Simbiosis en la naturaleza
La simbiosis juega un papel importante en la naturaleza. Repetidamente creó o impulsó las novedades de la evolución. Todos conocen desde la escuela un ejemplo de la simbiosis de un ermitaño (crustáceo) con una anémona (periquito), donde el primero gana protección y el segundo puede moverse gracias a esta relación.
La relación entre las bacterias intestinales y los animales también se comprende ampliamente. Ayudan a las termitas a digerir madera (lignina), rumiantes – celulosa, y nosotros (y no solo nuestra especie) producimos vitaminas (por ejemplo, vitamina K) y protegemos contra microorganismos patógenos. ¿Cuáles son los otros ejemplos de simbiosis más interesantes y estimulantes?
Primero, clasifiquemos algunos conceptos simples. Existen diferentes tipos de interacciones en el mundo de los organismos vivos. Estos incluyen parasitismo (usar los recursos de otro individuo mientras vive en él o sobre él, mientras lo daña), depredación (matar y devorar a un individuo por otro, en cierto sentido, el herbívoro puede ser un tipo de depredación), competencia (por ejemplo, por comida, individuos del sexo opuesto, escondites), esclavitud (que se encuentra en insectos y humanos) o amensalismo (dañar a alguien sin beneficiarse, las personas son un muy buen ejemplo aquí).
También hay algunos tipos beneficiosos de interacciones: mutualismo (ambos organismos o poblaciones se benefician de la cooperación y es necesario que funcionen correctamente), protocooperación (como en el mutualismo, pero no necesario) y comensalismo, donde un organismo se beneficia de la interacción. sin dañar al otro.
El parche con la palabra «simbiosis» se puede atribuir al mutualismo, la protocooperación y el comensalismo.Los más interesantes para mí son los ejemplos de simbiosis indispensable, cuando tanto individuos como poblaciones enteras tienen que cooperar entre sí, de lo contrario no pueden sobrevivir.
Se vuelven tan dependientes el uno del otro que incluso su reproducción puede comenzar a fusionarse entre sí. El ejemplo conocido más importante de este tipo es la endosimbiosis. Consiste en combinar celdas independientes en una con nueva estructura y capacidades. Así es como se crearon los eucariotas, es decir, organismos nucleares que absorbieron y no digirieron ciertas bacterias (procariotas) hace miles de millones de años, y que se convirtieron en mitocondrias.
Puede sonar extraño, pero lo cierto es que algunas de las unidades básicas de nuestras células provienen de bacterias y hasta el día de hoy conservan algunas características propias de este grupo de organismos, como la reproducción por división, asexualmente, sin recombinación (cross-over). , ribosomas (distintos del «nuestro típico»), ligeras diferencias en el código genético.
Esto también se evidencia en el estudio de las secuencias de ADN: algunos genes en las mitocondrias se han transferido en el curso de la evolución al núcleo celular.
Mitocondrias,
Otro ejemplo de endosimbiosis son los cloroplastos, orgánulos celulares de cianobacterias, algas y plantas, que al obtener energía solar la convierten en energía química (aproximadamente la evolución de la fotosíntesis en sí se puede leer en el libro de Nick Lane Oxygen).
La evidencia de tal fenómeno en el pasado es similar a la de las mitocondrias y, además, tal endosimbiosis también se ha observado hoy en día; ha sucedido muchas veces en la historia de la vida en la Tierra.
El fenómeno de la endosimbiosis y sus causas y una colección de evidencias son descritos por la teoría de la endosimbiosis, que fue desarrollada a principios del siglo XX, inventada por Konstantin Mierieżkowski (botánico ruso), y que se convirtió en una teoría científica dura gracias al investigación de la difunta bióloga Lynn Margulis.
La endosimbiosis ya está relativamente bien investigada, es un fenómeno bastante simple que ocurre en la naturaleza todo el tiempo. Gracias a él, nosotros y todos los demás eucariotas existimos, pero es hora de mirar un poco más con los pies en la tierra, pero aún extremadamente interesante y de una manera similar a los ejemplos de endosimbiosis. Uno de ellos puede ser pulgones.
Estos insectos pueden reproducirse partenogenéticamente, es decir, con la participación de un solo padre cuya descendencia es idéntica: son clones biológicos. Los pulgones hacen varias «alianzas» con otros animales, como las hormigas, para protegerlos «a cambio» de las secreciones que producen, pero es aún más intrigante que las próximas generaciones de pulgones hereden … bacterias.
Ayudan a los pulgones sintetizando las sustancias que necesitan.Los huevos de pulgón desde el principio se convierten en embriones y nuevos individuos con estas bacterias, lo que ha estado sucediendo durante muchas generaciones durante aproximadamente 50 millones de años, según estudios moleculares.
Imagine que, como resultado de una mutación, un individuo pierde la capacidad de llevar a cabo una vía metabólica importante en el hígado, como la síntesis de un compuesto importante.
En una situación «normal» morirá rápidamente, quizás incluso como embrión o feto, pero inventemos bacterias simbióticas para que lleve a cabo una serie de reacciones bioquímicas perdidas para él. Quizás así fue como comenzó la cooperación entre los pulgones y las bacterias mencionadas.
Hormiga y pulgones, simbiosis
Hay muchas más simbiosis interesantes entre eucariotas y bacterias. Otro ejemplo más conocido es la cooperación de bacterias nitrogenadas (bacterias papilares, por ejemplo, del género Bradyrhizobium, Rhizobium o Sinorhizobium) con plantas leguminosas, conocidas durante algún tiempo como plantas de frijol, y coloquialmente también leguminosas.
