პლანეტის ყველა ცოცხალი ორგანიზმი იყოფა სამეფოებად. კლასიფიკაცია ეფუძნებოდა ბირთვის არსებობას. არსებობს პროკარიოტების სამეფო, რომელსაც არ აქვს ბირთვი. მათ შორისაა ბაქტერიები და ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეები (ციანეა). ევკარიოტების სამეფო მოიცავს იმ ორგანიზმებს, რომლებსაც აქვთ ბირთვი: სოკოები, მცენარეები და ცხოველები. იმისდა მიუხედავად, რომ ბაქტერიები, სოკოები, მცენარეები (წყალმცენარეები და უფრო მაღალი), ცხოველები ქმნიან ცალკეულ სამეფოებს, მათ შორის ასევე არსებობს საერთო ნიშნები.

ბაქტერიები და ციანიდები კლასიფიცირდება როგორც პროკარიოტები. მათი ძირითადი განსხვავებებია:

• მკაფიოდ განსაზღვრული ბირთვის ნაკლებობა;
• მემბრანული ორგანილების არარსებობა;
• მეზოსომების არსებობა (მემბრანის ერთგვარი პროტრუზია უჯრედის შუაში);
• მცირე რიბოსომები ევკარიოტებთან შედარებით;
• ბაქტერიებს აქვთ ერთი ქრომოსომა, ციანობაქტერიებს აქვთ რამდენიმე ქრომოსომა, რომლებიც განლაგებულია ციტოპლაზმაში;
• ნუკლეოლის არარსებობა;
• არ არის მიტოქონდრია;
• ბაქტერიების უჯრედის კედელი შედგება მურეინისგან, ციანიდების კი ცელულოზისგან;
• flagella გამოირჩევა მარტივი აგებულებით და მცირე დიამეტრით;
• არ არსებობს სექსუალური პროცესი გაყოფის გზით;

არახელსაყრელ პირობებში მრავალი მიკროორგანიზმი აყალიბებს სპორებს, რომლებიც შეიძლება წლების განმავლობაში იტყუონ სიცოცხლისა და განვითარებისთვის შესაფერის პირობებს. მცენარეები და სოკოები ასევე წარმოქმნიან სპორებს, მაგრამ მათ ესაჭიროებათ ისინი გამრავლებისთვის. არის მიკრობები, რომლებიც იკვებებიან როგორც მცენარეები და არიან ავტოტროფები, ზოგიც იკვებება როგორც ცხოველები და არის ჰეტეროტროფები. სხვა ცოცხალი ორგანიზმებისგან განსხვავებით, რომელთა სიცოცხლე ჟანგბადის გარეშე შეუძლებელია, არსებობენ მიკროორგანიზმები, რომლებსაც შეუძლიათ ანაერობულ გარემოში ცხოვრება და ჟანგბადი კი, პირიქით, მათთვის დამღუპველია.

ბაქტერიები პლანეტის ყველაზე მრავალრიცხოვანი არსებებია და მათი უმეტესობა ჯერ კიდევ შეუსწავლელია.

მცენარეთა სამეფო

კლასიფიკაცია ეფუძნება მათ ძირითად განსხვავებას - ავტოტროფიულ კვებას. მათ შეუძლიათ არაორგანული ნივთიერებების ორგანულად გადაქცევა. ამისათვის მათ მზის ენერგია სჭირდებათ. ეს ასევე დამახასიათებელია ციანობაქტერიებისთვის. მცენარეებისა და ციანობაქტერიების წყალობით პლანეტის ჰაერი გამდიდრებულია ჟანგბადით, რაც ასე აუცილებელია სხვა ცოცხალი ორგანიზმებისთვის. მცენარეები მრავალი სხვა ორგანიზმისთვის საკვების წყაროა. ისინი იყოფა ორ ქვესამეფოდ: წყალმცენარეებად და უფრო მაღალებად. წყალმცენარეებს არ აქვთ ფესვები, ღეროები და ფოთლები, განსხვავებით უმაღლესი ფორმებისგან.

განსაკუთრებული ადგილი უჭირავს პრიმიტიულ წყალმცენარეებს (პიროფიტებს), რომლებსაც არ აქვთ ჰისტონები ქრომოსომებში, მათი სტრუქტურა ახლოსაა ბაქტერიების ნუკლეოიდთან. ზოგიერთი წყალმცენარეების უჯრედის კედელი დამზადებულია ქიტინისგან, ისევე როგორც ცხოველებისა და სოკოების. წითელი წყალმცენარეები განსხვავდება სხვა სახეობებისგან იმით, რომ მათ უჯრედებს არ აქვთ დროშები. არსებობს განსხვავებები სტრუქტურულ მახასიათებლებში და ბიოქიმიურ პროცესებში.

სოკოების სამეფო

დიდი ხნის განმავლობაში, მეცნიერები კამათობდნენ იმის შესახებ, დაეყოთ სოკო ცალკე სამეფოდ თუ არა. ხანგრძლივი დებატების შედეგად, ისინი მაინც ცალ-ცალკე იქნა გამოვლენილი, რადგან მათ ბევრი საერთო აქვთ როგორც მცენარეებთან, ასევე ცხოველებთან.

მათი კვების მეთოდი იგივეა, რაც ცხოველების - ჰეტეროტროფული. ცხოველების მსგავსად, მათ არ აქვთ პლასტიდები და აქვთ ქიტინი უჯრედის კედლებში. მეტაბოლური პროცესების შედეგად წარმოიქმნება შარდოვანა. სოკოები, ისევე როგორც მცენარეები, შთანთქავს საკვებ ნივთიერებებს შეწოვის გზით. ისინი უმოძრაოა და აქვთ მცენარეების მსგავსი ზრდის სქემა.

ზოგიერთი სოკო მრავლდება ბაქტერიების მსგავსად - უსქესო გზით, ზოგს მოსწონს მცენარეები - ვეგეტატიურად, ზოგს მოსწონს ცხოველები - სქესობრივი გზით. ბევრი მათგანი, მიკრობების მსგავსად, ამუშავებს მკვდარ ცოცხალ ორგანიზმებს, რითაც თამაშობს „წესრიგის“ როლს. ბევრი მათგანი სასარგებლოა და გამოიყენება ანტიბიოტიკების, ჰორმონების და ვიტამინების წარმოებაში.

იმისდა მიხედვით, თუ როგორ მოიხმარენ ორგანულ ნივთიერებებს, ისინი იყოფა სამ ტიპად:

ლიქენები

ბევრი მეცნიერი დაჟინებით მოითხოვს ლიქენების კლასიფიკაციას ცალკე სამეფოდ. ამის რამდენიმე მიზეზი არსებობს. ისინი შეიძლება იყვნენ სიმბიონები:

• სოკო და წყალმცენარეები;
• ბაქტერიები სოკოები და წყალმცენარეები.

მათი გარეგნობიდან გამომდინარე, ისინი იყოფა სამ ჯგუფად:

• კორტიკალური (რომლებიც იზრდება ქვებზე და მყარად იზრდება ზედაპირთან ერთად);
• ფოთლოვანი (ზედაპირზე ყუნწით მიმაგრებული);
• ბუჩქოვანი (მიმაგრებულია ნიადაგზე, ხეებზე, ბუჩქებზე ბუჩქების სახით).

ლიქენის სხეულს ეწოდება თალუსი, რომელიც განსხვავდება ზომით, ფერით, ფორმითა და სტრუქტურით სხვადასხვა სახეობებს შორის. თალუსი შეიძლება იყოს რამდენიმე სანტიმეტრიდან მეტრამდე.

ლიქენები ძალიან ნელა იზრდებიან, მაგრამ მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა შეიძლება იყოს ასეულიდან ათასობით წლამდე.

სიმბიოზის შედეგად მიიღება ერთი ორგანიზმი. უფრო მეტიც, სოკოს ჰიფები მჭიდროდ არის გადაჯაჭვული წყალმცენარეების უჯრედებთან. ამრიგად, ლიქენი აერთიანებს ორ სრულიად განსხვავებულ ორგანიზმს სტრუქტურითა და კვების მეთოდით. სოკოები, რომლებიც ქმნიან სიმბიოზს წყალმცენარეებთან, ბუნებაში ცალკე არ გვხვდება, მაგრამ სიმბიოზში მონაწილე წყალმცენარეების სახეობები ცალკე ცოცხალ ორგანიზმადაც გვხვდება.

