Комменсализм: виды и примеры

Комменсализм — это в биологии

Гиена и лев подрались и больше никогда не увидят друг друга. Они не будут считаться живущими в симбиозе, потому что их взаимодействие не является долгосрочным. Однако лев и гиена, регулярно вступающие в контакт и конкурирующие за добычу, имеют симбиотические отношения, потому что их взаимодействие постоянно.

Организм, получающий выгоду от такого биологического взаимодействия, называется комменсалом, а другой организм — хозяином. Комменсал в таких случаях обычно является маленьким организмом, а вид-хозяин зачастую крупнее. Комменсал получает от вида-хозяина транспорт, пищу, кров и поддержку. Вид-хозяин остается неизменным в этих отношениях, однако комменсал демонстрирует значительные адаптации, связанные с его привычками и средой обитания.

Этот тип отличается от мутуализма, когда оба организма получают выгоду друг от друга; паразитизма, когда одному организму наносится вред, а другой получает выгоду; амменсализма, когда одному организму наносится вред, а второй остается незатронутым.

Виды

Различают:

1. Эктокомменсализм: комменсал находится на внешней поверхности хозяйского тела. Например, птицы, которые сидят на спинах или крыльях крупных животных, получая защиту от хищников или доступ к пище, которая остаётся на теле хозяина.
2. Эндокомменсализм: комменсал обитает внутри тела хозяина. Например, различные виды бактерий в желудке или кишечнике человека симбиотически сосуществуют, получая пищу и жилье, а также оказывая хозяину определенные полезные услуги, например, помогая в переваривании пищи или синтезе определенных витаминов.
3. Обязательный: комменсал полностью зависит от хозяина для своего выживания и размножения. Например, определенные виды рыб, которые не могут жить без своего симбиотического отношения с медузами, на которых они паразитируют.
4. Факультативный: в этом случае комменсал может существовать как в комменсалистических отношениях, так и без них. Например, птицы, которые могут сидеть на спинах крупных животных, а также самостоятельно искать пищу.
5. Питательный: один вид получает выгоду от ресурсов, предоставляемых другим видом, не затрагивая его. Например, барнаклы часто прикрепляются к китам и питаются мелкими организмами, которые присутствуют в воде вокруг кита.

Формы

Инквиллинизм

При инквиллинизме один организм служит постоянным домом для другого. Инквилин — это животное, которое живет в гнезде, норе или жилище животного другого вида. 

Примером является дятел, который сверлит полость в кактусе карнегия, чтобы использовать ее как место для гнездования. Дятел получает выгоду, а кактус остается незатронутым. Некоторые организмы, такие как насекомые, могут жить в домах сусликов или гаражах людей и питаться мусором, грибками и корнями. Примерами могут также служить орхидеи, растущие как эпифиты на других деревьях, птицы, живущие на деревьях, и насекомые, живущие в норах грызунов.

Наиболее широко распространены виды инквилина, обитающие в гнездах социальных насекомых, особенно муравьев и термитов — в одной колонии могут жить десятки различных видов инквилина. Различия между паразитами, социальными паразитами и инквилинами очень тонкие, и многие виды могут соответствовать критериям более чем одного из них, поскольку инквилины обладают многими из тех же характеристик, что и паразиты. Однако паразиты не являются инквилинами, поскольку по определению оказывают пагубное влияние на вид-хозяин, в то время как у инквилинов это не подтверждено.

Метабиоз

Метабиоз — это когда организм (часто умерший) создает среду для другого организма, например бактерии, растущие в останках мертвого животного. Погибшее животное, поскольку оно мертво, не может пострадать или получить пользу, но бактерии получают среду обитания и источник пищи. Это более косвенная зависимость, при которой один организм создает или подготавливает подходящую среду для второго.

Пример: личинки, которые развиваются на трупах и заражают их, и крабы-отшельники, которые используют раковины брюхоногих моллюсков для охраны своего тела.

