Todos los organismos vivos del planeta están divididos en reinos. La clasificación se basó en la presencia de un núcleo. Existe un reino de procariotas que no tienen núcleo. Estos incluyen bacterias y algas verdiazules (cianea). El reino de los eucariotas incluye aquellos organismos que tienen núcleo: hongos, plantas y animales. A pesar de que las bacterias, los hongos, las plantas (algas y superiores) y los animales constituyen reinos separados, también existen características comunes entre ellos.

Las bacterias y los cianuros se clasifican como procariotas. Sus principales diferencias son:

• falta de un núcleo claramente definido;
• ausencia de orgánulos de membrana;
• la presencia de mesosomas (una especie de protuberancia de la membrana hacia el centro de la célula);
• ribosomas pequeños en comparación con los eucariotas;
• Las bacterias tienen un cromosoma, las cianobacterias tienen varios cromosomas que se ubican en el citoplasma;
• ausencia de nucléolos;
• sin mitocondrias;
• la pared celular de las bacterias está formada por mureína y la de los cianuros está formada por celulosa;
• los flagelos se distinguen por su estructura simple y pequeño diámetro;
• No existe un proceso sexual; la reproducción se produce mediante división.

En condiciones desfavorables, muchos microorganismos forman esporas, que pueden permanecer durante años esperando las condiciones adecuadas para su vida y desarrollo. Las plantas y los hongos también producen esporas, pero las necesitan para reproducirse. Hay microbios que se alimentan como plantas y son autótrofos, y algunos se alimentan como animales y son heterótrofos. A diferencia de otros organismos vivos, cuya vida es imposible sin la presencia de oxígeno, hay microorganismos que pueden vivir en un ambiente anaeróbico y el oxígeno, por el contrario, es destructivo para ellos.

Las bacterias son las criaturas más numerosas del planeta y la mayoría de ellas aún están inexploradas.

reino vegetal

La clasificación se basa en su principal diferencia: la nutrición autótrofa. Son capaces de convertir sustancias inorgánicas en orgánicas. Para ello necesitan energía solar. Esto también es característico de las cianobacterias. Gracias a las plantas y las cianobacterias, el aire del planeta se enriquece con oxígeno, tan necesario para otros organismos vivos. Las plantas son fuente de alimento para muchos otros organismos. Se dividen en dos subreinos: las algas y los superiores. Las algas no tienen raíces, tallos ni hojas, a diferencia de las formas superiores.

Un lugar especial lo ocupan las algas primitivas (pirrófitas), cuyas células carecen de histonas en sus cromosomas y su estructura es cercana al nucleoide de las bacterias; La pared celular de algunas algas está formada por quitina, como la de los animales y los hongos. Las algas rojas se diferencian de otras especies en que sus células no tienen flagelos. Existen diferencias en las características estructurales y los procesos bioquímicos.

reino de los hongos

Durante mucho tiempo, los científicos discutieron sobre si clasificar los hongos en un reino separado o no. Sin embargo, como resultado de largos debates, se identificaron por separado, ya que tienen mucho en común tanto con las plantas como con los animales.

Su método de nutrición es el mismo que el de los animales: heterótrofo. Al igual que los animales, carecen de plastidios y tienen quitina en sus paredes celulares. Como resultado de procesos metabólicos, se forma urea. Los hongos, al igual que las plantas, absorben nutrientes mediante absorción. Son inmóviles y tienen un patrón de crecimiento similar al de las plantas.

Algunos hongos se reproducen como bacterias (asexualmente, otros como plantas, vegetativamente, otros como animales, sexualmente). Muchos de ellos, como los microbios, procesan organismos vivos muertos, desempeñando así el papel de "ordenanzas". Muchos de ellos son beneficiosos y se utilizan en la producción de antibióticos, hormonas y vitaminas.

Según cómo consumen sustancias orgánicas, se dividen en tres tipos:

Líquenes

Muchos científicos insisten en clasificar los líquenes como un reino separado. Hay varias razones para esto. Pueden ser simbiontes:

• hongos y algas;
• bacterias hongos y algas.

Según su apariencia se dividen en tres grupos:

• cortical (que crece sobre las piedras y crece firmemente junto con la superficie);
• frondoso (unido a la superficie con un tallo);
• tupido (adherido al suelo, árboles, arbustos en forma de arbustos).

El cuerpo del liquen se llama talo y difiere en tamaño, color, forma y estructura entre las diferentes especies. El talo puede medir desde varios centímetros hasta un metro.

Los líquenes crecen muy lentamente, pero su esperanza de vida puede oscilar entre cientos y miles de años.

Como resultado de la simbiosis se obtiene un solo organismo. Además, las hifas del hongo están estrechamente entrelazadas con las células de las algas. Así, el liquen combina dos organismos completamente diferentes en estructura y método de nutrición. Los hongos que forman simbiosis con algas no se encuentran por separado en la naturaleza, pero las especies de algas que participan en la simbiosis también se pueden encontrar como un organismo vivo separado.

Los líquenes tienen una forma única de alimentarse: los hongos absorben minerales disueltos y las cianobacterias forman materia orgánica y participan en el proceso de fotosíntesis. Los líquenes pueden reproducirse mediante esporas o dividiendo el talo.

