Alla levande organismer på planeten är indelade i kungadömen. Klassificeringen baserades på närvaron av en kärna. Det finns ett rike av prokaryoter som inte har en kärna. Dessa inkluderar bakterier och blågröna alger (cyanea). Eukaryoternas rike inkluderar de organismer som har en kärna: svampar, växter och djur. Trots att bakterier, svampar, växter (alger och högre), djur utgör separata riken, finns det också gemensamma drag mellan dem.

Bakterier och cyanider klassificeras som prokaryoter. Deras huvudsakliga skillnader är:

• avsaknad av en tydligt definierad kärna;
• frånvaro av membranorganeller;
• närvaron av mesosomer (ett slags utsprång av membranet in i mitten av cellen);
• små ribosomer jämfört med eukaryoter;
• Bakterier har en kromosom, cyanobakterier har flera kromosomer som finns i cytoplasman;
• frånvaro av nukleoler;
• inga mitokondrier;
• bakteriens cellvägg består av murein, och den hos cyanider består av cellulosa;
• flageller kännetecknas av sin enkla struktur och lilla diameter;
• Det finns ingen sexuell process; reproduktion sker genom delning.

Under ogynnsamma förhållanden bildar många mikroorganismer sporer, som kan ligga i åratal och vänta på lämpliga förutsättningar för liv och utveckling. Växter och svampar producerar också sporer, men de behöver dem för att föröka sig. Det finns mikrober som livnär sig som växter och är autotrofa, och vissa livnär sig som djur och är heterotrofer. Till skillnad från andra levande organismer, vars liv är omöjligt utan närvaro av syre, finns det mikroorganismer som kan leva i en anaerob miljö, och syre, tvärtom, är destruktivt för dem.

Bakterier är de mest talrika varelserna på planeten, och de flesta av dem är fortfarande outforskade.

växtriket

Klassificeringen är baserad på deras huvudsakliga skillnad - autotrofisk näring. De kan omvandla oorganiska ämnen till organiska. För att göra detta behöver de solenergi. Detta är också karakteristiskt för cyanobakterier. Tack vare växter och cyanobakterier berikas luften på planeten med syre, vilket är så nödvändigt för andra levande organismer. Växter är en källa till föda för många andra organismer. De är uppdelade i två underrike: alger och högre. Alger har inte rötter, stjälkar och blad, till skillnad från högre former.

En speciell plats upptas av primitiva alger (pyrrofyter), som inte har några histoner i sina kromosomer, deras struktur ligger nära bakteriernas nukleoid. Cellväggen hos vissa alger är gjord av kitin, som hos djur och svampar. Röda alger skiljer sig från andra arter genom att deras celler inte har flageller. Det finns skillnader i strukturella egenskaper och biokemiska processer.

svampens rike

Under lång tid argumenterade forskare om huruvida de skulle klassificera svampar i ett separat kungarike eller inte. Som ett resultat av långa debatter identifierades de ändå separat, eftersom de har mycket gemensamt med både växter och djur.

Deras näringsmetod är densamma som hos djur - heterotrofisk. Precis som djur saknar de plastider och har kitin i sina cellväggar. Som ett resultat av metaboliska processer bildas urea. Svampar, liksom växter, absorberar näringsämnen genom absorption. De är orörliga och har ett tillväxtmönster som liknar växternas.

Vissa svampar förökar sig som bakterier ─ asexuellt, vissa som växter ─ vegetativt, vissa som djur ─ sexuellt. Många av dem, som mikrober, bearbetar döda levande organismer och spelar därigenom rollen som "ordnare". Många av dem är fördelaktiga och används i produktionen av antibiotika, hormoner och vitaminer.

Beroende på hur de konsumerar organiska ämnen delas de in i tre typer:

Lavar

Många forskare insisterar på att klassificera lavar som ett separat kungarike. Det finns flera anledningar till detta. De kan vara symbionter:

• svamp och alger;
• bakterier svampar och alger.

Baserat på deras utseende är de indelade i tre grupper:

• kortikal (som växer på stenar och växer stadigt tillsammans med ytan);
• lummig (fäst på ytan med en stjälk);
• buskig (fäst i jorden, träd, buskar i form av buskar).

Lavens kropp kallas tallus, som skiljer sig åt i storlek, färg, form och struktur mellan olika arter. Tallus kan vara från flera centimeter till en meter.

Lavar växer mycket långsamt, men deras livslängd kan vara från hundratals till tusentals år.

Som ett resultat av symbios erhålls en enda organism. Dessutom är svampens hyfer tätt sammanflätade med algceller. Således kombinerar laven två helt olika organismer i struktur och näringsmetod. Svampar som bildar en symbios med alger finns inte separat i naturen, men de algerter som deltar i symbiosen kan också hittas som en separat levande organism.

