Simbioz nima

Masxaraboz baliq va dengiz aktiniyasi — mutualistik simbiozda birga yashovchi organizmlar

Simbioz (yunoncha συμ-βίωσις — «birgalikda yashash», συμ- — birgalikda + βίος — hayot) — turli biologik turlarga mansub tirik organizmlarning bir-biri bilan yaqin hamjamiyatda yashashidir. Bunday hamjamiyat ikki tur o‘rtasidagi munosabatlarning xususiyatiga va bu munosabatlar foydali yoki zararli ekaniga qarab turli shakllarda namoyon bo‘lishi mumkin.

Ushbu atamani fanga kiritgan olim sifatida Genrix de Bari ko‘rsatiladi; u bu atamani 1879-yilda ishlatgan. Biroq boshqa mualliflar ushbu atamani undan ikki yil avval qo‘llagan Albert Frankni birinchi deb hisoblaydi. De Bari «simbioz» atamasini eng keng ma’noda ishlatgan, ammo ko‘p o‘tmay simbioz mutualizmning sinonimiga aylangan. XX asrning ikkinchi yarmidan boshlab atama dastlabki, keng ma’nosida yana qo‘llanila boshlagan.

Simbiont — simbiozda ishtirok etuvchi organizm.

Tabiatda o‘zaro manfaatli simbiozning ko‘plab namunalari uchraydi (mutualizm). Bunga oshqozon va ichakdagi bakteriyalardan tortib (ularsiz ovqat hazm qilish imkonsiz bo‘lar edi), o‘simliklargacha (masalan, ayrim orxideyalarning gulchangini faqat muayyan bir turdagi hasharotlar tarqata oladi) misol bo‘ladi. Bunday munosabatlar har ikki hamkorning omon qolish imkoniyatini oshirganida muvaffaqiyatli bo‘ladi. Simbioz davomida bajariladigan harakatlar yoki ishlab chiqariladigan moddalar hamkorlar uchun muhim va o‘rnini bosib bo‘lmaydigan ahamiyatga ega. Umumiy ma’noda bunday simbioz o‘zaro ta’sirlashuv bilan qo‘shilib ketish o‘rtasidagi oraliq bosqichdir.

Har ikki tomon uchun manfaatli va majburiy bo‘lgan simbioz turi — mutualizm. Kommensalizm deb bir simbiontga foyda keltiradigan, ikkinchisiga esa na foyda, na zarar yetkazadigan munosabatlarga, amensalizm deb esa bir simbiontga zararli, ikkinchisi uchun betaraf bo‘lgan munosabatlarga aytiladi. Kooperatsiya — majburiy bo‘lmagan o‘zaro manfaatli munosabatdir. Bir organizm (parazit) boshqa organizmdan (xo‘jayin) oziq manbai va/yoki yashash muhiti sifatida foydalanadigan simbioz shakli — parazitizm.

Simbiozning turlaridan biri — endosimbioz (qarang: simbiogenez) bo‘lib, bunda hamkorlardan biri boshqasining hujayrasi ichida yashaydi.

Simbiozni o‘rganuvchi fan — simbiologiya. O‘zaro yordam (jumladan, simbioz) haqidagi ta’limot asoslarini XIX asrning ikkinchi yarmida bir-biridan mustaqil ravishda rossiyalik tabiatshunoslar P. A. Kropotkin va K. F. Kessler hamda «simbioz» va «mutualizm» atamalarini taklif etgan nemis olimi Genrix Anton de Bari yaratgan.

Simbioz va antibioz

Ilgari simbioz deganda o‘zaro manfaatli hamkorlik tushunilgan. Hozirgi vaqtda simbioz — kamida bitta organizm o‘zi uchun foyda oladigan organizmlar o‘rtasidagi munosabatlarning barcha turlarini (+/+; +/0; +/-) anglatadi[manba 1437 kundan beri ko‘rsatilmagan].

Agar antibioz yuz bersa, bir organizm o‘zi hech qanday foyda olmasdan boshqasining imkoniyatlarini cheklaydi.

