Żyj z innymi w zgodzie, czyli o symbiozie słów kilka…

Symbioza, czyli co?
O symbiozie myślimy najczęściej w szkolnym ujęciu tego słowa. Myślimy o tej zależności międzygatunkowej jako o nieantagonistycznym oddziaływaniu między różnymi organizmami. Zjawisko symbiozy omawiane jest na lekcjach w szkole podstawowej i średniej wraz z innymi oddziaływaniami międzygatunkowymi. Najczęściej taka lekcja opiera się o kilka przykładów podawanych ze świata przyrody. Jednak symbioza to nie tylko współpraca pomiędzy organizmami. Często niemożliwe jest życie jednych organizmów bez udziału innych. 

Symbioza ukształtowała życie na Ziemi 
Gdybym miała wybrać jedno hasło związane z symbiozą, byłaby to z pewnością endosymbioza. Teoria endosymbiozy mówi o tym, w jaki sposób doszło do powstania komórek roślin, grzybów i zwierząt, czyli nas samych. Teoria ta stanowi, że części komórek takie jak mitochondria i plastydy, na przykład chloroplasty, powstały w wyniku symbiozy pomiędzy różnymi mikroorganizmami. W związku z tym niektóre części komórki powstały w wyniku pochłonięcia jednych mikroorganizmów przez inne. Z czasem organizmy te zaczęły funkcjonować jako jeden organizm. Dowodami przemawiającymi za słusznością teorii endosymbiozy jest osobny materiał genetyczny mitochondriów i plastydów względem materiału genetycznego występującego w jądrze komórkowym, ich podwójna błona komórkowa, a także wiele innych czynników.

Grzyby i ich związki z roślinami
Grzyby wciąż są niedocenianym i mało poznanym królestwem organizmów żywych. Dopiero niedawno, bo 1971 roku takson ten otrzymał rangę królestwa, a do czasów współczesnych królestwo to bywa włączane do botaniki, czyli nauki o roślinach. Wciąż niewiele wiemy na temat grzybów, jednak nowe odkrycia pokazują, że są to organizmy niezwykłe, również w kontekście symbiozy. Grzyby tworzą jedne z najdoskonalszych przykładów symbiozy w środowisku. Mowa oczywiście o porostach. Porosty to organizmy tworzące wraz z komórkami zielenic lub cyjanobakterii jeden organizm. W tym przypadku mamy do czynienia najczęściej z mutualizmem, czyli symbiozą obowiązkową. Przedstawiciele obu gatunków składających się na plechę porosta czerpią obopólne korzyści, a chciałoby się rzec, że żyć bez siebie nie mogą. Zadaniem glona jest dostarczanie grzybowi cukrów produkowanych przez niego podczas fotosyntezy, podczas gdy zadaniem grzyba w tym układzie jest ochrona komórek glonowych przed wysychaniem oraz dostarczanie glonowi wody i soli mineralnych. Porosty ze względu na wysoką wrażliwość na zanieczyszczenia powietrza to często organizmy rzadkie i podlegające ochronie gatunkowej, w tym ochronie ścisłej. Jednak porosty to nie jest jedyny przykład symbiozy z udziałem roślin i grzybów. Przykładem tego jest zjawisko zwane mikoryzą, czyli współżycie korzeni lub nasion roślin naczyniowych z grzybami. Szacuje się, że aż 85% gatunków roślin wyższych oraz część mszaków i paprotników podlega mikoryzie, która w tym przypadku (podobnie jak u porostów) jest symbiozą obowiązkową, czyli mutualizmem. Dzięki mikoryzie grzyb czerpie związki organiczne wytwarzane przez rośliny w procesie fotosyntezy, a roślina dzięki temu ma dostęp do związków mineralnych oraz innych niezbędnych do prawidłowego wzrostu substancji.