La sensibilidad de los líquenes a los ambientes contaminados los convierte en indicadores de limpieza. Muchas especies se utilizan para nutrición animal y con fines medicinales.

reino animal

El reino animal se divide en dos subreinos: protozoos y multicelulares. Aunque los protozoos están formados por una sola célula, al igual que las bacterias, tienen todas las características de los animales. Hay especies de protozoos que se alimentan de forma autótrofa cuando hay luz y, en su ausencia, cambian a heterotrofia. Los protozoos pueden reproducirse tanto de forma asexual (división celular) como sexual (conjugación).

Lo que los animales y las plantas tienen en común es el metabolismo y la estructura celular. La principal diferencia es la forma de comer. Los animales son heterótrofos, es decir, se alimentan de compuestos orgánicos preparados y no pueden sintetizar sustancias inorgánicas. En su mayor parte son móviles.

La estructura más compleja de las células eucariotas sugiere que recibieron estas mejoras como resultado de la evolución. Y la existencia simultánea en la Tierra de procariotas y eucariotas sugiere que los procesos biológicos son característicos de todas las formas de vida. Todos los organismos vivos viven en completa interacción entre sí, y la desaparición de al menos una de las especies tendría consecuencias irreversibles. Hay lugar en el planeta para todo tipo de cadena ecológica.

SIMBIOSIS - un tipo de relación entre organismos de diferentes grupos sistemáticos - convivencia mutuamente beneficiosa de individuos de dos o más especies, por ejemplo algas, hongos y microorganismos dentro del cuerpo de un liquen.[...]

La simbiosis, o la convivencia de dos organismos, es uno de los fenómenos más interesantes y todavía en gran medida misteriosos de la biología, aunque el estudio de este tema tiene una historia de casi un siglo. El fenómeno de la simbiosis fue descubierto por primera vez por el científico suizo Schwendener en 1877 mientras estudiaba los líquenes, que, como resultó, son organismos complejos que consisten en un alga y un hongo. El término “simbiosis” apareció más tarde en la literatura científica. Fue propuesto en 1879 por De Bary.[...]

SIMBIOSIS [gr. cohabitación simbiótica] - cohabitación a largo plazo de organismos de diferentes especies (simbiontes), que generalmente les aporta beneficios mutuos (por ejemplo, líquenes - C. hongos y algas).[...]

La simbiosis surgió en la naturaleza sobre la siguiente base fisiológica: el hongo que une el liquen al sustrato proporciona al alga agua y minerales disueltos en ella, así como un sistema de enzimas; Las algas producen carbohidratos durante el proceso de fotosíntesis, que son utilizados tanto por las propias algas como por los hongos. Las algas reciben en gran medida agua y polvo que contienen sustancias inorgánicas de la atmósfera.[...]

Entre las simbiosis, las que involucran algas no ocupan el menor lugar. Las algas son capaces de entablar relaciones simbióticas no solo entre sí, sino también con representantes de diversos grupos sistemáticos de organismos del reino animal y vegetal (bacterias, animales unicelulares y multicelulares, hongos, musgos, helechos, gimnospermas y angiospermas). Sin embargo, la lista de este tipo de algas es muy limitada.[...]

En las algas verdiazules (cianobacterias), la fijación de nitrógeno puede ocurrir tanto en formas de vida libre como en simbiosis con hongos (como parte de algunos líquenes), o con musgos, helechos y, en un caso conocido, con una planta con semillas. Las frondas del pequeño helecho acuático flotante Azolla tienen poros microscópicos llenos de algas simbióticas de color verde azulado Apanaena, que fijan activamente nitrógeno (Moore, 1969). Durante muchos siglos, este helecho jugó un papel importante en los arrozales inundados del Este. Antes de plantar plántulas de arroz, los campos inundados se cubren de helechos, que fijan suficiente nitrógeno para abastecer el arroz durante su período de maduración. Este método, junto con la estimulación de las algas verdiazules de vida libre, permite cultivar arroz temporada tras temporada en el mismo campo sin necesidad de fertilizantes. Al igual que con las bacterias de los nódulos de leguminosas, las algas verdiazules simbióticas son más eficientes que las de vida libre [revisión de la fijación de nitrógeno por algas verdiazules realizada por Peters (1978)].[...]

Un ejemplo típico de simbiosis es la estrecha convivencia entre hongos y algas, que conduce a la formación de un organismo vegetal más complejo, el liquen, que está mejor adaptado a las condiciones naturales. Otro ejemplo sorprendente de convivencia simbiótica en el suelo es la simbiosis de hongos con plantas superiores, cuando los hongos forman microorganismos en las raíces de las plantas. Se observa una clara simbiosis entre las bacterias nódulos y las leguminosas.[...]

