Zależności nieantagonistyczne w ekosystemie

Czynniki biotyczne to elementy środowiska ożywionego wpływające w sposób bezpośredni lub pośredni na życie organizmów. Zaliczamy do nich oddziaływania pomiędzy organizmami należącymi do jednego gatunku lub pomiędzy organizmami należącymi do różnych gatunków wspólnie zamieszkujących dane środowisko.

Oddziaływania między organizmami mogą być negatywne, pozytywne lub neutralne. 

•  Zależności negatywne, czyli takie, które są niekorzystne dla jednego z dwóch wpływających na siebie organizmów, określamy mianem oddziaływań antagonistycznych. 

• Zależności pozytywne, czyli takie, które są korzystne dla co najmniej jednego organizmu, przy czym drugi organizm nie ponosi strat, określamy mianem oddziaływań nieantagonistycznych. 

• Zależności obojętne dla obu organizmów współistniejących w jednym środowisku określamy mianem oddziaływań neutralnych.

Oddziaływania nieantagonistyczne

Do oddziaływań nieantagonistycznych zalicza się: komensalizm, allelopatię dodatnią oraz mutualizm. W mutualizmie wyróżnia się: mutualizm fakultatywny (protokooperację) i mutualizm obligatoryjny (symbiozę). 

Komensalizm

Komensalizm

Komensalizm (od łac. commensalis – współbiesiadnik) to rodzaj oddziaływania nieantagonistycznego pomiędzy dwoma organizmami należącymi do różnych gatunków. Jeden z tych organizmów odnosi korzyści z tej interakcji, natomiast dla drugiego zależność ta jest obojętna. Organizm zyskujący na takiej formie współżycia nazywany jest komensalem.

Przykłady komensalizmu:

gallery‑without‑header

• Przykłady komensalizmu
• Zakładka 2
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka

Przykłady komensalizmu10

R18ES11H42LPF

Zdjęcie przedstawia roślinę z ogromnymi, czerwonymi kwiatami, które są pokryte plamkami. Po środku jest duży otwór z pręcikami. Wokół są zielone liście.

Zakładka 240

R4N8LKBLLVT9D

Zdjęcie przedstawia czerwoną oplątwę znajdującą się na pniu drzewa. Roślina ma długie, szablaste liście i czerwone kwiatostany.

Nowa zakładka40

R1QRSPGU71JE6

Zdjęcie przedstawia płynące ryby. Mają szarosrebrzyste łuski. Pod nimi znajdują się małże oraz kamienie. Obok są zielone rośliny.

Nowa zakładka40

R1SNF6MATV2DG

Zdjęcie przedstawia mikroskopowe zbliżenie na bakterie, które mają podłużny kształt i niebieski kolor.

Nowa zakładka40

R1N7AM2MM76VM

Zdjęcie przedstawia hienę centkowaną. Gęstą sierść o kolorze brązowym z ciemnymi cętkami. Hiena ma krótki pysk i uszy. W pysku trzyma fragment ciała zebry.

Nowa zakładka40

RKC2FL1T2LGQJ

Zdjęcie przedstawia plechę brodawczaka zwyczajnego. Ma ona postać skupiska krzaczkowato‑nitkowatego o kolorze bialo‑szarym. Kępka pieczy wyrasta z gałęzi drzewa.

Mutualizm

Mutualizm

Mutualizm jest wzajemnie korzystnym współżyciem organizmów należących do różnych gatunków. Wynikiem współpracy jest obopólna korzyść. Wyróżnia się mutualizm obligatoryjny i fakultatywny.

Mutualizm obligatoryjny

Mutualizm obligatoryjny

Mutualizm obligatoryjny (symbioza) to oddziaływanie pomiędzy dwoma organizmami, z których oba odnoszą korzyści. Interakcja ta jest niezbędna do przeżycia, dlatego też dwa organizmy tworzą silną zależność. O tym, jak silny jest to związek, świadczy wykształcenie wzajemnych przystosowań.

