Симбиоз

Симбио́з (греч. συμ-βίωσις — «совместная жизнь» от συμ- — совместно + βίος — жизнь) — форма тесных взаимоотношений между организмами разных видов, при которой хотя бы один из них получает для себя пользу.

Симбионт - организм, участвующий в симбиозе.В природе встречается широкий спектр примеров взаимовыгодного симбиоза (мутуализм). От желудочных и кишечных бактерий, без которых было бы невозможно пищеварение, до растений (примером служат некоторые орхидеи, чью пыльцу может распространять только один, определённый вид насекомых). Такие отношения успешны всегда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание. Осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными и незаменимыми. В обобщённом понимании такой симбиоз — промежуточное звено между взаимодействием и слиянием.

Обоюдно выгодный, обязательный вид симбиоза называют мутуализмом. Комменсализмом называют отношения, полезные одному, но безразличные другому симбионту, аменсализмом — отношения, вредные одному, но безразличные другому. А кооперацией называют необязательные взаимовыгодные отношения. Форма симбиоза, при которой один организм (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, называется паразитизмом.

Разновидность симбиоза — эндосимбиоз (см. симбиогенез), когда один из партнёров живёт внутри клетки другого.

Наука о симбиозе — симбиология. Основы учения о взаимопомощи (в том числе симбиозе) во второй половине XIX века заложили независимо друг от друга российские естествоиспытатели П. А. Кропоткин и К. Ф. Кесслер, а также немецкий учёный Генрих Антон де Бари, предложивший термины «симбиоз» и «мутуализм».

Источник: Википедия

Упоминания в литературе

Вообразите, что вы путешествуете по лесу с опытным ученым-лесоводом. Он вам сможет наглядно показать все сложнейшие взаимосвязи жизни леса, вы своими глазами увидите и деревья, и подлесок, и травы, и птиц, и насекомых, и крупных и мелких животных. Но увидеть живой мир ваших почв вы не можете. Поэтому садовод все многообразие этого мира подчас сводит к полезной функции дождевых червей. Более продвинутые слышали, что очень важную роль играют грибы, вступающие в симбиоз с растениями, что есть полезные бактерии и можно применять препараты эффективных микроорганизмов (ЭМ-препараты). А вот о роли мелких почвенных животных и о влиянии бактерий, обитающих в ризосфере, мало кто знает.

Геннадий Распопов, Как создать экосад и сохранить здоровье. Советы врача и садовода с 40-летним стажем!, 2017

А такая, что растения обеспечены азотом точно так же неисчерпаемо, как и углекислым газом. Вспомним, что при выходе из моря они завоевывали сушу вместе с бактериями. Без бактерий первым растениям просто нечем было бы питаться: на голом камне они не растут. Первый примитивный гумус, пусть в виде тонкой пленки, должен же был кто-то создать! Их симбиоз был налажен с самого начала. Никаких животных тогда не было и в помине, только первые растения и бактерии. При этом бактерии сразу умели усваивать азот из атмосферы и отдавать его растениям, а по мере эволюции они мощно усовершенствовали это свойство, и сегодня это – глобальный механизм поддержания жизни на Планете. У бактерий сегодня «на балансе» уже не те первые худенькие растения, а леса, кишащие жизнью, степи, болота, озера, реки и моря. Все это мощное хозяйство нельзя оставить на одни лишь бобовые растения, это слишком ненадежно. Для поддержания любого круговорота нужны мощные вбросы первоначального сырья. В биосферу ежедневно и ежечасно нужно вбрасывать азота несравнимо больше, чем создают его бобовые, иначе вся система не будет надежной и рухнет! Ведь значительная часть азота выходит из круговорота в атмосферу в виде газов… Нет, природа по-другому бережет свое царство. В ходе эволюции растительного и животного мира были созданы и новые виды бактерий, более продуктивные. О них мы и ведем разговор. Куда же они попрятались? В том-то и дело, что их нашли! Нашли наши почвоведы путем кропотливых взвешиваний на высокоточных весах.