Pero otras opiniones continúan desarrollándose. Algunos investigadores enfatizan que los líquenes tienen una serie de características que indican un tipo especial y altamente desarrollado de simbiosis, se podría decir "supersimbiosis". La simbiosis en los líquenes se caracteriza por el desarrollo histórico y la morfogénesis, lo que condujo al surgimiento de formas de vida específicas y tipos de estructuras que no se encuentran individualmente ni en hongos ni en algas. Los líquenes tienen una serie de propiedades biológicas especiales que no son inherentes a otros grupos de organismos. Estos son sus métodos de reproducción con la ayuda de soredia e isidia, la singularidad del metabolismo, la formación de sustancias liquénicas específicas, en cuya síntesis participan ambos biocomponentes del talo del liquen, etc.

Un ejemplo típico de estrecha simbiosis o mutualismo entre plantas es la convivencia de un alga y un hongo, que forman un organismo liquen integral especial (Fig. 6.11).[...]

Por tanto, los líquenes son una simbiosis de hongos y algas. Sus especies prácticamente nunca se encuentran en estado libre. Las hifas de los hongos se entrelazan con las algas y absorben sustancias asimiladas por ellas, y las algas obtienen agua y minerales de las hifas de los hongos. Se conocen más de 20 mil especies de líquenes, lo que indica la gran importancia de tal simbiosis.[...]

La zona entre el límite norte de los bosques y el hielo permanente suele denominarse tundra. Una de las plantas más importantes de la tundra es el liquen de reno (“musgo de venado”) Otadonia. Estos animales, a su vez, sirven de alimento a lobos y humanos. Las plantas de tundra también son devoradas por lemmings (roedores esponjosos de cola corta que se parecen a osos en miniatura) y perdices. Durante el largo invierno y el corto verano, los zorros árticos y los búhos nivales se alimentan principalmente de lemmings y roedores relacionados. En todos estos casos, las cadenas alimentarias son relativamente cortas y cualquier cambio significativo en el número de organismos en cualquiera de los tres niveles tróficos se refleja fuertemente en otros niveles, ya que prácticamente no hay oportunidad de cambiar a otros alimentos. Como veremos más adelante, esta es una de las razones por las que algunos grupos de organismos árticos están sujetos a fuertes fluctuaciones en su número, desde la superabundancia hasta la extinción casi completa. Es interesante observar que esto les ha sucedido a menudo a civilizaciones humanas que dependían de una o varias fuentes de alimentos (recordemos la “hambruna de la papa” en Irlanda2). En Alaska, los humanos, sin darse cuenta, provocaron fuertes fluctuaciones en el número de organismos al introducir renos domésticos de Laponia. A diferencia del caribú nativo, los renos no migran. En Laponia, los renos se trasladan de un lugar a otro para evitar el pastoreo excesivo, pero los indios y esquimales de Alaska no tienen habilidades de pastoreo (los caribúes salvajes se mueven solos de un pasto a otro). Como resultado, los renos han agotado muchos pastizales, reduciendo también el suministro de alimentos para el caribú. Este es un claro ejemplo de lo que sucede cuando se introduce sólo una parte de un sistema bien coordinado. Tendremos ocasiones de señalar que los animales introducidos a menudo se convierten en un desastre si los mecanismos de control naturales o artificiales no se transfieren con ellos al nuevo hábitat.[...]

Una relación simbiótica es mutuamente beneficiosa para ambos socios. En simbiosis, ambos socios son interdependientes. El grado de esta interdependencia puede ser muy diferente: desde la protocooperación, cuando cada uno de los socios puede existir de forma independiente si se destruye la simbiosis, hasta el mutualismo, cuando ambos socios son tan interdependientes que la eliminación de uno de los socios conduce a lo inevitable. muerte de ambos. Un ejemplo de protocooperación es la relación entre los cangrejos y las anémonas de mar, que se adhieren a los cangrejos, camuflándolos y protegiéndolos con sus células urticantes. Al mismo tiempo, utilizan a los cangrejos como vehículos y absorben los restos de su comida. Los casos de mutualismo ocurren con mayor frecuencia en organismos con necesidades diferentes. Muy a menudo, por ejemplo, estas relaciones surgen entre autótrofos y heterótrofos. Al mismo tiempo, parecen complementarse. Un ejemplo sorprendente de mutualismo es el liquen: es un sistema simbiótico de hongos y algas, cuya conexión funcional y morfológica es tan estrecha que pueden considerarse como un tipo especial de organismo, a diferencia de cualquiera de sus componentes. Por lo tanto, los líquenes generalmente no se clasifican como simbiosis de dos especies, sino como especies separadas de organismos vivos. Las algas aportan al hongo productos de la fotosíntesis, y el hongo, al ser un descomponedor, aporta minerales al alga y, además, es el sustrato sobre el que vive. Esto permite que los líquenes existan en condiciones extremadamente duras.[...]

