Komensalizm - Commensalism

Remora są specjalnie przystosowane do przyczepiania się do większych ryb, które zapewniają poruszanie się i pożywienie.

Komensalizm jest długoterminową interakcją biologiczną ( symbiozą ), w której członkowie jednego gatunku odnoszą korzyści, podczas gdy członkowie drugiego gatunku nie odnoszą korzyści ani nie są poszkodowani. Jest to sprzeczne z mutualizmem , w którym oba organizmy czerpią korzyści ze siebie; amensalizm , gdzie jeden jest skrzywdzony, podczas gdy drugi pozostaje nienaruszony; pasożytnictwo , gdzie jedno jest krzywdzone, a drugie przynosi korzyści, oraz parazytoidyzm , który jest podobny do pasożytnictwa, ale parazytoid jest w stanie wolno żyjącym i zamiast tylko zaszkodzić swojemu gospodarzowi, w końcu go zabija. Komensal (gatunek, który czerpie korzyści ze związku) może pozyskiwać składniki odżywcze, schronienie, wsparcie lub poruszanie się od gatunku gospodarza, który jest zasadniczo nienaruszony. Stosunek komensalny często zachodzi między większym gospodarzem a mniejszym komensalem; gospodarza organizm niezmodyfikowane, przy czym te gatunki mogą wykazywać komensalnych wielki dostosowanie strukturalne zgodny z jego zwyczajów jak w remoras że jeździć dołączone do rekinów i innych ryb. Remoras żywią się odchodami gospodarzy, podczas gdy ryby pilot żywią się resztkami posiłków gospodarzy. Liczne ptaki żerują na ciałach dużych ssaków roślinożernych lub żywią się owadami wyhodowanymi przez pasące się ssaki.

Etymologia

Słowo „komensalizm” wywodzi się od słowa „komensal”, oznaczającego „jedzenie przy tym samym stole” w ludzkich interakcjach społecznych, które z kolei pochodzi z francuskiego od średniowiecznego łacińskiego comensalis , oznaczającego „dzielenie stołu”, od przedrostka com - , co oznacza "razem" i mensa , co oznacza "stół" lub "posiłek". Commensality na uniwersytetach w Oksfordzie i Cambridge odnosi się do profesorów jedzących przy tym samym stole co studenci (ponieważ mieszkają w tej samej „uczelni”).

Pierre-Joseph van Beneden wprowadził termin „komensalizm” w 1876 roku.

Przykłady związków komensalnych

Ścieżką komensalną przemierzały zwierzęta, które żywiły się odpadkami wokół ludzkich siedlisk lub zwierzęta, które żerowały na innych zwierzętach przywożonych do ludzkich obozów. Zwierzęta te nawiązały komensalną relację z ludźmi, w której zwierzęta odniosły korzyści, ale ludzie odnieśli niewielką korzyść lub szkodę. Zwierzęta, które byłyby najbardziej zdolne do korzystania z zasobów związanych z obozami dla ludzi, byłyby osobnikami „poskromionymi”: mniej agresywnymi, o krótszych dystansach walki lub ucieczki . Później zwierzęta te nawiązały bliższe więzi społeczne lub ekonomiczne z ludźmi i doprowadziły do ​​związku domowego.

Przeskok z populacji synantropijnej do domowej mógł nastąpić dopiero po tym, jak zwierzęta przeszły od antropofili do habituacji, do komensalizmu i partnerstwa, w którym to momencie ustanowienie wzajemnej relacji między zwierzęciem a człowiekiem położyłoby podwaliny pod udomowienie , w tym niewoli, a następnie hodowli kontrolowanej przez człowieka. Z tej perspektywy udomowienie zwierząt jest procesem koewolucji , w którym populacja reaguje na presję selekcyjną, jednocześnie przystosowując się do nowej niszy, która obejmuje inny gatunek o ewoluujących zachowaniach.

Psy

Pies był pierwszym udomowionym zwierzęciem i został udomowiony i szeroko zadomowiony w całej Eurazji przed końcem plejstocenu , na długo przed uprawą roślin lub udomowieniem innych zwierząt. Często przyjmuje się, że pies jest klasycznym przykładem zwierzęcia domowego, które prawdopodobnie przeszło komensalną drogę do udomowienia. Dowody archeologiczne, takie jak pies Bonn-Oberkassel datowany na około 14 000 BP, potwierdzają hipotezę, że udomowienie psów poprzedzało pojawienie się rolnictwa i zaczęło się blisko ostatniego zlodowacenia maksimum, gdy łowcy-zbieracze polowali na megafaunę .