Lavar har ett unikt sätt att föda: svampar absorberar lösta mineraler och cyanobakterier bildar organiskt material och deltar i fotosyntesen. Lavar kan föröka sig antingen genom sporer eller genom att dela tallus.

Lavens känslighet för förorenade miljöer gör dem till indikatorer på renlighet. Många arter används för djurfoder och för medicinska ändamål.

djurriket

Djurriket är uppdelat i två underriken: protozoer och flercelliga. Även om protozoer är uppbyggda av en enda cell, precis som bakterier, har de alla egenskaper hos djur. Det finns arter av protozoer som livnär sig autotrofiskt i ljuset och i dess frånvaro går över till heterotrofi. Protozoer kan föröka sig både asexuellt (celldelning) och sexuellt (konjugering).

Det som djur och växter har gemensamt är ämnesomsättning och cellstruktur. Den största skillnaden är sättet att äta. Djur är heterotrofer, det vill säga de livnär sig på färdiga organiska föreningar och kan inte syntetisera oorganiska ämnen. För det mesta är de mobila.

Den mer komplexa strukturen hos den eukaryota cellen tyder på att de fick dessa förbättringar som ett resultat av evolutionen. Och den samtidiga existensen på jorden av både prokaryoter och eukaryoter antyder att biologiska processer är karakteristiska för alla former av liv. Alla levande organismer lever i fullständig interaktion med varandra, och försvinnandet av åtminstone en av arterna skulle leda till oåterkalleliga konsekvenser. Det finns en plats på planeten för alla typer av ekologiska kedjor.

SYMBIOS - en typ av relation mellan organismer av olika systematiska grupper - ömsesidigt fördelaktigt samlevande av individer av två eller flera arter, till exempel alger, svampar och mikroorganismer i en lavkropp.[...]

Symbios, eller samlivet mellan två organismer, är ett av de mest intressanta och fortfarande till stor del mystiska fenomenen inom biologin, även om studiet av denna fråga har en historia på nästan ett sekel. Fenomenet symbios upptäcktes först av den schweiziska vetenskapsmannen Schwendener 1877 när han studerade lavar, som, som det visade sig, är komplexa organismer som består av en alg och en svamp. Termen "symbios" dök upp i vetenskaplig litteratur senare. Det föreslogs 1879 av De Bary.[...]

SYMBIOS [gr. symbiossamlevnad] - långvarigt samliv av organismer av olika arter (symbioter), vilket vanligtvis ger dem ömsesidig nytta (till exempel lavar - C. svamp och alger).[...]

Symbios uppstod i naturen på följande fysiologiska grund: svampen som fäster laven på substratet förser algerna med vatten och mineraler lösta i det, såväl som ett system av enzymer; Algerna producerar kolhydrater under fotosyntesen, som används av både algerna själva och svampen. Till stor del tar algerna emot vatten och damm innehållande oorganiska ämnen från atmosfären.[...]

Bland symbioserna upptar symbioser som involverar alger inte den minsta platsen. Alger är kapabla att ingå symbiotiska relationer inte bara med varandra utan också med representanter för olika systematiska grupper av organismer i både djur- och växtriket (bakterier, encelliga och flercelliga djur, svampar, mossor, ormbunkar, gymnospermer och angiospermer). Listan över sådana alger är dock mycket begränsad.[...]

Hos blågröna alger (cyanobakterier) kan kvävefixering ske både i frilevande former och i symbios med svampar (som en del av vissa lavar), eller med mossor, ormbunkar och i ett känt fall med en fröväxt. Bladen på den lilla flytande vattenormbunken Azolla har mikroskopiska porer fyllda med symbiotiska blågröna alger Apanaena, som aktivt fixerar kväve (Moore, 1969). Under många århundraden spelade denna ormbunke en viktig roll i de översvämmade risfälten i öst. Innan man planterar risplantor är de översvämmade fälten övervuxna med ormbunkar, som fixerar tillräckligt med kväve för att förse riset under dess mognadsperiod. Denna metod, tillsammans med stimuleringen av frilevande blågröna alger, gör att ris kan odlas säsong efter säsong på samma fält utan behov av gödningsmedel. Liksom med bakterier från baljväxtknölar är symbiotiska blågröna alger mer effektiva än frilevande [recension av kvävefixering av blågröna alger av Peters (1978)].[...]

Ett typiskt exempel på symbios är det nära samlivet mellan svampar och alger, vilket leder till bildandet av en mer komplex växtorganism - en lav - som är mer anpassad till naturliga förhållanden. Ett annat slående exempel på symbiotisk samlevnad i jorden är svamparnas symbios med högre växter, när svampar bildar mikroorganismer på växternas rötter. En tydlig symbios observeras mellan knölbakterier och baljväxter.[...]