Микробиота

При комменсализме комменсалы растут внутри хозяина, образуя сообщество. Примером может служить микробиота кишечника или кожи человека. Хотя существуют противоречивые мнения относительно классификации микробиоты как вида комменсализма, последние исследования подтвердили активную и полезную роль кишечной микробиоты в здоровой жизни человека. Исторически считалось, что кишечник человека предоставляет микробам убежище, не влияя на человека-хозяина, и поэтому его относят к типу комменсалов. Однако последние исследования доказали, что микробиота кишечника является источником незаменимых аминокислот и других питательных веществ, необходимых для здоровой жизни человека. Таким образом, классификация микробиоты как вида комменсализма находится на рассмотрении ученых.

Форезия

Форезия можно назвать актом «подсаживания» на другой организм. Поскольку беспозвоночные маленькие и не у всех есть крылья, многие из них преодолевают сравнительно большие расстояния с помощью других, более подвижных организмов.

Например, цветочные клещи бескрылы, поэтому для перемещения к новым цветам они используют пчел-кормилиц. Когда пчелы садятся на цветок, чтобы собрать нектар или пыльцу, клещи забираются на пчелу. Затем пчела перелетает на следующий цветок, а клещи слезают с нее.

Другой пример — псевдоскорпионы, небольшие арахниды, напоминающие скорпионов, но без длинного хвоста и жала. Когда поблизости приземляется летающее насекомое, псевдоскорпионы хватают его своими клешнями за крупное насекомое. Когда насекомое перелетает на новое место, они уносят псевдоскорпиона с собой.

Примеры

Хотя бывает трудно доказать, что на организм действительно не влияют его отношения с другим организмом, в природе существует множество примеров комменсализма.

Аспергилл — это род грибов. Он способен жить в экстремальных условиях, одним из которых является верхний отдел желудочно-кишечного тракта человека. У большинства людей Аспергилл не вызывает никаких симптомов, но грибок получает выгоду от среды обитания и питательных веществ, которые предоставляет ему человек-хозяин. Однако, как и многие другие примеры комменсализма, эти отношения не всегда являются комменсализмом в каждом конкретном случае. У некоторых людей с ослабленным иммунитетом возникает грибковая инфекция, при которой Аспергилл вырастает из-под контроля, что оказывает негативное влияние на человека, страдающего от этой инфекции.

У животных

1. Хотя некоторые бактерии могут стать паразитами, вызывая кариес, подавляющее большинство бактерий во рту живут счастливой жизнью, питаясь пищей и отходами, остающимися после приема пищи. Мы можем не заметить, что бактерии там есть, но они способны жить и размножаться благодаря пище, которую мы едим.
2. Морские анемоны и красочные рыбы-клоуны также демонстрируют комменсализм. Рыба-клоун укрывается в морском анемоне, чтобы защититься от хищников. В процессе адаптации рыба-клоун создает вокруг себя слизистую оболочку, которая позволяет ей укрываться в морской анемоне, не опасаясь его укусов. Кроме того, рыбы-клоуны питаются обломками последней трапезы морских анемонов, тем самым поддерживая их в чистоте.
3. Клещи часто считаются окончательными комменсалами. Хотя некоторые виды клещей могут быть паразитическими, такие виды, как Угревая железница, обитают на коже человека и являются прекрасным примером комменсализма.
4. Цапли висят над коровами и поедают жуков, которых те подбрасывают вверх. Коровам все равно, но цаплям так легче добывать пищу. Подобным образом цапли поступают с несколькими крупными видами животных, такими как носороги, крупный рогатый скот и слоны.
5. Ядовитые дротиковые лягушки — это группа лягушек семейства Древолазы. Они обитают в тропических районах Центральной и Южной Америки. Лягушки с ядовитым дротиком часто перебираются на нижние стороны листьев крупных растений или под сами листья в качестве защиты от стихии или хищников. Лягушки выигрывают от того, что у них есть место для защиты, а растения не страдают от того, что лягушки используют их в качестве временного укрытия.
6. Песец, небольшое всеядное млекопитающее, хорошо приспособленное к холодному климату, часто следует за карибу, более крупным травоядным животным, склонным к сезонным миграциям в поисках корма. Копаясь в заснеженной местности, карибу ищет лишайник, основной источник пищи, и при этом непреднамеренно обнаруживает подземных мелких млекопитающих, обитающих под слоем снега (так называемая субнивальная зона). Эти млекопитающие, в том числе полевки и лемминги, становятся доступными для песца. Сохраняя осторожную дистанцию, песец избегает беспокоить карибу, что позволяет ему продолжать получать пользу от кормежки карибу, не оказывая на него негативного воздействия.
7. Ракообразные проходят цикл, который требует стационарной фазы. Во время своего личиночного развития они ищут и прикрепляются к поверхностям, которые дают им шанс на выживание и рост. Морские млекопитающие, такие как киты, часто становятся невольными хозяевами этих организмов. Когда киты путешествуют по океанам, прикрепленные к их коже балянусы получают выгоду от подвижного существования, которого они не могли бы достичь самостоятельно. Благодаря такому расположению киты получают доступ к более широкому диапазону питания и постоянный приток богатых планктоном вод, благодаря перемещению их хозяина по различным морским средам. Примечательно, что амбарчики не наносят вреда китам, поскольку не потребляют их ткани или кровь. Вместо этого они питаются микроскопическими частицами в воде, и их присутствие не ухудшает здоровье и самочувствие кита.
8. Последний пример можно найти под нашими ногами в почвенных экосистемах благодаря норовистым дождевым червям. Когда эти склизкие существа прокладывают туннель в грязи в поисках органических веществ, они непреднамеренно аэрируют и обогащают почву для других организмов, таких как бактерии и грибы, не получая при этом никакой прямой выгоды.