Un fenómeno bastante común en las relaciones entre diferentes especies es la simbiosis, o la coexistencia de dos o más especies, en la que ninguna de ellas puede vivir separadamente en determinadas condiciones. Toda una clase de organismos simbióticos está representada por líquenes: hongos y algas que viven juntos. En este caso, el hongo liquen, por regla general, no vive en ausencia de algas, mientras que la mayoría de las algas que componen los líquenes también se encuentran en forma libre. En esta convivencia mutuamente beneficiosa, el hongo suministra el agua y los minerales necesarios para las algas, y las algas suministran al hongo los productos de la fotosíntesis. Esta combinación de propiedades hace que estos organismos simbióticos sean extremadamente modestos para las condiciones de vida. Pueden asentarse sobre piedras desnudas, sobre la corteza de los árboles, etc. Al mismo tiempo, el hecho de que los líquenes obtengan una parte importante de las sustancias minerales necesarias para la vida del polvo que se deposita en su superficie los hace muy sensibles al contenido. de sustancias tóxicas en el aire. Uno de los métodos más fiables para determinar el nivel de toxicidad de las impurezas contenidas en el aire es tener en cuenta el número y la diversidad de especies de líquenes en la zona controlada, indicación de los líquenes.

Un caso especial de interacción entre microorganismos, una manifestación extrema de simbiosis, son los líquenes. Son una asociación de algas y hongos. A menudo van acompañados de bacterias. Estas asociaciones son muy estables, se comentan en un apartado especial, pero, en realidad, son microbianas.[...]

Los líquenes son organismos complejos formados como resultado de la simbiosis entre hongos, algas verdes o cianobacterias y Azotobacter (Fig. 4). En consecuencia, un liquen es un organismo combinado, es decir, un hongo 4-algas + azotobacter, cuya existencia está garantizada por el hecho de que las hifas del hongo son responsables de la absorción de agua y minerales, las algas de la fotosíntesis y las azotobacter para la fijación de nitrógeno atmosférico. Los líquenes son habitantes de todas las zonas botánicas y geográficas. Se reproducen por vía vegetativa, asexual y sexual.[...]

Los líquenes son un grupo único de organismos que representan una simbiosis de un hongo y algas unicelulares o cianobacterias. El hongo protege las algas para que no se sequen y les suministra agua. Y las algas y cianobacterias, mediante el proceso de fotosíntesis, forman sustancias orgánicas de las que se alimenta el hongo.[...]

La taxonomía de los líquenes basidiales aún está poco desarrollada. Recientemente, los investigadores han descubierto cada vez más hongos nuevos que están constante u ocasionalmente en simbiosis con algas. En la mayoría de los casos, estos hallazgos indican la naturaleza facultativa y la juventud evolutiva de tales relaciones simbióticas.[...]

Los líquenes representan un grupo único de organismos complejos, cuyo cuerpo siempre consta de dos componentes: un hongo y un alga. Ahora todo escolar sabe que la biología de los líquenes se basa en el fenómeno de la simbiosis: la convivencia de dos organismos diferentes. Pero hace poco más de cien años, los líquenes eran un gran misterio para los científicos, y el descubrimiento de su esencia por Simon Schwendener en 1867 fue evaluado como uno de los descubrimientos más sorprendentes de esa época.[...]

Los líquenes marsupiales son un grupo filogenéticamente muy antiguo; se originaron a partir de formas bastante primitivas de hongos ascomicetos saprofitos. Algunos ascomicetos en simbiosis con algas verdes y azul verdosas, menos a menudo con algas amarillo verdosas y marrones, en el proceso de largo desarrollo evolutivo formaron numerosos y extremadamente diversos talos de líquenes foliosos, crustáceos y tupidos.

En segundo lugar, los líquenes forman tipos morfológicos especiales, formas de vida que no se encuentran por separado en los hongos y algas que forman el talo del liquen, es decir, los líquenes han pasado por un proceso formativo histórico y de largo plazo basado en la simbiosis, que condujo a la formación de especies específicas. formas morfológicas de estructura externa e interna.[...]

Los líquenes basidiales se diferencian de los marsupiales en una serie de características. En primer lugar, sus cuerpos fructíferos son de corta duración, a menudo de un año, mientras que en los marsupiales existen durante mucho tiempo: decenas y cientos de años. En segundo lugar, la simbiosis entre basidiomicetos y algas no condujo a la formación de formas de vida especiales ni al aislamiento morfogenético. Los líquenes basidiales tienen la misma forma externa que los correspondientes hongos de vida libre: afidlóforos o agaríceos. En consecuencia, los representantes de esta clase no son verdaderos líquenes, sino semilíquenes. En tercer lugar, en los líquenes basidiociales no se encontraron sustancias específicas de los líquenes, tan características de muchos grupos de líquenes marsupiales.

En la práctica se utiliza ampliamente un método para purificar aguas residuales industriales, que permite purificarlas de muchas impurezas orgánicas. La oxidación biológica la lleva a cabo una comunidad de microorganismos (biocenosis), que incluye muchas bacterias diferentes, protozoos y varios organismos más altamente organizados (algas, hongos, etc.), interconectados en un solo complejo mediante relaciones complejas (metabiosis, simbiosis y antagonismo). ). El papel dominante en esta comunidad pertenece a las bacterias, cuyo número varía de 10 a 1014 células por 1 g de masa biológica seca (biomasa). El número de géneros bacterianos puede llegar a 5-10, el número de especies, varias decenas e incluso cientos.[...]