ლიქენებს აქვთ კვების უნიკალური გზა: სოკოები შთანთქავენ გახსნილ მინერალებს, ხოლო ციანობაქტერიები ქმნიან ორგანულ ნივთიერებებს და მონაწილეობენ ფოტოსინთეზის პროცესში. ლიქენებს შეუძლიათ გამრავლება სპორების ან თალუსის გაყოფით.

ლიქენების მგრძნობელობა დაბინძურებული გარემოს მიმართ მათ სისუფთავის ინდიკატორად აქცევს. მრავალი სახეობა გამოიყენება ცხოველთა კვებისა და სამკურნალო მიზნებისთვის.

ცხოველთა სამეფო

ცხოველთა სამყარო იყოფა ორ ქვესამეფოდ: პროტოზოებად და მრავალუჯრედულებად. მიუხედავად იმისა, რომ პროტოზოები შედგება ერთი უჯრედისგან, ისევე როგორც ბაქტერიები, მათ აქვთ ცხოველების ყველა მახასიათებელი. არსებობს პროტოზოების სახეობები, რომლებიც ავტოტროფულად იკვებებიან შუქზე და მისი არარსებობის შემთხვევაში გადადიან ჰეტეროტროფიაზე. პროტოზოვას შეუძლია გამრავლება როგორც უსქესო (უჯრედების დაყოფა) ასევე სქესობრივი გზით (კონიუგაცია).

ცხოველებსა და მცენარეებს საერთო აქვთ მეტაბოლიზმი და უჯრედის სტრუქტურა. მთავარი განსხვავება არის კვების წესი. ცხოველები არიან ჰეტეროტროფები, ანუ იკვებებიან მზა ორგანული ნაერთებით და არ შეუძლიათ არაორგანული ნივთიერებების სინთეზირება. უმეტესწილად ისინი მობილურია.

ევკარიოტული უჯრედის უფრო რთული სტრუქტურა ვარაუდობს, რომ მათ ეს გაუმჯობესება ევოლუციის შედეგად მიიღეს. ხოლო დედამიწაზე როგორც პროკარიოტების, ისე ევკარიოტების ერთდროული არსებობა ვარაუდობს, რომ ბიოლოგიური პროცესები დამახასიათებელია სიცოცხლის ყველა ფორმისთვის. ყველა ცოცხალი ორგანიზმი ერთმანეთთან სრულ ურთიერთქმედებაში ცხოვრობს და ერთ-ერთი სახეობის მაინც გაუჩინარება გამოიწვევს შეუქცევად შედეგებს. პლანეტაზე არის ადგილი ყველა ტიპის ეკოლოგიური ჯაჭვისთვის.

სიმბიოზი - ურთიერთობის ტიპი სხვადასხვა სისტემატური ჯგუფის ორგანიზმებს შორის - ორ ან მეტი სახეობის ინდივიდების ურთიერთსასარგებლო თანაცხოვრება, მაგალითად, წყალმცენარეები, სოკოები და მიკროორგანიზმები ლიქენის სხეულში.[...]

სიმბიოზი ანუ ორი ორგანიზმის თანაცხოვრება ბიოლოგიაში ერთ-ერთი ყველაზე საინტერესო და ჯერ კიდევ დიდწილად იდუმალი მოვლენაა, თუმცა ამ საკითხის შესწავლას თითქმის ერთი საუკუნის ისტორია აქვს. სიმბიოზის ფენომენი პირველად აღმოაჩინა შვეიცარიელმა მეცნიერმა შვენენნერმა 1877 წელს ლიქენების შესწავლისას, რომლებიც, როგორც აღმოჩნდა, რთული ორგანიზმებია, რომლებიც შედგება წყალმცენარეებისა და სოკოსგან. ტერმინი "სიმბიოზი" მოგვიანებით გამოჩნდა სამეცნიერო ლიტერატურაში. იგი შემოთავაზებული იყო 1879 წელს დე ბარის მიერ.[...]

სიმბიოზი [გრ. symbiosis თანაცხოვრება] - სხვადასხვა სახეობის ორგანიზმების (სიმბიონტების) ხანგრძლივი თანაცხოვრება, რომელიც ჩვეულებრივ მათ ორმხრივ სარგებელს მოაქვს (მაგალითად, ლიქენი - C. სოკო და წყალმცენარეები).[...]

სიმბიოზი ბუნებაში წარმოიშვა შემდეგ ფიზიოლოგიურ საფუძველზე: სოკო, რომელიც ამაგრებს ლიქენს სუბსტრატს, წყალმცენარეებს ამარაგებს მასში გახსნილი წყლით და მინერალებით, ასევე ფერმენტების სისტემით; წყალმცენარეები ფოტოსინთეზის პროცესში გამოიმუშავებენ ნახშირწყლებს, რომლებსაც იყენებენ როგორც თავად წყალმცენარეები, ასევე სოკოები. წყალმცენარეები დიდწილად ატმოსფეროდან იღებს არაორგანული ნივთიერებების შემცველ წყალს და მტვერს.[...]

სიმბიოზებს შორის არანაკლებ ადგილი უკავია სიმბიოზებს წყალმცენარეებთან ერთად. წყალმცენარეებს შეუძლიათ შევიდნენ სიმბიოზურ ურთიერთობებში არა მხოლოდ ერთმანეთთან, არამედ როგორც ცხოველური, ისე მცენარეული სამეფოს ორგანიზმების სხვადასხვა სისტემატური ჯგუფის წარმომადგენლებთან (ბაქტერიები, უჯრედული და მრავალუჯრედიანი ცხოველები, სოკოები, ხავსები, გვიმრები, გიმნოსპერმები და ანგიოსპერმები). თუმცა, ასეთი წყალმცენარეების სია ძალიან შეზღუდულია.[...]

ლურჯ-მწვანე წყალმცენარეებში (ციანობაქტერიები), აზოტის ფიქსაცია შეიძლება მოხდეს როგორც თავისუფალ ფორმებში, ასევე სიმბიოზებში სოკოებთან (როგორც ზოგიერთი ლიქენის ნაწილი), ან ხავსებით, გვიმრებით და ერთ ცნობილ შემთხვევაში, თესლ მცენარესთან. პატარა მცურავი წყლის გვიმრა Azolla-ს ტოტებს აქვს მიკროსკოპული ფორები სავსე სიმბიოზური ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეებით Apanaena, რომლებიც აქტიურად აფიქსირებენ აზოტს (Moore, 1969). მრავალი საუკუნის განმავლობაში ეს გვიმრა მნიშვნელოვან როლს ასრულებდა აღმოსავლეთის დატბორილ ბრინჯის მინდვრებში. ბრინჯის ნერგების დარგვამდე, დატბორილი მინდვრები დაფარულია გვიმრით, რომელიც აფიქსირებს იმდენი აზოტს, რათა მოამარაგოს ბრინჯი მისი სიმწიფის პერიოდში. ეს მეთოდი, თავისუფლად მცხოვრები ცისფერ-მწვანე წყალმცენარეების სტიმულაციასთან ერთად, იძლევა საშუალებას, რომ ბრინჯი სეზონურად გაიზარდოს იმავე მინდორში სასუქის საჭიროების გარეშე. ისევე როგორც პარკოსანი კვანძებიდან ბაქტერიების შემთხვევაში, სიმბიოზური ცისფერ-მწვანე წყალმცენარეები უფრო ეფექტურია, ვიდრე თავისუფალნი [პიტერსის მიერ ლურჯი-მწვანე წყალმცენარეების მიერ აზოტის ფიქსაციის მიმოხილვა (1978)].[...]

სიმბიოზის ტიპიური მაგალითია სოკოებსა და წყალმცენარეებს შორის მჭიდრო თანაცხოვრება, რაც იწვევს უფრო რთული მცენარეული ორგანიზმის - ლიქენის - წარმოქმნას, რომელიც უფრო მეტად არის ადაპტირებული ბუნებრივ პირობებთან. ნიადაგში სიმბიოზური თანაცხოვრების კიდევ ერთი თვალსაჩინო მაგალითია სოკოების სიმბიოზი მაღალ მცენარეებთან, როდესაც სოკოები ქმნიან მიკროორგანიზმებს მცენარეების ფესვებზე. მკაფიო სიმბიოზი შეინიშნება კვანძოვან ბაქტერიებსა და პარკოსან მცენარეებს შორის.[...]