У растений

1. Орхидеи и папоротники — это эпифиты. Эти организмы обитают в густой, влажной среде тропических дождевых лесов. Полог высоких растений помогает этим эпифитам расти, оказывая им разнообразную поддержку. Эпифиты не только получают поддержку от этих растений, но также получают солнечный свет и опылителей. Однако они не получают питания от растения-хозяина, и поэтому орхидеи и папоротники не влияют на растение-хозяина. Однако орхидеи и папоротники получают столь необходимую поддержку от растения-хозяина. Механизм поглощения питательных веществ у орхидей не паразитический: они синтезируют свою пищу, используя солнечный свет, и получают влагу и незначительные минеральные питательные вещества из дождевой воды и детрита, накапливающегося на поверхности деревьев. И наоборот, деревья, на которых они растут, не получают никаких ощутимых преимуществ от присутствия орхидей.
2. В Северной Америке растут лопух большой, нищий клещ или палочник и клещевина. Плоды этих растений имеют особые анатомические приспособления для прилипания к меху — именно плоды лопуха послужили ботанической моделью, на основе которой была разработана идея очень полезного крепежного материала, известного как липучка. В некоторых случаях отдельные животные могут сильно напитаться этими липкими плодами, что приводит к чрезмерному матированию их меха и, возможно, к значительному ущербу. Однако такое случается нечасто, и обычно эти биологические отношения носят действительно комменсальный характер.
3. Рассеивание семян.
   Растения придумали множество уникальных способов рассеивания семян. Одним из таких уникальных способов распространения семян являются ядовитые сорняки. Семена этих сорняков похожи на липучки и прилипают к одежде человека или меху других организмов. Прикрепившись, эти семена перемещаются из одного места в другое вместе с хозяином, не причиняя ему никакого вреда.
4. В пустыне саженцы растений (да и почти все остальное) с трудом могут найти достаточно воды, чтобы выжить. Кормовые растения создают тень и укрытие, защищая проростки как от хищников, так и от солнца. Растения-кормильцы не получают особой выгоды от присутствия проростков, но без них проростки погибли бы.
5. Бабочка-монарх питается нектаром молочая.
   Некоторые взаимоотношения выглядят как комменсализм, но при дальнейшем изучении обнаруживаются тонкие преимущества для обеих сторон, а не только для одной, как, например, между растением молочай и североамериканской бабочкой-монархом. Это растение, молочай, производит сердечные гликозидные соединения - токсичные вещества, которые служат грозным отпугивающим фактором для многих травоядных позвоночных. Личинки бабочек-монархов специально ищут эти растения, чтобы поселиться на них и питаться ими. Благодаря биологической адаптации эти гусеницы могут усваивать токсичные химические вещества без вреда для здоровья, эффективно используя их в качестве защитного механизма от потенциальных хищников. Когда личинки метаморфируют во взрослых бабочек, они сохраняют токсины молочая в своих тканях, что делает их невкусными для птиц и других хищников.