Symbióza je oboustranně výhodný vztah. Vzájemně výhodné vztahy mezi organismy - symbióza
Typy vztahů mezi organismy
Zvířata a rostliny, houby a bakterie neexistují navzájem izolovaně, ale vstupují do složitých vztahů. Existuje několik forem interakce mezi populacemi.
Neutralismus
Soužití dvou druhů na stejném území, které pro ně nemá ani pozitivní, ani negativní důsledky.
Za neutralismu se spolubydlící populace různých druhů navzájem neovlivňují. Můžeme například říci, že veverka a medvěd, vlk a chroust spolu přímo neinteragují, i když žít ve stejném lese.
Antibióza
Když obě interagující populace nebo jedna z nich pociťují škodlivý, život potlačující vliv.
Antagonistické vztahy se mohou projevovat následovně:
1. Soutěž.
Forma antibiotického vztahu, ve kterém mezi sebou organismy soutěží o zdroje potravy, sexuální partnery, přístřeší, světlo atd.
V soutěži o potravu vítězí druh, jehož jedinci se rychleji rozmnožují. V přírodních podmínkách konkurence mezi blízce příbuznými druhy slábne, pokud jeden z nich přejde na nový zdroj potravy (to znamená, že obsadí jinou ekologickou niku). Například v zimě se hmyzožraví ptáci vyhýbají konkurenci hledáním potravy na různých místech: na kmenech stromů, v keřích, na pařezech, na velkých či malých větvích.
Vytěsňování jedné populace druhou: Ve smíšených kulturách různých druhů jetelů koexistují, ale konkurence o světlo vede ke snížení hustoty každého z nich. Konkurence, která vzniká mezi blízce příbuznými druhy, tedy může mít dva důsledky: buď vytěsnění jednoho druhu druhým, nebo odlišnou ekologickou specializaci druhů, která umožňuje společné soužití.
Potlačení jedné populace druhou: Plísně, které produkují antibiotika, tedy potlačují růst mikroorganismů. Některé rostliny, které mohou růst na půdách chudých na dusík, vylučují látky, které inhibují aktivitu volně žijících bakterií fixujících dusík a také tvorbu uzlů v luštěninách. Zabraňují tak hromadění dusíku v půdě a jeho kolonizaci druhy, které ho vyžadují velké množství.
3. Amensalismus
Forma antibiotického vztahu, kdy jeden organismus interaguje s druhým a potlačuje svou životní aktivitu, přičemž sám nepociťuje žádné negativní vlivy potlačované (například smrk a rostliny nižšího řádu). Zvláštním případem je alelopatie - vliv jednoho organismu na druhý, při kterém se do vnějšího prostředí uvolňují odpadní látky jednoho organismu, který ho otravuje a činí nevhodným pro život jiného (u rostlin běžné).
5. Predace
Jedná se o formu vztahu, ve kterém organismus jednoho druhu používá členy jiného druhu jako zdroj potravy jednou (tak, že je zabije).
Kanibalismus je zvláštním případem predace - zabíjení a požírání vlastního druhu (nalezeno u krys, medvědů hnědých, lidí).
Symbióza
Forma vztahu, ve kterém účastníci těží ze soužití nebo si alespoň neubližují. Symbiotické vztahy také přicházejí v různých formách.
1. Protokooperace je oboustranně výhodné, avšak volitelné soužití organismů, ze kterého profitují všichni zúčastnění (například krab poustevník a sasanka).
2. Mutualismus je forma symbiotického vztahu, ve kterém jeden z partnerů nebo oba nemohou existovat bez kohabitujícího (například býložraví kopytníci a mikroorganismy degradující celulózu).
Lišejníky jsou nerozlučným soužitím plísní a řas, kdy se pro každého z nich stává přítomnost partnera životní podmínkou. Hyfy houby, které proplétají buňky a vlákna řas, přijímají látky syntetizované řasami. Řasy extrahují vodu a minerály z houbových hyf.
Mnoho trav a stromů se normálně vyvíjí pouze tehdy, když se půdní houby (mykorhiza) usadí na jejich kořenech: kořenové vlásky se nevyvíjejí a mycelium houby proniká do kořene. Rostliny přijímají vodu a minerální soli z houby, která zase přijímá organické látky.