Es extremadamente característico que la clorofila se concentre en las células de ciertos cuerpos organizados: los plastidios. Y los plastidios, como la propia célula, se reproducen por división. En este sentido, algunos botánicos (entre ellos A. Famintsin) intentaron considerar este fenómeno básico como una simbiosis, como los líquenes, que son una simbiosis de algas verdes y hongos.[...]

Las relaciones mutualistas o mutualismo son una de las formas en que se implementan las cadenas alimentarias. En general, las cadenas alimentarias implican que una especie se beneficia mientras que otra resulta perjudicada. Sin embargo, en la naturaleza hay muchos casos en los que las especies entablan relaciones mutuamente beneficiosas; este fenómeno se llama mutualismo. Un ejemplo clásico son los líquenes, que en realidad no son uno, sino dos organismos: un hongo y un alga. El hongo proporciona protección al alga, permitiéndole sobrevivir en condiciones de baja humedad donde él mismo no puede sobrevivir, y el alga, como productora, suministra al hongo recursos alimenticios. Por cierto, los propios hongos conviven con las raíces de los árboles, donde los procesos de mutualismo positivo o simbiosis son similares a los de los líquenes; también se puede recordar la relación entre la anémona de mar y el cangrejo ermitaño, las flores de las plantas y los insectos, etc.[...]

Los nódulos de gimnospermas (órdenes Cycadales - cícadas, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - coníferas) tienen una forma ramificada en forma de coral, esférica o en forma de cuenta. Son raíces laterales engrosadas y modificadas. Aún no se ha aclarado la naturaleza del patógeno que causa su formación. Los endófitos de las gimnospermas se clasifican en hongos (ficomicetos), actinomicetos, bacterias y algas. Algunos investigadores sugieren la existencia de múltiples simbiosis. Por ejemplo, se cree que en las cícadas participan en simbiosis azotobacter, bacterias nódulos y algas. Tampoco se ha resuelto la cuestión de la función de los nódulos en las gimnospermas. Varios científicos están intentando, en primer lugar, fundamentar el papel de los nódulos como fijadores de nitrógeno. Algunos investigadores consideran que los nódulos de podocarpio son reservorios de agua, y las funciones de las raíces aéreas a menudo se atribuyen a los nódulos de cícadas.

Se cree que el mutualismo (simbiosis mutuamente beneficiosa) de dos tipos de seres vivos debe formarse gradualmente, como resultado de una larga coevolución. Sin embargo, experimentos de biólogos estadounidenses han demostrado que muchas especies de hongos y algas unicelulares pueden formar sistemas mutualistas casi instantáneamente, sin un período previo de adaptación mutua y sin modificaciones genéticas. Para ello, los hongos y las algas deben encontrarse en un entorno en el que sean la única fuente de sustancias necesarias para cada uno, como el dióxido de carbono y el amonio. El estudio confirmó la hipótesis de la “correspondencia ecológica”, según la cual no todos los sistemas mutualistas existentes en la naturaleza deben interpretarse como resultado de una coevolución previa a largo plazo.

El mutualismo obligatorio (obligatorio) es una relación mutuamente beneficiosa entre dos especies que no pueden existir la una sin la otra. En general, se acepta que tales relaciones se forman gradualmente, durante una coevolución a largo plazo y una adaptación mutua, la "integración" de los organismos entre sí. Sin duda, en muchos casos así fue (ver N. Provorov, E. Dolgikh, 2006. Integración metabólica de organismos en sistemas de simbiosis).

Por supuesto, no todas las especies pueden integrarse en un nuevo entorno. Durante la introducción, se produce una especie de clasificación, durante la cual algunos recién llegados echan raíces en un lugar nuevo, mientras que otros mueren. De una forma u otra, tenemos que admitir que se puede formar una comunidad integral e interconectada no solo debido a la “pulida” coevolutiva de especies entre sí durante millones de años, sino también debido a la selección entre migrantes aleatorios. de especies que se complementan exitosamente y se llevan bien juntas. Esta idea, conocida como adaptación ecológica, fue desarrollada por el famoso ecologista estadounidense Daniel Janzen desde los años 80.

¿Pueden los sistemas mutualistas obligados, generalmente considerados algo así como la apoteosis de la coevolución, formarse de acuerdo con el mismo esquema, es decir, sin ninguna coevolución, simplemente debido a la correspondencia aleatoria de dos especies encontradas accidentalmente, que, bajo ciertas condiciones, resultan ¿No poder vivir el uno sin el otro? Los experimentos realizados por biólogos de la Universidad de Harvard (EE. UU.) nos permiten responder afirmativamente a esta pregunta.

Los autores trabajaron con la levadura de panificación común Saccharomyces cerevisiae y con el alga unicelular igualmente común Chlamydomonas reinhardtii. En la naturaleza, estas especies no se han observado en relaciones mutualistas. En el laboratorio, sin embargo, formaron un vínculo inextricable fácil y rápidamente, sin evolución ni modificación genética. Para ello, resultó suficiente cultivar levaduras y chlamydomonas sin acceso al aire en un entorno donde la glucosa es la única fuente de carbono y el nitrito de potasio es la única fuente de nitrógeno.

