Пример симбиоза: сепия Euprymna scolopes използва светлинен симбиотични бактерии Vibrio fischeri за отблъскване на хищници. Калмар е в състояние да коригира силата на светене (снимката от www.eurekalert.org място)

Симбиотичната система, или "супер-организъм" заета в йерархията биосистеми междинно положение между организми и екосистеми. Критичната роля във функционирането на симбиотични системи играе биохимичен intergatsii - фино разделяне на отделните фази на метаболизъм между компонентите на комплекса. Прогресивно симбиоза развитие може да доведе до още по intergatsii ниво геном, за появата на общи генетични системи за регулиране.

Отдавна са отминали дните, когато симбиозата - дълго съжителство несвързани организми полезни за най-малко един от тях - се счита за рядкост. Когато 70-те години на ХIХ век е установено, че лишеите са симбиотични комплекси от гъбички и водорасли, това е причинило значителни изненада. С течение на времето, научния свят е уморен да се чудя такива неща. Стана ясно, че симбиозата - не само много разпространено явление. Това е основната пътя на еволюцията, без които по-нататъшното развитие на живота на Земята, би било изключително трудно, ако не и невъзможно.

По принцип това може да се очаква. За да оцелеят и да оставите потомство, всяко живо същество трябва да се справя с много и различни проблеми. Трябва по някакъв начин да се измъкнем от околната среда, необходими вещества, и да синтезира липсва от материал под ръка; Трябва да се получи необходимата за химическата енергоемки и физични процеси енергия; имате нужда, в точното време, за да се отървете от отпадъците; намерят подходящи партньори за обмен на наследствен материал; да се грижи за поколението; за да се предпазят от хищници и така нататък - и всичко това в променливо, не винаги благоприятна външна среда. Изисквания за живот на всеки отделен орган, не само са много и разнообразни - често те все още са противоречиви. Не е възможно да се оптимизира сложната система от всички аспекти: да се постигне съвършенство в едно нещо, което трябва да пожертва друг. Ето защо, еволюция - вечният търсенето на компромис, а от това следва, неизбежните ограничения на възможностите на всеки отделен живо същество. Най-лесният и най-ефективният начин да се преодолее това ограничение - ". Специалисти в различни области" симбиоза, която е за сътрудничество

На симбиозата тя е създадена много важни aromorphoses (прогресивна трансформация), от които ние се споменава най-значимите - формирането на еукариотните (ядрени) клетки на основата, от която по-нататъшно развитие на всички висши форми на живот (животни, растения, гъби). Еукариотните клетки, образувани в резултат на няколко прокариотна симбиоза (неядрена) организми - бактерии и археи. На симбиозата базирани основните функционални блокове на съвременния биосферата. По този начин, възможността за висши растения - основните производители на органични вещества и кислород - ще бъде много ограничен без симбиоза с бактерии, способни трансфер атмосферен азот в растителна налична форма и някои гъбички (микориза), без съдействието на опрашители и гръбначни насекоми - разпространители семена , Растителноядни животни - основните потребители на органична материя, произведена от централи - не може ефективно да усвояват растителни храни без помощта на различни симбиотични бактерии и едноклетъчни еукариоти. Най-ярък и богат морски живот на екосистема от коралови рифове са невъзможни без симбиотични коралови полипи с едноклетъчни водорасли - zooxanthellae. Общности различни екзотични, архаични и екстремни местообитания (такива като земни и подводни горещи извори, добиви на метан и сероводород, сол лагуна, подпочвените води и др ..) са също много често са сложни симбиотични комплекси микроорганизми, които понякога също участват висока organgizmy ,

Повечето живи същества, които обитават планетата, всъщност, са "суперорганизъм" - сложни симбиотични комплекси. Въпреки лошата слава на фактите по биология все още е доминиран от стария "organizmotsentrichesky" подход. Ето защо, нови изследвания и обобщения, свързани с организацията, функционирането, разнообразието и екологична роля на симбиотични системи, които не губят своята актуалност.

