Симбіонти - це організми, які живляться ... Організми симбіонти

Симбіоз, або взаємовигідне співжиття двох або більше організмів, відомий вже давно. Але це ніяк не скасовує того факту, що багато нюансів даного явища досі не вивчені або вивчені слабко.

Вперше це найдивовижніше природне явище виявив швейцарський вчений Швенденер в 1877 році. У той час він якраз досліджував лишайники. До його превеликий подив виявилося, що ці організми є складовими, утвореними колоніями грибів і одноклітинних простих водоростей. Сам термін «симбіоз» в науковій літературі з`явився дещо пізніше. Точніше, його запропонував в 1879 році де Парі.

З самим поняттям люди розібралися порівняно швидко, але зате залишилося питання з трофікою. Чим взагалі харчуються деякі види симбіотичних організмів? У випадку з тими ж лишайниками було зрозуміло, що водорості живуть за рахунок фотосинтезу, але ось звідки отримує поживні речовини грибний компонент? Якщо ви теж не знаєте відповіді на це питання, пропонуємо прочитати нашу статтю.

Загальні відомості

Сучасні вчені з`ясували, що симбіонти - це організми, які живляться (найчастіше) тим же, що споживає домінуючий організм. Втім, це дуже грубе і не надто коректне визначення, а тому слід описати кілька найбільш цікавих випадків докладніше.

Ви напевно зможете навести кілька прикладів самостійно. Так, корисні бактерії для людини у великій кількості є в ацидофільних йогуртах. Люди дають цим найпростішим прекрасну середовище проживання, а бактерії забезпечують ідеальне функціонування нашого шлунково-кишкового тракту.

До слова, цим скористався відомий КуТуШе. Симбіонти, культури яких він продає, забезпечують значне поліпшення функціонування ШКТ навіть у літніх людей, у яких з цим часто спостерігаються великі проблеми.

Водорості як головні симбіонти

Біологи давно з`ясували, що без участі водоростей не обходиться жодна симбиотическая пара організмів. Причому мова йде не тільки про водні, а й про суто сухопутних організмах. Вони примудряються вступати у взаємовигідні відносини як один з одним, так і з бактеріями, грибами, багатоклітинними організмами. Слід знати, що перелік водоростей, які здатні до симбіозу, досить обмежений.

Так, взаємовигідні відносини з грибами здатні встановлювати представники максимум п`яти-семи пологів, причому історично склалося так, що до симбіонтам належать такі: носток (Nostoc), глеокапса (Gloeocapsa), сцітонема (Scytonema) і стігонема (Stigonema).

Про водоростях і лінивців

Багато хто знає, що в далекій сельві Амазонки живе Примітно у всіх відносини тварина. Прославилося воно своєю повільністю і неквапливістю. Зрозуміло, ми говоримо про лінивців. От тільки далеко не всі знають про те, що окрас цих тварин (брудно-зелений, бурий) з`являється не в результаті природної пігментації вовняного покриву, а завдяки симбиотическим водоростям.

Вони живуть прямо в шерсті лінивців і харчуються за рахунок звичайного фотосинтезу. Лінивець завдяки їм отримує чудову маскувальну забарвлення. Чесно кажучи, вчені так і не змогли прийти до одноголосного висновку про те, що таке співіснування дає самим водоростям. У зазначеному випадку симбіонти - це організми, які живляться за рахунок речовин, вироблених ними ж самими в процесі фотосинтезу.

Незвичайні форми взаємовідносин водоростей з іншими організмами

Лишайники і лінивці - приклад довгострокових стабільних відносин між двома формами життя. Але далеко не завжди симбіонти-бактерії і водорості утворюють з іншими організмами настільки міцні і тривалі союзи. Так, вони нерідко просто селяться на поверхні живого організму. Звичайно, про повноцінний симбіозі в цьому випадку мова не йде. Таке явище називається епіфітірованіем. Найдрібніша плівка з найпростіших водоростей часто покриває не тільки раковини молюсків, але і поверхня тіла деяких водоплавних птахів і морських тварин. Так, водорості-епіфіти у великих кількостях селяться навіть на гігантських китах.