3. Komensalismus je forma symbiotického vztahu, ve kterém jeden z partnerů těží ze soužití a druhý je lhostejný k přítomnosti prvního. Existují dva typy soužití:
Bydlení (některé mořské sasanky a tropické ryby). Ryba se drží přilnutím k velkým rybám (žralokům), využívá je jako dopravní prostředek a navíc se živí jejich odpadem.
Používání struktur a tělních dutin jiných druhů jako úkrytů je rozšířené. V tropických vodách se některé ryby ukrývají v dýchací dutině (vodních plicích) mořských okurek (nebo mořských okurků, řád ostnokožců). Potěr některých ryb nachází útočiště pod deštníkem medúz a je chráněn svými žahavými nitěmi. K ochraně vyvíjejících se potomků používají ryby odolnou skořápku krabů nebo mlžů. Vajíčka nakladená na žábry kraba se vyvíjejí za podmínek ideálního přísunu čisté vody procházející žábrami hostitele. Rostliny využívají jako stanoviště i jiné druhy. Jde o tzv. epifyty – rostliny, které se usazují na stromech. Mohou to být řasy, lišejníky, mechy, kapradiny, kvetoucí rostliny. Dřeviny jim slouží jako místo uchycení, nikoli však jako zdroj živin.
Freeloading (velcí dravci a mrchožrouti). Například hyeny následují lvy a sbírají zbytky jejich nesnědené kořisti. Mezi partnery mohou být různé prostorové vztahy. Pokud je jeden partner mimo buňky druhého, mluví o ektosymbióze, a pokud je uvnitř buněk, mluví o endosymbióze.
|
ZKUŠEBNÍ KARTA č. 4 |
|
|
Druhy výživy živých organismů. |
|
|
Teorie vzniku života. |
|
Existují dva typy výživy živých organismů: autotrofní a heterotrofní.
Autotrofní organismy (autotrofní organismy) jsou organismy, které využívají jako zdroj uhlíku oxid uhličitý (rostliny a některé bakterie). Jinými slovy jde o organismy schopné vytvářet organické látky z anorganických - oxid uhličitý, vodu, minerální soli.
Heterotrofní (heterotrofní organismy) jsou organismy, které využívají organické sloučeniny (zvířata, houby a většina bakterií) jako zdroj uhlíku. Jinými slovy, jedná se o organismy, které nejsou schopny vytvářet organické látky z anorganických, ale vyžadují již hotové organické látky.
Některé živé bytosti jsou v závislosti na životních podmínkách schopny autotrofní i heterotrofní výživy. Organismy se smíšeným typem výživy se nazývají mixotrofy. Mixotrofy jsou organismy, které dokážou jak syntetizovat organické látky z anorganických, tak se živí hotovými organickými sloučeninami (hmyzožravé rostliny, zástupci oddělení řas euglena atd.)
Mutualismus
Mutualismus je vzájemně výhodné soužití, kdy se přítomnost partnera stává předpokladem existence každého z nich. Příkladem je soužití nodulových bakterií a bobovitých rostlin, které mohou na půdách chudých na dusík žít společně a půdu jím obohacovat.
Nejbližší forma mutualismu je, když jeden organismus žije uvnitř druhého. Pozoruhodným příkladem je trávicí systém krav a jiných přežvýkavců. Krávy, stejně jako lidé, nejsou schopny strávit celulózu, látku vyskytující se ve velkém množství v rostlinách. Přežvýkavci ale mají zvláštní orgán – bachor. Je to dutina, ve které žije mnoho mikrobů. Rostlinná potrava se poté, co ji zvíře rozžvýká, dostává do bachoru a tam tyto mikroby ničí celulózu. (Zvíře může znovu vyvrhnout a rozžvýkat částečně rozloženou potravu – to dělají krávy, když žvýkají krmení.) Bachor krávy je uzavřený mikroekosystém tvořený mnoha různými mikroorganismy, jejichž úkolem je trávit celulózu pro svého hostitele. Podobně je kořenový systém vyšších rostlin tvořen propletením kořenového pletiva a houbových nití, takže houby zásobují rostlinu minerálními látkami.
Ve světě zvířat poskytují příklad nejdokonalejší symbiózy termiti, jejichž trávicí trakt slouží jako úkryt bičíkům nebo bakteriím. Díky symbióze jsou termiti schopni trávit dřevo a mikroorganismy dostávají úkryt, mimo něj nemohou existovat.
