Мутуалізм і симбіоз

Не всі взаємодії між видами є антагоністичними; багато організмів залежать від партнерства, в якому обидва отримують вигоду, від запилення та розповсюдження насіння до інтимних симбіозів, що сформували еукаріотичну клітину.

Definition

Мутуалізм і симбіоз — це міжвидові взаємодії, часто довготривалі та інтимні, в яких види обмінюються вигодами; симбіоз позначає тісний фізичний зв'язок, а мутуалізм — взаємну вигоду.

Scope

Ця тема охоплює позитивні та інтимні взаємодії між видами: мутуалізми, в яких обидва партнери отримують вигоду, спектр симбіозів від мутуалізму через коменсалізм до паразитизму, а також екологію запилення, розповсюдження насіння, мікоризи, азотфіксуючих асоціацій та мікробіоти кишківника. Вона розглядає витрати та вигоди, що визначають, чи залишаються взаємодії кооперативними, проблему шахрайства та роль мутуалізму у структурі спільнот.

Core questions

• Як мутуалістичні партнерства забезпечують взаємні вигоди?
• Що відрізняє мутуалізм, коменсалізм і паразитизм?
• Як мутуалізми стабілізуються проти шахрайства?
• Як мутуалізми, такі як запилення та мікориза, формують спільноти?

Key theories

Витрати, вигоди та континуум мутуалізм-паразитизм

Мутуалізми зберігаються, коли вигоди, які отримує кожен партнер, перевищують витрати на надання послуг, і та сама асоціація може зміщуватися вздовж континууму до паразитизму, оскільки баланс витрат і вигод змінюється залежно від контексту.

Стабільність і проблема шахрайства

Оскільки експлуатація партнера без взаємності може бути вигідною, мутуалізми вимагають таких механізмів, як вибір партнера, санкції та просторова структура, щоб обмежувати шахраїв і залишатися еволюційно стабільними.

Mechanisms

У мутуалізмі кожен партнер надає послугу — поживні речовини, транспорт, захист або середовище існування — яка приносить користь іншому, і чиста вигода залежить від різниці між отриманою цінністю та витраченими ресурсами. Відбір сприяє партнерам, які максимізують власну віддачу, створюючи напругу, яку можна вирішити за допомогою механізмів, що винагороджують співпрацю та карають за шахрайство, наприклад, шляхом пріоритетного розподілу ресурсів ефективним партнерам. Багато мутуалізмів є облігатними, коли кожен партнер не може існувати без іншого, тоді як інші є факультативними та залежними від контексту.

Clinical relevance

Екологія мутуалізму лежить в основі збереження запилювачів та послуг запилення, управління мікоризними та азотфіксуючими симбіозами в сільському господарстві та розуміння взаємозв'язків між господарем і мікробіомом. Це освітній контекст, а не припис щодо управління.

History

Де Барі ввів термін симбіоз у 1879 році. Дослідження Янцена щодо мутуалізму мурашок-акацій у 1960-х роках та ендосимбіотична теорія Маргуліс про походження органел змінили погляди на співпрацю, а Бронштейн та інші розробили сучасну вартісно-вигідну та еволюційну основу для мутуалізму з 1990-х років.

Key figures

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

Seminal works

• begon2006
• bronstein2015
• bronstein1994

Frequently asked questions

Яка різниця між симбіозом і мутуалізмом?

Симбіоз стосується тісного, часто довготривалого фізичного зв'язку між видами, який може бути мутуалістичним, коменсальним або паразитичним, тоді як мутуалізм конкретно позначає взаємодію, в якій обидва партнери отримують вигоду.

Чому мутуалізми не руйнуються через шахрайство?

Такі механізми, як вибір надійних партнерів, відмова у винагороді тим, хто не співпрацює, та просторова структуризація взаємодій обмежують успіх шахраїв, зберігаючи мутуалізми стабільними протягом еволюційного часу.