მაგრამ სხვა შეხედულებები კვლავ ვითარდება. ზოგიერთი მკვლევარი ხაზს უსვამს, რომ ლიქენებს აქვთ მრავალი მახასიათებელი, რაც მიუთითებს სიმბიოზის განსაკუთრებულ, მაღალგანვითარებულ ტიპზე, შეიძლება ითქვას „სუპერსიმბიოზი“. ლიქენების სიმბიოზი ხასიათდება ისტორიული განვითარებით და მორფოგენეზით, რამაც გამოიწვია სიცოცხლის სპეციფიკური ფორმებისა და სტრუქტურის ტიპების გაჩენა, რომლებიც ცალკე არ გვხვდება არც სოკოებში და არც წყალმცენარეებში. ლიქენებს აქვთ მთელი რიგი განსაკუთრებული ბიოლოგიური თვისებები, რომლებიც არ არის თანდაყოლილი ორგანიზმების სხვა ჯგუფებისთვის. ეს არის მათი რეპროდუქციის მეთოდები სორედიისა და ისიდიის დახმარებით, მეტაბოლიზმის უნიკალურობა, სპეციფიკური ლიქენის ნივთიერებების წარმოქმნა, რომელთა სინთეზში მონაწილეობს ლიქენის თალუსის ორივე ბიოკომპონენტი და ა.შ.

მჭიდრო სიმბიოზის, ანუ მცენარეებს შორის ურთიერთობის ტიპიური მაგალითია წყალმცენარეებისა და სოკოების თანაცხოვრება, რომლებიც ქმნიან სპეციალურ განუყოფელ ლიქენის ორგანიზმს (სურ. 6.11).[...]

ამრიგად, ლიქენები სოკოსა და წყალმცენარეების სიმბიოზია. მათი სახეობები პრაქტიკულად არასოდეს გვხვდება თავისუფალ მდგომარეობაში. სოკოს ჰიფები ირევა წყალმცენარეებს და შთანთქავს მათ მიერ შეთვისებულ ნივთიერებებს, ხოლო წყალმცენარეები სოკოვანი ჰიფებისგან წყალს და მინერალებს იღებენ. ცნობილია ლიქენების 20 ათასზე მეტი სახეობა, რაც ასეთი სიმბიოზის დიდ მნიშვნელობაზე მიუთითებს.[...]

ტყეების ჩრდილოეთ ზღვარსა და მუდმივ ყინულს შორის ზონას ჩვეულებრივ ტუნდრას უწოდებენ. ტუნდრას ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მცენარეა ირმის ლიქენი ("ირმის ხავსი") ოტადონია. ეს ცხოველები, თავის მხრივ, მგლებისა და ადამიანების საკვებად ემსახურებიან. ტუნდრას მცენარეებს ასევე მიირთმევენ ლემინგები - ფუმფულა მოკლეკუდიანი მღრღნელები, რომლებიც მინიატურულ დათვს წააგავს - და პარტრი. გრძელი ზამთრისა და მთელი ზაფხულის განმავლობაში, არქტიკული მელა და თოვლიანი ბუები ძირითადად იკვებებიან ლემინგებით და მასთან დაკავშირებული მღრღნელებით. ყველა ამ შემთხვევაში, კვებითი ჯაჭვები შედარებით მოკლეა და ორგანიზმების რაოდენობის ნებისმიერი მნიშვნელოვანი ცვლილება სამი ტროფიკული დონის რომელიმე დონეზე მკვეთრად აისახება სხვა დონეზე, რადგან სხვა საკვებზე გადასვლის შესაძლებლობა პრაქტიკულად არ არსებობს. როგორც მოგვიანებით დავინახავთ, ეს არის ერთ-ერთი მიზეზი იმისა, რომ არქტიკული ორგანიზმების ზოგიერთი ჯგუფი ექვემდებარება რიცხვების მკვეთრ რყევებს - ჭარბი სიმრავლიდან თითქმის სრულ გადაშენებამდე. საინტერესოა აღინიშნოს, რომ ეს ხშირად ემართებოდა ადამიანურ ცივილიზაციებს, რომლებიც დამოკიდებულნი იყვნენ საკვების ერთ ან რამდენიმე წყაროზე (გაიხსენეთ „კარტოფილის შიმშილი“ ირლანდიაში2). ალასკაში ადამიანებმა უნებურად გამოიწვია ორგანიზმების რაოდენობის მკვეთრი რყევები ლაპლანდიიდან მოშინაურებული ირმის შემოტანით. მშობლიური კარიბუისგან განსხვავებით, ირემი არ მიგრაციაშია. ლაპლანდიაში ირემი გადაადგილდებიან ადგილიდან მეორეზე, რათა თავიდან აიცილონ ზედმეტად ძოვება, მაგრამ ალიასკის ინდიელებსა და ესკიმოსებს არ აქვთ მეცხვარეობის უნარი (ველური კარიბუ ერთი საძოვრიდან მეორეზე დამოუკიდებლად გადადის). შედეგად, ირემებმა გაანადგურეს ბევრი ბალახი, რაც ამცირებს საკვების მარაგს კარიბოსთვისაც. ეს არის ნათელი მაგალითი იმისა, თუ რა ხდება მაშინ, როდესაც შემოღებულია კარგად კოორდინირებული სისტემის მხოლოდ ნაწილი. ჩვენ გვექნება შემთხვევები აღვნიშნოთ, რომ შემოტანილი ცხოველები ხშირად ხდებიან კატასტროფა, თუ მათთან ერთად ახალ ჰაბიტატში არ გადადის ბუნებრივი ან ხელოვნური კონტროლის მექანიზმები.[...]

სიმბიოზური ურთიერთობა ორივე პარტნიორისთვის ორმხრივად მომგებიანია. სიმბიოზის დროს ორივე პარტნიორი ურთიერთდამოკიდებულია. ამ ურთიერთდამოკიდებულების ხარისხი შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს: პროტო-თანამშრომლობიდან, როდესაც თითოეულ პარტნიორს შეუძლია დამოუკიდებლად არსებობდეს სიმბიოზის განადგურების შემთხვევაში, ურთიერთდამოკიდებულებამდე, როდესაც ორივე პარტნიორი იმდენად ურთიერთდამოკიდებულია, რომ ერთ-ერთი პარტნიორის მოცილება გარდაუვალს იწვევს. ორივეს გარდაცვალება. პროტოთანამშრომლობის მაგალითია კიბორჩხალებსა და ზღვის ანემონებს შორის ურთიერთობა, რომლებიც ამაგრებენ კიბორჩხალებს, იფარებენ და იცავენ მათ მტკივნეული უჯრედებით. ამავდროულად, ისინი იყენებენ კიბორჩხალებს როგორც სატრანსპორტო საშუალებას და შთანთქავენ მათი საკვების ნარჩენებს. ურთიერთდახმარების შემთხვევები ყველაზე ხშირად გვხვდება სხვადასხვა საჭიროების მქონე ორგანიზმებში. ძალიან ხშირად, მაგალითად, ასეთი ურთიერთობები წარმოიქმნება ავტოტროფებსა და ჰეტეროტროფებს შორის. ამავე დროს, ისინი თითქოს ავსებენ ერთმანეთს. მუტუალიზმის თვალსაჩინო მაგალითია ლიქენი - ეს არის სოკოებისა და წყალმცენარეების სიმბიოზური სისტემა, რომლის ფუნქციური და მორფოლოგიური კავშირი იმდენად მჭიდროა, რომ ისინი შეიძლება ჩაითვალოს ორგანიზმის განსაკუთრებულ სახეობად, მისი რომელიმე კომპონენტისგან განსხვავებით. ამიტომ, ლიქენები ჩვეულებრივ კლასიფიცირდება არა როგორც ორი სახეობის სიმბიოზები, არამედ როგორც ცოცხალი ორგანიზმების ცალკეული სახეობები. წყალმცენარეები სოკოს ამარაგებს ფოტოსინთეზის პროდუქტებით, ხოლო სოკო, როგორც დამშლელი, ამარაგებს წყალმცენარეებს მინერალებით და, გარდა ამისა, არის სუბსტრატი, რომელზეც ის ცხოვრობს. ეს საშუალებას აძლევს ლიქენებს არსებობდეს უკიდურესად მძიმე პირობებში.[...]