Vzájemně výhodné vztahy mohou vznikat na základě behaviorálních reakcí, například jako u ptáků, kteří kombinují své vlastní krmení s šířením semen. Někdy vzájemné druhy vstupují do úzké fyzické interakce, jako při tvorbě mykorhizy (kořenů hub) mezi houbami a rostlinami.
Dlouho nebylo jasné, zda se lišejníky řadí mezi houby nebo řasy. Ukázalo se, že lišejník je symbiotický systém hub a řas, jejichž funkční a morfologické spojení je tak těsné, že je lze považovat za zvláštní druh organismu, na rozdíl od jakékoli jeho složky. Proto jsou lišejníky obvykle klasifikovány nikoli jako symbiózy dvou druhů, ale jako samostatné druhy živých organismů. Řasa zásobuje houbu produkty fotosyntézy a houba jako rozkladač zásobuje řasy minerály a navíc je substrátem, na kterém žije. To umožňuje lišejníkům existovat v extrémně drsných podmínkách.
Klauni žijí v blízkosti mořských sasanek. Při ohrožení najde ryba útočiště v chapadlech mořských sasanek. Klauni zároveň odhánějí další ryby, které si rády pochutnávají na mořských sasankách. Oba organismy tedy vzájemně těží z této blízkosti. Variací tohoto typu mutualismu je, když jeden druh živí jiný: například člověk pěstuje plodiny a dobytek; mravenci rostou houby.
Komensalismus
Komensalismus (latinsky con mensa - doslova „u stolu“, „u stejného stolu“) - vztahy mezi jednotlivci nebo skupinami různých druhů, které koexistují bez konfliktů a bez vzájemné pomoci (například stříbrná rybka a lidé).
Střeva každého zvířete obsahují velké množství různých organismů. Některé střevní bakterie, dříve klasifikované jako komenzály, mohou být pro hostitele prospěšné, například syntetizací vitamínů skupiny B, z nichž některé mohou být hostitelem absorbovány. Proto by takové bakterie měly být považovány za symbionty a ne za komenzály. Jsou známy i opačné situace, kdy se organismy považované za symbionty skutečně ukázaly být komenzály. Předpokládalo se zejména, že někteří nálevníci (Entodinium, Epidinium, Diplodinium), vyskytující se ve velkém množství v bachoru a dalších částech žaludku přežvýkavců, pomáhají hostiteli rozkládat vlákninu a rostlinné bílkoviny, míchat natrávenou potravu a také kontrolovat počet bakterií a plísní. Později se však ukázalo, že trávení těchto látek u přežvýkavců (skotu, ovcí, antilop) zajišťují jiné mikroorganismy.
Ektokomenzalismus je extrémně rozšířený. Příkladem toho může být usídlení bakterií na povrchu lidské kůže nebo některých prvoků (nálevníci Hypotricha, Chontricha, Peritricha a zástupci třídy savých nálevníků Suctoria) na povrchu těla mnoha bezobratlých (hydra, různé houby, korýši a kroužkovci), stejně jako obratlovci (ryby, obojživelníci). Hostitel je těmito druhy využíván pouze jako stanoviště; nemá z nich žádný prospěch.
Jinou formu komenzalismu vykazují některé bakterie. Pokud tedy jeden druh bakterií nemůže využít nějaký potenciálně výživný materiál a jiný druh bakterií tento materiál rozloží a vytvoří látky, které je první schopen spotřebovat, pak první druh poroste jako komenzál druhého. V tomto případě je komenzalismus prezentován v doslovném smyslu – jako „společné jídlo“ (latinsky com – spolu, mensa – stůl, jídlo).
Obecně platí, že partneři nemají žádné společné zájmy a každý existuje dokonale sám o sobě. Takové svazky však jednomu z účastníků usnadňují přesun nebo získání potravy, nalezení přístřeší atp. Někdy mohou být takové svazky zcela fiktivní. Ve schránkách měkkýšů a schránkách korýšů se tedy někdy vyskytují různé druhy mechovců. Toto spojení je zcela náhodné, protože mechové se dokážou přichytit k jakémukoli tvrdému povrchu, a přesto mnoho přisedlých zvířat těží z přichycení k živému tvoru. Majitel je přenáší z místa na místo. Často jim při pohybu proudění vody usnadňuje získávání potravy.