Przykłady mutualizmu obligatoryjnego:

gallery‑without‑header

• Zakładka 1
• Zakładka 2
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka

Zakładka 110

Komórki zielenic Chlorophyta lub sinic Cyanobacteria , które współpracują ze strzępkami grzybów, przedstawicieli workowców Ascomycota lub podstawczaków Basidiomycota tworzą porosty. Fotosyntetyzujące zielenice lub sinice dostarczają pokarm, a strzępki grzyba zaopatrują porost w wodę, a także zapewniają ochronę przed wysychaniem i nadmiernym nasłonecznieniem. Porosty są bardzo wytrzymałe i dobrze znoszą ekstremalnie trudne warunki środowiska. Organizmy budujące porost nie przetrwałyby w takich warunkach osobno.

Ważne!

Ostanie badania nad porostami wskazują na dominację grzybów nad sinicami i zielenicami. Grzyby kontrolują rozmnażanie, produkcję pokarmu i wzrost sinic oraz zielenic. Zdarza się, że grzyby trawią ich komórki. Taka zależność, w której jeden z gatunków odnosi większe korzyści niż drugi jest odmianą mutualizmu nazywaną helotyzmem. Wśród badaczy porostów są również zwolennicy teorii, że grzyby wykorzystują zielenice i glony w takim stopniu, że ta relacja to pasożytnictwo.

Zakładka 240

Bakterie brodawkowe z rodzaju Rhiziobium i Bradyrhizobium tworzą związek z korzeniami roślin motylkowych (Fabaceae), do których należy np. koniczyna łąkowa (Trifolium), soja (Glycine), groch (Pisum), łubin (Lupinus), lucerna (Medicago) i wyka (Vicia). Bakterie brodawkowe wnikają do korzeni roślin motylkowych, w wyniku czego powstają brodawki korzeniowe. Zapewniają one bakteriom warunki beztlenowe niezbędne do wiązania niedostępnego dla roślin azotu atmosferycznego NIndeks dolny 2₂. W zamian za to rośliny uzyskują dostęp do jonów amonowych (NHIndeks dolny 4₄Indeks górny +⁺) i azotanowych (NOIndeks dolny 3₃Indeks górny -^-), które wykorzystują do produkcji białek.

R16P13SJ31FDU1

Zdjęcie przedstawia korzenie komonicy błotnej. Na ich powierzchni można zauważyć podłużne brodawki korzeniowe. Mają jasną barwę.

RJ56NCTAM62J4

Zdjęcie przedstawia bakterie znajdujące się w guzkach korzenia soi w przybliżeniu mikroskopowym. Mają one okrągłą formę, w ich budowie możemy wyróżnić duże, ciemne organellum zajmujące znaczną część ich wnętrza.

Nowa zakładka40

Roślinożerne owady (Insecta) np. termity (Isoptera) lub ssaki przeżuwacze (Ruminantia) np. łoś europejski (Alces alces) , żyrafa (Giraffa camelopardalis), bydło domowe (Bos taurus taurus) pozostają w ścisłej zależności z mikroorganizmami zasiedlającymi przewód pokarmowy i posiadającymi enzymy trawiące celulozę. Większość roślinożerców nie mogłaby korzystać z pokarmu roślinnego, gdyby nie ta współpraca. Mikroorganizmy trawią dla roślinożerców celulozę, a te zapewniają im odpowiednie warunki do życia i stałe dostawy materiału roślinnego.

R1J7JA4RRX286

Zdjęcie przedstawia licznie zgromadzone owady o sześciu odnóżach. Termity mają czułki oraz aparat gębowy gryzący. Większość z nich ma niewielki rozmiar. Mają półprzezroczysty pancerz o zabarwieniu brunatnym. Termity posilają się miękkim drewnem. Przykładem mutualizmu obligatoryjnego jest współpraca termitów oraz żyjących w ich przewodzie pokarmowym protistów wiciowców (Flagellata) z rodzaju Devescovina. Przewód pokarmowy termitów stwarza niezbędne do życia wiciowców warunki środowiskowe, natomiast wiciowce zdolne są do trawienia celulozy z drewna spożywanego przez termity, które same nie są w stanie strawić tego polisacharydu. Termity nie mogłyby się więc odżywiać bez wiciowców, wiciowce zaś nie przetrwałyby bez środowiska, jakie stwarzają im termity. Relacja między tymi gatunkami jest niezbędna do przeżycia ich obu.

