mutualizm
Mutualizm — Mutualizm – rodzaj współpracy (symbiozy) pomiędzy organizmami. Dwa gatunki oddziałują między sobą, czerpiąc z tego wzajemne korzyści, przy czym często zależność ta jest tak silna, że żaden z uczestniczących organizmów nie może żyć osobno w warunkach naturalnych.
Interakcje międzygatunkowe
Naturalnym zjawiskiem jest występowanie różnych gatunków na określonym terytorium, czyli w danym środowisku. O tym, czy dany gatunek będzie występował w biocenozie decydują warunki ekologiczne, które możemy podzielić na fizyczne, chemiczne i biologiczne. Warunki biologiczne to przede wszystkim obecność innych gatunków i formy współżycia z nimi, pewne oddziaływania, które są zwyczajnie nieuniknione. Głównym tego efektem będzie regulacja liczebność populacji w zależności od zagęszczenia.
W biologii mówi się o tzw. zróżnicowaniu interakcji międzygatunkowych. Najprostszą klasyfikacją tych oddziaływań jest klasyfikacja ze względu na korzyści i straty dla poszczególnych osobników. Podział ten bywa często niełatwy do wyróżnienia i może przybierać różne formy w zależności od aktualnych potrzeb. Spotykamy się z ogromna różnorodnością form takich interakcji i możemy je analizować jako specyficzne przystosowania do środowiska.
Mówiąc o korzyściach mamy na myśli przeżywalność lub dostosowanie. W określonych warunkach współpraca zwiększa prawdopodobieństwo sukcesu reprodukcyjnego. Przede wszystkim zależności między gatunkami opierają się na dostępności terytorium oraz zasobów pokarmu (nazywamy to zależnościami troficznymi). W tym wypadku naukowcy podejmują próby ustalenia łańcuchów pokarmowych i całych sieci troficznych. Jest to sposób na zobrazowanie przepływu energii i materii w przyrodzie.
Podział interakcji
Symbioza (współżycie) to ścisły związek pomiędzy dwoma gatunkami, utrwalony w drodze ewolucji. Takie zależności mogą być dla symbiontów:
- korzystne (mutualizm),
- obojętne (protokooperacja)
- szkodliwe (pasożytnictwo).
Często mianem symbiozy określa się tylko korzystne wzajemności dla obojga partnerów, czyli właśnie mutualizm. Protokooperacja to inaczej słaby mutualizm lub mutualizm fakultatywny. Na przeciwnym biegunie mamy konkurencję lub inaczej współzawodnictwo.
Dlatego też możemy się spotkać z innym podziałem na związki:
- antagonistyczne, inaczej eksploatacyjne, konkurencja, pasożytnictwo, drapieżnictwo, roślinożerność, amensalizm;
- nieantagonistyczne (mutualizm, protokooperacja, komensalizm).
Mutualizm uznaje się za najbardziej ścisłą formę kooperacji, gdzie korzyści odbierają obie strony uczestniczące.
Protokooperacja jest mniej zależna, tzn. gatunki odnoszą korzyść, ale nie jest to konieczne do ich przeżycia. np. ukwiał i pustelnik. Pustelnik jest chroniony przez parzące czułki ukwiała, który z kolei żywi się resztkami zdobyczy pustelnika. Jednakże mogą one żyć samodzielnie. Współpraca zwiększa ich szanse przeżycia.
Komensalizm (współbiesiadnictwo) opiera się na czerpaniu korzyści przez jeden gatunek bez wyrządzania szkód drugiemu. Występuje podział na komensala i gospodarza, np.: epifity rosnące na drzewach; ibis towarzyszący słoniom – ptak zjada owady latające nad ssakiem. Często ciężko odróżnić komensalizm od pasożytnictwa.
