Симбиотик как биологический термин¶
Симбиотик — организм, участвующий в симбиозе, то есть в длительном сосуществовании с представителями другого вида. В узком смысле под симбиотиком понимают партнёра, извлекающего выгоду из такого сожительства, тогда как в широком — любого участника симбиотических отношений независимо от характера взаимодействия. Термин употребляется в биологии, экологии, медицине и сельском хозяйстве.
¶Определение и место в системе понятий
Симбиоз — форма межвидовых отношений, при которой организмы живут совместно, получая взаимную или одностороннюю выгоду. Понятие введено в 1879 году немецким ботаником Генрихом Антоном де Бари. Симбиотик — это сторона симбиоза; в паре различают более крупного партнёра (хозяина) и более мелкого (симбионта). Часто симбиотиком называют именно микроскопического сожителя: бактерию, гриб, простейшее, водоросль.
В русскоязычной литературе термин нередко используется как синоним «симбионта», хотя строгая терминология разводит эти понятия лишь стилистически.
¶Типы симбиотических отношений
Характер взаимодействия определяет разновидности симбиоза:
| Тип | Характер отношений | Пример |
|---|---|---|
| Мутуализм | Выгода для обоих партнёров | Клубеньковые бактерии и бобовые |
| Комменсализм | Выгода одному, другому безразлично | Рыба-прилипала и акула |
| Паразитизм | Выгода одному, другому вред | Гриб-трутовик и дерево |
| Аменсализм | Вред одному без выгоды другому | Плесень и травянистые растения |
Мутуалистические симбиотики представляют наибольший интерес для науки, поскольку демонстрируют эволюционно устойчивые формы кооперации.
¶Симбиотики в растительном мире
Классический пример — клубеньковые бактерии рода Rhizobium, образующие симбиоз с бобовыми культурами: горохом, люцерной, клевером, соей. Бактерии проникают в корни, формируют клубеньки и фиксируют атмосферный азот, переводя его в доступные для растения соединения. Растение, в свою очередь, снабжает симбиотика продуктами фотосинтеза. Это явление лежит в основе сидерации — посева бобовых для обогащения почвы азотом.
Другой пример — микориза, сожительство грибов с корнями высших растений. Грибной симбиотик улучшает снабжение растения водой и минеральными веществами, особенно фосфором, а получает углеводы. Микоризу образуют большинство деревьев умеренной зоны: сосна, дуб, берёза, лиственница.
Лишайники представляют собой симбиоз гриба и водоросли либо цианобактерии. Грибной компонент обеспечивает каркас и защиту, фотосинтезирующий симбиотик поставляет органические вещества.
¶Симбиотики в организме человека
Микрофлора кишечника человека — совокупность сотен видов бактерий-симбиотиков. Они участвуют в переваривании пищи, синтезе витаминов группы B и K, защите от патогенов, формировании иммунного ответа. Нарушение состава микрофлоры связывают с расстройствами пищеварения и обмена веществ.
В желудке жвачных животных обитают целлюлозоразрушающие микроорганизмы, без которых переваривание растительных кормов невозможно. Аналогичные симбиотики населяют кишечник термитов, позволяя им усваивать древесину.
¶Симбиотики в сельском хозяйстве и биотехнологии
Практическое применение симбиотиков включает:
- бактериальные удобрения на основе азотфиксирующих микроорганизмов;
- биопрепараты для защиты растений от болезней;
- пробиотики — препараты живых симбиотических бактерий для животноводства и медицины;
- биоремедиацию загрязнённых почв с участием микроорганизмов-симбионтов растений.
¶Эволюционное значение
Симбиоз рассматривается как один из механизмов эволюции. Согласно теории симбиогенеза, предложенной в начале XX века русским ботаником Константином Мережковским и развитой американкой Линн Маргулис, митохондрии и хлоропласты клеток возникли из свободноживущих бактерий-симбиотиков, вошедших в состав древней клетки. Эта гипотеза получила подтверждение при изучении собственной ДНК митохондрий.
¶Терминологические уточнения
В научной литературе различают облигатный симбиоз, при котором партнёры не могут существовать отдельно, и факультативный, допускающий самостоятельную жизнь. Симбиотик может быть эктосимбионтом (обитает на поверхности) или эндосимбионтом (внутри тканей хозяина). В медицине термин иногда используют расширительно, обозначая любые микроорганизмы, сосуществующие с человеком без вреда.
Понятие «симбиотик» остаётся базовым для экологии, микробиологии и эволюционной биологии, а изучение конкретных симбиотических систем — одно из активно развивающихся направлений современной науки.
Источники: учебники по общей биологии и экологии, работы К. С. Мережковского, Л. Маргулис, материалы по микробиологии и почвоведению.