Zdjęcie przedstawia licznie zgromadzone owady o sześciu odnóżach. Termity mają czułki oraz aparat gębowy gryzący. Większość z nich ma niewielki rozmiar. Mają półprzezroczysty pancerz o zabarwieniu brunatnym. Termity posilają się miękkim drewnem. Przykładem mutualizmu obligatoryjnego jest współpraca termitów oraz żyjących w ich przewodzie pokarmowym protistów wiciowców (Flagellata) z rodzaju Devescovina. Przewód pokarmowy termitów stwarza niezbędne do życia wiciowców warunki środowiskowe, natomiast wiciowce zdolne są do trawienia celulozy z drewna spożywanego przez termity, które same nie są w stanie strawić tego polisacharydu. Termity nie mogłyby się więc odżywiać bez wiciowców, wiciowce zaś nie przetrwałyby bez środowiska, jakie stwarzają im termity. Relacja między tymi gatunkami jest niezbędna do przeżycia ich obu.

Nowa zakładka40

Mrówki grzybiarki lub mrówki parasolowe to wspólna nazwa dla około 230 różnych amazońskich gatunków mrówek, wyspecjalizowanych w hodowli własnych grzybów, którymi się odżywiają. Należą do nich mrówki z rodzaju (Acromyrmex) i rodzaju (Atta). Współżycie grzybów i uprawiających je mrówek jest przykładem mutualizmu obligatoryjnego. Niektóre gatunki opisywanych mrówek współpracują z promieniowcami (Actinobacteria), bakteriami z rodzaju (Streptomyces). Bakterie mieszkają w niewielkim wgłębieniu w ich pancerzu i wytwarzają substancje grzybobójcze oraz antybiotyki. Chronią kolonię mrówek przed chorobami, ale ochraniają także ich uprawę hamując rozwój niepożądanych grzybów w mrowisku.

Nowa zakładka40

Przykładem mutualizmu obligatoryjnego jest mikoryza - ścisła zależność między grzybem i korzeniami roślin. Grzyb dostarcza korzeniom wodę i sole mineralne (głównie fosforany, azot i potas), a w zamian od rośliny otrzymuje związki organiczne. Mikoryza jest szczególnie istotna dla roślin, które rosną na glebach ubogich.

Zapamiętaj!

Około 90% gatunków roślin lądowych pozostaje w zależności z grzybami. Wśród roślin, których dotyczy mikoryza są drzewa (np. dęby, sosny, brzozy, świerki, wierzby, jabłonie) i niektóre zboża. Mikoryza wykorzystywana jest w uprawach roślin użytkowych.

RS8XV86PT7BRU

Zdjęcie przedstawia dwa grzyby. Mają grube kapelusze z gąbczasty spodem w kolorze brązowym. Trzonek niewysoki również w tym samym kolorze. Rosną w trawie, na której leżą jesienne liście.

Mutualizm fakultatywny

Mutualizm fakultatywny

Mutualizm fakultatywny (protokooperacja) to oddziaływanie pomiędzy dwoma organizmami, z których oba odnoszą korzyści. Interakcja ta nie jest niezbędna do przeżycia, dlatego też dwa organizmy mogą współpracować ze sobą tylko przez pewien czas. Po ustaniu zależności dotychczasowi partnerzy potrafią nadal realizować swoje funkcje życiowe.

Przykłady mutualizmu fakultatywnego:

gallery‑without‑header

• Zakładka 1
• Zakładka 2
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka
• Nowa zakładka

Zakładka 110

R1BXCTKZ62E8O

Zdjęcie przedstawia kraba w muszli. Krab jest koloru pomarańczowo‑czerwonego. Ma parę dużych szczypców i dwie pary odnóży. Prawe szczypce są zdecydowanie większe od lewych. Na głowie ma wypustki, oraz długie czułki. Odwłok umieszczony jest wewnątrz muszli.