Men andra synsätt fortsätter att utvecklas. Vissa forskare betonar att lavar har ett antal egenskaper som indikerar en speciell, högt utvecklad typ av symbios, man kan säga "supersymbios". Symbios i lavar kännetecknas av historisk utveckling och morfogenes, vilket ledde till uppkomsten av specifika livsformer och typer av strukturer som inte finns separat i vare sig svampar eller alger. Lavar har ett antal speciella biologiska egenskaper som inte är inneboende i andra grupper av organismer. Dessa är deras metoder för reproduktion med hjälp av soredia och isidia, ämnesomsättningens unika karaktär, bildningen av specifika lavsubstanser, i vars syntes båda biokomponenterna i laven thallus deltar, etc. [...]

Ett typiskt exempel på nära symbios, eller mutualism mellan växter, är samlevnaden av en alg och en svamp, som bildar en speciell integrerad lavorganism (Fig. 6.11).[...]

Således är lavar en symbios av svampar och alger. Deras arter finns praktiskt taget aldrig i ett fritt tillstånd. Svamphyfer flätar in algerna och absorberar ämnen som assimilerats av dem, och algerna får vatten och mineraler från svamphyfer. Mer än 20 tusen arter av lavar är kända, vilket indikerar den stora betydelsen av sådan symbios.[...]

Zonen mellan skogarnas norra gräns och permanent is brukar kallas tundran. En av tundrans viktigaste växter är renlaven (”hjortmossa”) Otadonia. Dessa djur tjänar i sin tur som mat för vargar och människor. Tundraväxter äts också av lämlar - fluffiga kortstjärtade gnagare som liknar miniatyrbjörnar - och rapphöns. Under hela den långa vintern och den korta sommaren livnär sig fjällrävar och snöugglor främst av lämlar och relaterade gnagare. I alla dessa fall är näringskedjorna relativt korta, och varje betydande förändring av antalet organismer på någon av de tre trofiska nivåerna återspeglas starkt på andra nivåer, eftersom det praktiskt taget inte finns någon möjlighet att byta till annan föda. Som vi kommer att se senare är detta en av anledningarna till att vissa grupper av arktiska organismer är föremål för kraftiga fluktuationer i antal - från överflöd till nästan fullständig utrotning. Det är intressant att notera att detta ofta har hänt mänskliga civilisationer som var beroende av en eller flera få matkällor (kom ihåg "potatissvälten" i Irland2). I Alaska orsakade människor oavsiktligt kraftiga fluktuationer i antalet organismer genom att introducera tama renar från Lappland. Till skillnad från inhemska caribou vandrar inte renar. I Lappland flyttas renar från plats till plats för att undvika överbetning, men indianerna och eskimåerna i Alaska har inte vallfärdigheter (vilda caribou flyttar från en betesmark till en annan på egen hand). Som ett resultat har renarna utarmat många gräsmarker, vilket minskar mattillgången för caribou också. Detta är ett tydligt exempel på vad som händer när bara en del av ett välkoordinerat system införs. Vi kommer att ha tillfällen att notera att introducerade djur ofta blir en katastrof om naturliga eller konstgjorda kontrollmekanismer inte överförs med dem till den nya livsmiljön.[...]

En symbiotisk relation är ömsesidigt fördelaktigt för båda parter. I symbios är båda parter beroende av varandra. Graden av detta ömsesidiga beroende kan vara mycket olika: från proto-samarbete, när var och en av partnerna kan existera oberoende om symbiosen förstörs, till ömsesidighet, när båda parter är så beroende av varandra att avlägsnandet av en av partnerna leder till det oundvikliga bådas död. Ett exempel på protosamarbete är förhållandet mellan krabbor och havsanemoner, som fäster vid krabbor, kamouflerar och skyddar dem med sina stickande celler. Samtidigt använder de krabborna som fordon och absorberar resterna av maten. Fall av mutualism förekommer oftast hos organismer med olika behov. Mycket ofta uppstår till exempel sådana förhållanden mellan autotrofer och heterotrofer. Samtidigt verkar de komplettera varandra. Ett slående exempel på mutualism är lav - det är ett symbiotiskt system av svampar och alger, vars funktionella och morfologiska koppling är så nära att de kan betraktas som en speciell typ av organism, till skillnad från någon av dess komponenter. Därför klassificeras lavar vanligtvis inte som symbioser av två arter, utan som separata arter av levande organismer. Algerna förser svampen med produkter från fotosyntesen, och svampen, som är en nedbrytare, förser algerna med mineraler och är dessutom det substrat som den lever på. Detta gör att lavar kan existera under extremt tuffa förhållanden.[...]