Rośliny i owady
O zapyleniu wiemy tyle, ile dowiedzieliśmy się w szkole. Najczęściej rozumiemy to jako proces przenoszenia pyłku na znamię słupka roślin kwiatowych. W naturze zapylenie odbywa się na wiele sposobów. Trawy (a więc też i zboża) zapylane są przez wiatr, a niektóre rośliny zapylane są przez wodę. Jednak znakomita większość gatunków roślin zapylana jest z udziałem zwierząt. Około 75-80% roślin, w tym 70% roślin uprawnych, jest zapylana przez zwierzęta, z czego większość stanowią owady. Na świecie istnieje około dwustu tysięcy zwierząt spełniających rolę zapylaczy. Istotą zapylania jest rozmnażanie płciowe roślin, a co jest z tym związane produkcja nasion, które stanowią nowe ich pokolenie. Bez udziału zwierząt niemożliwa byłaby produkcja większości pokarmów pochodzenia roślinnego oraz pasz dla zwierząt hodowlanych. Dzięki obecności zapylaczy w środowisku uzyskujemy 90% żywności na świecie. Nasze życie jest w pełni uzależnione od obecności pszczół w środowisku.

Rośliny motylkowe
Rośliny motylkowe znane nam powszechnie jako warzywa strączkowe należą do rodziny roślin bobowatych. Najczęściej spożywanymi przez nas strączkami są fasola, bób, groch, soczewica, ciecierzyca oraz soja. Rośliny te żyją w symbiozie z bakteriami brodawkowymi. Bakterie te obecne są w specjalnych brodawkach występujących na ich korzeniach. Jak wiemy, dominującym pierwiastkiem wchodzącym w skład powietrza jest azot, jednak nie jest on przyswajalny przez organizm roślinny. Rośliny motylkowe dzięki obecności bakterii brodawkowych są w stanie żyć w warunkach niedoboru azotu glebowego, ponieważ bakterie te mają zdolność do przyswajania azotu obecnego w powietrzu. Dzięki temu zjawisku bakterie wiążą wolny azot niedostępny dla roślin, przekształcają go w formę dla nich dostępną, umożliwiają wykorzystanie azotu atmosferycznego do budowy związków organicznych oraz podnoszą poziom związków azotowych w roślinach motylkowych, a przez to rośliny te mają wysoką zawartość białek. Rośliny z rodziny bobowatych stosujemy powszechnie jako źródło zdrowego białka w diecie. 

Ciało człowieka jako ekosystem
Jeszcze do niedawna w świecie nauki obecny był powszechny mit, że ilość komórek wchodzących w skład ludzkiego mikrobiomu była 10 razy większa od ilości komórek człowieka. Jednak obecnie wiemy, że proporcja ta wynosi około 1,1:1. Mimo tej światowej klasy pomyłki nadal naturalna ilość bakterii, archeonów, grzybów czy wirusów w naszym organizmie jest imponująca (sam mikrobiom może stanowić około 2 kilogramów naszej masy) i świadczy o tym, jak istotne jest dla naszego zdrowia i życia istnienie innych organizmów. Organizm człowieka stanowi więc skomplikowany ekosystem, w którym żyją mikroorganizmy wielu gatunków. Boleśnie przekonujemy się o ich niezbędnej obecności i potrzebie ochrony, gdy się rozchorujemy. Kiedy stosujemy antybiotyki (które często są jedynym sposobem na pełne wyleczenie), skład naszej mikrobioty jelitowej ulega zachwianiu i oprócz chorobotwórczych bakterii z naszego organizmu eliminowane są bakterie i inne mikroorganizmy potrzebne nam do życia. Mikrobiom w naszym organizmie ma wiele funkcji, takich jak na przykład pomoc w trawieniu pokarmów, produkcja witamin, rozkładanie toksyn. Właśnie dlatego mądry lekarz zaleci nam po antybiotykoterapii stosowanie probiotyków, które pomogą naszej mikroflorze w odbudowaniu się po chorobie. Po antybiotykoterapii często wracamy do pełnego zdrowia przez długie miesiące. Szczególnie cierpi na tym nasz przewód pokarmowy, a u kobiet często narządy intymne, dlatego warto zadbać zarówno o mikrobiom jelitowy, jak i mikroflorę dróg rodnych kobiety.  

Zadanie współfinansowane z budżetu powiatu krapkowickiego.

 Zanim skomentujesz przeczytaj całość w aktualnym wydaniu Tygodnika Krapkowickiego z 5 września - e-wydanie dostępne tutaj.