Сущность протокооперации в биологии
Протокооперация – это тип совместного существования видов, который выгоден, но не обязателен для них.
Что такое протокооперация
Все живые организмы в природе связаны между собой каким – либо образом, различными типами взаимосвязи, которые носят название биотических. Их возникновение в процессе эволюции обусловлено тем, что организм стремится найти пропитание и облегчить себе процесс размножения, сделать его как можно более эффективным, расширить границы распространения, снизить остроту конкуренции. В связи с этим можно сделать вывод, что ни один тип биотических отношений, включая протокооперацию, не является бессмысленным.
Она считается биотической взаимосвязью, при которой живые организмы могут жить по отдельности, но совместное существование значительно повышает качество жизни. Иногда этот тип взаимосвязи называют факультативным симбиозом. Эти отношения взаимовыгодны для обоих партнеров. Подобные ассоциации между разными видами очень распространены в природе и играют крайне важную роль в эволюции разрозненного сообщества живых организмов в целостную надсистему вплоть до единого живого организма. Именно в этих отношениях формируется наибольшее количество синергетических эффектов, перерастающих в конечном итоге в ярко выраженные эмерджентные свойства надсистемы.
Примеры протокооперации
Протокооперация возникает внутри различных царств живых организмов и между ними. Один из наиболее распространенных примеров протокооперации – взаимоотношения рака-отшельника и актинии. Раки обладают очень мягким панцирем и без «соседа, защищающего тело» выжить им гораздо сложнее. Актиния в свою очередь не способна двигаться, ввиду чего имеет малое пространство для добывания пропитания, а протокооперация дает ей больше пространства для охоты и возможность весьма эффективно перемещаться по территории.
Очень часто примеры протокооперации встречаются среди морских и других видов животных. Например, мурены часто страдают от кожных паразитов и для того, чтобы избавиться от них приплывают в ареалы обитания губанов, которые очищают мурен. Описаны случаи, когда мурены не поедали губан, заплывающих к ним в ротовую полость. Считается, что они предпочли очищение организма, нежели кратковременное насыщение.
Аналогичные «медицинские услуги» оказывают носорогам многие виды птиц. Они могут криком предупредить носорогов об опасности.
Что касается растений, то среди них также достаточно широко распространена протокооперация: очень часто бобы и злаки высаживают рядом для того, чтобы первые поставляли вторым легкоусвояемый азот, а вторые давали первым опору для противостояния ветру и возможность для получения солнечного света.
Также протокооперация часто возникает между растениями и животными.
Примером является симбиоз между муравьями и некоторыми травами, а именно чабрецом и европейским копытнем. Последний обладает малозаметными цветками, очень близко расположенными к грунту. Эти цветки очень богаты нектаром и муравьи питаются им параллельно опыляя невзрачные цветы. Копытень может обходиться при опылении и без насекомых, но с ними этот процесс протекает гораздо быстрее. Муравьи также способствуют быстрому распространению семян, которые содержат ариллус.
Ариллус – это оболочка, которая окружает семя, но не срастается с ним. Эта оболочка очень часто привлекает насекомых, поскольку именно из нее они получают необходимые питательные вещества и обеспечивают себе качественное существование в меняющихся условиях окружающей среды.
Также высшие растения часто объединяются с целью протокооперации – дуб, сосна, многолетние травы и береза, которые также могут создать кооперацию с грибами. Связь корней дерева и гифов грибов называется микоризой. Грибной мицелий проникает внутрь корня даже при отсутствии прорастающих волосков. Гриб подпитывается от высшего растения, взамен снабжая его водой и минеральными солями. Оба участника подобных отношений могут обходится и без друг друга. Микориза становится для них эффективным способом развития.
Все приведенные примеры протокооперации отличаются не специфичностью видов, которые могут вступить в подобную связь. Многие участники объединяются с разнообразными партнерами временно и только на тот срок, пока они нуждаются в качествах второй стороны взаимоотношений.
Например, птицы зимой, находящие пищу на незаснеженных участках, нередко объединяются с копытными. Обе группы живых организмов обеспечивают друг другу качественную помощь в поиске пропитания. Зачастую ученым биологам очень сложно определить специфику взаимоотношений живых организмов, особенно, если речь идет о протокооперации. Здесь можно упомянуть опыление цветковых растений различными насекомыми. С одной стороны, этот процесс все-таки побочен для пчел, но с другой стороны многие насекомые не могут прожить без пыльцы.
Чтобы упростить систему понимания комменсализма и мутуализма принято считать, что растение опыляется только одним видом насекомых или насекомое питается только одним видом нектаров. Если опылители разные, то такой тип взаимоотношений называется именно протокооперацией.
Таким образом, симбиотические взаимоотношения могут включать в себя такую разновидность, как протокооперацию, поскольку потребности видов разные, но они могут удачно дополнить существование друг друга. Обязательным условием взаимоотношений является совместная жизнь организмов. В случае протокооперации необходимо подчеркивать конкретную взаимосвязь пар партнеров цветковых растений. Можно признать, что протокооперация является условным типом взаимоотношений организмов, который не имеет под собой постоянной основы, но достаточно распространен в природе и может быть признан эволюционно значимым.
Иногда протокооперации противопоставляют облигатный мутуализм, при котором особи погибают. При факультативном мутуализме организму становится гораздо сложнее жить и повышается опасность его гибели.
Источник
Сущность протокооперации в биологии: определение, особенности, примеры
Протокооперация — это такой вид существования двух видов, при котором такое существование выгодно, но не является обязательным.