Павел Траннуа, Энциклопедия плодового сада на разумной почве, 2016

На молекулярно-генетическом уровне наибольшее значение в понимании организации живого имеет наследственность – ведущие положения генетики, рассматривающие такие феномены, как генетический код, мутации, различия между бесполым и половым размножением и др. Онтогенетический уровень – это уровень индивидуального развития, начинающийся с клетки, которая является минимальной самостоятельной живой системой. Клетка «заведует» обменным процессом – обеспечивает живой организм необходимыми химическими соединениями и тем самым создает его устойчивость. Помимо феномена клетки на этом уровне рассматривается организм в целом, особое значение приобретают устойчивые взаимоотношения организмов – симбиоз, антибиоз, нейтрализм, хищничество и др., которые «укладываются в механизмы обеспечения устойчивости различных биологических систем» и характеризуются энергетической целесообразностью. При этом определяющее значение, как подчеркивают авторы, имеет полнота взаимодействия живых организмов с окружающей средой, то есть вовлечение в этот процесс обмена максимального числа энергетических взаимодействий между организмом и средой.

С. Н. Николаева, Система экологического воспитания дошкольников, 2011

Автономность онкоклеток легко объясняется с позиции их аберрантной неполноценности. Стало возможным трактовать данную аберрантность как результат сбоя энергостанций. Известно, что все клетки могут существовать и без митохондрий. Митохондрии – позднее приобретение эволюции. Считается, что это произошло вследствие слияния, симбиоза простейших эукариотных клеток с некими автономными структурами. Такой симбиоз позволил перейти клеткам на новые этапы эволюции. Митохондрии в клетках – относительно самостоятельные структуры со своим генетическим аппаратом.

Геннадий Гарбузов, Рак можно победить! Ловушка для раковых клеток, 2012

Съедобных растений много, но большинство из них не удается культивировать в промышленном масштабе из-за их особенностей. Они остались дикими, как тигры и медведи. Вот собаки эволюционировали из волков и образовали новый вид животного, поскольку обнаружили, что жить в симбиозе с людьми легче и удобнее, чем самостоятельно бороться за выживание. В ходе эволюции возникло замечательное и взаимовыгодное сотрудничество: люди кормят собак и заботятся о них, а собаки защищают людей и дарят им свою привязанность. Некоторые растения избрали такую же эволюционную стратегию: они кормят человека, получая взамен защиту от насекомых, удобрения и, главное, возможность широчайшего распространения.

Стефано Манкузо, О чем думают растения?, 2014

Связующим звеном, способным облегчить симбиоз этих двух разнородных предформ жизни, могла быть клеточная мембрана, которая показывает сродство и к белкам, и к нуклеиновым кислотам, образуя белково-липидные и ДНК-липидные комплексы (Кувичкин, 2000). Предположительно развитие клеточной организации на самых начальных этапах шло через использование так называемых неламеллярных липидов, дающих в воде неплоскостные структуры, в том числе гексагональные в виде трубки и мицеллярные в виде однослойных микрошариков (Garab et al., 2000; Simidjiev et al., 2000). Неламеллярные липиды (кардиолипин, моногалактозилдиглицерин, фосфатидилэтаноламин) можно противопоставить ламеллярным (lamellar, bilayer lipids), которые образуют в воде бислой. Во многих клеточных мембранах неламеллярные липиды составляют большой процент от всех липидов. Например, на моногалактозилдиглицерин приходится половина всех липидов тилакоидной мембраны хлоропластов (Simidjiev et al., 2000). Содержание фосфатидилэтаноламина и кардиолипина в клеточной мембране грамотрицательных бактерий достигает 70-80 и 5-10% соответственно. Такой большой процент свидетельствует о том, что неламеллярные липиды играли главенствующую роль в становлении клетки. Они же отмечены в качестве ключевых компонентов ДНК-мембранных взаимодействий (Кувичкин, 2000). При наличии определенных полярных белков и под их воздействием структуры из неламеллярных липидов могут изменять свои свойства. Например, гексагональные липидные агрегаты будут распадаться, образуя двуслойные пленки. Такая пленка при наличии на ее поверхности репликаторов и катализаторов станет вогнутой, и это состояние вполне можно рассматривать в качестве промежуточного звена при образовании клетки в результате самопроизвольного замыкания «бластопора» (Blobel, 1980; см. также альтернативную точку зрения – Cavalier-Smith, 2001).

