Трофический мутуализм
Трофический мутуализм — ключевой тип экологического мутуализма . В частности, «трофический мутуализм» относится к передаче энергии и питательных веществ между двумя видами . Это также иногда называют мутуализмом между ресурсами. Трофический мутуализм часто возникает между автотрофом и гетеротрофом . [1] Хотя существует множество примеров трофического мутуализма, гетеротрофом обычно является гриб или бактерия. Этот мутуализм может быть как облигатным, так и оппортунистическим.
Примеры
[ редактировать ]- Ризобии – Ризобии – это бактерии, осуществляющие азотфиксацию бобовых растений. В частности, эти бактерии могут принадлежать к родам Allorhizobium, Azorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium или Sinorhizobium . [2] В этих мутуалистических отношениях бактерии растут на корневых волосках или внутри них и проникают в ткани растения. [3] Хотя точные способы взаимодействия между ризобиями и растением варьируются в зависимости от рода и вида, все формы этого взаимодействия состоят из заражения бактерий, колонизации бактерий, контроля O 2 и обмена углерода и азота . [2] Роль, которую играют ризобии в фиксации азота бобовыми, является основой возможности использования бобовых в севообороте . [4]
- Микориза . Микориза похожа на ризобии в том, что они взаимодействуют с растениями у их корней. В то время как ризобии — это бактерии, фиксирующие азот, микоризы — это грибы, которые доставляют растениям питательные вещества в обмен на углерод. Микориза также способна улучшать поглощение воды и сообщаться своим хозяевам, чтобы противостоять патогенам . [5] Существуют три основных типа микоризы:
- Arbuscula: встречается в недревесных и тропических растениях.
- Эктомикориза: встречается в бореальных и умеренных лесах.
- Эрикоид: встречается у видов пустошей. [3]
- Пищеварительные симбиоты . Пищеварительные симбиоты являются примером важного трофического мутуализма, которого не происходит между автотрофом и гетеротрофом. Бактерии, известные как «внеклеточные симбионты». [3] живут в кишечном тракте позвоночных желудочно - , где помогают переваривать пищу. Бактерии извлекают пользу, извлекая субстраты животного из съеденной пищи, в то время как ассимиляция увеличивается за счет способности переваривать определенные продукты, которые его естественная система не может. (книга) Кроме того, эти бактерии вырабатывают короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), обеспечивая позвоночных энергией, составляющую в общей сложности от 29% до 79% энергии поддержания позвоночных в зависимости от вида. [6]
История исследований
[ редактировать ]Экологи впервые начали понимать трофическую мутуализм в середине 20-го века, исследуя изобилие и распределение питательных веществ. Один из первых трофических мутуализмов был открыт в 1958 году профессором Леонардом Маскатином из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе — взаимосвязь между эндозойскими водорослями и кораллами. [7] В этих отношениях водоросли обеспечивают коралл источником углерода для развития скелета CaCO 3 , а коралл выделяет защитную, богатую питательными веществами слизь, которая приносит пользу водорослям. Возможно, одно из самых известных открытий, сделанных Маскатином в области трофического мутуализма, было сделано примерно 10 лет спустя в другой водной системе — во взаимоотношениях между водорослями и водяной гидрой. [8] Эта работа сыграла важную роль в установлении наличия мутуалистических отношений как в водной, так и в наземной среде.
Возможно, наиболее широко известным примером трофического мутуализма было открытие муравья -листореза , который вступал в трофический мутуализм с грибом. [9] Эти муравьи выращивают определенный тип гриба, снабжая его листьями и другими питательными веществами. В свою очередь, муравьи будут питаться особым питательным веществом, которое создается только грибом, который они питают. Этот трофический мутуализм подробно изучался в 1970-е годы и с тех пор.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Одум, Евгений. Основы экологии. 3-е изд. Филадельфия: Компания WB Saunders, 1971.
- ^ Перейти обратно: а б Весси, К.Дж., К. Павловски и Б. Бергман, Симбиозы, фиксирующие N2 на основе корней: бобовые, актиноризные растения, Parasponiasp. и саговники. Растение и почва 2005. 266(1-2): с. 205-230.
- ^ Перейти обратно: а б с Таунсенд, Ч.Р., М. Бегон и Дж.Л. Харпер, «Основы экологии», третье издание, 2008 г., Малден, Массачусетс: Backwell Publishing
- ^ Сайто, К., Б. Линквист и Б. Кеобуалафа, Stylosanthes guianensis как краткосрочный пар для повышения урожайности горного риса в северном Лаосе. Исследования полевых культур 2006. 96(2/3): с. 438-447.
- ^ Дуглас Х. Баучер, Сэм Джеймс и Кэтлин Х. Килер Ежегодный обзор экологии и систематики, Vol. 13, (1982), стр. 315–347.
- ^ Стивенс, К.Э. и И.Д. Хьюм, Вклад микробов в желудочно-кишечном тракте позвоночных в производство и сохранение питательных веществ. Физиологические обзоры, 1998. 72(2): с. 383-427.
- ^ Хог-Гульдберг О. и др., Лен Маскатин (1932–2007) и его вкладк пониманию эндосимбиоза водорослей и беспозвоночных. Коралловые рифы, 2007. 26 (4): стр. 731–739.
- ^ Маскатин, Леонард и Говард Ленхофф. «Симбиоз: о роли водорослей, симбиотических с гидрой». Наука 142 (19681): 956-58.e
- ^ Вебер, Нил А. 1972. Садовые муравьи Аттины. Американский философский Общество. Филадельфия