Мутуализъм и симбиоза

Не всички взаимодействия между видовете са антагонистични; много организми зависят от партньорства, при които и двете страни извличат полза – от опрашването и разпространението на семена до интимните симбиози, които са изградили еукариотната клетка.

Definition

Мутуализмът и симбиозата са междувидови взаимодействия, често дългосрочни и интимни, при които видовете си разменят ползи; симбиозата означава тясна физическа асоциация, а мутуализмът – взаимна полза.

Scope

Тази тема обхваща положителните и интимни взаимодействия между видовете: мутуализми, при които и двата партньора печелят, спектъра на симбиозите от мутуализъм през коменсализъм до паразитизъм, както и екологията на опрашването, разпространението на семена, микоризите, азотфиксиращите асоциации и чревната микробиота. Тя разглежда разходите и ползите, които определят дали взаимодействията остават кооперативни, проблема с измамата и ролята на мутуализма в структурата на общността.

Core questions

• Как мутуалистичните партньорства осигуряват взаимни ползи?
• Какво отличава мутуализма, коменсализма и паразитизма?
• Как мутуализмите се стабилизират срещу измама?
• Как мутуализмите като опрашването и микоризите оформят общностите?

Key theories

Разходи, ползи и континуумът мутуализъм-паразитизъм

Мутуализмите се запазват, когато ползите, които всеки партньор получава, надвишават разходите за предоставяне на услуги, а едно и също взаимодействие може да се измести по континуум към паразитизъм, тъй като балансът на разходите и ползите се променя в зависимост от контекста.

Стабилност и проблемът с измамата

Тъй като експлоатирането на партньор без реципрочност може да бъде изгодно, мутуализмите изискват механизми като избор на партньор, санкции и пространствена структура, за да ограничат измамниците и да останат еволюционно стабилни.

Mechanisms

При мутуализма всеки партньор предоставя услуга – хранителни вещества, транспорт, защита или местообитание – която е от полза за другия, а нетната полза зависи от разликата между получената стойност и изразходваните ресурси. Селекцията благоприятства партньори, които максимизират собствената си възвръщаемост, създавайки напрежение, което може да бъде разрешено чрез механизми, които възнаграждават сътрудничеството и наказват измамата, като например преференциално разпределяне на ресурси към ефективни партньори. Много мутуализми са облигатни, като всеки партньор не може да съществува без другия, докато други са факултативни и зависят от контекста.

Clinical relevance

Екологията на мутуализма е в основата на опазването на опрашителите и услугите по опрашване, управлението на микоризни и азотфиксиращи симбиози в селското стопанство и разбирането на взаимоотношенията между гостоприемника и микробиома. Това е образователен контекст, а не предписание за управление.

History

Де Бари въвежда термина симбиоза през 1879 г. Изследванията на Янцен върху мутуализма между мравки и акации през 60-те години на миналия век и ендосимбиотичната теория на Маргулис за произхода на органелите променят възгледите за сътрудничеството, а Бронщайн и други изграждат модерна рамка за мутуализма, основана на разходите и ползите, от 90-те години на миналия век.

Key figures

• Anton de Bary
• Lynn Margulis
• Judith Bronstein
• Daniel Janzen

Seminal works

• begon2006
• bronstein2015
• bronstein1994

Frequently asked questions

Каква е разликата между симбиоза и мутуализъм?

Симбиозата се отнася до тясна, често дългосрочна физическа асоциация между видове, която може да бъде мутуалистична, коменсална или паразитна, докато мутуализмът конкретно означава взаимодействие, при което и двата партньора извличат полза.

Защо мутуализмите не се сриват от измама?

Механизми като избор на надеждни партньори, отказване на възнаграждения от несътрудничещи си страни и пространствено структуриране на взаимодействията ограничават успеха на измамниците, поддържайки мутуализмите стабилни през еволюционното време.