Сімбіёнтах - гэта арганізмы, якія сілкуюцца ... Арганізмы сімбіёнтах

Сімбіёз, або узаемавыгаднае сужыццё двух або больш арганізмаў, вядомы ўжо даўно. Але гэта ніяк не адмяняе таго факту, што многія нюансы дадзенага з'явы да гэтага часу не вывучаны або вывучаны слаба.

Упершыню гэта дзіўная прыродная з'ява выявіў швейцарскі вучоны Швенденер ў 1877 годзе. У той час ён як раз даследаваў лішайнікі. Да яго глыбокага здзіўлення апынулася, што гэтыя арганізмы з'яўляюцца складовымі, адукаванымі калоніямі грыбоў і аднаклетачных простых водарасцяў. Сам тэрмін «сімбіёз» у навуковай літаратуры з'явіўся некалькі пазней. Дакладней, яго прапанаваў ў 1879 году дэ Пары.

З самім паняццем людзі разабраліся параўнальна хутка, але затое засталося пытанне з трофіка. Чым наогул сілкуюцца некаторыя віды сымбалічнай арганізмаў? У выпадку з тымі ж лішайнікамі было зразумела, што багавінне жывуць за кошт фотасінтэзу, але вось адкуль атрымлівае пажыўныя рэчывы грыбны кампанент? Калі вы таксама не ведаеце адказу на гэтае пытанне, прапануем прачытаць нашу артыкул.

Агульныя звесткі

Сучасныя навукоўцы высветлілі, што сімбіёнтах - гэта арганізмы, якія сілкуюцца (часцей за ўсё) тым жа, што спажывае дамінуючы арганізм. Зрэшты, гэта вельмі грубае і не занадта карэктнае вызначэнне, а таму варта апісаць некалькі найбольш цікавых выпадкаў падрабязней.

Вы напэўна зможаце прывесці некалькі прыкладаў самастойна. Так, карысныя бактэрыі для чалавека ў вялікай колькасці маюцца ў ацыдафільныя ёгуртах. Людзі даюць гэтым найпростым выдатную асяроддзе пражывання, а бактэрыі забяспечваюць ідэальнае функцыянаванне нашага страўнікава-кішачнага гасцінца.

Дарэчы, гэта скарыстаў даволі вядомы Кутушов. Сімбіёнтах, культуры якіх ён прадае, забяспечваюць значнае паляпшэнне функцыянавання ЖКТ нават у пажылых людзей, у якіх з гэтым часцяком назіраюцца вялікія праблемы.

Водарасці як галоўныя сімбіёнтах

Біёлагі даўно высветлілі, што без удзелу багавіння не абыходзіцца ні адна сымбалічнай пара арганізмаў. Прычым гаворка ідзе не толькі аб водных, але і пра асабліва сухапутных арганізмах. Яны прымудраюцца ўступаць ва ўзаемавыгадныя адносіны як адзін з адным, так і з бактэрыямі, грыбамі, мнагаклетачных арганізмамі. Варта ведаць, што пералік багавіння, якія здольныя да сімбіёз, даволі абмежаваны.

Так, узаемавыгадныя адносіны з грыбамі здольныя ўсталёўваць прадстаўнікі максімум пяці-сямі родаў, прычым гістарычна склалася так, што да сімбіёнтах ставяцца наступныя: носток (Nostoc), глеокапса (Gloeocapsa), сцитонема (Scytonema) і стигонема (Stigonema).

Аб багавінні і гультаі

Шмат хто ведае, што ў далёкай сельве Амазонкі жыве Характэрна ва ўсіх адносіны жывёла. Праславілася яно сваёй марудлівасцю і павольнасцю. Зразумела, мы гаворым пра гультаёў. Вось толькі далёка не ўсе ведаюць пра тое, што афарбоўка гэтых жывёл (брудна-зялёны, буры) з'яўляецца не ў выніку натуральнай пігментацыі Шарстнёў покрыва, а дзякуючы Сымбалічнай багавінню.