Ett ganska vanligt fenomen i relationer mellan olika arter är symbios, eller samexistensen av två eller flera arter, där ingen av dem kan leva separat under givna förhållanden. En hel klass av symbiotiska organismer representeras av lavar - svampar och alger som lever tillsammans. I det här fallet lever lavsvampen som regel inte alls i frånvaro av alger, medan de flesta alger som utgör lavar också finns i fri form. I detta ömsesidigt fördelaktiga samliv förser svampen med vatten och mineraler som behövs för algerna, och algerna förser svampen med fotosyntesens produkter. Denna kombination av egenskaper gör dessa symbiotiska organismer extremt opretentiösa för livsvillkor. De kan slå sig ner på kala stenar, på trädens bark etc. Samtidigt gör det faktum att lavar får en betydande del av de mineralämnen som är nödvändiga för livet genom att damm lägger sig på deras yta att de är mycket känsliga för innehållet. av giftiga ämnen i luften. En av de mest tillförlitliga metoderna för att bestämma toxicitetsnivån för föroreningar i luften är att ta hänsyn till antalet och arternas mångfald av lavar i det kontrollerade området, lavindikation.

Ett speciellt fall av interaktion mellan mikroorganismer - en extrem manifestation av symbios - är lavar. De är en sammanslutning av alger och svampar. De åtföljs ofta av bakterier. Dessa föreningar är mycket stabila, de diskuteras i ett särskilt avsnitt, men i själva verket är de mikrobiella.[...]

Lavar är komplexa organismer som bildas som ett resultat av symbios mellan svampar, grönalger eller cyanobakterier och Azotobacter (Fig. 4). Följaktligen är en lav en kombinerad organism, det vill säga en svamp 4-alger + azotobacter, vars existens säkerställs av det faktum att svampens hyfer är ansvariga för absorptionen av vatten och mineraler, algerna för fotosyntesen och azotobacter för fixering av atmosfäriskt kväve. Lavar är invånare i alla botaniska och geografiska zoner. De förökar sig med vegetativa, asexuella och sexuella medel.[...]

Lavar är en unik grupp av organismer som representerar en symbios av en svamp och encelliga alger eller cyanobakterier. Svampen skyddar algerna från att torka ut och förser dem med vatten. Och alger och cyanobakterier bildar genom fotosyntesprocessen organiska ämnen som svampen livnär sig på.[...]

Tasonomien för basidiallavar är fortfarande dåligt utvecklad. På senare tid har forskare hittat fler och fler nya svampar som ständigt eller då och då är i symbios med alger. I de flesta fall indikerar dessa fynd den fakultativa karaktären och evolutionära ungdomen hos sådana symbiotiska relationer.[...]

Lavar representerar en unik grupp av komplexa organismer, vars kropp alltid består av två komponenter - en svamp och en alger. Nu vet varje skolbarn att lavarnas biologi är baserad på fenomenet symbios - samlivet mellan två olika organismer. Men för drygt hundra år sedan var lavar ett stort mysterium för forskare, och upptäckten av deras väsen av Simon Schwendener 1867 bedömdes som en av den tidens mest fantastiska upptäckter.[...]

Pungdjurslavar är en fylogenetiskt mycket gammal grupp de härstammar från ganska primitiva former av saprofytiska ascomycetesvampar. Vissa ascomyceter i symbios med grönt och blågrönt, mer sällan med gulgröna och bruna alger, under långvarig evolutionär utveckling, bildade många och extremt mångfaldiga talli av blad, kräftor och buskiga lavar.[...]

För det andra bildar lavar speciella morfologiska typer, livsformer som inte finns separat i de svampar och alger som utgör laven thallus, dvs lavar har genomgått en historisk, långvarig formationsprocess baserad på symbios, vilket ledde till bildandet av specifika morfologiska former av yttre och inre struktur .[...]

Basidiallavar skiljer sig från pungdjur i ett antal egenskaper. För det första är deras fruktkroppar kortlivade, ofta ettåriga, medan de hos pungdjur existerar under lång tid - tiotals och hundratals år. För det andra ledde symbios mellan basidiomyceter och alger inte till bildandet av speciella livsformer eller morfogenetisk isolering. Basidiallavar har samma yttre form som motsvarande frilevande svampar - bladlöss eller sopp. Följaktligen är representanter för denna klass inte riktiga lavar, utan halvlavar. För det tredje hittades inte specifika lavar, så karakteristiska för många grupper av pungdjurslavar, i basidiociallavar.

En metod för att rena industriellt avloppsvatten används ofta i praktiken, vilket gör att det kan renas från många organiska föroreningar. Biologisk oxidation utförs av en gemenskap av mikroorganismer (biocenos), inklusive många olika bakterier, protozoer och ett antal mer välorganiserade organismer - alger, svampar, etc., sammankopplade till ett enda komplex genom komplexa relationer (metabios, symbios och antagonism) ). Den dominerande rollen i detta samhälle tillhör bakterier, vars antal varierar från 10 till 1014 celler per 1 g torr biologisk massa (biomassa). Antalet bakteriesläkten kan nå 5-10, antalet arter - flera tiotal och till och med hundratals.[...]