Епіфіти - симбіонти або паразити?

Вчені досі не можуть домовитися про те, з якої точки зору слід розглядати взаємовідносини між епіфітом і багатоклітинних організмом. Деякі вважають, що дане явище краще приймати як примітивну, первинну версію симбіотичних стосунків.

Справедливості заради, погодитися з такою точкою зору складно. Епіфіти й справді не завдають прямої шкоди організмам, на поверхні яких вони селяться, от тільки й користі (видимої в усякому разі) від них також не спостерігається.

Шкода від епіфітів

Дрібні водяні комахи і кліщі, чиї ніжки густо обліплюють епіфіти, стають надзвичайно повільними, так як швидко плавити вони просто фізично не можуть. Вищі ж водні рослини, листя яких «вшанували увагою» одноклітинні водорості, нерідко просто гинуть від нестачі сонячного світла. До речі кажучи, із зазначеним явищем напевно стикався кожен акваріуміст. Можна сказати, що в цьому випадку симбіонти - паразити, як би парадоксально це не звучало.

Але! Явище епіфітізма вивчено дуже і дуже погано. Цілком можливо, що ці відносини насправді приносять користь не тільки водоростям, але і багатоклітинних організмів. Загадка все ще чекає свого дослідника. А чим харчуються симбіонти, якщо мешкають всередині клітини вищого тварини або рослини?

Внутрішньоклітинні симбіонти

Не так вже й рідко симбіонти можуть жити всередині клітин свого «господаря». Якщо говорити про ті ж водоростях, то їх називають ендофітів. Вони утворюють ендосимбіоз, які вже набагато складніше попередніх явищ. Між партнерами в цьому випадку вже утворюються тісні, міцні і довготривалі зв`язки. Їх головна відмінність полягає в тому, що виявляються такі симбіонти-найпростіші тільки в результаті досить докладних і складних цитологічних досліджень.

Важливо! Вчені порівняно давно довели, що найважливіші клітинні органели - мітохондрії у тварин і хлоропласти у рослин - утворилися в незапам`ятні часи саме завдяки симбіотичних відносин. Колись вони були самостійними організмами.

У якийсь момент ці внутрішньоклітинні симбіонти перейшли до повністю «осілого» існуванню усередині живої клітини, а потім і зовсім стали залежними від неї, передавши управління своїм геномом в її ядро (частково). Так що можна сміливо заявляти про те, що всі нині відомі форми життя, які прагнуть до взаємовигідної існування, мають всі шанси колись стати єдиним цілим з тими організмами, з якими у них сьогодні існують партнерські відносини.

Як симбіонти проникають всередину клітини?

Як мікроорганізми виявляються в клітинах вищих тварин і рослин? Деякі види мають спеціально призначеними для цього механізмами. Причому нерідко вони є не у самого симбіонту, а у «приймаючої сторони». Є такий невеликий водний папороть - азолла (Azolla). На нижньої порожнини його листя є вузькі проходи, які ведуть в каверни, що спеціалізуються на виділенні слизу. Ось в ці-то порожнини і потрапляють синьо-зелені водорості Анаб (Anahaena azollae), які запливають в каверни разом з потоком води.

Папороть росте, канали заростають, водорості залишаються в повній ізоляції. Вчені довго намагалися створити на базі азолли колонії інших видів, але ніякого успіху вони так і не досягли. Можна з упевненістю говорити про те, що освіта симбиотической зв`язку можливо тільки у випадку повного збігу низки параметрів. Крім того, подібний союз відрізняється яскраво вираженою видовою специфічністю.

Таким чином, симбіонти - це організми, які живляться завдяки специфічним для свого виду процесам (азотфиксирующие мікроорганізми), розділяють цінні речовини з партнером, але при цьому потребують певних умовах, які може надати тільки він.

Чим вигідно таке співіснування?

Відзначимо, що всередині порожнин азолли знаходиться багато азотистих сполук. Синьо-зелені водорості, які потрапляють всередину організму папороті, не тільки активно їх засвоюють, а й повністю позбавляються здатності до самостійної фіксації атмосферного азоту. Організми-симбіонти відповідають взаємністю, постачаючи папороть киснем і деякими органічними речовинами.