Zakładka 240

RN91JEXNQTK22

Zdjęcie przedstawia pszczołę miodną na płatkach kwiatu. Pszczoła ma duże, złożone oczy na głowie oraz czułki. Tułów i odwłok posiada charakterystyczne pasiaste umaszczenie w kolorze żółto‑czarnym. Pszczoła posiada dwie pary półprzezroczystych skrzydeł. Odnóża i ciało pokryte są gęsto włoskami, na których osadza się pyłek kwiatowy.

Nowa zakładka40

R7USVO6928QVR

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające mszyce. Czarne owady żerują na na roślinie o szyszkowatym kształcie. Pomiędzy nimi znajdują się mrówki zbierające pokarm, to jest substancję wydzieloną przez mszyce. Opisane elementy: 1. Wydzieliny mszyc, zawierające znaczne ilości cukrów, aminokwasów i innych związków, są atrakcyjnym pokarmem dla niektórych gatunków mrówek. Mrówki zapewniają mszycom ochronę przed drapieżnikami i zapewniają im miejsca żerowania.

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające mszyce. Czarne owady żerują na na roślinie o szyszkowatym kształcie. Pomiędzy nimi znajdują się mrówki zbierające pokarm, to jest substancję wydzieloną przez mszyce. Opisane elementy: 1. Wydzieliny mszyc, zawierające znaczne ilości cukrów, aminokwasów i innych związków, są atrakcyjnym pokarmem dla niektórych gatunków mrówek. Mrówki zapewniają mszycom ochronę przed drapieżnikami i zapewniają im miejsca żerowania.

Nowa zakładka40

R1UG1EN9FVRMT

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające brązowo‑żółto‑szarego ptaka jedzącego czerwone owoce z drzewa. W tle błękitne niebo. Opisane elementy: 1. Endozoochoria to przenoszenie nasion przez zwierzęta (głównie ptaki) zjadające owoce (np. jemioły, cisa). Rośliny wytwarzają mięsiste, jadalne owoce, które są chętnie zjadane przez zwierzęta. Zwierzęta rozprzestrzeniają niestrawione nasiona roślin na odległe tereny. Wskutek tej interakcji zwierzęta zyskują pokarm, natomiast rośliny mogą opanować nowe tereny dzięki roznoszeniu ich nasion.

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające brązowo‑żółto‑szarego ptaka jedzącego czerwone owoce z drzewa. W tle błękitne niebo. Opisane elementy: 1. Endozoochoria to przenoszenie nasion przez zwierzęta (głównie ptaki) zjadające owoce (np. jemioły, cisa). Rośliny wytwarzają mięsiste, jadalne owoce, które są chętnie zjadane przez zwierzęta. Zwierzęta rozprzestrzeniają niestrawione nasiona roślin na odległe tereny. Wskutek tej interakcji zwierzęta zyskują pokarm, natomiast rośliny mogą opanować nowe tereny dzięki roznoszeniu ich nasion.

Nowa zakładka40

RA36XP5BKLON8

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające łopian. Na gałązkach znajdują się kolczyste kulki. Opisane elementy: 1. Epizoochoria to przenoszenie nasion przyczepionych do sierści zwierząt. W ten sposób rozprzestrzeniane są np. nasiona łopianu oraz przytulii. Łopian (Arctium) potocznie nazywany jest rzepem, ponieważ łatwo przyczepia się m.in. do sierści zwierząt.

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające łopian. Na gałązkach znajdują się kolczyste kulki. Opisane elementy: 1. Epizoochoria to przenoszenie nasion przyczepionych do sierści zwierząt. W ten sposób rozprzestrzeniane są np. nasiona łopianu oraz przytulii. Łopian (Arctium) potocznie nazywany jest rzepem, ponieważ łatwo przyczepia się m.in. do sierści zwierząt.