Det är extremt karakteristiskt att klorofyll är koncentrerat i celler i vissa organiserade kroppar - plastider. Och plastider, liksom cellen själv, reproducerar genom delning. I detta avseende försökte vissa botaniker (inklusive A. Famintsin) att betrakta detta grundläggande fenomen som en symbios, som lavar, som är en symbios av grönalger och svampar.[...]

Mutualistiska relationer eller mutualism är ett av sätten att implementera näringskedjor. I allmänhet innebär näringskedjor att en art gynnas medan en annan skadas. Men i naturen finns det många fall när arter går in i ömsesidigt fördelaktiga relationer - detta fenomen kallas mutualism. Ett klassiskt exempel är lavar, som faktiskt inte är en, utan två organismer - en svamp och en alg. Svampen ger algerna skydd, vilket gör att den kan överleva under förhållanden med låg luftfuktighet där den själv inte kan överleva, och algerna, som producent, förser svampen med matresurser. Förresten, svamparna själva samexisterar med trädens rötter, där processerna för positiv mutualism eller symbios liknar lavar; man kan också minnas förhållandet mellan havsanemon och eremitkräfta, växtblommor och insekter, etc.[...]

Noduler av gymnospermer (order Cycadales - cycads, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - barrträd) har en förgrenad korallformad, sfärisk eller pärlliknande form. De är förtjockade, modifierade sidorötter. Arten av patogenen som orsakar deras bildande har ännu inte klarlagts. Endofyter av gymnospermer inkluderar svampar (phycomycetes), actinomycetes, bakterier och alger. Vissa forskare föreslår att det finns flera symbioser. Till exempel tror man att hos cykader deltar azotobacter, knölbakterier och alger i symbios. Frågan om knölarnas funktion i gymnospermer har inte heller lösts. Ett antal forskare försöker i första hand underbygga nodulernas roll som kvävefixare. Vissa forskare betraktar podocarp-knölar som vattenreservoarer, och luftrötters funktioner tillskrivs ofta cycad-knölar.

Man tror att mutualism (ömsesidigt fördelaktig symbios) mellan två typer av levande varelser bör bildas gradvis, som ett resultat av lång samevolution. Experiment av amerikanska biologer har dock visat att många arter av svampar och encelliga alger kan bilda mutualistiska system nästan omedelbart, utan en tidigare period av ömsesidig anpassning och utan några genetiska modifieringar. För att göra detta måste svampen och algerna befinna sig i en miljö där de kommer att vara varandras enda källor till nödvändiga ämnen, som koldioxid och ammonium. Studien bekräftade hypotesen om "ekologisk överensstämmelse", enligt vilken inte alla mutualistiska system som existerar i naturen bör tolkas som ett resultat av långvarig tidigare samevolution.

Obligatorisk (obligatorisk) mutualism är ett ömsesidigt fördelaktigt förhållande mellan två arter som inte kan existera utan varandra. Det är allmänt accepterat att sådana relationer bildas gradvis, under långvarig samevolution och ömsesidig anpassning, "inmalning" av organismer till varandra. Utan tvekan var detta fallet i många fall (se N. Provorov, E. Dolgikh, 2006. Metabolic integration of organisms in systems of symbiosis).

Naturligtvis kan inte alla arter integreras i en ny miljö. Vid introduktion sker en sorts sortering, varvid vissa nyanlända slår rot på en ny plats, medan andra dör. På ett eller annat sätt måste vi erkänna att en integrerad och sammankopplad gemenskap kan bildas inte bara på grund av den sam-evolutionära "slipningen" av arter med varandra under miljontals år, utan också på grund av urvalet bland slumpmässiga migranter av arter som framgångsrikt kompletterar varandra och kommer bra överens. Denna idé, känd som ekologisk passning, har utvecklats av den berömda amerikanske ekologen Daniel Janzen sedan 1980-talet.

Kan obligat-mutualistiska system, vanligtvis betraktade som något i stil med samevolutionens apoteos, bildas enligt samma schema, det vill säga utan någon samevolution - helt enkelt på grund av den slumpmässiga överensstämmelsen mellan två av misstag påträffade arter, som under vissa förhållanden visar sig att inte kunna leva utan varandra? Experiment utförda av biologer från Harvard University (USA) tillåter oss att svara jakande på denna fråga.

Författarna arbetade med den vanliga bagarsvampjästen Saccharomyces cerevisiae och den lika vanliga encelliga algen Chlamydomonas reinhardtii. I naturen har dessa arter inte observerats i ömsesidiga relationer. I laboratoriet bildade de dock ett oupplösligt band enkelt och snabbt, utan någon evolution eller genetisk modifiering. För att göra detta visade det sig vara tillräckligt att odla jäst och klamydomonas utan tillgång till luft i en miljö där glukos är den enda källan till kol och kaliumnitrit är den enda kvävekällan.

