Комменсализм

Квартиранство

Комменсали́зм (лат. com — вместе, mensa — трапеза) — это форма биологического взаимодействия (симбиоза) между двумя различными видами организмов, при которой один из них (комменсал) получает выгоду, а другой (хозяин) не испытывает ни вреда, ни пользы. Этот тип взаимодействия часто описывается формулой «+0», где «+» обозначает пользу для комменсала, а «0» — нейтральное воздействие на хозяина. В случае комменсализма организм-хозяин обычно остаётся практически без изменений, в то время как организм-комменсал может значительно эволюционировать, чтобы эффективно использовать ресурсы своего хозяина.

Термин «комменсализм» введён в 1876 году бельгийским натуралистом Пьером-Жозефом ван Бенеденом, который изучал взаимодействия падальщиков с хищниками. Бенеден выделил комменсализм как промежуточную форму между нейтрализмом (отсутствие взаимного влияния) и мутуализмом (взаимовыгодные отношения).

Комменсализм демонстрирует, как виды адаптируются к окружающей среде, используя ресурсы других организмов без нарушения их жизнедеятельности. Однако в ряде случаев комменсализм может эволюционировать в паразитизм или мутуализм, что подчёркивает его динамическую природу.

Типы комменсализма

Нахлебничество, квартирантство, форезия и метабиоз — формы межвидовых отношений, при которых один вид (комменсал) получает выгоду, не нанося при этом вреда другому виду (хозяину).

Нахлебничество

Нахлебничество представляет собой форму комменсализма, при которой один вид получает пищу за счёт другого, не причиняя последнему вреда. Оба вида в этом случае сохраняют свою независимость и свободу в плане питания. В природе можно наблюдать нахлебничество, когда гиены следуют за львами и питаются остатками их добычи. Гиены получают пищу без каких-либо усилий, а львы не испытывают никакого ущерба от этого.

Квартирантство

Квартирантство (сожительство) — это форма взаимодействия, при которой один вид использует тело или постройки другого вида в качестве временного или постоянного места обитания. В отличие от паразитизма, при сожительстве сожитель (комменсал) не наносит вреда хозяину, и их пищевая зависимость не является обязательной.

Существует два типа сожительства: инквилинизм и эпибиоз:

• Инквилинизм (энтойкия) описывает ситуацию, когда один вид использует другой вид в качестве своего жилища, не причиняя ему при этом какого-либо ущерба. Классический пример инквилинизма можно наблюдать, когда птицы занимают дупла деревьев, которые были созданы дятлами для постройки гнёзд.
• Эпибиоз (эпиойкия) происходит, когда один организм живёт на поверхности другого, не оказывая на него негативного воздействия. Например, морские анемоны часто поселяются на раковинах моллюсков, не причиняя им вреда.

Метабиоз

Рак отшельник

Метабиоз представляет собой особый тип взаимоотношений между организмами, при котором один из них создаёт или изменяет среду обитания таким образом, что это становится благоприятным для другого организма. Этот феномен часто используется в экологии для описания ситуаций, когда один вид непреднамеренно создаёт условия, способствующие выживанию или развитию другого вида.

Одним из ярких примеров метабиоза является взаимодействие между раками-отшельниками и моллюсками. Раки-отшельники не способны самостоятельно создавать раковины для защиты своего мягкого брюшка, поэтому они используют раковины моллюсков, которые остаются после их смерти. Эти раковины служат ракам-отшельникам надёжным укрытием от хищников и других угроз. Таким образом, моллюски непреднамеренно создают благоприятные условия для других организмов, предоставляя им место для обитания.

Форезия

Форезия представляет собой симбиоз, при котором один организм использует другой в качестве средства передвижения. Одним из примеров форезии являются копрофильные клещи, которые перемещаются на жуках, используя их в качестве транспортного средства. Другим примером является поведение личинок жуков-нарывников, которые прикрепляются к пчёлам, что позволяет им распространяться на новые территории.