საკმაოდ გავრცელებული ფენომენი სხვადასხვა სახეობებს შორის ურთიერთობაში არის სიმბიოზი, ანუ ორი ან მეტი სახეობის თანაარსებობა, რომელშიც არცერთ მათგანს არ შეუძლია ცალკე ცხოვრება მოცემულ პირობებში. სიმბიოზური ორგანიზმების მთელი კლასი წარმოდგენილია ლიქენებით - სოკოებითა და წყალმცენარეებით ერთად მცხოვრები. ამ შემთხვევაში, ლიქენის სოკო, როგორც წესი, საერთოდ არ ცხოვრობს წყალმცენარეების არარსებობის პირობებში, ხოლო წყალმცენარეების უმეტესობა, რომლებიც ქმნიან ლიქენებს, ასევე გვხვდება თავისუფალი სახით. ამ ურთიერთსასარგებლო თანაცხოვრებისას სოკო ამარაგებს წყალმცენარეებისთვის აუცილებელ წყალს და მინერალებს, ხოლო წყალმცენარეები სოკოს ფოტოსინთეზის პროდუქტებს აწვდიან. თვისებების ეს კომბინაცია ამ სიმბიოზურ ორგანიზმებს უკიდურესად არაპრეტენზიულს ხდის ცხოვრების პირობების მიმართ. მათ შეუძლიათ დასახლდნენ შიშველ ქვებზე, ხეების ქერქზე და ა.შ. ამავე დროს, ის ფაქტი, რომ ლიქენები სიცოცხლისთვის აუცილებელ მინერალურ ნივთიერებების მნიშვნელოვან ნაწილს იღებენ ზედაპირზე მტვრისგან, ხდის მათ ძალიან მგრძნობიარეს შინაარსის მიმართ. ტოქსიკური ნივთიერებები ჰაერში. ჰაერში შემავალი მინარევების ტოქსიკურობის დონის განსაზღვრის ერთ-ერთი ყველაზე საიმედო მეთოდია კონტროლირებად ტერიტორიაზე ლიქენების რაოდენობისა და სახეობრივი მრავალფეროვნების გათვალისწინება, ლიქენების ჩვენება.[...]

მიკროორგანიზმებს შორის ურთიერთქმედების განსაკუთრებული შემთხვევა - სიმბიოზის უკიდურესი გამოვლინება - არის ლიქენები. ისინი წყალმცენარეებისა და სოკოების გაერთიანებაა. მათ ხშირად თან ახლავს ბაქტერიები. ეს ასოციაციები ძალიან სტაბილურია, განხილულია სპეციალურ განყოფილებაში, მაგრამ, ფაქტობრივად, მიკრობულია.[...]

ლიქენები რთული ორგანიზმებია, რომლებიც წარმოიქმნება სოკოების, მწვანე წყალმცენარეების ან ციანობაქტერიების და აზოტობაქტერიის სიმბიოზის შედეგად (ნახ. 4). შესაბამისად, ლიქენი არის კომბინირებული ორგანიზმი, ანუ სოკო 4-წყალმცენარე + აზოტობაქტერია, რომლის არსებობას უზრუნველყოფს ის ფაქტი, რომ სოკოს ჰიფები პასუხისმგებელნი არიან წყლისა და მინერალების შეწოვაზე, წყალმცენარეები ფოტოსინთეზზე და აზოტობაქტერია ატმოსფერული აზოტის ფიქსაციისთვის. ლიქენები ყველა ბოტანიკური და გეოგრაფიული ზონის ბინადარია. ისინი მრავლდებიან ვეგეტატიური, ასექსუალური და სქესობრივი გზით.[...]

ლიქენები არის ორგანიზმების უნიკალური ჯგუფი, რომელიც წარმოადგენს სოკოსა და უჯრედული წყალმცენარეების ან ციანობაქტერიების სიმბიოზს. სოკო წყალმცენარეებს გამოშრობისგან იცავს და წყალს ამარაგებს. ხოლო წყალმცენარეები და ციანობაქტერიები ფოტოსინთეზის პროცესში წარმოქმნიან ორგანულ ნივთიერებებს, რომლებითაც სოკო იკვებება.[...]

ბაზიდიალური ლიქენების ტაქსონომია ჯერ კიდევ ცუდად არის განვითარებული. ბოლო დროს მკვლევარები სულ უფრო მეტ ახალ სოკოებს პოულობენ, რომლებიც მუდმივად ან ხანდახან სიმბიოზში არიან წყალმცენარეებთან. უმეტეს შემთხვევაში, ეს დასკვნები მიუთითებს ასეთი სიმბიოზური ურთიერთობების ფაკულტატურ ბუნებაზე და ევოლუციურ ახალგაზრდობაზე.[...]

ლიქენები წარმოადგენს რთული ორგანიზმების უნიკალურ ჯგუფს, რომელთა სხეული ყოველთვის შედგება ორი კომპონენტისგან - სოკოსა და წყალმცენარეებისგან. ახლა ყველა სკოლის მოსწავლემ იცის, რომ ლიქენების ბიოლოგია ემყარება სიმბიოზის ფენომენს - ორი განსხვავებული ორგანიზმის თანაცხოვრებას. მაგრამ სულ რაღაც ას წელზე მეტი ხნის წინ, ლიქენები მეცნიერებისთვის დიდი საიდუმლო იყო და მათი არსის აღმოჩენა 1867 წელს სიმონ შვენენნერმა შეაფასა, როგორც იმ დროის ერთ-ერთ ყველაზე გასაოცარ აღმოჩენად.[...]

მარსუპიული ლიქენები ფილოგენეტიკურად ძალიან უძველესი ჯგუფია, ისინი წარმოიშვნენ საპროფიტული ასკომიცეტების საკმაოდ პრიმიტიული ფორმებისგან. ზოგიერთი ასკომიცეტი მწვანე და ლურჯ-მწვანე სიმბიოზში, ნაკლებად ხშირად ყვითელ-მწვანე და ყავისფერ წყალმცენარეებთან, ხანგრძლივი ევოლუციური განვითარების პროცესში, ჩამოაყალიბა ფოლიოზის, ქერქის და ბუჩქოვანი ლიქენების მრავალრიცხოვანი და უკიდურესად მრავალფეროვანი ტალელები.

მეორეც, ლიქენები ქმნიან სპეციალურ მორფოლოგიურ ტიპებს, სიცოცხლის ფორმებს, რომლებიც ცალ-ცალკე არ გვხვდება სოკოებსა და წყალმცენარეებში, რომლებიც ქმნიან ლიქენის თალუსს, ე.ი. გარე და შიდა სტრუქტურის ფორმები.[...]

ბაზიდიალური ლიქენები მარსპიალებისგან განსხვავდებიან რიგი მახასიათებლებით. ჯერ ერთი, მათი ნაყოფიერი სხეულები ხანმოკლეა, ხშირად ერთწლიანი, ხოლო მარსპიალებში ისინი არსებობენ დიდი ხნის განმავლობაში - ათეულობით და ასეულობით. მეორეც, სიმბიოზმა ბაზიდიომიცეტებსა და წყალმცენარეებს შორის არ გამოიწვია სიცოცხლის განსაკუთრებული ფორმების ჩამოყალიბება ან მორფოგენეტიკური იზოლაცია. ბაზიდიალურ ლიქენებს აქვთ ისეთივე გარეგანი ფორმა, როგორიც შესაბამის თავისუფალ სოკოებს - აფიდლოფორულს ან აგარისებრს. შესაბამისად, ამ კლასის წარმომადგენლები არიან არა ჭეშმარიტი ლიქენები, არამედ ნახევრად ლიქენები. მესამე, სპეციფიკური ლიქენების ნივთიერებები, რომლებიც ასე დამახასიათებელია მარსუპიული ლიქენების მრავალი ჯგუფისთვის, არ იყო ნაპოვნი ბაზიდიოციალურ ლიქენებში.

სამრეწველო ჩამდინარე წყლების გაწმენდის მეთოდი ფართოდ გამოიყენება პრაქტიკაში, რაც საშუალებას აძლევს მას გაიწმინდოს მრავალი ორგანული მინარევებისაგან. ბიოლოგიურ დაჟანგვას ახორციელებს მიკროორგანიზმების ერთობლიობა (ბიოცენოზი), მათ შორის მრავალი განსხვავებული ბაქტერია, პროტოზოა და რიგი უფრო მაღალორგანიზებული ორგანიზმები - წყალმცენარეები, სოკოები და ა.შ. ). ამ საზოგადოებაში დომინანტური როლი ეკუთვნის ბაქტერიებს, რომელთა რაოდენობა მერყეობს 10-დან 1014 უჯრედამდე 1 გ მშრალ ბიოლოგიურ მასაზე (ბიომასაზე). ბაქტერიული გვარების რაოდენობამ შეიძლება მიაღწიოს 5-10-ს, სახეობათა რაოდენობა - რამდენიმე ათეულს და ასობითაც კი.[...]

