_ Specia care trăiește strâns împreună în simbioză este mult mai veche și mult mai comun decât ați crede

Odinioară cunoscut doar de cei care studiază biologia, cuvântul simbioză este acum folosit pe scară largă. Simbioza este relația intimă a diferitelor specii care trăiesc împreună. Este mult mai comună și mai veche decât ne-ar putea da seama mulți dintre noi.

Una dintre cele mai comune relații simbiotice este între diferite specii de alge și ciuperci sau între cianobacterii (cunoscute în mod obișnuit ca alge albastru-verzi, deși nu este alge) și ciuperci. Aceste specii pereche iau forma de licheni.

Termenul de simbioză a fost folosit pentru prima dată în secolul al XIX-lea pentru a descrie relația cu licheni, despre care se credea că este foarte neobișnuită. De atunci, am descoperit că simbioza este norma, mai degrabă decât excepția. De fapt, a modelat evoluția majorității vieții de pe Pământ.

Lichenii sunt diverși. Ele cresc pe trunchiuri de copaci, pe țigle de acoperiș și pe roci antice.

Simbioza a două specii diferite le permite ambelor să supraviețuiască în medii pe care altfel nu le-ar putea coloniza. Ciuperca oferă un mediu potrivit pentru ca speciile sale partenere de alge sau cianbacterie să crească - altfel ar putea fi prea expusă sau uscată, de exemplu. În schimb, ciuperca ajunge să împartă o parte din carbohidrații produși prin fotosinteză.

Acesta este un exemplu în care ambii parteneri beneficiază de relația lor. Se numește simbioză mutualistă.

Lichenii sunt adesea indicatori foarte buni ai calității aerului și a sănătății ecosistemului în general. Absența lor poate indica o calitate slabă a aerului. Deoarece absorb poluanții din aer, cum ar fi metalele grele, pot fi utilizați ca biomonitoare.

Într-un alt exemplu foarte comun de simbioză mutualistă, majoritatea speciilor de plante trăiesc într-o relație strânsă cu ciupercile din sol. Este cunoscută ca o asociație micorizală.

Plantele valorifică energia din lumina soarelui pentru a produce zahăr din apă și dioxid de carbon în procesul numit fotosinteză. Plantele împart această hrană cu ciuperca, care se bazează pe ele pentru supraviețuire. În schimb, firele fine ale ciupercii măresc foarte mult suprafața rădăcinilor plantelor pentru absorbția apei și a nutrienților.

Nu toate relațiile simbiotice beneficiază ambii parteneri.

În simbioza parazită, un partener beneficiază în detrimentul celuilalt. Printre exemple se numără ciupercile Phytophthora, Fusarium și Armilleria, care adesea își ucid plantele gazde.

În cazuri de comensalism, un organism beneficiază, iar celălalt nu câștigă, nici nu pierde. Păsările mici, de exemplu, se cocoțău uneori pe ierbivorele mari, mâncând insecte deranjate de animalele mai mari.

Ca în orice relație, este posibil ca lucrurile să se schimbe în timp. De exemplu, o simbioză mutualistă între un copac și ciuperca sa micorizică s-ar putea transforma în parazitism pe măsură ce copacul îmbătrânește și scade sau dacă condițiile de mediu se schimbă.

Simbioza a jucat un rol enorm în evoluția vieții. Celulele care alcătuiesc corpurile animalelor și plantelor sunt rezultatul unor relații simbiotice.

Celulele sunt complexe. Acestea conțin structuri numite organite, cum ar fi nucleul (centrul de control al celulei) și mitocondriile (implicate în respirația celulară, care utilizează oxigenul pentru a descompune moleculele alimentare pentru a face disponibilă energia). Celulele vegetale conțin, de asemenea, cloroplaste, locurile de fotosinteză.

Aceste celule complexe au evoluat din forme de viață mult mai simple, străvechi, care s-au reunit simbiotic.

Organelele celulelor complexe au fost cândva unice. -forme de viață celulară care au supraviețuit fiind înghițite de alte celule simple. Au format o celulă mai complexă și mai eficientă, care a devenit tipul de celulă de bază pentru formele mari de viață multicelulare.

Toate organismele multicelulare mari care trăiesc pe Pământ – animale și plante – posedă acest tip de celulă. Este dovada cât de reuşită a avut această strategie evolutivă simbiotică.

Respirația celulară atât în ​​celulele vegetale, cât și în cele animale implică mitocondriile, ceea ce indică faptul că acestea au fost înghițite la începutul istoriei evoluției. Mai târziu, un tip de celulă care conținea deja mitocondrii a înghițit cloroplastul. Acest lucru a dus la evoluția plantelor complexe.

Încorporarea unui tip de celulă în altul se numește endosimbioză. A permis celulelor și părților celulelor să devină foarte specializate. Această specializare le-a îmbunătățit eficiența și capacitatea de a supraviețui într-o gamă mai largă de condiții.

Când eram student postuniversitar la botanică la sfârșitul anilor '70, colegii au adus într-o zi mostre de salată de mare comună, Ulva latuca, la laboratorul, unde studiam fiziologia fotosintetică. Salata de mare este o algă de mare care se găsește în multe ape puțin adânci de pe coasta Australiei.

Am observat un mic melc marin care păștea pe plantă, așa că am introdus-o în sistemul nostru pentru a studia fotosinteza. Spre surprinderea noastră, melcul făcea fotosinteză! Am descoperit că melcul a digerat parțial celulele de salată de mare, dar unele cloroplaste au trecut prin mucoasa intestinului melcului și au continuat să fotosintetizeze.

Ne-am gândit că am făcut o descoperire importantă, doar ca să aflăm că alții au publicat similar. muncă. După aceea, nu m-am îndoit niciodată de validitatea endosimbiozei, care era încă o teorie controversată la acea vreme.

Acum știm că simbioza este norma pentru majoritatea organismelor, inclusiv pentru oameni.

Intestinul nostru. flora reprezintă simbioză la scară masivă. Diversitatea și numărul mare de bacterii care trăiesc fericiți în intestinul nostru pot avea un impact uriaș asupra sănătății și bunăstării noastre generale. În cazul unui intestin sănătos, atât persoana, cât și bacteriile se descurcă bine din relație: un exemplu frumos de simbioză mutualistă.

COVID a concentrat atenția publicului asupra virușilor. Dar nu toți virușii sunt dăunători; multe beneficiază de fapt organismele pe care le infectează. Unii viruși chiar ne protejează de virușii care cauzează boli. De exemplu, la persoanele care sunt HIV pozitive boala progresează mai lent la cei care sunt și infectați cu virusul GB C (GBV-C).

Desigur, întreaga gamă de relații simbiotice cu virușii este posibil, de la un beneficiu reciproc la o gazdă infectată care suferă un rău mare. Și, ca și în cazul bacteriilor, există din ce în ce mai multe dovezi că virușii au ajutat multe specii să evolueze, inclusiv pe a noastră.

Un organism trebuie să trăiască într-un set complex de relații pentru a supraviețui și a prospera în orice mediu. Unele relații vor fi mai pozitive decât altele, dar nu ar trebui să surprindă că simbioza mutualistă este atât de des cheia succesului.

Acest articol este republicat din The Conversation sub o licență Creative Commons. Citiți articolul original.

(Fluierul)