Nowa zakładka40

RSDK2EQHSZQUA

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie mrówki niosącej pokarm przez piaszczysty teren. Opisane elementy: 1. Myrmekochoria to roznoszenie nasion przez mrówki. Myrmekochoria to rodzaj zoochorii. 2. Niektóre rośliny wykształciły na nasionach elajosomy - bogate w węglowodany i tłuszcze wyrostki, którymi odżywiają się mrówki w czasie transportu nasion. Elajosomy obecne są na nasionach np. czosnku zwyczajnego, jasnoty białej, kokoryczu. Zdjęcie przedstawiające elajosomy. Różnokształtne wyrostki, część wrzecionowata lub owalna. Od koloru czarnego przez brązowy do jasnożółtego. Źródło: Hans Stuessi, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 4.0.

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie mrówki niosącej pokarm przez piaszczysty teren. Opisane elementy: 1. Myrmekochoria to roznoszenie nasion przez mrówki. Myrmekochoria to rodzaj zoochorii. 2. Niektóre rośliny wykształciły na nasionach elajosomy - bogate w węglowodany i tłuszcze wyrostki, którymi odżywiają się mrówki w czasie transportu nasion. Elajosomy obecne są na nasionach np. czosnku zwyczajnego, jasnoty białej, kokoryczu. Zdjęcie przedstawiające elajosomy. Różnokształtne wyrostki, część wrzecionowata lub owalna. Od koloru czarnego przez brązowy do jasnożółtego. Źródło: Hans Stuessi, Wikimedia Commons, licencja: CC BY 4.0.

Nowa zakładka40

R78DXVEJ7G4JK

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające sójkę trzymającą w dziobie pożywienie. Rdzawo‑brązowy ptak z niebiesko‑czarnymi skrzydłami siedzi na gałęzi. Opisane elementy: 1. Ornitochoria to rozsiewanie nasion przez ptaki. Nasiona mogą być przenoszone na ciele ptaków (rodzaj epizoochorii) lub w ich przewodzie pokarmowym (rodzaj endozoochorii). W pierwszym przypadku nasiona przyczepiają się do ciała ptaków, a następnie są gubione. W drugim – nasiona są zjadane razem z owocami, jednak nie zostają strawione: po wydaleniu z kałem są zdolne do kiełkowania. Rośliny potomne mogą wyrosnąć z dala od rośliny macierzystej, ale zasięg ornitochorii nie jest zwykle zbyt duży: nasiona przenoszone na ciele ptaków najczęściej opadają blisko miejsca przyczepienia; z kolei nasiona zjedzone wraz z owocami kiełkują w niewielkiej odległości od rośliny macierzystej, gdyż ptaki bardzo szybko trawią miąższ owocu i nawet po 15 min wydalają niestrawione resztki. Ptakami, które przyczyniają się do rozsiewania nasion, są sójki zwyczajne (Garrulus glandarius). Późnym latem i jesienią żywią się przede wszystkim owocami dębu (Quercus), które gromadzą w dziuplach oraz zakopują w ściółce leśnej lub wprost w ziemi. Nie wszystkie zapasy sójek zostają zjedzone, cześć z nich kiełkuje wiosną, co przyczynia się do regeneracji populacji dębów, uzależnionej od spożywania żołędzi (owoców dębów) przez zwierzęta, w tym właśnie przez ptaki.