Mutualizm

Murena Muraena augusti Lysmata grabhami qisqichbaqasining o‘z tishlarini tozalashiga imkon beradi

Mutualizm — keng tarqalgan o‘zaro manfaatli birga yashash shakli bo‘lib, unda har bir hamkorning mavjudligi ikkinchisi yashashi uchun zarur shartga aylanadi. Simbioz kengroq tushuncha bo‘lib, turli biologik turlarning birga yashashini anglatadi. Biroq mutualizmdan farqli ravishda, simbioz hamkorlardan biri uchun foydasiz yoki hatto zararli bo‘lishi ham mumkin, masalan, parazitizmda.

Mutualistik munosabatga kirishgan organizm oladigan foyda turlicha bo‘lishi mumkin. Ko‘pincha hamkorlardan kamida biri boshqasidan oziq manbai sifatida foydalanadi, ikkinchisi esa dushmanlardan himoya yoki o‘sish va ko‘payish uchun qulay sharoitga ega bo‘ladi. Boshqa hollarda oziq oladigan tur hamkorini parazitlardan tozalaydi, o‘simliklarni changlatadi yoki urug‘larini tarqatadi. Mutualistik juftlikning har bir a’zosi o‘z manfaatini ko‘zlaydi; foydali munosabat esa olinadigan naf uni saqlab turish uchun ketadigan xarajatlardan ustun bo‘lgani uchungina yuzaga keladi.

O‘zaro manfaatli aloqalar xulq-atvor reaksiyalari asosida shakllanishi mumkin. Masalan, qushlar oziqlanish jarayonida urug‘larni ham tarqatadi. Ba’zan mutualist turlar jismonan juda yaqin aloqaga kirishadi, xususan, zamburug‘lar va o‘simliklar o‘rtasida mikoriza (zamburug‘li ildiz) hosil bo‘lganda.

Mutualizmda turlarning yaqin aloqasi ularning birgalikdagi evolyutsiyasiga sabab bo‘ladi. Gulli o‘simliklar va ularni changlatuvchi organizmlarda shakllangan o‘zaro moslashuvlar bunga yaqqol misoldir. Mutualist turlar ko‘pincha birgalikda yangi hududlarga tarqaladi.

Obligat simbioz

Bunday simbiozda ikki turdan hech biri boshqasisiz yashay olmaydi. Masalan, tropik o‘simliklarning Triplaris[ingl.] turkumi obligat simbioz munosabatida Pseudomyrmex triplarinus[ingl.] chumolilari bilan yashaydi. Garvard universiteti biologi Jozef Bekvertning ma’lumotiga ko‘ra:

Xo‘jayin o‘simlikning biror qismi salgina bezovta qilinsa, juda ko‘p [chumolilar] pana joylaridan yugurib chiqib, daraxt tanasi, shoxlari va barglarini jon-jahdi bilan tekshira boshlaydi. Ishchi chumolilarning bir qismi daraxt tagida yer bo‘ylab yuguradi va hayvon bo‘ladimi yoki odam — har qanday tajovuzkorga hujum qiladi.

Kommensalizm

Kommensal turlar o‘rtasidagi munosabatlarning xususiyatiga qarab kommensalizmning uch turi ajratiladi:

  • kommensal boshqa tur organizmining oziq qoldiqlaridan foydalanadi (masalan, sirtlonlar sherlar, gepardlar va boshqa yirtqichlarning oziq qoldiqlarini yeydi);
  • kommensal boshqa tur organizmiga yopishib oladi va u uning «xo‘jayini»ga aylanadi (masalan, yopishqoq baliq so‘rg‘ichga aylangan suzgichi bilan akulalar va boshqa yirik baliqlar terisiga yopishib, ular yordamida harakatlanadi);
  • kommensal xo‘jayinining ichki a’zolarida yashaydi (masalan, ayrim xivchinlilar sutemizuvchilarning ichagida yashaydi).