Przykłady mutualizmu
- Polipy korali rafotwórczych Madreporaria i glony (zooksantella), które żyją we wnętrzu ich komórekfotosyntezy, jednocześnie zapewniając jednokomórkowcom dostęp do światła
- drzewa z rodzaju Acacia z mrówkami. Mrówki korzystają z substancji pokarmowych wydzielanych przez drzewo oraz ze schronienia, w zamian broniąc roślinę przed pasożytniczymi owadami, a także roślinożernymi ssakami,
- mikoryza – współżycie korzeni lub nasion roślin z grzybami
- zoogamia – zapylanie roślin przez zwierzętanektaru lub miejsca na złożenie jaj, w zamian przenosi pyłek pomiędzy kwiatami
- juka włóknista i motyl z rodzaju Pronuba: motyl zapyla jukę, a w zamian może składać jajka w zalążni kwiatów jukki
Czasem związek jest tak ścisły, że gatunki nie mogę bez siebie funkcjonować samodzielnie (mutualizm obligatoryjny):
- przeżuwacze lub termity oraz mikroorganizmy rozkładające celulozę w ich przewodach pokarmowych.
- porosty (Lichenes) – współżycie grzybów z zielenicami i/lub sinicami. W tym przypadku współpraca doprowadziła do powstania całkowicie nowej grupy systematycznej.
Współpraca w przyrodzie
W świecie przyrody współpraca nie jest zjawiskiem rzadkim. Najczęściej jednak ma ona miejsce wśród osobników spokrewnionych, czyli w obrębie danego gatunku, a ściślej pośród osobników danej populacji. Przejawy współpracy możemy zaobserwować np. u ptaków, gdzie znana jest tzw. funkcja pomocnika. Najczęściej jest nim młody osobnik, który pomaga swoim rodzicom w wychowaniu następnych pokoleń. Takie zjawisko występuje powszechnie wśród owadów społecznych. W takich przypadkach osobnik rezygnuje chwilowo z własnego potomstwa, na rzecz opieki nad innymi. Korzyści dla rodziców są oczywiste, natomiast pomocnikowi daje to doświadczenie w opiece nad potomstwem. Ciekawym przykładem jest sytuacja, gdy na danym terytorium panuje wysokie zagęszczenie i silna konkurencja partnerów o miejsce do życia. W takiej sytuacji młody osobnik ma dwa wyjścia – migracja lub pomoc rodzeństwu. W przypadku śmierci ojca zwalnia się dla niego miejsca, a migracja wymaga ogromnego wysiłku i jest niebezpieczna.
Symbioza będzie korzystna dla organizmów przy spełnieniu dwóch podstawowych warunków:
- osobnikom nie opłaca się oszukiwać, tzn. jedynie czerpać korzyści. Ryzykują bowiem zemstę ze strony przeciwnej i w efekcie utratę współpracy. Niektóre zwierzęta mogą mieć zdolność wykrywania oszustów. Strategia taka sprawdza się, kiedy osobniki mogą one być niemal pewne kolejnych interakcji pomiędzy sobą.
- Aby odwzajemnianie się było stabilne, prawdopodobieństwo ponownego spotkania dwóch osobników musi być duże. Jeżeli maleje, wtedy zdrada może zacząć być opłacalna. Przykład: osobnik jest chory lub stary, będzie to stanowić zachętę do oszustwa i osiągnięcia jednostkowego zysku, gdyż prawdopodobieństwo przyszłych interakcji maleje.
Podsumowanie
Bardzo istotny jest fakt, iż zależności międzygatunkowe, bez względu na ich rodzaj, mają znaczący wpływ na kształtowanie różnorodności biosfery, a także ciągłość ewolucji (hipoteza Czerwonej Królowej). Ciekawą formą interakcji międzygatunkowych jest koewolucja, czyli wzajemne dopasowanie tzw. programów genetycznych, objawiających się właśnie przez współpracę.
Niektórzy badacze uznają, że podział stosowany w ekologii jest zbyt schematyczny w stosunku do rzeczywistych oddziaływań, które bywają bardzo różnorodne i nieraz skomplikowane. Obserwujemy przekształcanie zależności, np. z pasożytnictwa na mutualizm lub komensalizm w drapieżnictwo.
Dynamika oddziaływań międzygatunkowych, w tym mutualizmu, stanowi obecnie poważne zagadnienie współczesnej ekologii i jest badana za pomocą skomplikowanych modeli matematycznych.