უკიდურესად დამახასიათებელია, რომ ქლოროფილი კონცენტრირებულია უჯრედებში გარკვეულ ორგანიზებულ სხეულებში - პლასტიდებში. პლასტიდები, ისევე როგორც თავად უჯრედი, მრავლდებიან გაყოფით. ამასთან დაკავშირებით ზოგიერთი ბოტანიკოსი (მათ შორის ა. ფამინცინი) ცდილობდა ეს ძირითადი ფენომენი განეხილა როგორც სიმბიოზი, როგორც ლიქენები, რომლებიც წარმოადგენს მწვანე წყალმცენარეებისა და სოკოების სიმბიოზს.[...]

ორმხრივი ურთიერთობები ან ურთიერთდამოკიდებულება არის კვების ჯაჭვების განხორციელების ერთ-ერთი გზა. ზოგადად, კვების ჯაჭვები გულისხმობს, რომ ერთი სახეობა სარგებლობს, ხოლო მეორე ზიანს აყენებს. თუმცა, ბუნებაში ხშირია შემთხვევები, როდესაც სახეობები ურთიერთსასარგებლო ურთიერთობებში შედიან - ამ მოვლენას ურთიერთდამოკიდებულება ჰქვია. კლასიკური მაგალითია ლიქენები, რომლებიც რეალურად არის არა ერთი, არამედ ორი ორგანიზმი - სოკო და წყალმცენარეები. სოკო უზრუნველყოფს წყალმცენარეებს დაცვას, რაც საშუალებას აძლევს მას გადარჩეს დაბალი ტენიანობის პირობებში, სადაც თავად ვერ გადარჩება, ხოლო წყალმცენარეები, როგორც მწარმოებელი, ამარაგებს სოკოს საკვები რესურსებით. სხვათა შორის, თავად სოკოები თანაარსებობენ ხეების ფესვებთან, სადაც პოზიტიური ურთიერთობის ან სიმბიოზის პროცესები ლიქენების მსგავსია; ასევე შეიძლება გავიხსენოთ კავშირი ზღვის ანემონსა და მოღუშულ კიბორჩხალს, მცენარეთა ყვავილებსა და მწერებს და ა.შ.[...]

გიმნოსპერმების კვანძებს (ორდენები Cycadales - cycads, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - წიწვოვანი) აქვთ განშტოებული მარჯნის ფორმის, სფერული ან მძივის მსგავსი. ისინი გასქელებული, მოდიფიცირებული გვერდითი ფესვებია. მათი წარმოქმნის გამომწვევი პათოგენის ბუნება ჯერ არ არის დაზუსტებული. გიმნოსპერმების ენდოფიტებს მიეკუთვნება სოკოები (ფიკომიცეტები), აქტინომიცეტები, ბაქტერიები და წყალმცენარეები. ზოგიერთი მკვლევარი ვარაუდობს მრავალი სიმბიოზის არსებობას. მაგალითად, ითვლება, რომ ციკადებში აზოტობაქტერიები, კვანძოვანი ბაქტერიები და წყალმცენარეები მონაწილეობენ სიმბიოზში. ასევე არ არის გადაწყვეტილი კვანძების ფუნქციის საკითხი გიმნოსპერმებში. რიგი მეცნიერები ცდილობენ, პირველ რიგში, დაასაბუთონ კვანძების, როგორც აზოტის ფიქსატორების როლი. ზოგიერთი მკვლევარი პოდოკარპის კვანძებს წყლის რეზერვუარებად მიიჩნევს და ჰაეროვანი ფესვების ფუნქციებს ხშირად ციკადის კვანძებს მიაწერენ.

ითვლება, რომ ორი ტიპის ცოცხალი არსების ურთიერთსასარგებლო სიმბიოზი უნდა ჩამოყალიბდეს თანდათანობით, ხანგრძლივი თანაევოლუციის შედეგად. თუმცა, ამერიკელი ბიოლოგების ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ სოკოების და ერთუჯრედიანი წყალმცენარეების ბევრ სახეობას შეუძლია თითქმის მყისიერად შექმნას ურთიერთდახმარების სისტემები, ურთიერთადაპტაციის წინა პერიოდისა და გენეტიკური მოდიფიკაციის გარეშე. ამისათვის სოკო და წყალმცენარეები უნდა აღმოჩნდნენ ისეთ გარემოში, სადაც ისინი იქნებიან ერთმანეთისთვის აუცილებელი ნივთიერებების ერთადერთი წყარო, როგორიცაა ნახშირორჟანგი და ამონიუმი. კვლევამ დაადასტურა „ეკოლოგიური კორესპონდენციის“ ჰიპოთეზა, რომლის მიხედვითაც ბუნებაში არსებული ყველა ურთიერთდამოკიდებულების სისტემა არ უნდა იქნას ინტერპრეტირებული, როგორც გრძელვადიანი წინა კოევოლუციის შედეგი.

სავალდებულო (სავალდებულო) ურთიერთდამოკიდებულება არის ორ სახეობას შორის ორმხრივად მომგებიანი ურთიერთობა, რომელიც ერთმანეთის გარეშე ვერ იარსებებს. საყოველთაოდ მიღებულია, რომ ასეთი ურთიერთობები ყალიბდება თანდათანობით, ხანგრძლივი კოევოლუციისა და ურთიერთადაპტაციის, ორგანიზმების ერთმანეთში „დაფქვვის“ დროს. უდავოა, ხშირ შემთხვევაში ასე იყო (იხ. ნ. პროვოროვი, ე. დოლგიხი, 2006. ორგანიზმების მეტაბოლური ინტეგრაცია სიმბიოზის სისტემებში).

რა თქმა უნდა, ყველა სახეობას არ შეუძლია ახალ გარემოში ინტეგრირება. დანერგვის დროს ხდება ერთგვარი დალაგება, რომლის დროსაც ზოგიერთი ახალმოსული ფესვებს ახალ ადგილას დგამს, ზოგი კი კვდება. ასეა თუ ისე, უნდა ვაღიაროთ, რომ ინტეგრალური და ურთიერთდაკავშირებული საზოგადოება შეიძლება ჩამოყალიბდეს არა მხოლოდ სახეობების ერთმანეთში ევოლუციური „დარევის“ გამო მილიონობით წლის განმავლობაში, არამედ შემთხვევითი მიგრანტების შერჩევის გამო. სახეობები, რომლებიც წარმატებით ავსებენ ერთმანეთს და კარგად ერწყმის ერთმანეთს. ეს იდეა, რომელიც ცნობილია როგორც ეკოლოგიური მორგება, შეიმუშავა ცნობილმა ამერიკელმა ეკოლოგმა დანიელ იანზენმა 1980-იანი წლებიდან.

შეიძლება თუ არა ობლიგატურ-მუტუალისტური სისტემები, რომლებიც ჩვეულებრივ განიხილება კოევოლუციის აპოთეოზის მსგავსად, ჩამოყალიბდეს იმავე სქემის მიხედვით, ანუ ყოველგვარი კოევოლუციის გარეშე - უბრალოდ ორი შემთხვევით შემხვედრი სახეობის შემთხვევითი მიმოწერის გამო, რაც, გარკვეულ პირობებში, გამოდის. ერთმანეთის გარეშე ცხოვრება არ შეიძლება? ჰარვარდის უნივერსიტეტის (აშშ) ბიოლოგების მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტები საშუალებას გვაძლევს ამ კითხვაზე დადებითი პასუხის გაცემა.

ავტორებმა იმუშავეს ჩვეულებრივი მცხობელის აყვავებულ საფუართან Saccharomyces cerevisiae და თანაბრად გავრცელებულ ერთუჯრედოვან წყალმცენარეებთან Chlamydomonas reinhardtii. ბუნებაში, ეს სახეობები არ შეინიშნება ურთიერთობისას. თუმცა, ლაბორატორიაში მათ ადვილად და სწრაფად ჩამოაყალიბეს განუყოფელი კავშირი, ყოველგვარი ევოლუციისა და გენეტიკური მოდიფიკაციის გარეშე. ამისათვის საკმარისი აღმოჩნდა საფუარის და ქლამიდომონას გაშენება ჰაერზე წვდომის გარეშე გარემოში, სადაც გლუკოზა არის ნახშირბადის ერთადერთი წყარო, ხოლო კალიუმის ნიტრიტი აზოტის ერთადერთი წყაროა.