Форетические растения — это растения, которые распространяют свои семена с помощью животных или других переносчиков. Этот метод распространения семян называется зоохорией. Существует несколько способов, при которых растения могут использовать животных для перемещения своих семян:

1. Эпизоохория. Семена или плоды прикрепляются к внешней поверхности животных, например, к шерсти, перьям или копытам. Это может происходить благодаря крючкам, шипам или липким веществам на поверхности семян.
2. Эндозоохория. Животные поедают плоды растений, а семена проходят через их пищеварительную систему и выделяются с экскрементами в другом месте. Этот метод часто используется растениями с сочными плодами, которые привлекают птиц и млекопитающих.
3. Синаптозоохория. Семена переносятся животными, которые собирают и хранят их в своих укрытиях или норах. Некоторые животные, такие как белки или сойки, могут забывать о некоторых своих запасах, что позволяет семенам прорасти.
4. Дисзоохория. Животные активно переносят семена, например, муравьи, которые могут переносить семена в свои муравейники.

Эти механизмы помогают растениям расширять свой ареал и колонизировать новые территории, что способствует их выживанию и размножению.

Неоднозначные случаи комменсализма

Некоторые межвидовые взаимоотношения сложно однозначно интерпретировать как комменсализм.

В ходе исследования было установлено, что Candida albicans, обитающий в кишечнике млекопитающих, способен переходить из состояния комменсализма в патогенное под воздействием фактора транскрипции Wor1. Экспрессия этого белка обеспечивает поддержание комменсальной формы гриба и его адаптационные механизмы, необходимые для выживания в желудочно-кишечном тракте. В отсутствие Wor1 гриб быстро погибает. Переключение от белого к тёмному фенотипу (GUT), вызванное действием Wor1, позволяет грибам адаптироваться к специфическим условиям кишечника.

Кишечная палочка Escherichia coli (E. coli) является частью нормальной микрофлоры кишечника человека и обычно не вызывает заболеваний, находясь в состоянии комменсализма. Однако при проникновении в органы или полости тела E. coli может вызывать воспалительные процессы, переходя в патогенное состояние. Также при дисбактериозе, когда нарушается баланс микрофлоры кишечника, вирулентность E. coli может возрастать, что приводит к развитию инфекций. Причины изменения характера взаимоотношений между E. coli и организмом хозяина часто носят эндогенный характер, то есть связаны с изменениями в организме хозяина, такими как ослабление иммунной системы, гормональные нарушения или дисбаланс микрофлоры. Эти изменения могут способствовать развитию патогенных свойств у комменсальных микроорганизмов.

Значение комменсализма

Комменсализм — это форма межвидовых отношений, когда один вид (комменсал) получает выгоду, не причиняя вреда другому (хозяину). Этот тип отношений важен для экосистем и имеет несколько ключевых аспектов:

• Поддержание разнообразия видов. Комменсализм способствует увеличению разнообразия видов, поскольку он позволяет видам использовать ресурсы, которые в противном случае были бы недоступны. Например, эпифиты, растущие на других растениях, могут использовать их в качестве опоры, не причиняя вреда. Это позволяет эпифитам занимать новые экологические ниши и увеличивает общее разнообразие видов в экосистеме.

• Увеличение численности видов. Комменсализм может способствовать увеличению численности определённых видов, предоставляя им дополнительные источники пищи или убежища. Например, гиены, питающиеся остатками добычи львов, могут увеличивать свою численность за счёт доступности пищи без необходимости охотиться самостоятельно.

• Эволюция новых адаптаций. Комменсальные отношения могут стимулировать эволюцию новых адаптационных механизмов. Виды, участвующие в таких отношениях, могут развивать специализированные приспособления для использования ресурсов хозяина. Например, бактерии, обитающие в кишечнике человека, могут развивать механизмы для более эффективного использования питательных веществ.

• Стабилизация экосистем. Комменсализм способствует стабилизации экосистем, поскольку он помогает поддерживать баланс между различными видами. Например, комменсалы могут способствовать разложению органического материала, что способствует цикличности питательных веществ в экосистеме.

• Распространение видов. Форезия, как форма комменсализма, позволяет видам распространяться на большие расстояния, используя другие организмы в качестве транспорта. Это особенно важно для видов, обитающих в эфемерных или изолированных средах.

• Взаимопомощь и симбиоз. Хотя комменсализм предполагает одностороннюю выгоду, в некоторых случаях взаимоотношения могут эволюционировать в симбиоз, где оба вида извлекают выгоду. Например, кишечные бактерии могут синтезировать витамины, полезные для хозяина, что делает такие отношения взаимовыгодными.