А. И. Шаталкин, «Философия зоологии» Жана Батиста Ламарка: взгляд из XXI века, 2009

На кого-то подобные философские рассуждения, безусловно, производят впечатление, но современная наука их не поддерживает. Что, однако, не делает менее серьезными последствия открытий, которые сделали ученые, занимающиеся человеческим микробиомом, за последнее десятилетие. Хотя мы находимся в самом начале пути, открывающегося в результате этих исследований, мы больше не можем считать себя единственным интеллектуальным продуктом эволюции, отличающимся от всех других живых существ на планете. Подобно тому как революция Коперника в XVI в. коренным образом изменила понимание нашего положения в солнечной системе, а революционная теория эволюции Дарвина в XIX в. навсегда изменила место людей в животном царстве, наука о микробиоме человека заставляет нас переосмыслить нашу позицию на планете. Согласно новой науке о микробиоме, мы, люди, фактически являемся суперорганизмами, состоящими из неотделимо связанных между собой человеческих и микробных компонентов, чье выживание напрямую зависит один от другого. Может быть, больше всего в этом открытии нас беспокоит тот факт, что микробные составляющие вносят гораздо более весомый вклад в функционирование этого суперорганизма, чем собственно человеческие. Поскольку наша микробная составляющая через общую биологическую систему тесно связана с различными микробиомами почвы, воздуха, океанов, а микроорганизмы живут в симбиозе почти со всеми другими живыми существами, мы оказываемся прочно и неразрывно вплетены в общую паутину жизни на Земле. Новая концепция микробного суперорганизма уже серьезно повлияла на понимание нашей роли на земле и многих аспектов здоровья и болезни.

Эмеран Майер, Второй мозг: Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем, 2016

Мы уже упоминали точку зрения эволюционистов (Палмеры) о начале животной (эукариоты) и растительной жизни (фотосинтезные бактерии) как «поглощении» и «внедрении», актах насильственного симбиоза 1800 млн. лет назад.

В. И. Красиков, Насилие в эволюции, истории и современном обществе, -1

В его основе лежит симбиоз, т. е. взаимодействие и сосуществование целого ряда микроорганизмов, которые живут и развиваются благодаря активности молочнокислых бактерий.

Константин Чистяков, Очищение простоквашей тибетского молочного гриба, 2010

Напомним, что включение азота в соединения, могущие использоваться организмами, называется фиксацией. Среди азотфиксаторов наибольшее практическое значение имеют микроорганизмы, живущие в симбиозе с растениями. Известно 200 видов растений, на корнях которых могут развиваться клубеньковые бактерии, усваивающие азот из воздуха. Бактерии Bact. Radicicola обитают на корнях бобовых культур – клевера, люцерны, гороха, сои, люпина. Выяснено, что количество азота, поступающего в растения от клубеньковых бактерий, составляет в некоторых случаях до 50–80 % от общего количества азота, усвоенного растениями. В гидросфере ежегодно фиксируется около 10 млн т азота.