Schemat för mutualistiska relationer mellan jäst och Chlamydomonas är ganska enkelt (Fig. 1). Jäst livnär sig på glukos och producerar koldioxid, vilket är nödvändigt för chlamydomonas för fotosyntes (chlamydomonas vet inte hur man använder glukosen i mediet). Alger å sin sida reducerar nitrit och omvandlar kväve till en form som är tillgänglig för jäst (ammonium). Således ger jäst kol till Chlamydomonas och Chlamydomonas ger kväve till jäst. Under sådana förhållanden kan ingen av arterna växa utan den andra. Detta är obligatorisk ömsesidighet.

Författarna var övertygade om att det mutualistiska systemet växer säkert i ett brett spektrum av glukos- och nitritkoncentrationer, även om ingen av de två arterna överlever ensamma under dessa förhållanden. Först med en mycket kraftig minskning av koncentrationen av glukos eller nitrit stoppas tillväxten av den blandade kulturen.

Om man lossar systemet, det vill säga ger det tillgång till atmosfärisk CO2, får man en gemenskap där endast en av deltagarna (jäst) inte kan leva utan den andra, medan den andra deltagaren (Chlamydomonas) inte längre behöver den första för att överleva . Men även i det här fallet växer Chlamydomonas bättre i närvaro av jäst än utan den (uppenbarligen gynnar den extra CO2 som frigörs av jästen dem). Systemet förblir således mutualistiskt, även om mutualismen inte längre är obligatorisk på algsidan. Ingen av arterna förskjuter den andra.

Om man tillsätter ammonium till mediet är situationen den omvända: nu kan jästen leva utan alger (och behöver det inte alls), medan algerna fortfarande inte kan leva utan jäst. Detta är inte längre mutualism, utan kommensalism (friladdning från alger). I det här fallet fyller jäst, som förökar sig snabbare än alger, hela livsutrymmet och driver Chlamydomonas till utrotning. Författarna föreslår att stabiliteten hos sådana asymmetriska system (där endast en av deltagarna är starkt beroende av den andra) bestäms av förhållandet mellan reproduktionshastigheter. Om en beroende art förökar sig snabbare än en oberoende, så kan samlevnaden för de två arterna vara stabil; annars kan den oberoende arten helt förskjuta sin partner.

Författarna genomförde liknande experiment med andra arter av Chlamydomonas och ascomycete-svampar. Det visade sig att nästan alla typer av jäst under dessa förhållanden bildar obligat-mutualistiska relationer med Chlamydomonas. Det är sant att produktiviteten (tillväxthastigheten) för symbiotiska komplex visar sig vara annorlunda. Det gick inte att avgöra vad det beror på: författarna fann inget samband vare sig med jästens tendens till syreandning eller syrefri metabolism (jäsning), eller med jästens naturliga livsmiljöer eller med hastigheten på reproduktion, eller med graden av inverkan av nitritkoncentration på jästtillväxt. Uppenbarligen handlar det om några andra egenskaper hos den studerade arten.

Den encelliga algen Chlorella vägrade att ingå ett mutualistiskt förhållande med jäst, eftersom den själv kan livnära sig på glukos och tränger undan jäst i en blandad kultur. Jästen Hansenula polymorpha bildade inte obligat-mutualistiska komplex med alger, eftersom de själva kan använda nitrit som en kvävekälla. Men ändå visade studien att en mängd olika arter av ascomyceter och chlamydomonas är redo att ingå ett symbiotiskt förhållande med varandra, en gång under lämpliga förhållanden.

Av de flercelliga (närmare bestämt filamentösa hyfer-bildande) ascomycetes testades två klassiska laboratorieobjekt - Neurospora crassa och Aspergillus nidulans. Båda arterna kan reducera nitrit och bildar därför inte obligat-mutualistiska system med Chlamydomonas. Men genetiskt modifierade stammar av dessa svampar, berövade förmågan att använda nitrit, gick i symbios med alger på samma sätt som jäst. Som det visade sig, i detta fall kommer chlamydomonas-celler i direkt fysisk kontakt med svamphyfer: under ett mikroskop är hyfer täckta med chlamydomonas synliga, som en julgran (Fig. 2).

Mutualistiska relationer mellan Chlamydomonas och jäst kräver tydligen också etablering av fysiska kontakter mellan celler. Detta bevisas av det faktum att systematisk skakning av en blandad kultur av jäst och alger kraftigt bromsar tillväxten av det symbiotiska systemet.

Med hjälp av ett elektronmikroskop upptäckte författarna täta kontakter som bildades mellan cellväggarna hos Aspergillus nidulans och Chlamydomonas reinhardtii, och algcellväggen vid kontaktpunkterna blir tunnare - möjligen under påverkan av enzymer som utsöndras av svampen.