Слід зауважити, що ці симбіонти не зазнають практично ніяких змін у своїй внутрішній організації. Втім, так справи йдуть далеко не у всіх випадках внутрішньоклітинного симбіозу. Найчастіше ті водорості, які вступають у взаємовигідне співробітництво з іншими організмами, відрізняються повною редукцією клітинної оболонки. Наприклад, таке відбувається у синьо-зелених водоростей, які утворюють симбіотичну зв`язок з деякими видами морських губок.

Терміти і внутрішньоклітинні симбіонти

Порівняно довгий час всі вчені перебували в подиві, розмірковуючи про процеси травлення термітів. Як цьому біологічному виду вдається процвітати, харчуючись однією тільки деревиною? Порівняно недавно було все ж з`ясовано, що за безпосередню переробку деревної целюлози відповідають найдрібніші симбіонти-бактерії, що є симбионтами найпростіших, які мешкають в кишечнику самих термітів. Така ось складна, але вельми дієва схема.

Ось тільки дослідники все одно не розуміли, звідки комахи беруть достатню кількість енергії: як-не-як, целюлоза в будь-якому випадку не відрізняється особливою поживністю. Крім того, їм потрібна величезна кількість азоту. Такого об`єму в перевареної деревині дерев немає просто за визначенням. Нещодавно вчені з Японії прийшли до феноменального результату, який ними був отриманий при ретельному вивченні геному симбіонтів жгутіконосцев, що живуть в ШКТ термітів.

Що ж виявилося в їх геномі?

Там багато цікавого. Зокрема, вчені змогли виявити не тільки ті гени, які відповідають за вироблення ферменту для руйнування целюлози, а й ті, які відповідальні за азотфіксацию. Остання являє собою складний процес зв`язування атмосферного азоту з утворенням тих його форм, які можуть бути засвоєні рослинним або тваринним організмом. Це надзвичайно важливо, тому що отриманий таким способом азот використовується термітами і їх жгутиконосцами для синтезу білка.

Простіше кажучи, у розглянутому випадку симбіонти - це організми, які живляться деревиною, споживаної термітами. Симбіонти симбіонтів (азотфиксирующие бактерії жгутіконосцев) відповідають за фіксацію азоту, без якого не зможе жити ні сам терміт, ні його «постояльці».

Бобові рослини і симбіонти

Раз вже ми згадали про азотфіксуючих бактеріях, ніяк не можна не сказати про бобових рослинах. Вони, як пам`ятає кожен, хто вивчав ботаніку, відрізняються разюче високим вмістом рослинного білка. Ця обставина також з давніх пір надзвичайно дивувало вчених. Боби примудрялися утворювати достатню кількість протеїну навіть в тих умовах, коли в грунті практично не було азоту!

Виявилося, що його надходження забезпечували організми симбіонти. Так-так, це були все ті ж азотфиксирующие бактерії, зручно проживають в бульбах на коренях всіх бобових рослин. Вони витягують дорогоцінний азот з повітря, переводячи його в добре засвоювану форму.

Комерційне використання симбіонтів

Не дивно, що медики з давніх пір культивують корисні бактерії для людини. Спершу це відбувалося у вигляді виробництва йогуртів та інших молочнокислих продуктів, але сьогодні дослідження вийшли на абсолютно новий рівень.

Особливо відомими на сьогоднішній день стали симбіонти Кутушова. Що це таке? В даний час під цією товарною маркою продаються культури кисломолочних організмів, які поліпшують процеси травлення.

Всі симбіонти Кутушова (точніше, їхньої культури) засновані виключно на древніх монгольських рецептах страв з кисломолочних продуктів. Так що вони дійсно здатні поліпшити ваше загальне самопочуття і навіть зовнішній вигляд.

Розробив їх вчений КуТуШе. Симбіонти в культурах ретельно підібрані, вони забезпечують організм людини цінними амінокислотами і мікроелементами. Саме за рахунок цього і досягається позитивний ефект.