Ю. А. Колесник, Современное состояние биосферы и экологическая политика, 2007

АЗОТФИКСИ́РУЮЩИЕ БАКТЕ́РИИ (азотфиксаторы), бактерии, обладающие способностью усваивать молекулярный азот воздуха и переводить его в доступные для растений формы. Играют важную роль в круговороте азота в природе. Ежегодно вовлекают в азотный фонд почвы планеты 150—180 млн. т азота. Азотфиксирующие бактерии могут быть аэробами и анаэробами, свободно живущими в почве (азотобактер, клостридии, цианобактерии) и живущими в симбиозе с растениями (см. Клубеньковые бактерии). Впервые анаэробный микроорганизм (клостридии) был выделен из почвы русским учёным С.Н. Виноградским в 1893 г. В 1901 г. голландец М. Бейеринк открыл аэробную азотфиксирующую бактерию – азотобактер.

А. П. Горкин, Энциклопедия «Биология». Часть 1. А – Л (с иллюстрациями), -1

Первые подобные капельки жизни вполне могли самопроизвольно образоваться из молекул, возникших неорганическим путем, а впоследствии вступить в симбиоз с «живыми растворами» – колониями самовоспроизводящихся молекул РНК. Подобное сообщество уже можно назвать организмом.

О. О. Фейгин, Планета бурь, 2016

Именно так назвал симбиоз между деревьями и грибами известный лесовод Г. Н. Высоцкий еще в 1902 году. И попал в десятку, хотя еще сто лет спустя считали, что грибы помогают деревьям влагой, то есть благодаря своей разветвленной грибнице увеличивают площадь впитывания. Увы, это не так. Сравните мощные корни сосны, которые в песчаной почве идут и вглубь и вширь, и хотя и мощную, но микроскопическую грибницу – кто кому поможет больше влагой? Конечно, дерево будет делиться влагой. А вот грибница вырабатывает нужные ферменты-антибиотики для дерева.

И. А. Филиппова, Здоровье в лукошке. Эффективное лечение онкологии, ожирения, псориаза. Чага, груздь, волнушка, веселка, дождевик…, 2015

Гормональная регуляция цветения в целом растении. Великая Отечественная война 1941-45 гг., временная эвакуация Института и новые запросы жизни и практики изменили направление наших работ. Были начаты и на протяжении ряда лет проводились исследования по изысканию сырьевых источников витамина С во вновь организованной нами лаборатории физиологии растений Ботанического института Армянского филиала Академии наук СССР; по разработке практических приемов ускорения корнеобразования у черенков вегетативно размножаемых с помощью регуляторов роста пород на кафедре физиологии и анатомии растений Ереванского государственного университета; по изучению влияния азотистых удобрений на рост, развитие и плодоношение растений; по симбиозу бобовых растений и клубеньковых бактерий на кафедре физиологии растений и микробиологии Армянского сельскохозяйственного института; по взаимоотношениям растений-хозяев и цветковых паразитов. В этих работах принимали участие научные сотрудники этих учреждений – Н.М. Меликян, В.О. Казарян, А.А. Меграбян, Н.А. Карапетян, А. Гаспарян и другие.

Н. П. Аксенова, Михаил Христофорович Чайлахян. Ученый и человек, 2015

МИКОРИ́ЗА (грибокорень), симбиоз гриба с корнями растений. Гифы мицелия оплетают корень и могут проникать в него. Гриб получает от растения органические вещества и витамины, а растению даёт аминокислоты и увеличивает всасывающую поверхность корня. Микориза необходима многим растениям, без грибов они медленнее развиваются, чаще болеют, а у орхидей без спор нужного гриба даже не прорастают семена. Микоризу образуют многие шляпочные грибы, некоторые получили название по тому дереву, рядом с которым обитают (подосиновик, подберёзовик, поддубовик и др.).

А. П. Горкин, Энциклопедия «Биология». Часть 2. М – Я (с иллюстрациями), -1

Чайный гриб представляет собой симбиоз уксуснокислых бактерий (чаще всего – Acetobacter xylinum) и дрожжеподобных грибков (Saccharomycodes ludwigii), которые объединены в колонию.

Мария Соколова, Очищение чайным грибом, -1