Symbios: Definition, typer och betydelse för evolution & ekologi
Upptäck symbios — definition, typer och hur samliv mellan arter formar evolution och ekologi. Lär dig om mykorrhiza, tarmflora, mitokondrier och symbiosens roll i livets utveckling.
Symbios (pl. symbioser) betyder att leva tillsammans. Det beskriver nära och långsiktiga relationer mellan olika arter. Termen användes av Anton de Bary 1879 som "samliv mellan olikartade organismer".
En symbiot är en organism som lever i ett förhållande med en annan art där en eller båda får fördelar. När en art lever i en annan art, eller när en mikroskopisk symbionten lever i en värdcell, kallas den för endosymbionten.
Symbiosens betydelse är dess frekvens och dess evolutionära betydelse. Det verkar inte finnas några högre växter eller djur utan symbionter. Dessa symbionter är av stor betydelse för de större organismerna, som i de flesta fall inte skulle kunna leva som de gör utan sina symbionter. Mykorrhiza hos högre växter och tarmfloran hos insekter och ryggradsdjur är exempel på detta. Människan är inget undantag.
Dessutom är de flesta av dessa associationer mellan organismer inte bara från olika arter utan även från olika riken. Slutligen innehåller alla eukaryoters celler organeller som är ättlingar till symbiotiska relationer som började för minst en miljard år sedan. Mitokondrier och plastider är exempel på detta. Slutsatsen måste bli att symbiosen har haft stor betydelse för livets utveckling.
Typer av symbios
- Mutualism: Både partners gynnas. Exempel: mykorrhiza där svamp hjälper växter ta upp näringsämnen mot kolhydrater, eller rhizobier som fixerar kväve i baljväxters rötter.
- Kommensalism: En art gynnas medan den andra varken gynnas eller skadas, t.ex. epifyter som växer på träd utan att ta näring från dem.
- Parasitism: En art (parasiten) drar nytta av värden och skadar denne, t.ex. vissa nematoder, bandmaskar eller blodsugande insekter.
- Amensalism: En art skadas medan den andra är opåverkad, ofta genom utsöndring av gifter eller konkurrens om resurser.
- Endo- vs ektosymbios: Endosymbionter lever inuti värden (t.ex. intracellulara bakterier), medan ektosymbionter finns på värdens yta (t.ex. lavar där en alg ligger i en svamps väv).
- Obligat vs fakultativ: I obligata symbioser är partners beroende av varandra för överlevnad; i fakultativa kan de leva fristående.
Exempel och ekologiska roller
Symbioser finns i nästan alla miljöer och på många nivåer av biologisk organisation:
- Lavar (fungus + alger/cyanobakterier) är klassiska mutualistiska samarbeten som skapar nya livsmiljöer.
- Koraller och deras encelliga algsymbionter (zooxanthellae) driver korallrevets produktivitet.
- Husdjur och människor har omfattande tarmfloror som påverkar matsmältning, immunförsvar och även beteende.
- Växters samarbete med mykorrhizasvampar och kvävefixerande bakterier påverkar näringscykler och primärproduktion i ekosystem.
Betydelse för evolution
Symbios har varit avgörande i evolutionära skeenden. Den så kallade endosymbiosteorin förklarar hur mitokondrier och plastider uppstod genom att en eukaryot cell tog upp bakterier som sedan blev integrerade organeller—en process som förändrade cellernas bioenergetik och möjliggjorde komplex multicellularitet. På andra skalor driver symbiotiska relationer ko-evolution, där gensidiga anpassningar hos partners kan leda till specialisering och i vissa fall artsbildning.
Funktioner i ekosystem
Symbios påverkar ekosystemens struktur och funktion genom att:
- Reglera näringsflöden (t.ex. kvävefixering i marken).
- Öka motståndskraften mot stress (t.ex. mykorrhiza hjälper växter vid torkstress).
- Påverka artdiversitet genom att skapa nya nischer och möjligheter för samlevnad.
Hur studeras symbios?
Moderna metoder för att studera symbios inkluderar molekylärgenetik (sekvensering av mikrobiom), mikroskopi (för att se cellära interaktioner), experimentella manipulationer av partners i kontrollerade miljöer, och ekologiska fältstudier för att förstå konsekvenser i naturen. Kombinerade data från genetik, fysiologi och ekologi ger en helhetsbild av hur och varför symbioser uppstår och upprätthålls.
Sammanfattning: Symbios är ett brett begrepp som omfattar relationer från skadliga till livsviktiga samarbeten. Genom att påverka näringsflöden, värdprestation och evolutionär riktning är symbioser centrala för både organismernas biologi och ekosystemens funktion. Förståelsen av symbiotiska relationer är därför avgörande för ekologi, evolution och tillämpningar inom jordbruk, hälsa och bevarandebiologi.
Blind räka gräver en grotta, gobyfisk håller utkik
Definition
Definitionen av symbios har varit kontroversiell. Vissa anser att symbios endast bör avse bestående ömsesidiga relationer, medan andra anser att det bör gälla alla typer av långsiktiga biologiska interaktioner.
Efter 130 års debatt använder dagens läroböcker i biologi och ekologi numera den senare "de Bary-definitionen" eller en ännu bredare definition (där symbios innebär alla interaktioner mellan arter). Den restriktiva definitionen (där symbios endast innebär ömsesidighet) används inte längre.
Den bredaste definitionen omfattar parasitism (där en organism får hjälp och den andra skadas), mutualism (där båda organismerna får hjälp), kommensalism (där en organism får hjälp och den andra inte påverkas) och konkurrens (där båda organismerna skadas).