Kommensalizmga azotning o‘simliklar o‘zlashtira oladigan birikmalari kam, biroq kaliy va fosfor birikmalari ko‘p bo‘lgan tuproqlarda birga o‘suvchi dukkakli (masalan, sebarga) va boshoqli o‘simliklarni misol qilish mumkin. Bunda boshoqli o‘simlik dukkaklini siqib chiqarmasa, dukkakli o‘simlik unga qo‘shimcha miqdorda o‘zlashtiriladigan azot yetkazib beradi. Ammo bunday munosabatlar tuproqda azot kam bo‘lib, boshoqli o‘simliklar juda ko‘p o‘sib keta olmaydigan davrdagina davom etadi. Agar dukkakli o‘simliklar o‘sishi va azotni bog‘lovchi tuganak bakteriyalarning faoliyati natijasida tuproqda o‘simliklar o‘zlashtira oladigan azot birikmalari yetarli miqdorda to‘plansa, munosabatlarning bu turi raqobat bilan almashadi. Odatda buning natijasida raqobatbardoshligi pastroq dukkakli o‘simliklar fitotsenozdan to‘liq yoki qisman siqib chiqariladi.

Kommensalizmning yana bir ko‘rinishi — «enaga» o‘simlikning boshqa o‘simlikka bir tomonlama yordami. Masalan, qayin yoki qandag‘och qoraqarag‘ay uchun «enaga» vazifasini bajarishi mumkin: ular yosh qoraqarag‘aylarni to‘g‘ridan-to‘g‘ri quyosh nurlaridan himoya qiladi, chunki ochiq joyda qoraqarag‘ay o‘sa olmaydi. Shuningdek, yosh nihollarning sovuq ta’sirida tuproqdan siqib chiqarilishining oldini oladi. Bunday munosabat faqat yosh qoraqarag‘aylarga xos. Odatda qoraqarag‘ay ma’lum yoshga yetgach, kuchli raqobatchiga aylanib, o‘z «enaga»larini siqib chiqaradi.

Labguldoshlar va murakkabguldoshlar oilalariga mansub butalar hamda Janubiy Amerika kaktuslari o‘rtasida ham shunday munosabat kuzatiladi. Maxsus fotosintez (CAM-fotosintez) turiga ega bo‘lgan yosh kaktuslarda fotosintez kunduzi og‘izchalari yopiq holda kechadi. Shu sababli ular juda qizib ketadi va to‘g‘ridan-to‘g‘ri quyosh nuridan aziyat chekadi. Shuning uchun ular faqat qurg‘oqchilikka chidamli butalar himoyasidagi soyada rivojlana oladi.

Bir turga foyda keltiradigan, boshqasiga esa na foyda, na zarar yetkazadigan simbiozning ko‘plab misollari ham bor. Masalan, inson ichagida ko‘plab bakteriya turlari yashaydi va ularning mavjudligi insonga zarar yetkazmaydi. Xuddi shuningdek, epifitlar deb ataladigan o‘simliklar (masalan, falenopsis turkumi) daraxtlarning shoxlarida yashaydi, ammo ulardan oziq moddalar olmaydi.

Kommensalizm — ikki xil turga mansub tirik organizmlarning birga yashash usuli bo‘lib, unda bir populyatsiya munosabatdan foyda ko‘radi, ikkinchisi esa na foyda, na zarar oladi (masalan, oddiy kumushbaliq hasharoti va inson).

Simbioz va evolyutsiya

Eukariot hujayralarda yadrodan tashqari, bir-biridan ajralgan ko‘plab ichki tuzilmalar ham mavjud. Ular organoidlar deb ataladi. Organoidlarning bir turi — mitoxondriyalar energiya ishlab chiqaradi, shu sababli ular hujayraning energiya stansiyalari hisoblanadi. Mitoxondriyalar ham yadro kabi ikki qavatli membrana bilan o‘ralgan va DNKga ega. Shu asosda eukariot hujayralar simbioz natijasida paydo bo‘lgan degan nazariya ilgari surilgan. Evolyutsiyaning endosimbiotik nazariyasiga ko‘ra, hujayralardagi ikki membranali organoidlar va yadro qadimgi prokariot hujayralarning aerob bakteriyalarni yutib olishi natijasida shakllangan.

Bu nazariya mitoxondriyalar va xloroplastlar kabi organoidlarda nima uchun ikkita membrana borligini oson tushuntiradi. Ichki membrana yutib olingan hujayraning membranasidan kelib chiqqan, tashqi membrana esa begona hujayrani o‘rab olgan xo‘jayin hujayra membranasining bir qismidir. Mitoxondrial DNKning mavjudligi ham tushunarli: bu yutib olingan bakteriya DNKsining saqlanib qolgan qoldiqlaridir. Demak, eukariot hujayraning ko‘plab organoidlari dastlab alohida organizmlar bo‘lgan va taxminan bir milliard yil avval yangi turdagi hujayralarni yaratish uchun birlashgan. Shunday ekan, o‘z tanamiz ham tabiatdagi eng qadimgi hamkorlik munosabatlaridan birining namunasidir.

Simbioz faqat turli turga mansub tirik organizmlarning birga yashashi emasligini ham unutmaslik kerak. Evolyutsiyaning dastlabki davrlarida aynan simbioz bir turga mansub bir hujayrali organizmlarni bitta ko‘p hujayrali organizmga (koloniyaga) birlashtirgan harakatlantiruvchi kuch bo‘lgan va hozirgi o‘simlik hamda hayvonot dunyosi xilma-xilligining asosini yaratgan.

Simbiozga misollar

  • Endofitlar o‘simlik ichida yashaydi va uning moddalari bilan oziqlanadi, shu bilan birga xo‘jayin organizmning o‘sishiga yordam beradigan birikmalar ajratadi.
  • O‘simlik urug‘larining hayvonlar tomonidan tarqatilishi: hayvonlar mevalarni yeydi va hazm bo‘lmagan urug‘larni axlati bilan boshqa joyda chiqaradi.
  • Changlatish — gulli o‘simliklarni hasharotlar changlatadigan jarayon; bunda hasharotlar oziqlanadigan modda — nektar.
  • Ayrim o‘simliklar, masalan tamaki, o‘zini boshqa hasharotlardan himoya qila oladigan hasharotlarni o‘ziga jalb qiladi.
  • «Shayton bog‘lari» deb ataladigan joylarda Duroia hirsuta daraxtlari Myrmelachista schumanni turiga mansub chumolilar uchun boshpana bo‘ladi. Bu chumolilar yaqin atrofda o‘sib chiqqan boshqa daraxt turlarining yosh nihollarini nobud qilib, Duroia hirsuta daraxtlarining raqobatsiz o‘sishiga imkon beradi.

Zamburug‘lar/suvo‘tlar

Suvo‘t bilan lishaynik hosil qiluvchi (lixenlashgan) zamburug‘ o‘rtasidagi munosabatlar ko‘p hollarda endoparazitosaprofitizmga misol bo‘ladi. Zamburug‘ lishaynik tallomida yashovchi suvo‘tda parazitlik qiladi va suvo‘tning nobud bo‘lgan hujayralarini parchalaydi.

Hayvonlar/suvo‘tlar

  • Sariq dog‘li ambistoma tuxum ichidagi rivojlanish bosqichidanoq tanasida bir hujayrali suvo‘tlarni saqlashi mumkin. Bunda suvo‘tlar hayvon metabolitlaridan foydalanib, mitoxondriyalarda kimyoviy energiya olish uchun ishlatiladigan kislorodni ishlab chiqaradi.
  • Yashil suvo‘tlarning yalqov hayvon junidagi egatchalarga joylashishi natijasida hayvon yashil muhit fonida niqoblanadi.

Zamburug‘lar/o‘simliklar

  • Ko‘plab zamburug‘lar daraxtdan oziq moddalar oladi va uni mineral moddalar bilan ta’minlaydi (mikoriza).

Hasharotlar/hasharotlar

Hasharotlar/bakteriyalar

Adabiyotlar

Havolalar