Endosymbiose Er et gjensidig fordelaktig forhold mellom en vertsorganisme og en intern tilknyttet organisme. Begrepet er avledet fra prefikset «endo», som betyr innenfor, og ordet symbiose, som refererer til et gjensidig fordelaktig forhold mellom to nært tilknyttede organismer. Et annet begrep for symbiose er mutualism, som fremhever det faktum at begge organismer drar nytte av forholdet.
Eksempler På Endosymbiose
et velkjent eksempel på endosymbiose er forholdet mellom en termitt og mikroorganismer i tarmen. Termitten forbruker tre, men det kan ikke fordøye det uten hjelp av protozoer i termittens tarm som bryter ned cellulosen til en form som termitten kan metabolisere. Dermed leverer termitten mat til protozoan, og protozoan gir mat til termitten. I dette eksemplet er protozoan endosymbiont, eller den indre organismen i det endosymbiotiske forholdet.
det er en rekke nivåer av avhengighet mellom de to tilknyttede, inkludert i den ene ekstremen et helt frivillig forhold der hver partner kan overleve alene, og på den andre ekstremen en situasjon der begge er helt avhengige av den andre. Endosymbiont kan også være på forskjellige steder i vertsorganismen, fra et kroppshulrom som tarmen til individuelle celler. Endosymbiose spiller også en rolle i evolusjonen, som påvirker strukturen, oppførselen og livshistorien til de tilknyttede organismer.Selv om det er forskjellige nivåer av avhengighet mellom de to organismene i et endosymbiotisk forhold, er det nesten alltid fordelaktig for de to å holde seg sammen. Et eksempel som demonstrerer dette er mutualismen mellom koraller og deres endosymbiotiske alger. Den type alger som er involvert her kalles dinoflagellater, og de er spesialisert på fotosyntetisering eller bruk av økologisk mat som energikilde. Imidlertid er visse næringsstoffer ikke lett tilgjengelige i havet, så det er gunstig for dinoflagelletene å leve i korallene, der næringsstoffene er tilgjengelige. På samme måte kan koraller samle noe oppløst organisk karbon fra vannet eller fra byttedyr, men det er mye enklere og raskere å samle dem fra den fotosyntetiske aktiviteten til dinoflagellate endosymbionter. En bivirkning av fotosyntese er at kalsiumkarbonat utfelles fra vannet som danner korallstrukturer av korallrev.
Begge disse organismene har blitt dyrket uavhengig i laboratoriet for å vise omfanget av deres gjensidige avhengighet. Under disse omstendighetene har begge betydelig redusert vekstraten. Noen ganger slutter de selv å vokse og stole på energireserver. Når de får lov til å sirkulere i samme vann, men ikke ta kontakt, dobler veksten nesten.Når det kommer i kontakt, er veksten enda større, noe som indikerer at faktisk kontakt kan anspore en høyere enn normal frigjøring og opptak av kjemikalier de utveksler. Det er klart at det er til fordel for begge å forbli sammen.Noen sjøanemoner med disse dinoflagellate endosymbiontene har tilpasset deres oppførsel til algernes behov. For eksempel vil fritt svømmende maneter gjøre vertikale migrasjoner til lag med vann som er rike på ammonium for dinoflagellatene. I løpet av dagen utsetter sessile sjøanemoner de delene av kroppene der dinoflagellatene er plassert for å tillate fotosyntese. Om natten trekker de disse delene og utsetter sine stikkende tentakler for å fange byttedyr for å beslaglegge mat og gi nitrogen til deres endosymbionter. Disse eksemplene på atferdsendringer av vertsorganismen viser hvordan de to organismene har utviklet seg til fordel for hverandre, og i sin tur seg selv.