Яны жывуць прама ў воўны гультаёў і сілкуюцца за кошт звычайнага фотасінтэзу. Гультай дзякуючы ім атрымлівае цудоўную маскіровачную афарбоўку. Шчыра кажучы, навукоўцы так і не змаглі прыйсці да адзінагалосным высновы аб тым, што такое суіснаванне дае самім багавінню. Ва ўказаным выпадку сімбіёнтах - гэта арганізмы, якія сілкуюцца за кошт рэчываў, вырабленых імі ж самімі ў працэсе фотасінтэзу.

Незвычайныя формы ўзаемаадносін водарасцяў з іншымі арганізмамі

Лішайнікі і гультаі - прыклад доўгатэрміновых стабільных адносін паміж дзвюма формамі жыцця. Але далёка не заўсёды сімбіёнтах-бактэрыі і багавінне утвараюцца з іншымі арганізмамі такія трывалыя і працяглыя саюзы. Так, яны нярэдка проста селяцца на паверхні жывога арганізма. Вядома, аб паўнавартасным сімбіёзе у гэтым выпадку гаворка не ідзе. Такая з'ява называецца эпифитированием. Драбнюткая плёнка з найпростых багавіння часта пакрывае не толькі ракавіны малюскаў, але і паверхня цела некаторых вадаплаўных птушак і марскіх жывёл. Так, багавінне-эпіфіты ў вялікіх колькасцях селяцца нават на гіганцкіх кітах.

Эпіфіты - сімбіёнтах або паразіты?

Навукоўцы да гэтага часу не могуць дамовіцца аб тым, з якога пункту гледжання варта разглядаць узаемаадносіны паміж эпіфіты і мнагаклетачных арганізмам. Некаторыя лічаць, што дадзенае з'ява лепш прымаць як прымітыўную, першасную версію сымбалічнай адносін.

Дзеля справядлівасці, пагадзіцца з такім пунктам гледжання складана. Эпіфіты і сапраўды не наносяць прамога шкоды арганізмам, на паверхні якіх яны селяцца, вось толькі і карысці (бачнай ва ўсякім выпадку) ад іх таксама не назіраецца.

Шкоду ад эпіфіты

Дробныя вадзяныя насякомыя і абцугі, чые ножкі густа абляпляюць эпіфіты, становяцца надзвычай павольнымі, так як хутка плавіць яны проста фізічна не могуць. Вышэйшыя жа водныя расліны, лісце якіх «ўшанавалі увагай» аднаклетачныя водарасці, нярэдка проста гінуць ад недахопу сонечнага святла. Дарэчы кажучы, з паказаным з'явай напэўна сутыкаўся кожны акварыумістаў. Можна сказаць, што ў гэтым выпадку сімбіёнтах - паразіты, як бы парадаксальна гэта ні гучала.

Але! З'ява эпифитизма вывучана вельмі і вельмі дрэнна. Цалкам магчыма, што гэтыя адносіны на самай справе прыносяць карысць не толькі багавінню, але і мнагаклетачных арганізмам. Загадка ўсё яшчэ чакае свайго даследчыка. А чым харчуюцца сімбіёнтах, калі насяляюць ўнутры клеткі вышэйшага жывёлы ці расліны?

унутрыклеткавыя сімбіёнтах

Не так ужо і рэдка сімбіёнтах могуць жыць ўнутры клетак свайго «гаспадара». Калі казаць пра тыя ж багавінні, то іх называюць эндофитами. Яны ўтвараюць эндосимбиозы, якія ўжо нашмат складаней вышэйапісаных з'яў. Паміж партнёрамі ў гэтым выпадку ўжо утвараюцца цесныя, трывалыя і працяглыя сувязі. Іх галоўнае адрозненне заключаецца ў тым, што выяўляюцца такія сімбіёнтах-найпростыя толькі ў выніку досыць падрабязных і складаных цыталагічных даследаванняў.

Важна! Навукоўцы параўнальна даўно даказалі, што найважнейшыя клеткавыя арганоіды - мітахондрыі ў жывёл і хларапласты ў раслін - утварыліся ў спрадвечныя часы менавіта дзякуючы сымбалічнай адносіны. Калісьці яны былі самастойнымі арганізмамі.