საფუარსა და ქლამიდომონას შორის ურთიერთდამოკიდებულების სქემა საკმაოდ მარტივია (ნახ. 1). საფუარი იკვებება გლუკოზით და გამოიმუშავებს ნახშირორჟანგს, რომელიც აუცილებელია ქლამიდომონას ფოტოსინთეზისთვის (ქლამიდომონამ არ იცის როგორ გამოიყენოს გარემოში შემავალი გლუკოზა). წყალმცენარეები, თავის მხრივ, ამცირებენ ნიტრიტს, გარდაქმნის აზოტს საფუარის (ამონიუმის) ხელმისაწვდომ ფორმაში. ამრიგად, საფუარი აწვდის ნახშირბადს ქლამიდომონას, ხოლო ქლამიდომონასი უზრუნველყოფს საფუარს აზოტს. ასეთ პირობებში არც ერთი სახეობა არ შეიძლება გაიზარდოს მეორის გარეშე. ეს არის სავალდებულო ურთიერთგაგება.

ავტორები დარწმუნებულნი იყვნენ, რომ ურთიერთდამოკიდებულების სისტემა უსაფრთხოდ იზრდება გლუკოზისა და ნიტრიტების კონცენტრაციების ფართო სპექტრში, თუმცა არც ერთი სახეობა არ გადარჩება მარტო ამ პირობებში. მხოლოდ გლუკოზის ან ნიტრიტის კონცენტრაციის ძალიან ძლიერი შემცირებით ჩერდება შერეული კულტურის ზრდა.

თუ სისტემას ხსნით, ანუ მისცემთ მას წვდომას ატმოსფერულ CO2-ზე, მიიღებთ საზოგადოებას, რომელშიც მხოლოდ ერთი მონაწილე (საფუარი) ვერ იცხოვრებს მეორის გარეშე, ხოლო მეორე მონაწილეს (ქლამიდომონას) აღარ სჭირდება პირველი გადარჩენისთვის. . თუმცა, ამ შემთხვევაშიც, ქლამიდომონასი საფუარის თანდასწრებით უფრო კარგად იზრდება, ვიდრე მის გარეშე (ცხადია, საფუარის მიერ გამოთავისუფლებული დამატებითი CO2 მათ სარგებელს მოუტანს). ამრიგად, სისტემა რჩება ურთიერთდამოკიდებულების, თუმცა წყალმცენარეების მხრივ ურთიერთდამოკიდებულება აღარ არის სავალდებულო. არც ერთი სახეობა არ ცვლის მეორეს.

თუ ამონიუმს დაამატებთ გარემოს, სიტუაცია საპირისპიროა: ახლა საფუარს შეუძლია წყალმცენარეების გარეშე ცხოვრება (და საერთოდ არ სჭირდება), ხოლო წყალმცენარეები ჯერ კიდევ ვერ იცოცხლებენ საფუარის გარეშე. ეს უკვე არა ურთიერთდამოკიდებულებაა, არამედ კომენსალიზმი (თავისუფალი ჩატვირთვა წყალმცენარეების მხრიდან). ამ შემთხვევაში, საფუარი, რომელიც უფრო სწრაფად მრავლდება, ვიდრე წყალმცენარეები, ავსებს მთელ საცხოვრებელ ადგილს, რაც ქლამიდომონას გადაშენებამდე მიჰყავს. ავტორები ვარაუდობენ, რომ ასეთი ასიმეტრიული სისტემების სტაბილურობა (რომელშიც მხოლოდ ერთი მონაწილეა დიდად დამოკიდებული მეორეზე) განისაზღვრება რეპროდუქციის სიჩქარის თანაფარდობით. თუ დამოკიდებული სახეობა უფრო სწრაფად მრავლდება, ვიდრე დამოუკიდებელი, მაშინ ამ ორი სახეობის თანაცხოვრება შეიძლება იყოს სტაბილური; წინააღმდეგ შემთხვევაში, დამოუკიდებელმა სახეობამ შეიძლება მთლიანად შეცვალოს თავისი პარტნიორი.

ავტორებმა მსგავსი ექსპერიმენტები ჩაატარეს ქლამიდომონას და ასკომიცეტის სხვა სახეობებთან. გაირკვა, რომ თითქმის ყველა სახის საფუარი ამ პირობებში აყალიბებს ობლიგატურ-ურთიერთკავშირს ქლამიდომონასთან. მართალია, სიმბიოზური კომპლექსების პროდუქტიულობა (ზრდის ტემპი) განსხვავებულია. შეუძლებელი გახდა იმის დადგენა, თუ რაზეა ეს დამოკიდებული: ავტორებმა ვერ იპოვეს კავშირი არც საფუარის მიდრეკილებასთან ჟანგბადის სუნთქვისადმი, არც უჟანგბადო მეტაბოლიზმთან (ფერმენტაცია), არც საფუარის ბუნებრივ ჰაბიტატებთან, არც სისწრაფესთან. რეპროდუქცია, ან ნიტრიტების კონცენტრაციის გავლენის ხარისხით საფუარის ზრდაზე. ცხადია, საკითხი შესწავლილი სახეობის სხვა მახასიათებლებშია.

ერთუჯრედიანმა წყალმცენარემ ქლორელამ უარი თქვა საფუართან ურთიერთობის დამყარებაზე, რადგან მას თავად შეუძლია გლუკოზით იკვებება და საფუარს ანაცვლებს შერეულ კულტურაში. საფუარი Hansenula polymorpha არ ქმნიდა ობლიგატურ-ურთიერთობლივი კომპლექსებს წყალმცენარეებთან, რადგან მათ თავად შეუძლიათ გამოიყენონ ნიტრიტი, როგორც აზოტის წყარო. მაგრამ მაინც, კვლევამ აჩვენა, რომ ასკომიცეტისა და ქლამიდომონას სხვადასხვა სახეობა მზად არის ერთმანეთთან სიმბიოზური ურთიერთობის დასაწყებად, ერთხელაც შესაფერის პირობებში.

მრავალუჯრედული (უფრო ზუსტად, ძაფისებრი ჰიფის წარმომქმნელი) ასკომიცეტებიდან გამოსცადეს ორი კლასიკური ლაბორატორიული ობიექტი - Neurospora crassa და Aspergillus nidulans. ორივე სახეობას შეუძლია ნიტრიტების შემცირება და, შესაბამისად, არ აყალიბებს ობლიგატურ-მუტუალისტურ სისტემებს ქლამიდომონასთან. ამასთან, ამ სოკოების გენმოდიფიცირებული შტამები, რომლებსაც მოკლებულია ნიტრიტის გამოყენების უნარი, შევიდა სიმბიოზში წყალმცენარეებთან ისევე, როგორც საფუარი. როგორც გაირკვა, ამ შემთხვევაში ქლამიდომონას უჯრედები უშუალო ფიზიკურ კონტაქტში შედის სოკოვან ჰიფებთან: მიკროსკოპის ქვეშ ჩანს ჰიფები, დაფარული ქლამიდომონით, ნაძვის ხის მსგავსად (სურ. 2).

ქლამიდომონასა და საფუარს შორის ურთიერთკავშირი, როგორც ჩანს, მოითხოვს უჯრედებს შორის ფიზიკური კონტაქტების დამყარებას. ამას მოწმობს ის ფაქტი, რომ საფუარისა და წყალმცენარეების შერეული კულტურის სისტემატური შერყევა მკვეთრად ანელებს სიმბიოზური სისტემის ზრდას.

ელექტრონული მიკროსკოპის გამოყენებით ავტორებმა აღმოაჩინეს მჭიდრო კონტაქტები, რომლებიც წარმოიქმნება Aspergillus nidulans-ისა და Chlamydomonas reinhardtii-ს უჯრედის კედლებს შორის, ხოლო წყალმცენარეების უჯრედის კედელი შეხების წერტილებში უფრო თხელი ხდება - შესაძლოა სოკოს მიერ გამოყოფილი ფერმენტების გავლენის ქვეშ.

