Екологія: біологія взаємодії. 4.07. Мутуалізм





 

 

 

Українська мова (найновіша версія) / Русский язык (обновление прекращено)

Д. Шабанов, М. Кравченко
Екологія: біологія взаємодії

Частина I. Біосистеми та біосфера
Частина II. Екосистеми та популяції
Частина III. Організми та їх середовище
Частина IV. Людство

← 4.06. Класифікація відносин між популяціями

4.07. Мутуалізм

4.08. Протокооперація →

 

4.07. Мутуалізм

Ми відзначили, що мутуалізм — це облігатні взаємовигідні відносини між популяціями. Як встановити, що певні відносини є облігатними? Якщо організми, що перебувають у взаємовигідних відносинах, зустрічаються у природних умовах тільки разом, це свідчить про нерозривний характер їх зв'язку.

Мутуалізм — поширене явище. Наприклад, розвинене наземне життя існує лише завдяки мутуалістичним стосункам. Саме заселення вищими рослинами суші відбувалося завдяки їх тісній взаємодії з грибами. На залишках девонських рослин знайдені сліди мікоризи (етимологія цього слова означає щось на зразок «грибокоріння»). Мінеральне живлення наземних рослин — дуже складний процес, і в багатьох випадках воно неможливе без грибів. При мікоризі гіфи грибів охоплюють чохлом коріння рослин, проникають всередину цього коріння або навіть всередину окремих клітин. Гриби мають значно ефективніший механізм отримання мінеральних речовин, ніж рослини, але обмежені недоліком органіки. Рослини передають частину синтезованої ними органіки гіфам гриба, отримуючи від них необхідні солі.

У мінеральному живленні беруть участь і ендосимбіотичні нітрогенфіксатори, на зразок бактерій Rhizobium. На коренях ряду рослин (бобових, вільхи тощо) формуються спеціальні губчасті розростання, які населяються бактеріями, здатними зв'язувати атмосферний азот. Такий процес приносить користь не тільки самій рослині, розвиваючи азотфіксуючі бульби, а й іншим рослинам, оскільки призводить до збагачення ґрунту Нітрогеном.

Отже, розвинений наземний рослинний покрив — результат мутуалізму рослин з грибами та бактеріями. Але і споживання рослинної біомаси здебільшого пов'язано з подібними процесами. Всі рослиноїдні ссавці тією чи іншою мірою використовують ендосимбіотичну мікрофлору своїх кишечників. У деяких випадках бактерії, здатні розщеплювати целюлозу і синтезувати незамінні амінокислоти, селяться у задньому відділі кишечника. Щоб користуватися результатами їхньої біохімічної активності, гризунам і зайцеподібним доводиться поїдати власні екскременти. Однак найвищого розвитку ендосимбіотичні комплекси досягають у жуйних парнокопитних. Шлунок цих тварин складається з декількох відділів, один з яких, рубець, є, по суті, мікробіологічним ферментером — ємністю для вирощування мікроорганізмів.

Мікрофлора й мікрофауна рубця жуйних дуже складна і до кінця не вивчена. Її суттєвими компонентами є як найпростіші (наприклад, джгутиконосці та інфузорії), так і бактерії. Результатом роботи цього множинного комплексу є глибока переробка целюлози.

Важливим компонентом тропічних лісів, що забезпечує швидке руйнування відмерлої деревини та повернення назад у круговорот речовин, що входили до її складу, є терміти. У кишечнику термітів також перебуває складний комплекс із бактерій і найпростіших, причому для його ефективної роботи необхідне кількаразове поїдання термітами екскрементів одне одного.

Природно, мутуалізм поширений не тільки на суші. Для водних екосистем надзвичайно характерний мутуалізм тварин із різними ендосимбіотичними водоростями. Наприклад, завдяки ендосимбіонтам існують і рифоутворюючі корали, і найбільші з молюсків — тридакни.

Зрештою, класичним прикладом мутуалізму є лишайники — ліхеноутворюючі гриби. Ці організми можуть існувати тільки за умови тісного контакту грибних гіф із клітинами ціанобактерій або водоростей. Ліхеноутворюючі гриби пройшли шлях еволюції від паразитування на фотосинтетичних організмах до справжнього мутуалізму.

Які організми можуть стати мутуалістичними? Обов'язково такі, що істотно різняться. Якщо екологічні ніші двох популяцій подібні, тобто цим популяціям необхідні однакові ресурси, — між ними виникне конкуренція. Умова, за якої може розвинутися мутуалізм і протокооперація, — відмінність ніш. Найчастіше мутуалізм розвивається тоді, коли кожен член пари видів віддає напарникові менш цінний для себе ресурс, а отримує цінніший. Оптимальною є ситуація, коли ресурсом для одних організмів є відходи інших, і навпаки.