1. Азот-определяне симбиоза - това сътрудничество на растения с микроорганизми, способни на превода атмосфера азот или заровени в почвата органичната материя в налична форма на растенията (амониеви, NH4 +). Основната част на биосферата азот, съдържаща се в атмосферата в химически инертен молекулна форма (N2). Възстановяване (фиксиране) на азота изисква огромно количество енергия. Това може само някои бактерии и архибактерии, че има специални ензими - азотсъдържаща. Допълнително усложнение е, че азотсъдържаща работи само при анаеробни (без кислород) условия. Всички по-високи (еукариотни) организми, включително растения - по дефиниция, аеробни и това може да е основната причина, че способността да се определи азот не се среща в висшите организми. Много азот и се намира в почвата на органичните вещества, но този азот е на разположение на растенията, защото те не са ензими храносмилателни необходими за разграждането на органична материя.

Азотни фиксиране симбиоза образуват представители на всички видове растения наземна alfaproteobakteriyami (Rhizobia), цианобактерии и актиномицети. Най-проучен бобови симбиоза с възлите бактерии - Rhizobia. Rhizobia живеещи в специализирани институции (нодули), доставка на амоняк растение, вместо получаване на целия комплекс от хранителни вещества, на първо място - въглехидрати, образувани по време на фотосинтезата. Между растенията и симбиотични бактериални компоненти на комплекса не е ефективна и гъвкава система за взаимно координация и регулиране. Например, специфични растителни ензими, които работят само в коленцата, "грижа", че концентрацията на кислород в централната част на бучката, която Rhizobia живея, толкова ниска, колкото е възможно (и има ли наистина са по-ниски, отколкото в атмосферата, при 5-6 порядъка) , Биохимични и генетични интеграция на комплекс симбиоза дори отива толкова далеч, че активността на някои растителни гени, регулирани от бактериални регулаторни протеини!

Възлите с азот за определяне бактерии се намират не само в бобови растения, но също така и в много други растения. В снимката - възли по корените на елша (с plant.geoman.ru място)

Важен екологична роля също играе симбиоза на различни растения с азот фиксиране цианобактерии. За разлика от Rhizobia, цианобактерии са способни на фотосинтезата, която опростява задачата по предоставяне на азотопоглъщащите симбионти необходимата енергия. Симбиотичната комплекс вода папрат Azolla и Anabaena цианобактерии е от голямо селскостопанско стойност: наемателите, насаждения от ориз тази папрат значително увеличава производителността на ориз. Не случайно в някои райони на Югоизточна Азия Azolla боготворя.

2. симбиоза autotrophs до heterotrophs - това организми за сътрудничество, които синтезират органични вещества от въглероден диоксид, като потребителите са готови органика. Ролята на първите акт фотосинтезиращи организми (растения, едноклетъчни еукариоти, цианобактерии) или бактерии hemosintetiki използване на СО2 за определяне на енергия от окисление на неорганични съединения (например, водороден сулфид, или метан). Във втория закон роля животните или гъбички. Широко разпространени симбиоза с гъби - микоризал гъби и лишеи. В случай на микоризал гъбична компонент получава от въглехидрати гостоприемник растителни (глюкоза, фруктоза), и се поема функцията на корените на косата (които на микоризал корените често са разработени) и в допълнение осигурява управляващото азотни съединения (амоняк и аминокиселини), които са гъби екстракти, разлагане органичните вещества в почвата. Лишеи понякога се наричат ​​"микоризал в обратна", тъй като тези комплекси симбиотични гъбички действа като "майстор" и fotositeziruyuschie организми (едноклетъчни водорасли или цианобактерии) - като "symbiont". Въпреки това, биохимична intergatsii система в лишеи и микориза в много отношения приличат. Най-голямото усъвършенстване на системата достига три лишеи, които включват, в допълнение към множеството на гъбичките, които са специализирани в фотосинтеза, зелени водорасли и цианобактерии специализирана в фиксиране на азот.

Симбиоза с autotrophs отваря големи възможности за много водни животни, особено заседнал (мешести, гъби, морски гъби, някои червеи и миди). Такива комплекси са симбиоза "супер-организъм", които съчетават функциите на растения и животни (ярък пример - корали). Autotrophs не само снабдена с множество органични получен чрез фото- или хемосинтеза, но в някои случаи, да помогне да се освободи от крайните продукти от азот метаболизъм (например, карбамид или пикочна киселина), които служат за симбионти ценен източник на азот.

Някои от последните открития в изследването на симбиотични системи: