Mutualizmus

Szerényi Gábor

2004. március 01. 00:18

A mutualizmus a mindkét populáció számára előnyös kölcsönhatások gyűjtőfogalma. Magyarul kölcsönösségnek fordíthatjuk, de ez a kifejezés még kevéssé honosodott meg a szak- és az ismeretterjesztő irodalomban.

Az egy-egy élőhelyen együtt élő populációk az esetek túlnyomó többségében kölcsönhatásban állnak egymással. A populációs kölcsönhatások jelentik az egyedek biológiai környezetének élő – azaz biotikus – tényezőit Ezek egyaránt lehetnek előnyösek , de hátrányosak is akár az egyik, akár a másik sőt akár mindkét kapcsolatba került populáció számára. Előnyös, ha a viszony eredményeképpen a populáció életrevalósága nő, szaporulata emelkedik, hátrányos ha az élet- és szaporodási esélyei ennek következtében csökkennek. A mutualizmus a mindkét populáció számára előnyös kölcsönhatások gyűjtőfogalma. Magyarul kölcsönösségnek fordíthatjuk, de ez a kifejezés még kevéssé honosodott meg a szak- és az ismeretterjesztő irodalomban. Mutualizmus a legkülönbözőbb élőlénycsoportok között létrejöhet. Jellegében, tartalmában és mélységében jelentősen eltérő, igen árnyalt és sokféle formáját ismerjük. Két populáció között kialakuló laza, alkalomszerű, mindkét fél számára nélkülözhető mutualizmus az alliancia. Tipikus példája az együtt legelő struccok és zebrák riasztó kölcsönössége. A zebrák kiválóan hallanak, a struccoknak viszont a látásuk elsőrangú. Mindkét csoport állít őrszemet, és ha bármelyikük is veszélyt jelez, azonnal együtt menekülnek. Ugyanígy „veszi” szinte valamennyi dzsungellakó a vadpáva riasztását is tigris felbukkanása esetén. Hasonló példákért azonban nem muszáj a trópusokra mennünk. A kertünkben kapirgáló japántyúkok is azonnal neszeznek, ha a feketerigó éles csettegését, – jól ismert macskajelzését – meghallják. Az alliancia egy másik formája, a tisztogató kölcsönösség. Jól ismert a szavannákon készült kép: akáciák alatt pihenő orrszarvúak a hátukon pásztorgémekkel, amelyek a vastag bőr repedéseiből szedegetik ki a külső élősködőket Tisztogató kölcsönösség az alföldi legelőinken is megfigyelhető. Gyakran kutatnak élősdiek után seregélyek a legelésző szarvasmarhákon. Érdekes kapcsolat a rejtegető kölcsönösség is. Számos tengeri rák kültakaróján telepszenek meg moszatok, amelyektől a rák nem is akar megszabadulni, mert az algabevonat miatt szinte felismerhetetlenné válik a sekély parti vízben. Szintén alkalomszerű, de az egyik populáció számára nélkülözhetetlen mutualizmus az állatok által történő virágmegporzás valamennyi formája. A megporzást végző egyed számára csupán a táplálékfelvétel egyik formáját jelenti, elmaradása azonban a növény számára az ivaros szaporodását teszi lehetetlenné. A megporzást általában rovarok – főleg méhek és poszméhek valamint legyek – végzik, bár ismerünk csigák, madarak (kolibrik) és denevérek általi megporzást is. Árnyas erdeink jellemző virágját, a kora tavasszal, az avar alatt nyíló kapotnyakot például meztelencsigák porozzák be. Az élővilág evolúciója során ez a viszony akkor válik szorossá amikor a virágfelépítés jellegzetes megváltozása miatt csupán egy-két fajra szűkül le a megporzást elvégezni képes állatok köre. Növényeink közül ilyenek például a lucernák, amelyeket csupán néhány poszméhfaj képes megporozni, vagy az orchideák közül ilyenek a bangók. Állatpopulációk között kialakuló különleges mutualizmus a szimfília. Ebben az esetben az egyik populáció a másik testváladékait fogyasztja, cserébe gondoskodik a számára kedvező külső feltételek biztosításáról. Ilyen a hangyák és a termeszek számos más rovarcsoporttal kialakuló kölcsönhatása. A hangyavendégek elsősorban levéltetvek, de akadnak közöttük más rovarcsoportok is, például a bogarak közé tartozó holyvák. A mutualizmus egy további formája a szimbiózis, vagy együttélés. Ebben az esetben a két populáció között már tartós, szoros kapcsolat áll fenn. A több ezer méter mély tengeri árkokból kénhidrogénben gazdag, forró források törnek fel. Ezek mentén kénbaktériumok és mélytengeri kagylók élnek szimbiózisban. A baktériumok a kagylók kopoltyúiban telepszenek meg és a kénvegyületek oxidációjával nyert energiájukat megosztják a gazdasejtekkel, amelyekből oxigénhez jutnak. A pillangósvirágúak gyökérzetében a növényi sejtekkel szoros kapcsolatban nitrogéngyűjtő Rhizobium baktériumfajok tenyésznek a jellegzetes alakú gyökérgümőkben. Ezek nemcsak a gazdanövény nitrogénigényét fedezik a légköri nitrogén megkötésével, hanem még a talaj nitrogéntartalmát is gazdagítják. Már az ókori rómaiak is megfigyelték, hogy a hüvelyesek után vetett növények jobban fejődnek, mint például gabonavetés után. Az együttélés klasszikus példái zuzmók. Bennük a testüket felépítő algasejtek és a gombafonalak kapcsolata olyan szorossá vált az evolúció során, hogy egy minőségileg