Liknande intercellulära kontakter är karakteristiska för klassiska svamp-alger symbiotiska system - lavar. Under sin utveckling gick ascomyceter många gånger in i symbios med alger och cyanobakterier och bildade lavar. Lavbildande grupper är utspridda i det fylogenetiska trädet hos ascomyceter. Detta innebär att sådana evolutionära händelser inträffade upprepade gånger och oberoende av olika evolutionära linjer av svampar (se F. Lutzoni et al., 2001. Större svamphärkomster härrör från lavsymbiotiska förfäder). Tydligen är ascomyceter i allmänhet "predisponerade" (föranpassade) för bildandet av mutualistiska komplex med encelliga alger. Experiment av amerikanska forskare kan kasta ljus över de tidiga stadierna av bildandet av sådana komplex.

Man bör dock inte överskatta likheten mellan de experimentellt erhållna mutualistiska systemen med lavar. Om inte annat för att i de flesta lavar är det bara svampkomponenten som inte kan leva ensam, medan fotosyntetiska komponenter (encelliga alger och cyanobakterier) i regel kan leva utmärkt utan svamp. Det vill säga, lavar är inte obligat-mutualistiska system. Och brist på tillgång till atmosfärisk CO2 är knappast ett problem som alger ofta måste möta i naturen. Huvudsaken i det arbete som diskuteras är demonstrationen av den allmänna principen. Studien visade att obligat mutualism kan utvecklas omedelbart, utan någon evolution - helt enkelt på grund av det faktum att förändrade förhållanden gör arter beroende av varandra. Naturligtvis, för att något verkligt komplext och högintegrerat, som en lav, ska utvecklas från ett sådant hastigt bildat symbiotiskt komplex, är miljontals år av samevolution inte längre nödvändiga.

BESTÄMNING AV LEKTIONENS PROBLEM

Antoshka: På barken av träd och stenar såg jag växter i form av tunna läderartade, skrynkliga tallrikar och grå grenade rör. Biolog: Det här är inte växter, utan lavar - en speciell grupp av levande organismer. De är mer som ett helt ekosystem än en enskild organism.

Formulera de frågor du behöver ställa till biologen för att förstå hans ord. Jämför med författarens version (s. 171).

Hur skiljer sig lavar från växter och svampar?

LÅT OSS KOMMA IHÅG VAD VI VET

Vad är symbios? (§ 13)

Symbios är det ömsesidigt fördelaktiga samlivet mellan organismer av olika arter.

Vad är ett ekosystem? (§2)

Ett ekosystem är en enhet av livlös natur och levande organismer av olika "yrken".

Vilka exempel på symbios har du redan studerat? (§ 13, 17)

Symbios av knölbakterier med baljväxter; kor med bakterier i magen; svamp med träd och örter.

VI LÖSER PROBLEMET, UPPTÄCK NY KUNSKAP

Hitta svar på frågorna i texten:

1) Varför kan lavar inte kallas växter?

2) Vilka är skillnaderna mellan denna grupp och andra organismer?

Lavar är en symbios av svampar och alger. Därför är en lav inte bara en separat organism, utan också ett helt miniatyr "ekosystem" som kan leva självständigt.

Lavar skiljer sig avsevärt från andra grupper av organismer, inklusive frilevande svampar och alger, i sin speciella biologi: metoder för reproduktion, långsam tillväxt, inställning till miljöförhållanden, etc.

Lavar lever ofta på platser där andra landväxter inte kan överleva.

Gör en gissning om vad texten med denna titel säger. Vad är anledningen till denna egenskap hos lavar?

Texten förklarar hur lavar har fördelen att överleva under förhållanden som är ogynnsamma för andra organismer.

En lavorganism innehåller redan både producentalger och konsumentsvampar. Därför är en lav inte bara en separat organism, utan också ett helt miniatyr "ekosystem" som kan leva självständigt. Med symbios av en svamp och alger är det möjligt att kolonisera platser där de inte är livskraftiga utan varandra.

För att kontrollera ditt antagande, läs texten och för en dialog med författaren: B - ställ en fråga till författaren av texten; O - förutsäg svaret; P - kontrollera dig själv i texten. Efter att ha läst texten drar du en slutsats om lektionsproblemet.

Vilka "yrken" exakt och varför? O Försök att komma ihåg.

En lavorganism innehåller redan både producentalger och konsumentsvampar.

Endast genom gemensamma ansträngningar kan de upprätthålla cirkulationen av ämnen.

Slutsats: Symbiosen mellan svampar och alger i lavar gör att de kan överleva under förhållanden som är ogynnsamma för andra organismer.

Vilka egenskaper ska den övre ytan på en lav ha?

Den övre ytan av laven ska vara tät och slät.

TILLÄMPNING AV NY KUNSKAP

1. Vad är lavar?

Lavar är inga växter, utan en symbios av svampar och alger.

