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28.9: Symbiose
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28.9: Symbiosis

28.9: Symbiose

Symbiotic relationships are long-term, close interactions between individuals of different species that affect the distribution and abundance of those species. When a relationship is beneficial to both species, this is called mutualism. When the relationship is beneficial to one species but neither beneficial nor harmful to the other species, this is called commensalism. When one organism is harmed to benefit another, the relationship is known as parasitism. These types of relationships often result in co-evolution and contribute to the complexity of community structure.

Mutualism

Mutualism occurs when both species benefit from a close relationship. One common example is the relationship between ants and aphids. Aphids feed on the phloem of plant stems with their piercing mouthparts and excrete a sugary fluid. Ants, which feed on this excretion, have evolved a complex relationship with the aphids similar to that between farmers and dairy cattle. Ants will carry the aphids to different food sources, protect the aphids from predation, and remove aphids infected by fungal parasites. The ants then benefit by consuming the sugary excretions produced by the aphids.

Commensalism

Commensal relationships benefit one species, but neither hurt nor harm the other. For example, epiphytes (such as Spanish moss) use trees and other plants for structural support to grow but do not harm or benefit the host tree. Also, barnacles attach themselves to mobile marine animals, like whales. The barnacles benefit from being carried to plankton-rich food sources where both whales and barnacles feed and are also protected from certain predators. Generally, the whale is not harmed by this interaction, so the relationship is often described as commensalism. However, barnacles can cause minor hydrodynamic drag and skin irritation and are thus sometimes considered semiparasitic. This illustrates a fine line between commensalism and parasitism.

Parasitism

Relationships in which one species benefits from harming another species are parasitic. Parasitism is similar to predation, but parasites often do not kill their hosts. The complex relationships between parasites and their hosts often have long co-evolutionary histories. Many parasites have long, complex life cycles that involve multiple hosts. A typical example is Plasmodium malariae. A female mosquito carries the Plasmodium sporozoites in her saliva. When the sporozoites are injected into the bloodstream of a human, they travel to the liver.

In the liver, the Plasmodium undergoes many stages of its life cycle, resulting in the production of merozoites, which move into the blood. A portion of the merozoites released from infected blood cells forms gametocytes. The male and female gametocytes of the Plasmodium can be ingested again by a mosquito during a meal. Within the mosquito’s stomach, the gametocytes generate zygotes, which develop into oocytes that rupture to release more sporozoites, beginning the cycle again.

Symbiotische Beziehungen sind langfristige, enge Wechselbeziehungen zwischen Individuen verschiedener Arten, welche die Verbreitung und die Häufigkeit dieser Arten beeinflussen. Wenn eine Beziehung für beide Arten vorteilhaft ist, nennt man dies Mutualismus. Wenn die Beziehung für die eine Art vorteilhaft, aber für die andere Art weder vorteilhaft noch schädlich ist, spricht man von Kommensalismus. Wird ein Organismus geschädigt, um einem anderen zu nützen, wird die Beziehung als Parasitismus bezeichnet. Diese Arten von Beziehungen führen oft zu einer Koevolution und tragen zur Komplexität der Gemeinschaftsstruktur bei.

Mutualismus

Mutualismus tritt auf, wenn beide Arten von einer engen Beziehung profitieren. Ein häufiges Beispiel ist die Beziehung zwischen Ameisen und Blattläusen. Blattläuse ernähren sich von dem Phloem der Pflanzenstämme mit ihren stechenden Mundwerkzeugen und scheiden eine zuckerhaltige Flüssigkeit aus. Die sich davon ernährenden Ameisen haben eine komplexe Beziehung zu den Blattläusen entwickelt, ähnlich der zwischen Bauern und Milchvieh. Ameisen tragen die Blattläuse zu verschiedenen Nahrungsquellen, schützen die Läuse vor Raubtieren und entfernen von Pilzparasiten befallene Blattläuse. Die Ameisen profitieren dann durch den Verzehr der zuckerhaltigen Absonderungen, die von den Blattläusen produziert werden.

Kommensalismus

Kommensalbeziehungen kommen einer Spezies zugute, schaden aber der anderen auch nicht. Epiphyten (wie das Spanische Moos) beispielsweise nutzen Bäume und andere Pflanzen zur strukturellen Unterstützung ihres Wachstums. Dabei beeinträchtigen sie den Wirtsbaum jedoch nicht negatuv. Außerdem setzen sich Seepocken an bewegliche Meerestiere wie Wale fest. Die Rankenfußkrebse profitieren davon, dass sie zu planktonreichen Nahrungsquellen gebracht werden, wo sowohl Wale als auch Rankenfußkrebse fressen und auch vor bestimmten Raubtieren geschützt sind. Im Allgemeinen wird der Wal durch diese Interaktion nicht geschädigt, so dass die Beziehung oft als Kommensalismus beschrieben wird. Die Rankenfußkrebse können jedoch einen geringen hydrodynamischen Widerstand und Hautreizungen verursachen und werden daher manchmal als semiparasitär angesehen. Dies veranschaulicht einen feinen Unterschied zwischen Kommensalismus und Parasitismus.

Parasitismus

Bei Beziehungen, in denen eine Art von der Schädigung einer anderen Art profitiert, spricht man von Parasiten. Parasitismus ist vergleichbar mit Raubtieren, Parasiten töten ihre Wirte jedoch oft nicht. Die komplexen Beziehungen zwischen Parasiten und ihren Wirten haben oft eine lange ko-evolutionäre Geschichte. Viele Parasiten haben lange, komplexe Lebenszyklen, an denen mehrere Wirte beteiligt sind. Ein typisches Beispiel ist dasPlasmodium malariae. Eine weibliche Mücke trägt die Plasmodium Sporozoiten in ihrem Speichel. Wenn die Sporozoiten in die Blutbahn eines Menschen injiziert werden, wandern sie zur Leber.

In der Leber durchläuft das Plasmodium viele Phasen seines Lebenszyklus, was zur Produktion von Merozoiten führt, die ins Blut wandern. Ein Teil der Merozoiten, die aus infizierten Blutzellen freigesetzt werden, bilden Gametozyten. Die männlichen und weiblichen Gametozyten des Plasmodium können von einer Mücke während einer Mahlzeit wieder aufgenommen werden. Innerhalb des Magens der Mücke erzeugen die Gametozyten Zygoten, die sich zu Oozyten entwickeln, die aufbrechen, um weitere Sporozoiten freizusetzen, wodurch der Zyklus erneut beginnt.


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