Mezi komenzály patří foleoxeny, které se náhodně vyskytují v norách a hnízdech; foleofili, kteří se v těchto úkrytech vyskytují častěji než v prostředí, a foleobisté, kteří v nich tráví celý život.
V závislosti na povaze vztahu mezi komenzálními druhy se rozlišují tři formy:
Sinoikia (ubytovna) - jedno zvíře (komensál) využívá jiné zvíře (jeho ulitu, hnízdo atd.) jako úkryt;
epoikia (freeloading) - jedno zvíře (komensál) se přisaje ke zvířeti jiného druhu nebo žije v jeho blízkosti, které se stane „pánem“ (například ryba přilepená přísavnou ploutví se přichytí na kůži žraloků a jiných velkých ryby, které se s jejich pomocí pohybují a živí se zbytky potravy;
entoikia – některá zvířata se usazují uvnitř dutin jiných, které komunikují s vnějším prostředím.
Freeloading je konzumace zbytků jídla od majitele. Takový je například vztah lvů a hyen, sbírání zbytků napůl snědené potravy nebo žraloky s lepkavými rybami.
Nájem (soužití) je využívání jedním druhem druhého (jejich těla nebo jejich domovů) jako úkryt nebo domov. Tento typ vztahu je u rostlin rozšířený.
Jasný příklad soužití poskytují někteří vlkodlaci, kteří se připevňují na kůži velryby. V tomto případě dostávají výhodu - rychlejší pohyb a velrybě nezpůsobují prakticky žádné nepříjemnosti.
Komenzalismus je zvláště běžný mezi mořskými živočichy. Vztahy mezi některými rybami a žraloky jsou dobře známé. Pilotní ryby, které se živí zbytky ze žraločího „stolu“, neustále pobíhají v malých hejnech poblíž jeho nosu. Dalším příkladem jsou zvířata, jejichž nora slouží jako útočiště pro různé „hosty“, kteří se živí zbytky ze stolu majitele. V norách savců, hnízdech ptactva a obydlích sociálního hmyzu je komenzální hmyz zastoupen velkým množstvím druhů (např. v norách sviště alpského je až 110 druhů brouků).
Vztahy jako komenzalismus hrají v přírodě důležitou roli, protože přispívají k užšímu soužití druhů, úplnějšímu rozvoji životního prostředí a využívání zdrojů potravy.
Co je symbióza v biologii: definice
Symbióza je jakákoli asociace mezi dvěma různými typy populací. Jeho studium je kvintesencí systémové biologie, která integruje nejen všechny úrovně biologické analýzy, od molekulární po ekologickou, ale také studie napříč třemi doménami života. Rozvoj této oblasti je zatím v rané fázi, ale výsledky na sebe v blízké budoucnosti nenechají dlouho čekat.
Typy symbiózy
Co je to symbióza v biologii (5. stupeň)? Symbióza je vztah mezi dvěma nebo více organismy žijícími ve vzájemném těsném kontaktu. K interakci dochází, když dva druhy žijí na stejném místě a jeden nebo oba mají prospěch z toho druhého. Predace pod tuto definici nepřímo spadá, protože ji lze také považovat za typ symbiózy.
Mutualismus
Mutualismus je jedním z nejznámějších a ekologicky nejvýznamnějších typů symbiózy. V takových vztazích existuje například hmyz a taková spolupráce je výhodná a oboustranně výhodná pro obě strany. Hmyz, ptáci a dokonce i někteří savci získávají potravu ve formě nektaru. Rostlina naopak získává velkou reprodukční výhodu, a to schopnost přenášet svůj pyl na jiné rostliny.
Jelikož rostliny spolu často neskončí, je pro ně poměrně problematické plnit reprodukční funkci bez prostředníků. V tomto případě je pro ně symbióza prostě životně důležitá, a to v plném slova smyslu. Bez opylovačů by mnoho rostlin jednoduše postupně zmizelo. Na druhou stranu, nebýt opylujících rostlin, mnoho hmyzu samotného by mělo velké potíže. Toto je skutečně oboustranně výhodné spojenectví.
