О взаимовыгодных формах существования животных
Один из законов диалектики говорит о единстве и борьбе противоположностей, который применительно к эволюции можно трактовать, как симбиоз и естественный отбор.
Оба этих эволюционных процесса сделали мир таким, каков он есть сейчас, и симбиоз тут не менее важен, чем конкурентная борьба (выживание сильнейшего).
Сегодня мы поговорим про то, что такое симбиоз, какова его роль в жизни живых существ, какие виды симбиоза различают, как он влиял на эволюции и какие из его тайн до сих пор не раскрыты.
Слово «симбиоз» имеет греческие корни и дословно означает «совместная жизнь».
В биологии под этим термином понимается не простое сожительство или сосуществование разнородных организмов, а система их взаимовыгодных отношений.
Симбиозом будет считаться и тот случай, когда реальную пользу от партнёрства получает только один участник (не вполне справедливо, но в симбиозе, как и в любви, абсолютная взаимность встречается не так уж часто).
Понятие «симбиоз» ввёл в науку немецкий ботаник и микробиолог Г.А. де Бари, а русский учёный П.Кропоткин (он же революционер-анархист) изложил свои взгляды и выводы относительно этого явления в монографии «Взаимная помощь как фактор эволюции».
Согласно выдвинутой им теории, в большинстве случаев мотивацией образования в природе симбиотических отношений служат элементарные потребности, такие как питание, размножение, защита и др.
В современной биологии различают три вида симбиоза:
Их можно встретить среди растений, птиц и насекомых, не говоря уже о разных червях и грибах. При всей своей непривлекательности паразиты – важнейший элемент экосистемы и незаменимый регулятор численности популяций.
Одной из форм межвидовых взаимоотношений является аменсализм. Это тот случай, когда один организм угнетает другой, не получая для себя никакой пользы.
А раз так, то под классическое определение симбиоза этот термин не подпадает, хотя довольно часто упоминается вкупе с перечисленными выше категориями.
Пример аменсализма наглядно проявляется в густом лесу, где высокие раскидистые деревья поглощают большую часть солнечного света, что препятствует нормальному развитию или даже губит многие растения, находящиеся в нижнем ярусе лесного массива.
Со времён Ч.Дарвина считалось, что эволюция основывается на конкуренции и борьбе за выживание. Лишь позже учёные стали всё больше обращать внимание на то, что в эволюционном процессе не меньшее значение имеют партнёрские отношения между организмами.
Ведь часто оказывается, что выгоднее от борьбы перейти к кооперации, что помогает лучше приспособиться к окружающей среде.
Теперь уже никто не отрицает, что роль симбиоза в развитии и мутации живых организмов ничуть не меньше, чем роль естественного отбора.
Более того, многие исследователи полагают, что без симбиотических отношений возникновение жизни на Земле было бы вообще невозможным, так как образование эукариотов (клеток, содержащих ядро) произошло в результате слияния разных видов прокариот (безъядерных клеток).
Весьма вероятно, что и выход высших растений на сушу состоялся благодаря их симбиозу с грибами в водной среде, а грибы ещё до этого «сдружились» с зелёными водорослями (цианобактериями).
Если проследить эволюцию человека, то окажется, что в ней больше проявлений симбиоза, чем межвидовой или внутривидовой борьбы.
Убедительных доказательств тому, что отсев слабейших способствовал улучшению вида, не найдено. Правда, существует миф о том, что спартанцы ради поддержания чистоты своих рядов не давали права на жизнь неполноценным детям, сбрасывая их со скалы. Но легенда и наука базируются на совершенно разных принципах.
А вот гипотезу о том, что человеческие взаимоотношения явились эволюционным фактором в становлении homo erectus ещё два с лишним миллиона лет назад, археологи считают вполне обоснованной.
Несмотря на научный прогресс, загадок во взаимоотношениях между участниками симбиоза (симбионтами) остаётся предостаточно. Это можно видеть на примере орхидей, размножение которых практически невозможно при обычных обстоятельствах.
Процент всхожести семян этого прекрасного цветка в нормальных условиях крайне низок – выживает один экземпляр из тысячи. Спасение приходит, когда семечко после созревания попадает в особого рода грибницу – ризоктонию. Там оно разбухает, а эмбриональные клетки начинают делиться, образуя волосяные корешки.
Нити грибницы постепенно проникают в ткань семени, налаживая его снабжение питательными веществами. Со временем из семечка формируется луковица, которая в дальнейшем зеленеет и даёт побег. В укрепившиеся корни переселяются нити грибницы, там они превращаются в маленькие шарики и впоследствии перерабатываются клетками орхидеи.
Парадокс заключается в том, что эта грибница – опасный патоген, поражающий многие растения (в частности, картофель). Заражает она и семена орхидеи, но без этого семечко просто не прорастёт!
Правда и то, что некоторые семена при этом погибают, зато выжившие приобретают иммунитет на всю оставшуюся жизнь.
Во взаимоотношениях орхидей и грибов и по сей день остаётся немало неясных моментов. Точно неизвестно, что понуждает нити ризоктинии проникать в корневую систему орхидеи, и какую выгоду извлекает из этого сама грибница.
На первый взгляд даже может показаться, что орхидея паразитирует за счёт гриба, но, с другой стороны, некоторые виды орхидей освобождаются от «грибной зависимости», когда у них сформировываются органы, способные самостоятельно усваивать питательные вещества.
Есть и такая группа орхидей (сапрофиты), которая ни при каких обстоятельствах не способна обойтись без сожительства с грибами, поскольку в их тканях вообще отсутствует необходимый для фотосинтеза хлорофилл. А значит, получать питание и черпать жизненную энергию они могут только одним способом – из нитей грибницы.
Как видим, у исследователей симбиоза широкое поле деятельности и богатая почва для новых открытий. Нам же предстоит узнать много интересного и продолжать удивляться премудростям матушки-природы.