Симбиоз — закон взаимопомощи в природе

Организмы конкурируют между собой за среду обитания, за источники пиши, паразитируют друг на друге, или же наоборот помогают друг другу в добыче пищи, ее переработке, в защите от общих врагов или в процессах размножения. В экологии такие отношения между живыми организмами называют симбиотическими - от слова симбиоз (греч. συμ- — «совместно» и βίος — «жизнь»).

В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза. От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений, чью пыльцу может распространять лишь один, определённый вид насекомых. На примере симбиотических отношений можно увидеть, что в природу живых существ Всевышним Творцом заложен поразительный закон взаимопомощи — все виды животных, растений, грибов, бактерий находятся в интенсивном контакте и помогают друг другу в процессах жизнедеятельности. В ходе таких контактов осуществляются действия или производятся вещества, которые являются для партнёров необходимыми и незаменимыми. В этой статье мы рассмотрим наиболее типичные примеры взаимовыгодного симбиоза, который определяется также другим термином — мутуализм.

Пчелы и цветы

16,63 KbСамым ярким и общеизвестным примером симбиоза, знакомого нам с детских учебников по природоведению и которого можем наблюдать в нашей с вами повседневной жизни — как на примере комнатных растений, так и в природе — является содружество пчел и цветов. Этот вид симбиоза служит для продолжения жизни, как растений, так и самих насекомых. Пчела берет у цветков нектар и пыльцу и, перелетая с цветка на цветок, доставляет другим цветкам необходимую для опыления пыльцу. Благодаря такой совместной работе растения размножаются. Сама же пчела благодаря цветам питается сладким нектаром и производит полезный мед.

Для привлечения насекомых у цветов имеются специальные механизмы — некоторые виды выделяют ароматы и запахи, которые притягивают насекомых со значительных расстояний, другие принимают яркую нарядную окраску. Но после опыления в цветках не остается нектара. И, чтобы пчела лишний раз не подходила к опустевшему растению, у цветов есть много способов сообщить об этом пчелам: они теряют аромат, сбрасывают лепестки, отворачивают свои головки в другую сторону или меняют цвет и блекнут.

Кроме пчел в опылении растений участвует еще огромное количество других насекомых — среди знакомых нам насекомых нашей полосы — это осы, шмели, всевозможные жуки и др. Ученые утверждают, что 70 процентов цветущих растений существуют благодаря именно насекомым. Кроме того, 30 процентов пищевых продуктов составляют культуры, опыляемые пчелами (В. Покидько).

Лишайники

7,65 KbВ повседневной жизни часто приходится сталкиваться с разными видами лишайников. Лишайники нередко можно встретить в дачных участках, садах, на камнях, ветвях деревьев или на стенах строений. Однако мало кто знает, что основу лишайника составляют два совершенно разных организма, относящихся к разным царствам живого мира. Лиша́йники представляют собой симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий. Симбиотический характер лишайников был выявлен лишь в середине XIX века, до этого некоторые ученые относили их к мхам, а другие к водорослям. В 1866 году русскими ботаниками А. Фаминцыным и О. Баранецким было обнаружено, что зеленые клетки в лишайнике — одноклеточные водоросли. В свое время эти открытия были восприняты как «удивительнейшие».

В лишайниках гриб и водоросль сосуществуют друг с другом как единый организм - гриб получает от водоросля питательные вещества, производимые в результате фотосинтеза. Из зелёных водорослей поступают многоатомные спирты, которые легко усваиваются грибом. Цианобактерии поставляют в гриб глюкозу, а также азотсодержащие вещества, образуемые благодаря осуществляемой ими фиксации азота. Гриб же создаёт водоросли более оптимальный микроклимат: защищает её от высыхания, экранирует от ультрафиолетового излучения, обеспечивает жизнь на кислых субстратах, смягчает действие ряда других неблагоприятных факторов.

Стоит отметить, что лишайники играют важную роль в жизни биосферы. Например, вносят существенный вклад в процессы почвообразования, важна их роль в жизни животных в условиях Крайнего Севера, где растительность редка, в зимние месяцы они составляют около 90 % от рациона оленей. Особенно важен для оленей ягель (олений мох). Также лишайники используются человеком в качестве продукта питания и лекарственных препаратов.

Бобовые и «клубеньковые» бактерии

Одним из хрестоматийных примеров взаимоотношений между живыми организмами служит классический симбиоз – взаимосвязь бобовых растений с азотфиксирующими бактериями. У растений отсутствует способность усваивать азот, содержащийся в атмосферном воздухе, поэтому к ним приходят на помощь бактерии рода Rhizobium. Эти бактерии обладают способностью фиксировать атмосферный азот, трансформировать его в доступные формы и передавать растениям. Азот является одним из основных компонентов структуры белка, поэтому для живых организмов особенно важно получать азот в доступной форме.

Бактерии содержатся в корнях бобовых в форме специальных клубеньков, с чего и идет название «клубеньковые бактерии». Между растением и бактериями происходит обмен разнообразными химическими соединениями – продуктами обмена веществ. Микробы при этом получают питание (главным образом, сахара) и энергию для собственной жизнедеятельности, отдавая взамен растению азотные соединения и физиологически активные вещества, стимулирующие его рост и развитие.

Бобовые растения, благодаря симбиозу с азотфиксирующими бактериями обогащают почву азотными соединениями. Поэтому часто в сельском хозяйстве бобовые используются для обогащения почвы азотом.