მსგავსი უჯრედშორისი კონტაქტები დამახასიათებელია კლასიკური სოკოვან-წყალმცენარეების სიმბიოზური სისტემებისთვის - ლიქენები. მათი ევოლუციის დროს ასკომიცეტები ბევრჯერ შედიოდნენ სიმბიოზში წყალმცენარეებთან და ციანობაქტერიებთან, ქმნიდნენ ლიქენებს. ლიქენის წარმომქმნელი ჯგუფები მიმოფანტულია ასკომიცეტების ფილოგენეტიკური ხეზე. ეს ნიშნავს, რომ ასეთი ევოლუციური მოვლენები განმეორებით და დამოუკიდებლად ხდებოდა სოკოების სხვადასხვა ევოლუციურ საგვარეულოში (იხ. F. Lutzoni et al., 2001. ძირითადი სოკოვანი გვარები მომდინარეობს ლიქენების სიმბიოზური წინაპრებისგან). როგორც ჩანს, ასკომიცეტები ზოგადად "მიდრეკილნი" არიან (პრეადაპტირებული) ერთუჯრედიან წყალმცენარეებთან ურთიერთდახმარების კომპლექსების ფორმირებისთვის. ამერიკელი მეცნიერების ექსპერიმენტებმა შესაძლოა ნათელი მოჰფინოს ასეთი კომპლექსების ფორმირების ადრეულ ეტაპებს.

თუმცა, არ უნდა გადაჭარბებული იყოს ექსპერიმენტულად მიღებული ურთიერთდახმარების სისტემების მსგავსება ლიქენებთან. მხოლოდ იმიტომ, რომ ლიქენების უმეტესობაში მხოლოდ სოკოვანი კომპონენტი ვერ ცხოვრობს მარტო, ხოლო ფოტოსინთეზური კომპონენტები (უჯრედოვანი წყალმცენარეები და ციანობაქტერიები), როგორც წესი, მშვენივრად ცხოვრობენ სოკოს გარეშე. ანუ ლიქენები არ არის ვალდებულებით-მუტუალისტური სისტემები. და ატმოსფერულ CO2-ზე წვდომის ნაკლებობა არ არის პრობლემა, რომელსაც წყალმცენარეები ხშირად უწევთ ბუნებაში. განსახილველ ნაშრომში მთავარია ზოგადი პრინციპის დემონსტრირება. კვლევამ აჩვენა, რომ სავალდებულო ურთიერთდამოკიდებულება შეიძლება განვითარდეს მყისიერად, ყოველგვარი ევოლუციის გარეშე - უბრალოდ იმის გამო, რომ პირობების შეცვლა სახეობებს ურთიერთდამოკიდებულს ხდის. რა თქმა უნდა, იმისათვის, რომ რაღაც მართლაც რთული და უაღრესად ინტეგრირებული, როგორიცაა ლიქენი, განვითარდეს ასეთი ნაჩქარევად ჩამოყალიბებული სიმბიოზური კომპლექსიდან, მილიონობით წლის კოევოლუცია აღარ არის საჭირო.

გაკვეთილის პრობლემის განსაზღვრა

ანტოშკა: ხეების და ქვების ქერქზე დავინახე მცენარეები თხელი ტყავისებური, დაქუცმაცებული ფირფიტებისა და ნაცრისფერი ტოტიანი მილების სახით. ბიოლოგი: ეს არ არის მცენარეები, არამედ ლიქენები - ცოცხალი ორგანიზმების განსაკუთრებული ჯგუფი. ისინი უფრო ჰგავს მთელ ეკოსისტემას, ვიდრე ცალკეულ ორგანიზმს.

ჩამოაყალიბეთ კითხვები, რომლებიც უნდა დაუსვათ ბიოლოგს მისი სიტყვების გასაგებად. შეადარე ავტორის ვერსიას (გვ. 171).

რით განსხვავდება ლიქენები მცენარეებისა და სოკოებისგან?

გავიხსენოთ ის, რაც ვიცით

რა არის სიმბიოზი? (§ 13)

სიმბიოზი არის სხვადასხვა სახეობის ორგანიზმების ურთიერთსასარგებლო თანაცხოვრება.

რა არის ეკოსისტემა? (§2)

ეკოსისტემა არის უსულო ბუნებისა და სხვადასხვა "პროფესიის" ცოცხალი ორგანიზმების ერთიანობა.

სიმბიოზის რა მაგალითები გაქვთ უკვე შესწავლილი? (§ 13, 17)

კვანძოვანი ბაქტერიების სიმბიოზი პარკოსან მცენარეებთან; ძროხები კუჭში ბაქტერიებით; სოკო ხეებითა და მწვანილებით.

ჩვენ ვხსნით პრობლემას, აღმოვაჩენთ ახალ ცოდნას

იპოვეთ პასუხები კითხვებზე ტექსტში:

1) რატომ არ შეიძლება ლიქენებს ეწოდოს მცენარეები?

2) რა განსხვავებაა ამ ჯგუფსა და სხვა ორგანიზმებს შორის?

ლიქენები სოკოების და წყალმცენარეების სიმბიოზია. აქედან გამომდინარე, ლიქენი არა მხოლოდ ცალკეული ორგანიზმია, არამედ მთელი მინიატურული „ეკოსისტემა“, რომელსაც შეუძლია დამოუკიდებლად იცხოვროს.

ლიქენები მნიშვნელოვნად განსხვავდებიან ორგანიზმების სხვა ჯგუფებისგან, მათ შორის თავისუფლად მცხოვრები სოკოებისგან და წყალმცენარეებისგან, მათი განსაკუთრებული ბიოლოგიით: გამრავლების მეთოდები, ნელი ზრდა, გარემო პირობებისადმი დამოკიდებულება და ა.შ.

ლიქენები ხშირად ცხოვრობენ ისეთ ადგილებში, სადაც სხვა მიწის მცენარეები ვერ გადარჩებიან.

გამოიცანით რას ამბობს ტექსტი ამ სათაურით. რა არის ლიქენების ამ თვისების მიზეზი?

ტექსტი განმარტავს, თუ როგორ აქვთ ლიქენებს სხვა ორგანიზმებისთვის არახელსაყრელ პირობებში გადარჩენის უპირატესობა.

ერთი ლიქენის ორგანიზმი უკვე შეიცავს როგორც მწარმოებელ წყალმცენარეებს, ასევე სამომხმარებლო სოკოებს. აქედან გამომდინარე, ლიქენი არა მხოლოდ ცალკეული ორგანიზმია, არამედ მთელი მინიატურული „ეკოსისტემა“, რომელსაც შეუძლია დამოუკიდებლად იცხოვროს. სოკოსა და წყალმცენარეების სიმბიოზით შესაძლებელია იმ ადგილების კოლონიზაცია, სადაც ისინი ერთმანეთის გარეშე სიცოცხლისუნარიანია.

თქვენი ვარაუდის შესამოწმებლად წაიკითხეთ ტექსტი, აწარმოეთ დიალოგი ავტორთან: ბ - დაუსვით შეკითხვა ტექსტის ავტორს; O - იწინასწარმეტყველე პასუხი; P - შეამოწმეთ საკუთარი თავი ტექსტში. ტექსტის წაკითხვის შემდეგ გამოიტანე დასკვნა საგაკვეთილო პრობლემის შესახებ.

კონკრეტულად რომელი "პროფესიები" და რატომ? O შეეცადეთ გახსოვდეთ.

ერთი ლიქენის ორგანიზმი უკვე შეიცავს როგორც მწარმოებელ წყალმცენარეებს, ასევე სამომხმარებლო სოკოებს.

მხოლოდ ერთობლივი ძალისხმევით შეუძლიათ შეინარჩუნონ ნივთიერებების მიმოქცევა.

დასკვნა: ლიქენის სოკოსა და წყალმცენარეების სიმბიოზი საშუალებას აძლევს მათ გადარჩეს სხვა ორგანიზმებისთვის არახელსაყრელ პირობებში.

რა თვისებები უნდა ჰქონდეს ლიქენის ზედა ზედაპირს?

ლიქენის ზედა ზედაპირი უნდა იყოს მკვრივი და გლუვი.

ახალი ცოდნის გამოყენება

1. რა არის ლიქენები?

ლიქენები არ არის მცენარეები, არამედ სოკოების და წყალმცენარეების სიმბიოზი.

2. ლიქენების რა ჯგუფები იცით?

1. სასწორი ლიქენები არის სხვადასხვა ფერის თხელი ფენები, რომლებიც მჭიდროდ ეკვრის იმ ზედაპირს, რომელზეც ისინი ცხოვრობენ.