V biologii to není limit. Další fascinující formu prospěšné spolupráce lze spatřovat ve vztahu některých a mšic. Mšice jsou drobný, měkký hmyz, který se živí rostlinnou šťávou a produkuje určité množství cukru a vody jako odpad. To se stává vhodnou potravou pro některé druhy mravenců. Mravenci je zase často přesouvají na nové místo, čímž poskytují další zdroje potravy.
Komensalismus
Co je symbióza v biologii? V první řadě jde o spolupráci. Jedním z nejvzácnějších typů symbiózy v přírodě je komenzalismus. V tomto případě má prospěch pouze jedna strana. Druhý není z takového uspořádání ani horký, ani studený. Najít takové příklady je docela obtížný úkol. Lze však uvést několik příkladů.
Příkladem komenzalismu mohou být někteří pouštní ještěři, kteří nacházejí místo pobytu v opuštěných krysích nebo hadích norách. Ještěrky dostanou úkryt, zatímco ostatní zvíře na oplátku nedostane nic.
Co je symbióza v biologii? Zjednodušeně lze říci, že jde o pozitivní, negativní nebo neutrální spolupráci mezi různými typy organismů.
Symbióza je dlouhodobé soužití organismů dvou a více různých druhů rostlin nebo živočichů, kdy jsou jejich vzájemné vztahy velmi těsné a zpravidla vzájemně výhodné. Symbióza poskytuje těmto organismům lepší výživu. Díky symbióze organizmy snáze překonávají nepříznivé vlivy prostředí.
Mutualismus
Mutualismus je formou symbiózy, ve které se přítomnost každého z obou druhů stává pro oba povinnou, každý ze spolubydlících získává relativně stejné výhody a partneři (nebo jeden z nich) bez sebe nemohou existovat.
Typickým příkladem mutualismu je vztah mezi termity a bičíkatými prvoky, kteří žijí v jejich střevech. Termiti jedí dřevo, ale nemají enzymy na trávení celulózy. Bičíkovci produkují takové enzymy a přeměňují vlákninu na cukry. Bez prvoků – symbiontů – hynou termiti hladem. Kromě příznivého mikroklimatu bičíkovci sami přijímají potravu a podmínky pro rozmnožování ve střevech.
Příkladem mutualismu je symbióza klaunských ryb s mořskými sasankami. Ryba se nejprve lehce dotkne sasanky, nechá ji píchnout a zjistí přesné složení slizu, kterým je sasanka pokryta - tento sliz sasanka potřebuje, aby se sama nepíchla. Ryba klaun pak tuto kompozici reprodukuje a před nepřáteli se pak může schovat mezi chapadla mořské sasanky. O mořskou sasanku se klaun stará – větrá vodu a odnáší nestrávené zbytky potravy. Ryby se nikdy nevzdalují od „své“ mořské sasanky. Samci od ní odhánějí samce, samice samice. Zdá se, že důvodem kontrastního zbarvení je teritoriální chování.
Mutualismus může být „tvrdý“ nebo „měkký“. V prvním případě je spolupráce pro oba partnery životně důležitá (jsou spojeni koadaptačními vztahy, ve druhém jsou vztahy víceméně volitelné (říká se tomu protokooperace);
Komensalismus
Komenzalismus je způsob soužití dvou různých druhů živých organismů, kdy jedna populace ze vztahu těží, zatímco druhá nepřijímá ani užitek, ani újmu.
V závislosti na povaze vztahu mezi komenzálními druhy se rozlišují tři typy:
Komenzál je omezen na použití potravy organismu jiného druhu (například kroužkovec rodu Nereis žije v záhybech krunýře kraba poustevníka a živí se zbytky potravy rakoviny);
Komensál se přichytí na organismus jiného druhu, který se stane „hostitelem“ (např. ryba, která se drží přísavnou ploutví, se přichytí na kůži žraloků a jiných velkých ryb a pohybuje se s jejich pomocí);
Komenzál se usazuje ve vnitřních orgánech hostitele (např. někteří bičíkovci žijí ve střevech savců).