Nymfer av bladhoppare skyddade av en armé av köttmyror. Myrorna livnär sig på sekret från nymferna.
Typer av symbios
De olika formerna av symbios är bland annat:
Typ 1: Partnerna håller sina kroppar åtskilda
Symbiosen gynnar inte alltid båda parter. Detta är vad som kan hända:
- Parasitism, där sammanslutningen har nackdelar för en av de två. Den ena kan till och med förstöra eller döda den andra. (+ -)
- Mutualism, där sammanslutningen har fördelar för båda parter (+ +).
- kommensalism, där en medlem av sammanslutningen gynnas medan den andra inte påverkas (+ 0).
- konkurrens, där båda medlemmarna i föreningen slåss om mat eller andra behov. (- -)
Typ 2: Partnerna lever som en enda organism
Denna typ av symbios kallas endosymbios. Exempel på detta är:
- Rhizobia: kvävefixerande bakterier som lever i rotknölar på ärtväxter.
- Encelliga foramer som innehåller en encellig alg inuti cellen. Detta är "fakultativt", vilket innebär att de kan eller inte kan göra det. En mer långtgående version är idioplastisk endosymbios. Här förbrukar foramen algen, men håller dess kloroplaster i skick.
- Grönalger i marina polychaete-maskar.
- Encelliga alger inuti koraller som bygger rev.
- Bakterier i tarmarna på insekter och ryggradsdjur som smälter växtcellulosa. Dessa är "obligatoriska" symbionter, vilket innebär att värden måste ha dem.
- Lavar: svamp + alger eller bakterier.
- Mykorrhiza: svamphyfer och trädrötter.
Det är nästan säkert att detta hände för att bilda eukaryotcellen. Det är den typ av cell som alla djur och växter består av. Organellerna inne i cellen, till exempel mitokondrier och kloroplaster, innehåller en del DNA. Detta DNA är en rest av en en gång separat bakterie. Teorin är att den eukaryota cellen utvecklades genom sammansmältning av flera bakterie- eller arkéorganismer.
Dardanus pedunculatus Eremitkräfta med symbiotiska anemoner Calliactis sp. på skalet. Anemonerna ger skydd med sina stickande celler och får rörlighet från krabban.
Monotropa uniflora, en blommande växt som parasiterar på vissa svampar.
Rhizobia-bakterier i knölarna fixerar kväve.
Clownfisk i sin havsanemon
Tre typer av symbiotiska relationer: kommensalist (I), parasit (II) och mutualist (III).
Exempel på symbios
- Ett exempel på ömsesidig symbios är förhållandet mellan clownfiskar som lever bland tentaklerna på tropiska havsanemoner. Clownfisken skyddar anemonen från andra fiskar. Klonfiskens avfall som utsöndras ger viktiga näringsämnen, och de kan också öka sina värdars syreförråd på natten. Anemonens stickande tentakler skyddar anemonfisken från rovdjur. Ett speciellt slem på clownfisken skyddar den från de stickande tentaklerna.
- Ett annat exempel är gobyfisken, som ibland lever tillsammans med en räka. Räkan gräver och städar upp en grop i sanden där både räkan och grundelfisen bor. Räkan är nästan blind och är sårbar för rovdjur när den befinner sig ovan jord. När ett rovdjur närmar sig rör gobyn vid räkan med sin svans som en signal. När det händer drar sig både räkan och gobyn snabbt tillbaka in i hålan.
- En lav är en intim kombination av en svamp och en alg. Algen lever inuti svampen, som måste ha algen för att överleva. Algen kan däremot överleva på egen hand. Resultatet av föreningen är en platt, färgad lav som växer på stenar och andra ytor utomhus.
- Växtätare har tarmbakterier som hjälper dem att smälta växtmaterial. Växternas cellväggar består av cellulosa och nästan inget djur har utvecklat ett enzym för att smälta detta material. Därför är bakterierna nödvändiga, åtminstone för växtätare som äter blad.
- Vissa myrarter "odlar" bladlöss, skyddar dem från rovdjur och förflyttar dem från en födosökslokal till en annan. Myrorna äter den söta, klibbiga vätska som bladlöss utsöndrar efter att ha sugit växtsaft.
Frågor och svar
F: Vad är symbios?
S: Symbios är ett nära och långsiktigt förhållande mellan olika arter som lever tillsammans.
F: Vem myntade begreppet symbios?
S: Termen användes av Anton de Bary 1879.
F: Vad är en endosymbiont?
S: En endosymbiont är en organism som lever inuti en annan art, eller en mikroskopisk symbiont som lever inuti cellerna hos en värd.
Fråga: Hur viktiga är symbiotiska relationer för större organismer?
S: Symbiotiska relationer är av stor betydelse för större organismer, som i de flesta fall inte skulle kunna leva som de gör utan sina symbionter.
F: Är människan ett undantag när det gäller symbiotiska relationer?
Svar: Nej, människan är inget undantag när det gäller symbiotiska relationer.
F: Vilka är några exempel på dessa förbindelser mellan organismer från olika riken?
S: Mykorrhiza hos högre växter och tarmfloran hos insekter och ryggradsdjur är exempel på associationer mellan organismer från olika riken.
F: Hur viktig har symbiosen varit för livets utveckling?
S: Symbiosen har haft stor betydelse för livets utveckling, eftersom de flesta högre växter och djur har symbionter och cellerna i alla eukaryoter innehåller organeller som är ättlingar till gamla symbiotiska relationer.
Sök