2. Vilka grupper av lavar känner du till?

1. Fjälllavar är tunna filmer av olika färger som fäster tätt på ytan där de lever.

2. Lövartade lavar i form av plattor, på vissa ställen hårt pressade mot marken, och på andra som sträcker sig därifrån.

3. Buskiga lavar i form av trattar, grenrör, grenade band och snören.

3. Varför kan lavar slå sig ner på de torraste platserna?

Laven blir mättad med fukt efter regn eller dagg.

4. Hur hjälper svampar och alger, samexisterande i en lav, varandra?

I en lav täcker svampen algerna och behåller fukt till dem, och algerna förser svampen med organiska ämnen.

5. Varför betraktas lavar som en separat grupp av levande organismer, och inte ett ekosystem av samlevande alger och svampar?

Svampen och algerna i laven samverkar mycket nära varandra.

De typer av svampar som utgör en lav finns inte i naturen utan alger, varför lavar inte kan vara ett ekosystem av alger och svampar som lever tillsammans.

6. Föreställ dig en biosfär där bara lavar växer. Vilka problem skulle dess invånare möta? Låt en av er föreslå idéer och den andra utvärdera. Byt sedan uppgifter.

Ett av problemen som en biosfär som enbart består av lavar skulle möta är ackumuleringen av sönderfallsprodukter från dessa organismer på grund av frånvaron av förstörare. Cykeln av ämnen skulle upphöra, planeten skulle förvandlas till en soptipp av döda lavar.

Ett annat problem kan vara utarmningen av koldioxid i atmosfären. På grund av fotosyntesprocessen som förekommer i alger, skulle syre aktivt ackumuleras. Naturligtvis används den delvis i andningen av alger och lavsvampar, men denna volym kanske inte räcker till för att upprätthålla balansen mellan syre och koldioxid.

7. Varför finns det inga lavar i form av ett högt träd?

Lavar växer mycket långsamt: inom ett år ökar de med några millimeter, och vissa med bråkdelar av en millimeter.

MIN BIOLOGISKA FORSKNING

Fukta blad- eller fruktlav. Undersök marksidan av en lummig växt eller insidan av en buskig växt under ett mikroskop. Titta på ovansidan. Undersök en del av laven. Försök att hitta algceller och svamphyfer. Skissa dem.

Alla komponenter i djur- och växtvärlden är nära sammankopplade och ingår i komplexa relationer. Vissa är fördelaktiga för deltagarna eller generellt livsnödvändiga, som lavar (resultatet av en symbios av en svamp och alger), andra är likgiltiga och ytterligare andra är skadliga. Baserat på detta är det vanligt att särskilja tre typer av relationer mellan organismer - neutralism, antibios och symbios. Den första är faktiskt inget speciellt. Dessa är relationer mellan befolkningar som bor i samma territorium där de inte påverkar varandra och inte interagerar. Men antibios och symbios är exempel som förekommer mycket ofta de är viktiga komponenter i naturligt urval och deltar i arternas divergens. Låt oss titta på dem mer i detalj.

Symbios: vad är det?

Det är en ganska vanlig form av ömsesidigt fördelaktig samlevnad av organismer, där existensen av en partner är omöjlig utan den andra. Det mest kända fallet är symbiosen mellan en svamp och alger (lavar). Dessutom tar den första emot fotosyntetiska produkter som syntetiseras av den andra. Och algerna extraherar mineralsalter och vatten från svampens hyfer. Att bo separat är omöjligt.

Kommensalism

Kommensalism är faktiskt en ensidig användning av en art av en annan, utan att utöva en skadlig effekt på den. Det kan komma i flera former, men det finns två huvudsakliga:

Alla andra är till viss del modifikationer av dessa två former. Till exempel entoikia, där en art lever i en annans kropp. Detta observeras hos karpfiskar, som använder holothurians kloak (en tagghudingarart) som hem, men livnär sig utanför den på olika små kräftdjur. Eller epibios (vissa arter lever på andras yta). Framför allt mår havstulpaner bra på knölvalar, utan att störa dem alls.

Samarbete: beskrivning och exempel

Samarbete är en form av relation där organismer kan leva separat, men ibland förenas till gemensam nytta. Det visar sig att detta är en valfri symbios. Exempel:

Ömsesidigt samarbete och samlevnad i djurmiljön är inte ovanligt. Här är bara några av de mest intressanta exemplen.

Symbiotisk relation mellan växter

Växtsymbios är mycket vanligt, och om man tittar noga på världen omkring oss kan man se det med blotta ögat.

Symbios (exempel) av djur och växter

Exemplen är väldigt många och många samband mellan olika delar av växt- och djurvärlden är fortfarande dåligt förstådda.

Vad är antibiotika?

Symbios, vars exempel finns i nästan varje steg, inklusive i mänskligt liv, som en del av naturligt urval, är en viktig komponent i evolutionen som helhet.