Wilki z większym prawdopodobieństwem przyciągane do ludzkich obozów były mniej agresywnymi, subdominującymi członkami stada z obniżoną reakcją na lot, wyższymi progami stresu i mniej nieufnymi wobec ludzi, a zatem lepszymi kandydatami do udomowienia. Protopsy mogły wykorzystywać zwłoki pozostawione na miejscu przez wczesnych myśliwych, pomagać w chwytaniu zdobyczy lub zapewniać obronę przed dużymi konkurującymi drapieżnikami podczas zabijania. Jednak zakres, w jakim protodomowe wilki mogły stać się zależne od tego stylu życia przed udomowieniem i bez ludzkiego zaopatrzenia, jest niejasny i wysoce dyskutowany. W przeciwieństwie do tego, koty mogły stać się całkowicie zależne od komensalnego stylu życia, zanim zostały udomowione przez żerowanie na innych komensalnych zwierzętach, takich jak szczury i myszy, bez żadnego zaopatrzenia ze strony człowieka. Debata na temat stopnia, w jakim niektóre wilki były komensalne z ludźmi przed udomowieniem, wynika z debaty na temat poziomu ludzkiej intencjonalności w procesie udomowienia, która pozostaje niesprawdzona.

Najwcześniejszą oznaką udomowienia u psów była neotonizacja morfologii czaszki i skrócenie długości pyska, co skutkuje stłoczeniem zębów, zmniejszeniem rozmiaru zębów i zmniejszeniem liczby zębów, co przypisuje się silnej selekcji w celu zmniejszenia agresji . Proces ten mógł rozpocząć się na początkowym, komensalnym etapie udomowienia psa, jeszcze zanim ludzie zaczęli być aktywnymi partnerami w tym procesie.

Ocena mitochondrialna, mikrosatelitarna i chromosomu Y dwóch populacji wilków w Ameryce Północnej w połączeniu z danymi z telemetrii satelitarnej ujawniła istotne różnice genetyczne i morfologiczne między populacją, która migrowała i żerowała na karibu, a inną terytorialną populacją ekotypu, która pozostała w borealnym lesie iglastym . Chociaż te dwie populacje spędzają okres roku w tym samym miejscu i chociaż istniały dowody na przepływ genów między nimi, różnica w specjalizacji zdobycz-środowisko była wystarczająca do utrzymania rozbieżności genetycznej, a nawet ubarwienia.

W innym badaniu zidentyfikowano szczątki populacji wymarłych plejstoceńskich wilków beringańskich o unikalnych sygnaturach mitochondrialnych. Kształt czaszki, zużycie zębów i sygnatury izotopowe sugerowały, że szczątki te pochodziły z populacji wyspecjalizowanych łowców megafauny i padlinożerców, która wyginęła, podczas gdy przetrwały mniej wyspecjalizowane ekotypy wilków. Analogicznie do współczesnego ekotypu wilka, który wyewoluował, by tropić i polować na karibu, plejstoceńska populacja wilków mogła zacząć podążać za mobilnymi łowcami-zbieraczami, powoli nabywając w ten sposób różnice genetyczne i fenotypowe, które pozwoliłyby im skuteczniej przystosować się do ludzkiego siedliska.

Aspergillus i Staphylococcus

Liczne rodzaje bakterii i grzybów żyją na ludzkim ciele i w jego naturalnej florze. Rodzaj grzybów Aspergillus jest zdolny do życia w znacznym stresie środowiskowym, a zatem jest zdolny do kolonizacji górnego odcinka przewodu pokarmowego, gdzie stosunkowo niewiele przykładów flory jelitowej organizmu może przetrwać z powodu silnie kwaśnych lub zasadowych warunków wytwarzanych przez kwas żołądkowy i soki trawienne. Podczas gdy Aspergillus zwykle nie daje żadnych objawów, u osób z obniżoną odpornością lub cierpiących na istniejące schorzenia, takie jak gruźlica , może wystąpić stan zwany aspergilozą , w którym populacje Aspergillus wymykają się spod kontroli.

Staphylococcus aureus , pospolity gatunek bakterii, jest najlepiej znany z licznych patogennych szczepów, które mogą powodować liczne choroby i stany. Jednak wiele szczepów S. aureus jest komensalami metabiotycznymi i występuje u około 20 do 30% populacji ludzkiej jako część flory skóry . S. aureus czerpie również korzyści ze zmiennych warunków otoczenia tworzonych przez błony śluzowe organizmu i jako taki można go znaleźć w jamie ustnej i nosie , a także w przewodzie słuchowym . Innegatunki Staphylococcus, w tym S. warneri , S. lugdunensis i S. epidermidis , również będą angażować się w komensalizm w podobnych celach.