У нейкі момант гэтыя ўнутрыклеткавых сімбіёнтах перайшлі да цалкам «аселага» існавання ўнутры жывой клеткі, а затым і зусім сталі залежнымі ад яе, перадаўшы кіраванне сваім геномаў ў яе ядро (часткова). Так што можна смела заяўляць пра тое, што ўсе цяпер вядомыя формы жыцця, якія імкнуцца да ўзаемавыгаднага існавання, маюць усе шанцы калісьці стаць адзіным цэлым з тымі арганізмамі, з якімі ў іх сёння існуюць партнёрскія адносіны.

Як сімбіёнтах пранікаюць унутр клеткі?

Як мікраарганізмы аказваюцца ў клетках вышэйшых жывёл і раслін? Некаторыя віды валодаюць спецыяльна прызначанымі для гэтага механізмамі. Прычым нярэдка яны маюцца не ў самога сімбіёнтах, а ў «прымаючага боку». Ёсць такі дробны водны папараць - азолла (Azolla). На ніжняй паражніны яго лісця маюцца вузкія праходы, якія вядуць у каверны, якія спецыялізуюцца на вылучэнні слізі. Вось у гэтыя-то паражніны і трапляюць сіне-зялёныя водарасці анабены (Anahaena azollae), якія заплываюць у каверны разам з токам вады.

Папараць расце, каналы зарастаюць, багавінне застаюцца ў поўнай ізаляцыі. Навукоўцы доўга спрабавалі стварыць на базе азоллы калоніі іншых відаў, але ніякага поспеху яны так і не дасягнулі. Можна з упэўненасцю казаць пра тое, што адукацыя сымбалічнай сувязі магчыма толькі ў выпадку поўнага супадзення шэрагу параметраў. Акрамя таго, падобны саюз адрозніваецца ярка выяўленай відавы спецыфічнасцю.

Такім чынам, сімбіёнтах - гэта арганізмы, якія сілкуюцца дзякуючы спецыфічным для свайго выгляду працэсам (азотфиксирующие мікраарганізмы), падзяляюць каштоўныя рэчывы з партнёрам, але пры гэтым маюць патрэбу ў пэўных умовах, якія можа даць толькі ён.

Чым выгадна такое суіснаванне?

Адзначым, што ўнутры паражнін азоллы знаходзіцца шмат азоцістых злучэнняў. Сіне-зялёныя водарасці, якія трапляюць ўнутр арганізма папараці, не толькі актыўна іх засвойваюць, але і цалкам пазбаўляюцца здольнасці да самастойнага фіксацыі атмасфернага азоту. Арганізмы-сімбіёнтах адказваюць ўзаемнасцю, забяспечваючы папараць кіслародам і некаторымі арганічнымі рэчывамі.

Варта заўважыць, што гэтыя сімбіёнтах не перажываюць практычна ніякіх зменаў у сваёй унутранай арганізацыі. Зрэшты, так справы ідуць далёка не ва ўсіх выпадках ўнутрыклеткавага сімбіёзу. Часцей за ўсё тыя водарасці, якія ўступаюць ва узаемавыгаднае супрацоўніцтва з іншымі арганізмамі, адрозніваюцца поўнай рэдукцыя клеткавай абалонкі. Да прыкладу, такое адбываецца ў сіне-зялёных водарасцяў, якія ўтвараюць сымбалічнай повязі з некаторымі відамі марскіх губак.

Тэрміты і ўнутрыклеткавых сімбіёнтах

Параўнальна доўгі час усе навукоўцы знаходзіліся ў здзіўленні, разважаючы аб працэсах стрававання тэрмітаў. Як гэтаму біялагічнаму віду атрымоўваецца квітнець, сілкуючыся адной толькі драўнінай? Параўнальна нядаўна было ўсё ж высветлена, што за непасрэдную перапрацоўку драўнянай цэлюлозы адказваюць драбнюткія сімбіёнтах-бактэрыі, якія з'яўляюцца сімбіёнтах найпростых, якія насяляюць у кішачніку саміх тэрмітаў. Такая вось складаная, але вельмі дзейсная схема.