El esquema de relaciones mutualistas entre la levadura y Chlamydomonas es bastante simple (Fig. 1). La levadura se alimenta de glucosa y produce dióxido de carbono, que las chlamydomonas necesitan para la fotosíntesis (las chlamydomonas no saben cómo utilizar la glucosa contenida en el medio). Las algas, por su parte, reducen los nitritos, convirtiendo el nitrógeno en una forma accesible a las levaduras (amonio). Por tanto, la levadura proporciona carbono a Chlamydomonas y Chlamydomonas proporciona nitrógeno a la levadura. En tales condiciones, ninguna especie puede crecer sin la otra. Esto es mutualismo obligado.

Los autores estaban convencidos de que el sistema mutualista crece de forma segura en una amplia gama de concentraciones de glucosa y nitrito, aunque ninguna de las dos especies sobrevive sola en estas condiciones. Sólo con una disminución muy fuerte en la concentración de glucosa o nitrito se detiene el crecimiento del cultivo mixto.

Si descorchas el sistema, es decir, le das acceso al CO2 atmosférico, obtienes una comunidad en la que solo uno de los participantes (la levadura) no puede vivir sin el otro, mientras que el segundo participante (Chlamydomonas) ya no necesita al primero para sobrevivir. . Sin embargo, incluso en este caso, Chlamydomonas crece mejor en presencia de levadura que sin ella (obviamente, el CO2 adicional liberado por la levadura las beneficia). Por tanto, el sistema sigue siendo mutualista, aunque en el caso de las algas el mutualismo ya no es obligatorio. Ninguna especie desplaza a la otra.

Si agrega amonio al medio, la situación se invierte: ahora la levadura puede vivir sin algas (y no las necesita en absoluto), mientras que las algas todavía no pueden vivir sin levadura. Esto ya no es mutualismo, sino comensalismo (aprovechamiento por parte de las algas). En este caso, la levadura, que se reproduce más rápido que las algas, llena todo el espacio vital, llevando a Chlamydomonas a la extinción. Los autores sugieren que la estabilidad de tales sistemas asimétricos (en los que sólo uno de los participantes depende en gran medida del otro) está determinada por la relación de las tasas de reproducción. Si una especie dependiente se reproduce más rápido que una independiente, entonces la convivencia de las dos especies puede ser estable; de lo contrario, la especie independiente puede desplazar completamente a su compañera.

Los autores realizaron experimentos similares con otras especies de Chlamydomonas y hongos ascomicetos. Resultó que casi todos los tipos de levadura en estas condiciones forman relaciones mutualistas obligadas con Chlamydomonas. Es cierto que la productividad (tasa de crecimiento) de los complejos simbióticos resulta ser diferente. No fue posible determinar de qué depende: los autores no encontraron conexión ni con la tendencia de la levadura a respirar oxígeno o al metabolismo sin oxígeno (fermentación), ni con el hábitat natural de la levadura, ni con la tasa de reproducción, o con el grado de influencia de la concentración de nitrito en el crecimiento de la levadura. Evidentemente, la cuestión está en algunas otras características de la especie estudiada.

El alga unicelular Chlorella se negó a entablar una relación mutualista con la levadura, porque ella misma puede alimentarse de glucosa y en un cultivo mixto desplaza a la levadura. La levadura Hansenula polymorpha no formó complejos mutualistas obligados con las algas, porque ellas mismas pueden utilizar el nitrito como fuente de nitrógeno. Pero aún así, el estudio mostró que una variedad de especies de ascomicetos y chlamydomonas están listas para entablar una relación simbiótica entre sí, una vez que se encuentran en las condiciones adecuadas.

De los ascomicetos multicelulares (más precisamente, formadores de hifas filamentosas), se probaron dos objetos de laboratorio clásicos: Neurospora crassa y Aspergillus nidulans. Ambas especies son capaces de reducir los nitritos y por lo tanto no forman sistemas mutualistas obligados con Chlamydomonas. Sin embargo, las cepas genéticamente modificadas de estos hongos, privadas de la capacidad de utilizar nitrito, entraron en simbiosis con las algas del mismo modo que la levadura. Al final resultó que, en este caso, las células de chlamydomonas entran en contacto físico directo con las hifas del hongo: bajo un microscopio, las hifas, cubiertas de chlamydomonas, son visibles, como un árbol de Navidad (Fig. 2).

Las relaciones mutualistas entre Chlamydomonas y la levadura aparentemente también requieren el establecimiento de contactos físicos entre las células. Esto se evidencia por el hecho de que la agitación sistemática de un cultivo mixto de levaduras y algas ralentiza drásticamente el crecimiento del sistema simbiótico.

Utilizando un microscopio electrónico, los autores descubrieron que se forman estrechos contactos entre las paredes celulares de Aspergillus nidulans y Chlamydomonas reinhardtii, y que la pared celular de las algas en los puntos de contacto se vuelve más delgada, posiblemente bajo la influencia de enzimas secretadas por el hongo.