Известно, что в природе все живые организмы так или иначе связаны между собой. Такие взаимосвязи получили название биотических. Появление таких взаимосвязей в ходе эволюции связано с тем, что каждый организм стремиться найти пропитание и сделать процесс размножения более легким и эффективным, а также расширить границы распространения и снизить уровень конкуренции. Из этого следует, что никакой тип биотических взаимоотношений, в том числе протокооперация, не может считаться бессмысленным.
Протокооперация является такой взаимосвязью, в рамках которой живые организмы способны жить отдельно друг от друга, хотя совместное проживание существенно повышает уровень жизни. Довольно часто такой тип взаимосвязи называют факультативным симбиозом. Дело в том, что такие взаимоотношения являются выгодными для обоих партнеров. Схожие ассоциации между разными видами — довольно частое явление в природе: они играют важную роль в эволюции разрозненного сообщества живых организмов в целостную надсистему (вплоть до единого живого организма).
Непосредственно в таких взаимоотношениях происходит формирование наибольшего количества синергетических эффектов. В результате они перерастают в ярко выраженные эмерджентные свойства надсистемы.
Некоторые примеры протокооперации
Протокооперация встречается как внутри различных царств живых организмов, так и непосредственно между отдельными организмами. Наиболее очевидный и распространенный пример протокооперации — взаимоотношения рака-отшельника и актинии.
Как раз тип взаимоотношений рака-отшельника и актинии можно назвать протокооперацией. Он заключается в том, что у рака-отшельника довольно мягкий панцирь: без помощи актинии, которая выступает защитником его тела, раку довольно сложно выжить. Актиния же не может двигаться — это существенно ограничивает ее в пространстве добывания пропитания. За счет протокооперации у нее появляется больше пространства для охоты и возможность довольно активно передвигаться по территории.
Немало примеров протокооперации можно обнаружить среди морских и прочих видов живых организмов. К примеру, мурены довольно часто сталкиваются с кожными паразитами. Для того чтобы от них избавиться они приплывают в ареалы обитания губанов, очищающих мурен. Также есть описанные случаи, когда мурены не поедали губан, которые заплывали к ним в ротовую полость. Очевидно, что они предпочли кратковременному насыщению очищение организма.
Еще один пример протокооперации — взаимоотношения носорогов и многих видов птиц, которые своим криком предупреждают носорогов об опасности.
Примеры протокооперации встречаются и среди растений. например. Нередко бобы и злаки высаживаются по соседству. Бобы поставляют злакам легкоусвояемый азот, а те, в свою очередь, дают бобам опору, чтобы противостоять ветру, а также возможность для получения солнечного света.
Между растениями и животными тоже встречается протокооперация.
Очевидный пример — симбиоз между муравьями и отдельными травами (чабрецом и европейским копытнем). У копытня имеются малозаметные цветки, которые довольно близко находятся от грунта. Цветки богаты на нектар, которым питаются муравьи и, одновременно, опыляют цветы. Это растение в опылении может обходиться и без помощи муравьев, но с ними процесс идет быстрее.
Помимо этого, муравьи способствуют более быстрому распространению семян, содержащихся в ариллусе.
Ариллус представляет собой оболочку, окружающую семя, но не срастающуюся с ним. Такая оболочка довольно часто привлекает насекомых: из нее они получают необходимые питательные вещества, благодаря которым могут качественно существовать в меняющихся условиях окружающей среды.
Высшие растения также часто объединяются, образуя протокооперацию. К примеру, дуб, сосна, береза, многолетние травы создают кооперацию с грибами. Корни дерева и гифы грибов образуют микоризу. Даже если прорастающих волосков нет, грибной мицелий все равно проникает внутрь корня. Гриб получает некоторое питание от высшего растения, а взамен отдает воду и минеральные соли. При этом, оба участника таких взаимоотношений вполне могут обойтись друг без друга. Тем не менее микориза становится для таких растений эффективным способом развития.
Как видно, все перечисленные способы протокооперации характеризуются не специфичностью видов, которые имеют возможность вступить в такую связь. Большинство участников объединяются с различными партерами временно, на срок, когда они заинтересованы в качествах второй стороны.
К примеру, находящие зимой на заснеженных участках пищу птицы могут объединяться с копытными. Таким образом обе группы живых организмов обеспечивают один одного качественной помощью в поисках пропитания. В некоторых случаях ученые биологи не могут с точностью определить тип взаимоотношений между организмами, тем более, когда речь идет о протокооперации. В этом случае стоит упомянуть опыление цветковых растений различными насекомыми. Такой процесс, с одной стороны, для пчел побочный. В то же время насекомые не могут прожить без пыльцы.
Для упрощения системы понимания комменсализма и мутуализма принято считать следующее: растение опыляется лишь одним видов насекомых, насекомое питается только одним видом нектаров. В случае разных опылителей речь идет именно о протокооперации как типе взаимоотношений.
Как видно, в симбиотические взаимоотношения может входить такая разновидность как протокооперация. Потребности у видов в этом случае разные, но, при этом, они могут удачно дополнить существование друг друга. Обязательное условие таких взаимоотношений — совместное проживание. Говоря о протокооперации, важно обозначать конкретную взаимосвязь пар партнеров цветковых растений. Очевидно, что протокооперация — условный тип взаимоотношения организмов без постоянной основы под собой. Поскольку он довольно широко распространен в природе, можно говорить о высокой степени его эволюционного значения.
Нередко протокооперация противопоставляется облигатному мутуализму, хотя при нем возникает гибель особей. В случае факультативного мутуализма организм испытывает сложности в существовании, возникает опасность его гибели.
Источник