Однако бобовые растения не являются единственным примером в создании связей с азотфиксирующими микроорганизмами. Поспорить с бобовыми по степени накопления в почве доступных соединений азота может всем известное древесное растение – ольха. Симбионтами ольхи являются другие микроорганизмы – грибы из семейства актиномицетов. Также широко известны симбиозы с актиномицетами таких растений, как облепиха, лох, восковница. Древесные растения-симбионты могут широко применяться для улучшения почв. Черная и серая ольха, высаженные по берегам водоемов, не только закрепляют их, предохраняя почву от размывания, но и значительно обогащают ее азотом, что, в свою очередь, стимулирует появление на ней травяного покрова.

Еще необходимо рассказать о случае необычного симбиоза растений с микроорганизмами. Речь идет о водном папоротнике азолла и ее симбиозе с азотофиксирующими цианобактериями. Необычные свойства папоротника объясняются тем, что он тоже взаимодействует с микробами-азотфиксаторами и благодаря этому обогащает растущий рядом рис доступным азотом. Поэтому азоллу используют как удобрение для рисовых полей. Способности к азотфиксации в симбиозе азоллы впечатляющи: в лабораторных условиях папоротник накапливает за сутки до 7 мг чистого азота на 1 г сухой массы. В поле каждый гектар, на котором растет азолла, дает до 1000 – 1400 кг азота в год. (С.В. Мельникова).

Взаимоотношения микроорганизмов с человеком и млекопитающими

Несведущий в микробиологии человек видит практическое значение микроорганизмов в первую очередь во вреде, который они причиняют человеку, животным и растениям. Хотя микроорганизмы и выступают иногда в роли вредителей, их роль как полезных организмов существенно преобладает.

Бактерии населяют желудочно-кишечный тракт животных и человека и необходимы для нормального пищеварения. Особенно они важны для травоядных, которые питаются не столько растительной пищей, сколько продуктами её бактериального преобразования, а частично переваривают и самих бактерий. Только благодаря бактериям, которые содержатся в пищеварительном тракте, у животных и человека развита способность усваивать растительную пищу.

В кишечнике человека в норме обитает от 300 до 1000 видов бактерий общей массой до 1 кг, а численность их клеток на порядок превосходит численность клеток человеческого организма (Sears C.). Они играют важную роль в переваривании углеводов, синтезируют витамины, вытесняют патогенные бактерии. Можно образно сказать, что микрофлора человека является дополнительным «органом», который отвечает за защиту организма от инфекций и пищеварение.

Еще одним удивительным примером взаимоотношений микроорганизмов с животными служит пищеварительная система жвачных животных. Например, у коровы, благодаря которой мы имеем возможность питаться ценнейшим продуктом — молоком, очень сложная пищеварительная система, специально предназначенная для переработки растительной пищи. Только желудок коровы состоит из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Около 85% объема желудка приходится на рубец. Рубец животного заселяют микроорганизмы, где организм животного обеспечивает им оптимальные условия существования, а они, в свою очередь, разрушая органическое вещество и превращая его в удобоваримую форму, обеспечивают животных важнейшими элементами питания. Для этого у них имеется набор всех необходимых ферментов.

Рубец можно рассматривать как большую бродильную камеру, которая обеспечивает наиболее подходящие условия для развития неисчислимого количества микроскопических организмов. Количество их поистине огромно и может достигать 10% содержимого рубца, т. е. в рубце коровы массой 500—600 кг находится около 7 кг этих незаметных карликов.

Подобного рода взаимоотношения существуют также между организмом человека и его кожной флорой. Нашей коже свойственна характерная бактериальная флора, которая потребляет питательные вещества, содержащиеся в поте. Нормальная кожная флора не вызывает никаких нежелательных явлений, если не считать выработки пахучих веществ. Полезные функции кожной флоры становятся очевидными тогда, когда при наружном применении антибиотиков или внутреннем перенасыщении ими ор­ганизма поражаются и кожные бактерии. В этом случае начинается размножение дрожжей и других патогенных грибов на коже человека (Общая микробиология).

Закон взаимопомощи в природе

В этой статье мы рассмотрели всего лишь несколько типичных примеров симбиотических отношений среди живых организмов, которые можем наблюдать в повседневной жизни. На самом деле, в природе таких примеров великое множество — каждое живое существо вступает в отношения с другими окружающими его организмами. Практически все такие отношения носят взаимовыгодный и взаимополезный характер.

На примере симбиотических отношений можно проследить удивительный закон взаимопомощи, заложенный Создателем в живой мир. Каждый организм обитает в тесном контакте с другими организмами, приходя на помощь и выручку друг к другу. На примере той же самой пчелы и цветка можно предположить, будто бы между ними существует взаимная договоренность об обмене нектара на распространение пыльцы. И эта договоренность работает в идеальном виде, сохраняется в течении миллионов лет, передаваясь с поколения в поколение. Каким же образом существа, не обладающие разумом, могут выполнять в столь совершенном виде взаимные обязательства? Даже люди, обладающие самым развитым интеллектом среди живых существ, не способны выполнять в идеальном виде все условия соглашений перед своими деловыми партнерами.

Объяснить это можно только действием специальной программы, которая заложена в животные и растения извне, и которая постоянно находится под чьим то контролем. Как-будто, все живые организмы, населяющие планету, представляют собой частицы единого запрограммированного механизма, работающего без сбоев и остановок в течение миллиардов лет. Каждая частица этого устройства строго выполняет свою функции, что приводит к общему результату. Создателем же такой конструкции является Всемогущий Творец, по воле которого поддерживается гармония, порядок и взаимопомощь в отношениях между частицами этого механизма.

Искандер НАБИУЛЛИН