Contactos intercelulares similares son característicos de los sistemas simbióticos clásicos de hongos y algas: los líquenes. Durante su evolución, los ascomicetos muchas veces entraron en simbiosis con algas y cianobacterias, formando líquenes. Los grupos formadores de líquenes se encuentran dispersos por todo el árbol filogenético de los ascomicetos. Esto significa que tales eventos evolutivos ocurrieron repetida e independientemente en diferentes linajes evolutivos de hongos (ver F. Lutzoni et al., 2001. Los principales linajes de hongos se derivan de ancestros simbióticos de líquenes). Al parecer, los ascomicetos en general están “predispuestos” (preadaptados) a la formación de complejos mutualistas con algas unicelulares. Los experimentos de científicos estadounidenses pueden arrojar luz sobre las primeras etapas de la formación de tales complejos.

Sin embargo, no se debe sobreestimar la similitud de los sistemas mutualistas obtenidos experimentalmente con los líquenes. Aunque solo sea porque en la mayoría de los líquenes, solo el componente fúngico no puede vivir solo, mientras que los componentes fotosintéticos (algas unicelulares y cianobacterias), por regla general, pueden vivir perfectamente sin un hongo. Es decir, los líquenes no son sistemas mutualistas obligados. Y la falta de acceso al CO2 atmosférico no es un problema al que las algas tengan que enfrentarse a menudo en la naturaleza. Lo principal en el trabajo que estamos discutiendo es la demostración del principio general. El estudio demostró que el mutualismo obligado puede desarrollarse instantáneamente, sin ninguna evolución, simplemente debido al hecho de que las condiciones cambiantes hacen que las especies sean interdependientes. Por supuesto, para que algo verdaderamente complejo y altamente integrado, como un liquen, se desarrolle a partir de un complejo simbiótico formado tan apresuradamente, ya no son necesarios millones de años de coevolución.

DETERMINANDO EL PROBLEMA DE LA LECCIÓN

Antoshka: En la corteza de los árboles y las piedras vi plantas en forma de finas placas coriáceas, arrugadas y tubos grises ramificados. Biólogo: No son plantas, sino líquenes, un grupo especial de organismos vivos. Se parecen más a un ecosistema completo que a un organismo individual.

Formule las preguntas que debe hacerle al biólogo para comprender sus palabras. Compárese con la versión del autor (p. 171).

¿En qué se diferencian los líquenes de las plantas y los hongos?

RECORDEMOS LO QUE SABEMOS

¿Qué es la simbiosis? (§13)

La simbiosis es la convivencia mutuamente beneficiosa de organismos de diferentes especies.

¿Qué es un ecosistema? (§2)

Un ecosistema es una unidad de naturaleza inanimada y organismos vivos de diferentes “profesiones”.

¿Qué ejemplos de simbiosis has estudiado ya? (§ 13, 17)

Simbiosis de bacterias nódulos con leguminosas; vacas con bacterias en el estómago; setas con árboles y hierbas.

SOLUCIONAMOS EL PROBLEMA, DESCUBRIMOS NUEVOS CONOCIMIENTOS

Encuentre respuestas a las preguntas en el texto:

1) ¿Por qué a los líquenes no se les puede llamar plantas?

2) ¿Cuáles son las diferencias entre este grupo y otros organismos?

Los líquenes son una simbiosis de hongos y algas. Por lo tanto, un liquen no es sólo un organismo separado, sino también un "ecosistema" en miniatura que puede vivir de forma independiente.

Los líquenes se diferencian significativamente de otros grupos de organismos, incluidos los hongos y algas de vida libre, en su biología especial: métodos de reproducción, crecimiento lento, actitud ante las condiciones ambientales, etc.

Los líquenes suelen vivir en lugares donde otras plantas terrestres no pueden sobrevivir.

Adivina lo que dice el texto con este título. ¿Cuál es el motivo de esta característica de los líquenes?

El texto explica cómo los líquenes tienen la ventaja de sobrevivir en condiciones desfavorables para otros organismos.

Un organismo liquen ya contiene algas productoras y hongos consumidores. Por lo tanto, un liquen no es sólo un organismo separado, sino también un "ecosistema" en miniatura que puede vivir de forma independiente. Con la simbiosis de un hongo y un alga es posible colonizar lugares donde no son viables uno sin el otro.

Para comprobar su suposición, lea el texto dialogando con el autor: B - haga una pregunta al autor del texto; O - predecir la respuesta; P - compruébalo tú mismo en el texto. Después de leer el texto, saque una conclusión sobre el problema de la lección.

¿Qué “profesiones” exactamente y por qué? O Intenta recordar.

Un organismo liquen ya contiene algas productoras y hongos consumidores.

Sólo mediante esfuerzos conjuntos podrán mantener la circulación de sustancias.

Conclusión: La simbiosis de hongos y algas en líquenes les permite sobrevivir en condiciones desfavorables para otros organismos.

¿Qué propiedades debe tener la superficie superior de un liquen?

La superficie superior del liquen debe ser densa y lisa.

APLICANDO NUEVOS CONOCIMIENTOS

1. ¿Qué son los líquenes?

Los líquenes no son plantas, sino una simbiosis de hongos y algas.

2. ¿Qué grupos de líquenes conoces?

1. Los líquenes escamosos son películas delgadas de diferentes colores que se adhieren firmemente a la superficie en la que viven.