Вось толькі даследчыкі ўсё роўна не разумелі, адкуль казуркі бяруць дастатковую колькасць энергіі: як-ніяк, цэлюлоза ў любым выпадку не адрозніваецца асаблівай пажыўнасцю. Акрамя таго, ім патрабуецца вялікая колькасць азоту. Такога аб'ёму ў пераваранай драўніне дрэў няма проста па азначэнні. Нядаўна навукоўцы з Японіі прыйшлі да фенаменальны вынік, які імі быў атрыманы пры дбайным вывучэнні геному сімбіёнтах жгутиконосцев, якія жывуць у ЖКТ тэрмітаў.

Што ж аказалася ў іх геноме?

Там шмат цікавага. У прыватнасці, навукоўцы змаглі выявіць не толькі тыя гены, якія адказваюць за выпрацоўку фермента для разбурэння цэлюлозы, але і тыя, якія адказныя за азотфиксацию. Апошняя ўяўляе сабой найскладаны працэс звязвання атмасфернага азоту з адукацыяй тых яго формаў, якія могуць быць засвоены раслінным або жывёлам арганізмам. Гэта надзвычай важна, бо атрыманы такім спосабам азот выкарыстоўваецца тэрмітамі і іх жгутиконосцами для сінтэзу бялку.

Прасцей кажучы, у разгледжаным выпадку сімбіёнтах - гэта арганізмы, якія сілкуюцца драўнінай, спажыванай тэрмітамі. Сімбіёнтах сімбіёнтах (азотфиксирующие бактэрыі жгутиконосцев) адказваюць за фіксацыю азоту, без якога не зможа жыць ні сам тэрміт, ні яго «пастаяльцы».

Бабовыя расліны і сімбіёнтах

Раз ужо мы ўспомнілі аб азотфиксирующих бактэрыя, ніяк нельга не сказаць пра бабовых раслінах. Яны, як памятае кожны, хто вывучаў батаніку, адрозніваюцца дзіўна высокім утрыманнем расліннага бялку. Гэтая акалічнасць таксама з даўніх часоў надзвычай здзіўляла навукоўцаў. Бабы прымудраліся ўтвараць дастатковую колькасць пратэіна нават у тых умовах, калі ў глебе практычна не было азоту!

Аказалася, што яго паступленне забяспечвалі арганізмы сімбіёнтах. Так-так, гэта былі ўсё тыя ж азотфиксирующие бактэрыі, зручна якія пражываюць у клубеньках на каранях ўсіх бабовых раслін. Яны здабываюць каштоўны азот з паветра, пераводзячы яго ў добра засваяльныя форму.

Камерцыйнае выкарыстанне сімбіёнтах

Нядзіўна, што медыкі з даўніх часоў культывуюць карысныя бактэрыі для чалавека. Спярша гэта адбывалася ў выглядзе вытворчасці ёгуртаў і іншых малочнакіслых прадуктаў, але сёння даследаванні выйшлі на зусім новы ўзровень.

Асабліва вядомымі на сённяшні дзень сталі сімбіёнтах Кутушова. Што гэта такое? У цяперашні час пад гэтай таварнай маркай прадаюцца культуры кісламалочных арганізмаў, якія паляпшаюць працэсы стрававання.

Усе сімбіёнтах Кутушова (дакладней, іх культуры) заснаваныя выключна на старажытных мангольскіх рэцэптах страў з кісламалочных прадуктаў. Так што яны сапраўды здольныя палепшыць ваша агульнае самаадчуванне і нават знешні выгляд.

Распрацаваў іх навуковец Кутушов. Сімбіёнтах ў культурах старанна падабраныя, яны забяспечваюць арганізм чалавека каштоўнымі амінакіслотамі і мікраэлементамі. Менавіта за кошт гэтага і дасягаецца станоўчы эфект.