2. ფოთლოვანი ლიქენები ფირფიტების სახით, ზოგან მჭიდროდ დაჭერილი მიწაზე, ზოგან კი მისგან გაშლილი.

3. ბუჩქოვანი ლიქენები ძაბრების, განშტოებული მილების, დატოტვილი ლენტებისა და ბადეების სახით.

3. რატომ შეიძლება ლიქენები დასახლდნენ ყველაზე მშრალ ადგილებში?

ლიქენი გაჯერებულია ტენით წვიმის ან ნამის შემდეგ.

4. როგორ ეხმარებიან ერთმანეთს ლიქენიში თანაცხოვრებული სოკოები და წყალმცენარეები?

ლიქენიში სოკო ფარავს წყალმცენარეებს და ინარჩუნებს მას ტენიანობას, წყალმცენარეები სოკოს ორგანული ნივთიერებებით ამარაგებს.

5. რატომ განიხილება ლიქენები ცოცხალი ორგანიზმების ცალკეულ ჯგუფად და არა თანაცხოვრების წყალმცენარეებისა და სოკოების ეკოსისტემად?

ლიქენის სოკო და წყალმცენარეები ძალიან მჭიდროდ ურთიერთობენ ერთმანეთთან.

სოკოების ტიპები, რომლებიც ქმნიან ლიქენს, ბუნებაში არ არსებობს წყალმცენარეების გარეშე, რის გამოც ლიქენები არ შეიძლება იყოს წყალმცენარეებისა და სოკოების ერთად მცხოვრები ეკოსისტემა.

6. წარმოიდგინეთ ბიოსფერო, სადაც მხოლოდ ლიქენები იზრდება. რა პრობლემები შეექმნებოდათ მის მოსახლეობას? ერთმა თქვენგანმა შესთავაზოს იდეები და მეორე შეაფასოს. შემდეგ შეცვალეთ დავალებები.

ერთ-ერთი პრობლემა, რომელსაც მხოლოდ ლიქენებისგან შემდგარი ბიოსფერო შეექმნება, არის ამ ორგანიზმების დაშლის პროდუქტების დაგროვება გამანადგურებლების არარსებობის გამო. ნივთიერებების ციკლი შეწყდება, პლანეტა გადაიქცევა მკვდარი ლიქენების ნაგავსაყრელად.

კიდევ ერთი პრობლემა შეიძლება იყოს ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის ამოწურვა. წყალმცენარეებში მიმდინარე ფოტოსინთეზის პროცესის გამო, ჟანგბადი აქტიურად გროვდებოდა. რა თქმა უნდა, ნაწილობრივ გამოიყენება წყალმცენარეებისა და ლიქენების სოკოების სუნთქვაში, მაგრამ ეს მოცულობა შეიძლება არ იყოს საკმარისი ჟანგბადისა და ნახშირორჟანგის ბალანსის შესანარჩუნებლად.

7. რატომ არ არის მაღალი ხის ფორმის ლიქენები?

ლიქენები ძალიან ნელა იზრდებიან: ერთი წლის განმავლობაში იზრდება რამდენიმე მილიმეტრით, ზოგი კი მილიმეტრის ფრაქციით.

ჩემი ბიოლოგიური კვლევა

დაასველეთ ფოლიოზის ან ფრუტიკოზის ლიქენი. მიკროსკოპით შეისწავლეთ ფოთლოვანი მცენარის მიწისქვეშა მხარე ან ბუჩქოვანი მცენარის შიდა მხარე. შეხედე ზედა მხარეს. შეისწავლეთ ლიქენის მონაკვეთი. შეეცადეთ იპოვოთ წყალმცენარეების უჯრედები და სოკოს ჰიფები. დახაზეთ ისინი.

ცხოველთა და მცენარეთა სამყაროს ყველა კომპონენტი მჭიდრო კავშირშია და რთულ ურთიერთობებში შედის. ზოგიერთი მონაწილეთათვის სასარგებლოა ან ზოგადად სასიცოცხლო მნიშვნელობისაა, მაგალითად, ლიქენები (სოკოებისა და წყალმცენარეების სიმბიოზის შედეგი), ზოგი გულგრილია, ზოგი კი საზიანოა. ამის საფუძველზე მიღებულია ორგანიზმებს შორის ურთიერთობის სამი სახის გამოყოფა - ნეიტრალიზმი, ანტიბიოზი და სიმბიოზი. პირველი, ფაქტობრივად, არაფერია განსაკუთრებული. ეს არის ურთიერთობები ერთსა და იმავე ტერიტორიაზე მცხოვრებ მოსახლეობას შორის, სადაც ისინი არ ახდენენ გავლენას ერთმანეთზე და არ ურთიერთობენ. მაგრამ ანტიბიოზი და სიმბიოზი არის მაგალითები, რომლებიც ძალიან ხშირად გვხვდება, ისინი ბუნებრივი გადარჩევის მნიშვნელოვანი კომპონენტებია და მონაწილეობენ სახეობების განსხვავებაში. მოდით შევხედოთ მათ უფრო დეტალურად.

სიმბიოზი: რა არის ეს?

ეს არის ორგანიზმების ურთიერთსასარგებლო თანაცხოვრების საკმაოდ გავრცელებული ფორმა, რომელშიც ერთი პარტნიორის არსებობა მეორის გარეშე შეუძლებელია. ყველაზე ცნობილი შემთხვევაა სოკოსა და წყალმცენარეების (ლიქენების) სიმბიოზი. უფრო მეტიც, პირველი იღებს მეორეს მიერ სინთეზირებულ ფოტოსინთეზურ პროდუქტებს. და წყალმცენარეები ამოიღებენ მინერალურ მარილებს და წყალს სოკოს ჰიფებიდან. ცალკე ცხოვრება შეუძლებელია.

კომენსალიზმი

კომენსალიზმი ფაქტობრივად არის ერთი სახეობის ცალმხრივი გამოყენება მეორის მიერ, მასზე მავნე ზემოქმედების გარეშე. ის შეიძლება იყოს რამდენიმე ფორმით, მაგრამ არსებობს ორი ძირითადი:

ყველა დანარჩენი გარკვეულწილად ამ ორი ფორმის მოდიფიკაციაა. მაგალითად, ენტოიკია, რომელშიც ერთი სახეობა ცხოვრობს მეორის სხეულში. ეს შეინიშნება კობრის თევზებში, რომლებიც საცხოვრებლად იყენებენ ჰოლოტურიანების (ექინოდერმის სახეობა) კლოაკას, მაგრამ მის გარეთ იკვებებიან სხვადასხვა პატარა კიბოსნაირებით. ან ეპიბიოზი (ზოგიერთი სახეობა ცხოვრობს სხვის ზედაპირზე). კერძოდ, ბუჩქები თავს კარგად გრძნობენ კეფის ვეშაპებზე, მათ საერთოდ არ აწუხებენ.

თანამშრომლობა: აღწერა და მაგალითები

თანამშრომლობა არის ურთიერთობის ფორმა, რომელშიც ორგანიზმებს შეუძლიათ იცხოვრონ ცალ-ცალკე, მაგრამ ზოგჯერ ერთიანდებიან საერთო სარგებლისთვის. გამოდის, რომ ეს არჩევითი სიმბიოზია. მაგალითები:

ცხოველთა გარემოში ურთიერთთანამშრომლობა და თანაცხოვრება იშვიათი არაა. აქ არის მხოლოდ რამდენიმე ყველაზე საინტერესო მაგალითი.

სიმბიოზური ურთიერთობა მცენარეებს შორის

მცენარეთა სიმბიოზი ძალიან გავრცელებულია და თუ ყურადღებით დავაკვირდებით ჩვენს ირგვლივ არსებულ სამყაროს, შეგიძლიათ მისი დანახვა შეუიარაღებელი თვალით.

ცხოველებისა და მცენარეების სიმბიოზი (მაგალითები).

მაგალითები ძალიან მრავალრიცხოვანია და ბევრი ურთიერთობა მცენარეთა და ცხოველთა სამყაროს სხვადასხვა ელემენტებს შორის ჯერ კიდევ ცუდად არის გასაგები.

რა არის ანტიბიოტიკი?

სიმბიოზი, რომლის მაგალითები გვხვდება თითქმის ყოველ ნაბიჯზე, მათ შორის ადამიანის ცხოვრებაში, როგორც ბუნებრივი გადარჩევის ნაწილი, მთლიანობაში ევოლუციის მნიშვნელოვანი კომპონენტია.