Ilustracja interaktywna. Zdjęcie przedstawiające sójkę trzymającą w dziobie pożywienie. Rdzawo‑brązowy ptak z niebiesko‑czarnymi skrzydłami siedzi na gałęzi. Opisane elementy: 1. Ornitochoria to rozsiewanie nasion przez ptaki. Nasiona mogą być przenoszone na ciele ptaków (rodzaj epizoochorii) lub w ich przewodzie pokarmowym (rodzaj endozoochorii). W pierwszym przypadku nasiona przyczepiają się do ciała ptaków, a następnie są gubione. W drugim – nasiona są zjadane razem z owocami, jednak nie zostają strawione: po wydaleniu z kałem są zdolne do kiełkowania. Rośliny potomne mogą wyrosnąć z dala od rośliny macierzystej, ale zasięg ornitochorii nie jest zwykle zbyt duży: nasiona przenoszone na ciele ptaków najczęściej opadają blisko miejsca przyczepienia; z kolei nasiona zjedzone wraz z owocami kiełkują w niewielkiej odległości od rośliny macierzystej, gdyż ptaki bardzo szybko trawią miąższ owocu i nawet po 15 min wydalają niestrawione resztki. Ptakami, które przyczyniają się do rozsiewania nasion, są sójki zwyczajne (Garrulus glandarius). Późnym latem i jesienią żywią się przede wszystkim owocami dębu (Quercus), które gromadzą w dziuplach oraz zakopują w ściółce leśnej lub wprost w ziemi. Nie wszystkie zapasy sójek zostają zjedzone, cześć z nich kiełkuje wiosną, co przyczynia się do regeneracji populacji dębów, uzależnionej od spożywania żołędzi (owoców dębów) przez zwierzęta, w tym właśnie przez ptaki.

Nowa zakładka40

RJ4VSHTBSBQA5

Fotografia dwóch ryb w paski - błazenków. Błazenki kryją się wśród koralowców. Ich łuski pokrywają naprzemiennie ułożone pasma w dwóch kolorach.

Allelopatia

Allelopatia dodatnie to rodzaj oddziaływania nieantagonistycznego, w którym jeden organizm wydziela do środowiska substancje allelopatyczne (allelopatiny), które wpływają korzystnie na rozwój i wzrost sąsiednich organizmów. Oba organizmy odnoszą korzyści.

Przykładem jest uprawianie w bliskiej odległości cebuli i marchwi. Związki  wydzielane do powietrza przez cebulę odstraszają poławicę marchewiankę - groźnego szkodnika marchwi. Z kolei zapach wydzielany przez nać marchwi maskuje zapach cebuli przed śmietką cebulanką. W efekcie obie rośliny chronią się nawzajem przed szkodnikami.

Znaczenie zależności nieantagonistycznych w ekosystemie

Korzyści z  oddziaływań nieantagonistycznych – obustronne lub jednostronne – to większe możliwości adaptacyjne i znacznie zwiększone szanse na przeżycie. Dotyczy to nie tylko pojedynczych osobników, ale także całej biocenozy, powiązanej wzajemnymi zależnościami wewnątrz- i międzygatunkowymi. Symbioza, protokooperacja oraz komensalizm wpływają w ten sposób na stabilność ekosystemu.

Podsumowanie

• Zależności nieantagonistyczne to oddziaływania między organizmami, w których co najmniej jeden organizm odnosi korzyści, a żaden nie ponosi strat.

• Do zależności nieantagonistycznych zalicza się komensalizm oraz mutualizm.

• Komensalizm polega na tym, że jeden organizm (komensal) czerpie korzyści, natomiast drugi organizm nie odnosi ani strat, ani korzyści. Zależność ta umożliwia komensalowi łatwiejsze zdobywanie pokarmu, schronienia lub transport.

• Mutualizm to forma współżycia, w której oba organizmy odnoszą korzyści.

• Mutualizm obligatoryjny (symbioza) jest niezbędny do przeżycia obu partnerów i prowadzi do powstania silnych zależności oraz wzajemnych przystosowań (np. porosty, mikoryza, bakterie brodawkowe i rośliny motylkowe, mikroorganizmy trawiące celulozę u roślinożerców).

• Mutualizm fakultatywny (protokooperacja) przynosi obopólne korzyści, lecz nie jest konieczny do przeżycia, a organizmy mogą funkcjonować samodzielnie po zakończeniu współpracy.

• Allelopatia dodatnia - polega na wydzielaniu do środowiska substancji chemicznych wspomagających wzrost, rozwój innych organizmów lub obronę przed pasożytami.

• Zależności nieantagonistyczne zwiększają stabilność ekosystemów, ułatwiają organizmom zdobywanie zasobów, poprawiają ich przeżywalność oraz sprzyjają zachowaniu bioróżnorodności.

Ćwiczenia utrwalające