

У многоклеточных животных и растений симбиоз с микроорганизмами распространен очень широко. Известно сожительство многих видов деревьев с микоризными грибами, бобовых растений - с клубеньковыми бактериями Rhizobium, фиксирующими молекулярный азот воздуха. Симбионты-азотфиксаторы обнаружены на корнях около 200 видов других групп покрытосеменных и голосеменных растений. Симбиоз с микроорганизмами заходит иногда так далеко, что колонии симбиотических бактерий можно рассматривать как специализированные органы многоклеточных. Таковы, например, мицетомы каракатиц и некоторых кальмаров - мешки, наполненные светящимися бактериями и входящие в состав органов свечения - фотофоров.

Грань между симбиозом и иными типами отношений иногда весьма условна. Интересно использование своей кишечной микрофлоры зайцеобразными и некоторыми грызунами. У кроликов, зайцев, пищух обнаружено регулярное поедание собственных фекалий. Кролики производят два типа экскрементов: сухие и мягкие, покрытые слизистой оболочкой. Мягкие фекалии они слизывают прямо с ануса и проглатывают не разжевывая. Исследования показали, что такая копрофагия вполне естественна. Кролики, лишенные возможности потреблять мягкий кал, худеют или плохо прибавляют в массе и чаще подвержены различным заболеваниям. Мягкий кал кроликов - это почти неизмененное содержимое слепой кишки, обогащенное витаминами (преимущественно В2) и белковыми веществами. Слепая кишка зайцеобразных представляет собой бродильный чан для переработки клетчатки и насыщена симбиотическими микроорганизмами. В 1 г мягкого кала насчитывается до 10 млрд. бактерий. Попадая вместе с фекалиями в желудок кролика, микроорганизмы полностью погибают

под влиянием кислоты и перевариваются в желудке и длинном тонком кишечнике. Таким образом, у исключительно растительноядных зайцеобразных копрофагия - это способ получения незаменимых аминокислот.

Менее обязательны, но чрезвычайно существенны мутуалисти-ческие отношения между сибирской кедровой сосной и гнездящимися в кедровниках птицами - кедровкой, поползнем и кукшей. Эти птицы, питаясь семенами сосны, обладают инстинктами запасания кормов. Они прячут мелкие порции «орешков» под слой мха и лесного опада. Значительную часть запасов птицы не находят, и семена прорастают. Деятельность этих птиц способствует, таким образом, самовозобновлению кедровников, так как семена не могут прорастать на толстом слое лесной подстилки, преграждающей им доступ к почве.

Взаимовыгодны отношения растений, имеющих сочные плоды, и птиц, питающихся этими плодами и распространяющих семена, которые обычно не поддаются перевариванию. Мутуалистические отношения с муравьями складываются у многих растений: известно около 3000 видов, обладающих приспособлениями для привлечения муравьев. Типичный пример - цекропия, дерево, растущее в бассейне Амазонки. Муравьи родов Azteca и Cramatogaster заселяют пустоты в членистом стволе цекропии и питаются специальными округлыми образованиями диаметром около 1 мм - «мюллеровыми тельцами», которые растение продуцирует на вздутиях, расположенных на внешней стороне влагалища листа. Муравьи-сожители бдительно охраняют листья от вредителей, особенно от муравьев-листорезов рода Atta.

Чем разнообразнее и прочнее связи, поддерживающие совместное обитание видов, тем устойчивее их сожительство. Сообщества, имеющие длительную историю развития, поэтому прочнее, чем те, которые возникают после резких нарушений природной обстановки или создаются искусственно (поля, сады, огороды, оранжереи, теплицы, аквариумы и т. п.).

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 комменсализма .

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.

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

Общая биология. Мутуализм (форма взаимополезного сожительства двух организмов)

Урок 6. Мутуализм

Биотические факторы. Позитивные отношения между организмами

Субтитры

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. Рыбы никогда не удаляются далеко от «своей» актинии. Самцы прогоняют от неё самцов, самки - самок. Территориальное поведение, видимо, стало причиной контрастной окраски.

Самая тесная форма мутуализма - когда один организм живёт внутри другого. Поразительным примером этого служит система органов пищеварения коров и других жвачных животных. Коровы , как и человек, не способны переварить целлюлозу - вещество, которое в большом количестве содержится в растениях. Но у жвачных животных есть особый орган - рубец . Он представляет собой полость, в которой живут множество микробов . Растительная пища, после того как животное её прожевало, попадает в рубец, и там эти микробы разрушают целлюлозу. (Животное может отрыгнуть и вновь прожевать частично расщеплённую пищу - именно этим и занимаются коровы, когда пережёвывают свою жвачку.) Рубец коровы - это замкнутая микроэкосистема , образованная множеством различных микроорганизмов, задача которых состоит в переработке целлюлозы для своего хозяина. Аналогично корневая система высших растений образована переплетением корневой ткани и грибных нитей, так что грибы снабжают растение минеральными веществами.

Многоклеточный организм - мутуализм одноклеточных организмов

Суперорганизм - мутуализм многоклеточных организмов