2. Líquenes foliáceos en forma de placas, en algunos lugares pegados al suelo y en otros saliendo de él.

3. Líquenes tupidos en forma de embudos, tubos ramificados, cintas y cordones ramificados.

3. ¿Por qué los líquenes pueden asentarse en los lugares más secos?

El liquen se satura de humedad después de la lluvia o el rocío.

4. ¿Cómo se ayudan entre sí los hongos y las algas que coexisten en un liquen?

En un liquen, el hongo cubre las algas y retiene la humedad, y las algas suministran al hongo sustancias orgánicas.

5. ¿Por qué los líquenes se consideran un grupo separado de organismos vivos y no un ecosistema de algas y hongos que conviven?

Los hongos y las algas del liquen interactúan muy estrechamente entre sí.

Los tipos de hongos que componen un liquen no existen en la naturaleza sin algas, por lo que los líquenes no pueden ser un ecosistema de algas y hongos conviviendo.

6. Imagine una biosfera donde sólo crecen líquenes. ¿Qué problemas enfrentarían sus habitantes? Haga que uno de ustedes sugiera ideas y el otro las evalúe. Luego cambia de tarea.

Uno de los problemas que enfrentaría una biosfera formada únicamente por líquenes es la acumulación de productos de descomposición de estos organismos debido a la ausencia de destructores. El ciclo de las sustancias cesaría, el planeta se convertiría en un vertedero de líquenes muertos.

Otro problema podría ser el agotamiento del dióxido de carbono en la atmósfera. Debido al proceso de fotosíntesis que ocurre en las algas, el oxígeno se acumularía activamente. Por supuesto, se utiliza parcialmente en la respiración de algas y líquenes, pero este volumen puede no ser suficiente para mantener el equilibrio de oxígeno y dióxido de carbono.

7. ¿Por qué no hay líquenes con forma de árbol alto?

Los líquenes crecen muy lentamente: en un año aumentan unos pocos milímetros y algunos, fracciones de milímetro.

MI INVESTIGACIÓN BIOLÓGICA

Humedecer líquenes foliosos o fruticosos. Examine el lado del suelo de una planta con hojas o el lado interior de una planta tupida bajo un microscopio. Mira la parte superior. Examina una sección de liquen. Intente encontrar células de algas e hifas de hongos. Dibújalos.

Todos los componentes del mundo animal y vegetal están estrechamente interconectados y entablan relaciones complejas. Algunos son beneficiosos para los participantes o incluso de vital importancia, por ejemplo los líquenes (resultado de la simbiosis de un hongo y un alga), otros son indiferentes y otros son perjudiciales. En base a esto, se acostumbra distinguir tres tipos de relaciones entre organismos: neutralismo, antibiosis y simbiosis. El primero, de hecho, no tiene nada de especial. Se trata de relaciones entre poblaciones que viven en un mismo territorio en las que no se influyen entre sí ni interactúan. Pero la antibiosis y la simbiosis son ejemplos que ocurren con mucha frecuencia; son componentes importantes de la selección natural y participan en la divergencia de las especies. Veámoslos con más detalle.

Simbiosis: ¿qué es?

Es una forma bastante común de convivencia de organismos mutuamente beneficiosa, en la que la existencia de un socio es imposible sin el otro. El caso más famoso es el de la simbiosis de un hongo y un alga (líquenes). Además, el primero recibe productos fotosintéticos sintetizados por el segundo. Y el alga extrae sales minerales y agua de las hifas del hongo. Vivir separados es imposible.

Comensalismo

El comensalismo es en realidad el uso unilateral de una especie por otra, sin ejercer un efecto nocivo sobre ella. Puede presentarse de varias formas, pero hay dos principales:

Todos los demás son, hasta cierto punto, modificaciones de estas dos formas. Por ejemplo, la entoikia, en la que una especie vive en el cuerpo de otra. Esto se observa en los peces carpa, que utilizan la cloaca de los holoturios (una especie de equinodermo) como hogar, pero se alimentan fuera de ella de varios crustáceos pequeños. O epibiosis (algunas especies viven en la superficie de otras). En particular, los percebes sientan bien a las ballenas jorobadas, sin molestarlas en absoluto.

Cooperación: descripción y ejemplos.

La cooperación es una forma de relación en la que los organismos pueden vivir por separado, pero a veces unirse para un beneficio común. Resulta que se trata de una simbiosis opcional. Ejemplos:

La cooperación mutua y la convivencia en el entorno animal no son infrecuentes. Éstos son sólo algunos de los ejemplos más interesantes.

Relación simbiótica entre plantas.

La simbiosis vegetal es muy común y, si miras de cerca el mundo que nos rodea, podrás verlo a simple vista.

Simbiosis (ejemplos) de animales y plantas.

Los ejemplos son muy numerosos y muchas relaciones entre diferentes elementos del mundo vegetal y animal aún no se comprenden bien.

¿Qué es la antibiosis?

La simbiosis, cuyos ejemplos se encuentran en casi todos los pasos, incluso en la vida humana, como parte de la selección natural, es un componente importante de la evolución en su conjunto.