Трофический мутуализм - ключевой тип экологического мутуализма . В частности, «трофический мутуализм» относится к передаче энергии и питательных веществ между двумя видами . Это также иногда называют мутуализмом между ресурсами. Трофический мутуализм часто встречается между автотрофом и гетеротрофом . [1] Хотя существует множество примеров трофических мутуализмов, гетеротрофом обычно является гриб или бактерия. Этот мутуализм может быть как обязательным, так и оппортунистическим.
Примеры [ править ]
- Ризобии - Ризобии - это бактерии, которые проводят азотфиксацию бобовых растений. В частности, эти бактерии могут происходить из родов Allorhizobium, Azorhizobium, Bradyrhizobium, Mesorhizobium, Rhizobium или Sinorhizobium . [2] В этих мутуалистических отношениях бактерии растут на корневых волосках или внутри них и проникают в ткани растений. [3] Хотя точные способы взаимодействия между ризобиями и растением варьируются в зависимости от рода и вида, все формы этого взаимодействия создаются рост инфекции бактерий, колонизация бактерий, контроль O 2 и обмен углерода и азота . [2]Роль, которую ризобии играют в связывании азота с бобовыми, является основанием для использования бобовых в севообороте . [4]
- Микоризы - микоризы похожи на ризобии в том, что они взаимодействуют с корнями растений. В то время как ризобии - это бактерии, фиксирующие азот, микоризы - это грибы, которые приносят растениям питательные вещества в обмен на углерод. Микоризы также способны улучшать поглощение воды и общаться со своими хозяевами, чтобы противостоять патогенам . [5] Существует три основных типа микоризы:
- Арбускула: встречается в недревесных и тропических растениях.
- Эктомикориза: встречается в бореальных и умеренных лесах.
- Эрикоид: встречается среди видов вересковых пустошей. [3]
- Пищеварительные симбиоты. Пищеварительные симбиоты - пример важного трофического мутуализма, который не встречается между автотрофом и гетеротрофом. Бактерии , известные как «внеклеточные симбионты» [3] живут в пределах желудочно - кишечного тракта от позвоночных , где они помогают в переваривании пищи. Бактерии извлекают субстраты из съеденной пищи, в то время как усвояемость животного увеличивается за счет способности переваривать определенные продукты, которые его естественная система не может. (книга) Кроме того, эти бактерии создают жирные кислоты с короткой цепью.(SCFA), обеспечивая позвоночных энергией, составляющей от 29% до 79% поддерживающей энергии позвоночного в зависимости от вида. [6]
История исследований [ править ]
Экологи впервые начали понимать трофический мутуализм в середине 20-го века, изучая изобилие и распределение питательных веществ. Один из первых трофических мутуализмов был обнаружен в 1958 году профессором Леонардом Мускатином из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе - связь между эндозойскими водорослями и кораллами. [7] В этой связи водоросли обеспечивают коралл источником углерода для развития его скелета из CaCO 3, а коралл выделяет защитную слизь, богатую питательными веществами, которая приносит пользу водорослям. Возможно, одно из самых известных открытий, сделанных Маскатином в области трофического мутуализма, произошло примерно 10 лет спустя в другой водной системе - взаимоотношениях между водорослями и водной гидрой. [8] Эта работа сыграла важную роль в установлении мутуалистических отношений как в водной, так и в наземной среде.
Возможно, наиболее широко известным примером трофического мутуализма было открытие муравья-листореза, который участвует в трофическом мутуализме с грибами. [9] Эти муравьи выращивают определенные виды грибов, снабжая их листьями и другими питательными веществами. В свою очередь, муравьи питаются особым питательным веществом, которое создается только грибком, который они выращивают. Этот трофический мутуализм подробно изучался в 1970-х годах и позже.
См. Также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Одум, Юджин. Основы экологии. 3-е изд. Филадельфия: WB Saunders Company, 1971.
- ^ a b Весси, К. Дж., К. Павловски и Б. Бергман, Корневые N2-фиксирующие симбиозы: бобовые, актиноризные растения, Parasponiasp. и саговники. Plant and Soil 2005. 266 (1-2): с. 205-230.
- ^ a b c Townsend, CR, M. Begon и JL Harper, Essentials Of Ecology Third Edition 2008, Malden, MA: Backwell Publishing
- ^ Сайто К., Б. Линквист и Б. Кеобуалафа, Stylosanthes guianensis как краткосрочная паровая культура для повышения урожайности риса на возвышенностях в северном Лаосе. Field Crops Research 2006. 96 (2/3): p. 438-447.
- ^ Дуглас Х. Баучер, Сэм Джеймс и Кэтлин Х. Киллер Ежегодный обзор экологии и систематики, Vol. 13, (1982), стр. 315–347.
- ^ Стивенс, CE и ID Хьюм, Вклад микробов в желудочно-кишечном тракте позвоночных в производство и сохранение питательных веществ. Physiological Reviews, 1998. 72 (2): p. 383-427.
- ^ Hoegh-Гульдберг, О.,др., Лен Маскетайн (1932-2007) и его вклад в понимание водорослевого-беспозвоночного эндосимбиоз. Коралловые рифы, 2007. 26 (4): стр. 731–739.
- ^ Мускатин, Леонард и Говард Ленхофф. «Симбиоз: о роли симбиотических водорослей с гидрой». Наука 142 (19681): 956-58.e
- ^ Вебер, Нил А. 1972. Муравьи-садоводы аттины. Американское философское общество. Филадельфия