Příkladem komenzalismu jsou luštěniny (například jetel) a obiloviny rostoucí společně na půdách chudých na dostupné sloučeniny dusíku, ale bohatých na sloučeniny draslíku a fosforu. Navíc, pokud obilovina nepotlačuje luštěninu, pak jí naopak poskytuje další množství dostupného dusíku. Ale takové vztahy mohou pokračovat jen tak dlouho, dokud je půda chudá na dusík a obiloviny nemohou moc růst. Pokud se v důsledku růstu luštěnin a aktivní práce nodulových bakterií fixujících dusík nahromadí v půdě dostatečné množství sloučenin dusíku přístupných rostlinám, je tento typ vztahu nahrazen konkurencí. Výsledkem je zpravidla úplné nebo částečné vytlačení méně konkurenceschopných luskovin z fytocenózy.
Další varianta komenzalismu: jednostranná pomoc rostliny „chůvy“ jiné rostlině. Bříza nebo olše tak mohou být chůvou pro smrky: chrání mladé smrčky před přímým slunečním zářením, bez nichž smrk nemůže růst na volném místě, a také chrání sazenice mladých jedlí před vytlačením z půdy mrazem. Tento typ vztahu je typický pouze pro mladé smrky. Zpravidla, když smrk dosáhne určitého věku, začne se chovat jako velmi silný konkurent a potlačuje své chůvy.
Keře z čeledí Lamiaceae a Asteraceae a jihoamerické kaktusy mají stejné vztahy. Mladé kaktusy, které mají zvláštní typ fotosyntézy (metabolismus CAM), ke kterému dochází během dne s uzavřenými průduchy, se velmi přehřívají a trpí přímým slunečním zářením. Proto se mohou vyvíjet pouze ve stínu pod ochranou suchu odolných keřů. Existuje také mnoho příkladů symbiózy, která je prospěšná pro jeden druh a nepřináší žádný užitek ani škodu jinému druhu. Například lidské střevo obývá mnoho druhů bakterií, jejichž přítomnost je pro člověka neškodná. Podobně rostliny zvané bromélie (kam patří ananas) žijí na větvích stromů, ale živiny získávají ze vzduchu. Tyto rostliny využívají strom jako oporu, aniž by ho připravovaly o živiny. Rostliny si živiny vytvářejí samy, než aby je získávaly ze vzduchu.
Typ symbiózy je endosymbióza, kdy jeden z partnerů žije uvnitř buňky toho druhého.
Symbióza je forma vztahu, ve kterém si oba organismy navzájem prospívají. Jinými slovy, jde o oboustranně výhodné soužití. Organismus, který žije v symbióze, je symbiont.
Typy symbiózy
V biologii lze termín symbióza používat ve dvou různých významech. Jak již bylo řečeno, jedná se o formu soužití, která je prospěšná všem. V biologii však existuje starší definice – mutualismus. V každém případě slovo „symbióza“ zavedl v roce 1879 německý botanik a mikrobiolog Heinrich Anton de Bary. Termín znamenal prospěšnou existenci různých organismů, bez ohledu na to, zda to pro ně bylo výhodné nebo ne. Symbióza se dělí na:
Třetí typ označoval symbiózu, z níž těžil jeden organismus, ale pro druhý měl neutrální význam. Tento typ soužití lze rozdělit na: zoochory (zvířata a rostliny se vzájemně ovlivňují, zvířata pomáhají rostlinám přenášet semena a plody), synoikia (nájem, jeden je lhostejný, druhý je prospěšný), foresy (symbióza různých druhů, ve které je větší symbiont nese menší), epibióza (usazení jednoho organismu na druhý), epioikia (symbiont žije na povrchu druhého, aniž by mu ublížil), entoikia, paroikia. Všechny tyto druhy však mají jednu podobnost: jeden ze symbiontů tvoří pro druhého zvláštní formu biotopu.
Související materiály:
Proč jsou plameňáci růžoví?
Příklady symbiózy
Houby a stromy
Mnoho hub (ceps, hřib) má úzké spojení s kořeny stromů a má výhody jak pro ně samotné, tak pro rostlinu. Díky této symbióze jsou malé kořeny určitých stromů propleteny vlákny mycelia (hyfy), pronikajícími kořeny a umístěnými mezi buňkami. Tento útvar se nazývá mykorhiza. Mykorhizu objevil ruský botanik Franz Michajlovič Kamenskij v roce 1879 a název tomuto typu symbiózy dal německý vědec David Albertovič Frank.