Nitrosomonas spp i Nitrobacter spp

Relacje komensalistyczne między mikroorganizmami obejmują sytuacje, w których produkt odpadowy jednego mikroorganizmu jest substratem dla innego gatunku. Dobrym przykładem jest nitryfikacja – utlenianie jonu amonowego do azotanu. Nitryfikacja przebiega w dwóch etapach: po pierwsze, bakterie takie jak Nitrosomonas spp. a niektóre crenarchaeotes utleniają amon do azotynu; a po drugie, azotyn jest utleniany do azotanu przez Nitrobacter spp. i podobne bakterie. Nitrobacter spp. korzystają z ich powiązania z Nitrosomonas spp. ponieważ używają azotynów do pozyskiwania energii do wzrostu.

Powiązania komensalistyczne pojawiają się również, gdy jedna grupa drobnoustrojów modyfikuje środowisko, aby było lepiej dostosowane do innego organizmu. Synteza kwaśnych produktów odpadowych podczas fermentacji stymuluje proliferację drobnoustrojów bardziej tolerujących kwasy, które mogą stanowić jedynie niewielką część społeczności drobnoustrojów przy neutralnym pH. Dobrym przykładem jest sukcesja drobnoustrojów podczas psucia się mleka. Innym przykładem jest tworzenie się biofilmu. Kolonizacja nowo odsłoniętej powierzchni przez jeden rodzaj drobnoustrojów (pierwotny kolonizator) umożliwia innym drobnoustrojom przyczepienie się do zmodyfikowanej mikrobiologicznie powierzchni.

Argumenty

To, czy związek między ludźmi a niektórymi rodzajami flory jelitowej jest komensalny czy mutualistyczny, wciąż pozostaje bez odpowiedzi.

Niektórzy biologowie twierdzą, że jakakolwiek bliska interakcja między dwoma organizmami prawdopodobnie nie będzie całkowicie neutralna dla którejkolwiek ze stron, a relacje zidentyfikowane jako komensalne są prawdopodobnie mutualistyczne lub pasożytnicze w subtelny sposób, który nie został wykryty. Na przykład epifity są „piratami żywieniowymi”, które mogą przechwytywać znaczne ilości składników odżywczych, które w przeciwnym razie trafiłyby do rośliny żywicielskiej. Duża liczba epifitów może również powodować łamanie lub zacienianie gałęzi drzew i zmniejszanie szybkości fotosyntezy. Podobnie, roztocza foretyczne mogą przeszkadzać swojemu gospodarzowi, utrudniając lot, co może wpływać na jego zdolność do polowania z powietrza lub powodować zużywanie dodatkowej energii podczas przewożenia tych pasażerów.

Rodzaje

Phoretic roztocza na muchy ( Pseudolynchia canariensis )

Jak wszystkie interakcje ekologiczne, komensalizmy różnią się siłą i czasem trwania, od intymnych, długotrwałych symbiozy do krótkich, słabych interakcji za pośrednictwem pośredników.

Phoresy

Phoresy to jedno zwierzę przyczepione do drugiego wyłącznie do transportu, głównie stawonogi , których przykładami są roztocza na owadach (takich jak chrząszcze , muchy czy pszczoły ), pseudoskorpiony na ssakach lub chrząszczach oraz krocionogi na ptakach . Phoresia może być obowiązkowa lub fakultatywna (wywołana warunkami środowiskowymi).

Inkwilinizm

Inkwilinizm: Tillandsia bourgaei rośnie na dębie w Meksyku

Inkwilinizm to wykorzystanie drugiego organizmu do stałego zamieszkania. Przykładami są rośliny epifityczne (takie jak wiele storczyków ), które rosną na drzewach lub ptaki żyjące w dziurach w drzewach.

Metabioza

Metabioza to bardziej pośrednia zależność, w której jeden organizm tworzy lub przygotowuje odpowiednie środowisko dla drugiego. Przykładami są czerwie , które rozwijają się na zwłokach i zarażają je, oraz kraby pustelniki , które używają muszli ślimaków do ochrony swoich ciał.

Zobacz też

  • Mutualizm – gdzie oba organizmy doświadczają wzajemnych korzyści w związku
  • Pasożytnictwo – gdzie jeden organizm czerpie korzyści kosztem innego organizmu.
  • Parabioza – gdzie oba organizmy zajmują to samo mieszkanie, ale nie przeszkadzają sobie nawzajem
  • Symbioza – długoterminowe interakcje między różnymi gatunkami biologicznymi, które mogą mieć charakter mutualistyczny, komensalny lub pasożytniczy
  • Synantrop – gatunek komensalny z człowiekiem

Bibliografia

Zewnętrzne linki