Las bacterias nitrogenadas pueden unirse al nitrógeno del aire, que se encuentra en abundancia en la atmósfera, que es utilizado por una planta simbiótica, mientras que las bacterias se benefician de los productos vegetales de la fotosíntesis.
Fabaceae es la familia más numerosa de angiospermas y se cree que este éxito se debe a la simbiosis con las bacterias del nitrógeno. La cooperación entre estos dos grupos de organismos es tan fuerte que evolucionan de manera prácticamente inseparable.
A menudo sucede que especies específicas de bacterias papilares se han especializado en cooperación con una sola especie específica de la planta leguminosa.
Verrugas con bacterias papilares, Departamento de Agricultura de Estados Unidos
En el fondo del océano, cerca de las fuentes hidrotermales viven varios animales, extraños desde nuestro punto de vista. Incluyen la tuberculosis (del género Riftia): rizos marinos que son resistentes a altas concentraciones de compuestos de azufre y temperaturas.
No tienen un tracto digestivo adecuado y obtienen compuestos energéticos de alimentos gracias a la simbiosis con las bacterias que viven dentro de sus cuerpos y convierten los químicos azufrados, absorbidos por estos enormes anillos inferiores, en compuestos orgánicos digeribles (quimiosíntesis).
Ni siquiera tienen boca, su «nutrición» es precisamente este proceso. Dependen completamente de estas bacterias. El peso de estos animales largos, incluso de dos metros de largo, puede ser de aproximadamente el 50% debido a la biomasa de bacterias simbióticas.
Otro ejemplo de animal sin boca es el gusano plano Convoluta (en la primera foto), que vive en simbiosis con las algas verdes (algas) y cuando el sol brilla, se arrastra sobre la superficie para que sus algas simbióticas empiecen a fotosintetizar los azúcares. que son comida para ella.
¿Quizás este es el camino evolutivo correcto para el surgimiento de elementos reales, espadas como El señor de los anillos, libros y juegos de computadora?
Riftia pachyptila, Administración Nacional Oceánica y Atmosférica
Otro ejemplo importante es el ala de vejiga (insectos himenópteros, coloquialmente se los puede considerar avispas) y los higos.
Los blesskots polinizan las flores de higuera (femeninas), que tienen una entrada muy estrecha, y debido a que el fidze «se preocupa» por no recibir ningún otro insecto que el bendito que poliniza una especie determinada, mantiene – fig – (en una escala evolutiva) en tan estrecho aberturas de inflorescencia por las que las hembras, al entrar en el interior para poner huevos, perderían alas y otros apéndices en el camino (mientras pasaban), obstruyendo la abertura.
Por lo tanto, no pueden salir de él y morir dentro del agotamiento (después de poner huevos). Luego, los machos, después de eclosionar de los huevos, fertilizan a las hembras no eclosionadas y mueren. Las hembras eclosionan, salen y penetran en las flores masculinas, recogen el polen y luego van en busca de una nueva inflorescencia femenina, en la que se aprietan, como antes sus madres, y el ciclo se repite.
Blingers e higos, ciclo de desarrollo Encyclopedia Britannica.
Hay una relación importante en todo este proceso. Si las larvas ponen demasiados huevos y las larvas que eclosionan más tarde y comen la fruta del higo pueden comer demasiado, lo que limita la reproducción de la planta, el higo descarta la fruta y toda la descendencia de la fruta del higo muere.
De ello se deduce que solo las hembras que no ponen demasiados huevos se reproducirán de manera eficiente (por lo que el comportamiento que produce más huevos será eliminado por selección natural). Las anteojeras son esenciales para que los higos polinicen y los higos para las anteojeras para proporcionar alimento a las larvas.
La evolución de estos sistemas de higuera bendita ha llevado al hecho de que diferentes especies de higueras tienen sus propias especies de manchas y solo las específicas pueden entrar en la inflorescencia femenina y polinizarla.
Ciclos de desarrollo de los hongos
Coloquialmente los llamamos hongos basidiomicetos – basidiomicetos, hongos. Los cuerpos fructíferos son el producto del micelio dicariótico propio. Producen esporas haploides (n) en himenóforos, las estructuras formadas en la parte inferior del sombrero.
Los hongos como Zygomycetes, Ascomycetes y Basidiomycetes pueden reproducirse asexualmente con esporas o sexualmente, por ejemplo, mediante anastomosis de hifas diferentes en basidiomicetos.
La reproducción sexual inicia la secreción de feromonas por medio de hifas. Son sustancias señalizadoras que permiten a los hongos asociar hifas con un tipo de sexo diferente, lo que garantiza su variabilidad genética.
El ciclo de desarrollo de los hongos es una serie de cambios morfológicos y fisiológicos periódicos y que se repiten regularmente que ocurren en el desarrollo de las especies. Gametogamia Gametangiogamia Somatogamia Hay tres fases en el ciclo de desarrollo de los hongos: la fase diploide, también llamada diplophase (2n); la fase haploide (n) o haplofase; fase de núcleos conjugados, o dicariofase (n + n).
Se podrían agregar más ejemplos durante horas (líquenes y muchos otros). Los pocos que he descrito bien muestran y se dan cuenta de la importancia de la simbiosis en la evolución de los organismos vivos.
También permiten el estudio del fenómeno de la evolución en este contexto, y como se puede ver en el caso de la creación de eucariotas (gracias a los cuales existimos), jugó un papel muy importante.