Підручник з Біології і екології (рівень стандарту). 11 клас. Андерсон - Нова програма

§ 13. Організм як середовище існування. Взаємовигідне співіснування організмів

Пригадайте типи взаємодій між популяціями в екосистемі.

Що таке симбіоз?

Організми одних видів можуть використовувати в якості середовища існування організми інших видів. У такому середовищі біотичним екологічним факторам належить істотно більша роль, ніж в інших типах середовищ. В організмах як хазяїна, так і квартиранта розвиваються численні адаптації до впливів одне на одного, що є одним із прикладів коеволюції. Заселеними можуть бути як поверхні тіла організмів, так і їх внутрішні порожнини. У якості квартирантів можуть виступати прокаріоти, одноклітинні еукаріоти або ж багатоклітинні організми різних груп. Симбіонти можуть траплятися навіть в одноклітинних організмів. Такі взаємодії можуть належати до всіх розглянутих раніше (§ 9) типів, але зважаючи на щільність зв'язків між організмами, частіше трапляються випадки мутуалізму, протокооперації та паразитизму (§ 14).

Взаємовигідні взаємодії організмів хазяїна та симбіонта. Один із прикладів мутуалізму ми наводили раніше - це мешкання мікроскопічних водоростей у тканинах тридакни. Таке явище не є унікальним, відомо багато тварин, що мають у своїх тканинах фотосинтезувальні клітини інших видів (рис. 64). У так званих «зелених» гідр (Hydra viridissima) в клітинах ентодерми живуть водорості роду Chlorella. На світлі такі гідри можуть понад чотири місяці обходитися без їжі, а без симбіонтів і годування гинуть за два місяці.

Рис. 64. Симбіоз тваринних організмів із фотосинтезувальними організмами

Зелена гідра

Коралові поліпи

Схарактеризуйте значення симбіонтів наведених організмів.

Оцінка кольорової гами коралу є одним із простих, але ефективних способів визначення його життєздатності. Поясніть, як колір пов'язаний з функціонуванням цього організму.

За допомогою джерел додаткової інформації наведіть інші приклади симбіонтів поміж бактерій, одноклітинних прокаріотів, багатоклітинних організмів.

Зоохлорели проникають у яйцеклітини і в такий спосіб передаються потомству. Цікаво, що гідри інших видів не вдається «заразити» хлорелою навіть у лабораторних умовах. Це вказує на наявність специфічних адаптацій, що вможливлюють такий симбіоз. Яскраве забарвлення коралових рифів також зумовлене наявністю симбіотичних водоростей. У разі їх загибелі тіло корала стає сірим, а через нестачу поживних сполук він гине. Водорості можуть оселятися і на наземних організмах. Найбільш відомим прикладом є мешкання їх на шерсті лінивців (рис. 65). Звісно, ці ссавці не використовують продукти фотосинтезу, але зелений відтінок забарвлення допомагає їхньому маскуванню.

Частіше за водоростей у якості симбіонтів виступають бактерії. Раніше ми пригадували бульбочкові бактерії в рослин. Нормальна мікрофлора має важливе значення для функціонування організму хазяїна (рис. 66). Заселяючи доступні ділянки, вона запобігає розвитку патогенних. Бактерії можуть синтезувати корисні для хазяїна сполуки. Кишкова паличка в людини утворює вітамін K. Іншим відомим прикладом є бактеріальні симбіонти джгутикових одноклітинних, що мешкають у травному тракті рослиноїдних тварин, уможливлюючиперетравлення ними целюлози (терміти, жуйні ссавці). Дисбаланс видового складу кишкової мікрофлори може супроводжуватися порушенням здоров'я та розвитком хвороб. Дослідження взаємодії мікробіому та функціонування організму хазяїна є актуальним напрямом сучасних біомедичних досліджень.

Ендосимбіоз. Оселення прокаріотичної клітини всередині іншої - ендосимбіоз - мало важливе значення в процесі еволюції. Відповідно до сучасних уявлень, саме так виникли важливі клітинні складники - мітохондрії та пластиди. Імовірно, спочатку це був симбіоз автономних організмів, проте в процесі розвитку частина генів симбіонтів перемістилася до ядерного геному, що зробило таке співіснування облігатним (обов'язковим).

Рис. 65. Лінивець

Рис. 66. Мікробні симбіонти організму людини

За наявними оцінками, в організмі людини мешкає 4х1013 бактерій, тоді як число власних клітин становить 3х1013.

1. Назвіть частини нашого організму, що можуть бути заселеними бактеріями.

2. Одним з потенційних шляхів порушення функціонування мікрофлори є надмірне використання антибіотиків. Схарактеризуйте шкоду цього чинника.

  • 1. Схарактеризуйте організм як особливе середовище існування.
  • 2. Назвіть групи організмів, для яких інший організм може бути середовищем існування.
  • 3. Наведіть приклади мутуалістичних взаємовідносин у разі існування одного організму всередині іншого.
  • 4. Що таке ендосимбіоз?
  • 5. Підготуйте презентацію «Сучасні погляди на виникнення еукаріотичної клітини».