új típusú szervezet jött létre. A ma élő zuzmók különböző alakkörei jól tükrözik ennek a fejlődésnek a menetét. Ismerünk olyan zuzmókat, amelyekben az algák és a gombafonalak szabadon élnek egymás mellett. Ilyenek például egyes kocsonyászuzmó fajok. Másik típusukban a moszatsejteket a gombafonalak lazán körbeölelik, ilyen például számos kéregzuzmó faj. Végül ismerünk olyan típusokat is, amelyekben a moszatot szorosan közrefogó gombafonalak mélyen behatolnak az algasejtek belsejébe. Különleges szimbiózis a mikorrhiza. Gombafonalak kusza szövedékének – a micéliumnak – és növények gyökérzete között kialakuló szoros élettani kapcsolat. A gyökerek felszínét körbefogó, sőt az élő gyökérsejtek közé benövő gombafonalak átveszik a vízfelvétel feladatát a gyökértől. A micéliumtömeg jóval nagyobb vízfelvevő felületet jelent, mint a növény gyökérzetének felszíne. Cserébe a gomba kész tápanyagokat kap a növénytől. Két formája ismeretes, az ektotróf és az endotróf. Az előbbi a fenyőfélékre és a lombos fákra jellemző. A gombafonalakkal kapcsolatba kerülő gyökerek rövidebbek és vastagabbak lesznek, sok rövid oldalgyökeret fejlesztenek. A gombafonalak sűrűn beborítják a gyökereket, helyenként a sejtek közötti járatokba is behatolnak, de a sejtekbe nem nőnek bele. Kalapos gombáink többségérte ez jellemző. Némely esetben fajspecifikus a kölcsönhatás, például a barna gyűrűstinorú csak az európai vörösfenyővel él együtt. Az endotróf mikorrhiza esetén a gombafonalak a növények gyökereinek a sejtjeibe is belenőnek, és ott hólyagszerűen kiszélesedve nagy felületeket hoznak létre a fonál és a növényi sejtek között. A mikorrhiza azonban nem csupán egy táplálkozás-élettani kapcsolat! A mikorrhizás gomba (ilyen az összes vargánya, a galambgombák, a galócafajok stb.) termőtest-képzése csak ebben a kölcsönhatásban lehetséges, amelynek élettani részleteit ma még kevéssé ismerjük. Ezért növénypartner nélkül nem termeszthetők nagyüzemileg a mikorrhizás gombák, úgy mint a korhadékon élő, nem mikorrhizás csiperke. A mikorrhizás fák sem képesek azonban saját gyökerükön tartósan megélni. Ezért kell például mindig földlabdával – azaz a gombafonalakkal együtt – ültetni például a hazai fenyőket. Egyes kutatók szerint a nyolcvanas évek nagy tölgypusztulásainak közvetlen kiváltója a savas ülepedés hatására elhaló gombafonalak voltak, ennek következtében borult fel a fák vízháztartása. A hazai orchideák nagy többségére is jellemző, hogy járomspórás gombák vagy fejespenészek gombafonalai nélkül a kicsirázott növény nem tud továbbfejlődni, ugyanis a csíraszervezet önmagában nem képes vizet és tápanyagot felvenni, ezért ezeket a gombafonalak bocsátják a rendelkezésükre A mutualizmusnak az élővilág evolúciójában betöltött jelentőségére a XX. század első évtizedében Konsztatyin Merezskovszkij (1855-1921) orosz kutató hívta fel a figyelmet. Elképzelése szerint a szimbiogenezis utján történő fejlődéssel magyarázható néhány sejtalkotó megjelenése. Az elméletet Ivan Wallin (1883-1969) amerikai kutató fejlesztette tovább. Sikerre azonban Lynn Margulis (1938 –) vitte 1967-ben. Sorozat endoszimbionta elmélete szerint a sejt evolúciójában az első lépést egy hőkedvelő ősi kénbaktérium kialakulása jelentette, amely később szimbiózisra lépett egy szerves anyagokkal táplálkozó, aktív mozgásra képes ősi, oxigénszegény környezetben élő másik baktériumtípussal. Ez az ősi baktériumsejt vált az állati, a növényi és a gombasejtek legegyszerűbb formáinak „alapanyagává”. Ez követően került sor egy újabb szimbiózis-fúzióra, egy addig szabadon élő, de az oxigént lebontó folyamataihoz már hasznosítani tudó baktériumtípussal. Ezekből származnak a ma élő sejtek mitokondriumai. Ma is vannak önállóan élő utódai, ezek a bíbor-kénbaktériumok. Az így kialakuló őssejt képessé vált szilárd anyagok bekebelezésére is. A következő szimbiotikus lépés a zöld színanyagokkal rendelkező, fotoszintetizáló baktériumokkal való összeolvadás, ezekből származnak a mai növények színtestei. A sejtbe került ősi fotoszintetizáló baktériumokhoz hasonló lények ma is élnek, ezek a kékbaktériumok. Margulis endoszimbionta elméletét számos tény támasztja alá. Ilyen például, hogy a mai növényei sejtek zöld színtesteinek és mitokondriumainak saját DNS-ük van, antibiotikumokkal szemben való viselkedésük és pigmentfehérje-komplexumaik sajátosságai sok megegyezést mutatnak egyes ma élő baktériumokkal és kékmoszatokkal (kékbaktériumokkal). És ami ugyancsak fontos, számos olyan egyszerűbb felépítésű állatcsoportot ismerünk ma is, amelyek külső sejtjeiben különböző egysejtű algák élnek szimbiózisban. Ilyen például a hazai fajok közül a zöld hidra (Clorohydra viridissima), amely éppen a külső sejtrétegében élő algasejtek miatt zöld.

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés

hirdetés