Steder Av Endosymbionter
Endosymbionter kan leve i sin assosierte organisme på en rekke steder. De kan være innenfor et hulrom i organismen, i hulrom og i celler, eller helt i celler. Intracellulært kan plasseringen være i celler som har spesielle vakuoler for isolering av endosymbiont fra det indre av cellen, eller i celler som opprettholder endosymbiont direkte i cellevæsken.Termitter og deres protozoiske tarminnbyggere er et eksempel på endosymbionten som lever i et hulrom i den assosierte organismen. Et annet vanlig eksempel er faunaen i magen til drøvtyggere, eller dyr som regurgitate og rechew matpartikler, som hjort, storfe og antilope. Mager av drøvtyggere har kamre, hvorav den første kalles vommen og er spesielt utviklet for å opprettholde populasjoner av bakterier og protozoer som bryter ned maten til verten ved hjelp av gjæring. Vommen leveres med mat og holdes innenfor et bestemt område av pH ved spesialiserte spyttkjertler. Dette gir det mikrobielle samfunnet et substrat for å mate av og et gunstig miljø for å gjøre det. Det finnes et variert antall mikroorganismer som bor der, inkludert bakterier som fordøyer cellulose, protozoer som fordøyer cellulose ved hjelp av sine egne endosymbionter, og andre som fortsatt er rovdyr på disse protozoer. Et helt samfunn av forskjellige arter med forskjellige livsstil bor der.
et vanlig eksempel på endosymbiont som lever i vertscellene er det av bakterier i insektcellene. Cellene i kakerlakker inneholder bakterier, og kakerlakker utviser redusert utvikling hvis bakteriene blir drept med antibiotika. Veksten av kakerlakk kan gjenopprettes, men med visse tillegg til kostholdet som bakteriene antagelig ga.
overføringen av disse bakteriene fra en kakerlakk til et avkom er arvelig, men ikke genetisk basert, fordi bakteriene invaderer eggets cytoplasma. Da, når egget befruktes og utvikler seg, har det allerede endosymbionten som moren hadde.
Et annet eksempel på mors overføring finnes i drøvtyggere. I disse dyrene passerer moren rumenmikroorganismer til hennes baby etter at den er født gjennom spytt og rominert mat, som inneholder alle mikrobielle arter barnet trenger i livet. Hvis et babyrøvdyr ikke får lov til å være i kontakt med sin mor, kan babyen aldri få mikroberene som er nødvendige for at den skal kunne fordøye plantemateriale og vil dø.
Endosymbiotisk Evolusjon
fra atferd som migrasjon av maneter til forskjellige vannlag, og spesielle strukturer som magen i magen, er det klart at endosymbiose innebærer komplekse interaksjoner og at disse organismene har utviklet seg sammen i mange generasjoner for å utvikle slike interaksjoner.kanskje det eldste og mest utbredte eksempelet på denne endosymbiotiske samutviklingen er opprinnelsen til eukaryote celler. De utviklet seg fra prokaryote celler, med de primære forskjellene at eukaryote celler er større og mer komplekse, som inneholder en separat kjerne og mange organeller (som mitokondrier), mens prokaryote celler er mindre med noen få organeller som flyter fritt i cellevæsken. Eksempler på prokaryoter er enkle encellede organismer som bakterier. De fleste multicellulære komplekse organismer, fra protozoer til sopp til dyr, er eukaryoter.
hvordan oppsto eukaryote celler? Selv om det ikke er direkte bevis, er den mest troverdige teorien at en tidlig prokaryotisk celle, forfederen til mitokondrionen, kom inn i en annen prokaryotisk celle, enten som en matvare eller en parasitt. Over tid ble forholdet mellom de to endosymbiotiske, med mitokondrionen som leverer energi til vertsforeningen og verten gir riktig miljø og næringsstoffer til mitokondrionen. Dermed oppstod en celle med en tydelig organell, eller en eukaryotisk celle. Dette betyr at hver eneste celle i alle prokaryote organismer har endosymbiotiske organeller.Flere egenskaper ved mitokondrier støtter denne allment aksepterte teorien om en endosymbiotisk evolusjon som gir opphav til eukaryote celler: det gjensidig fordelaktige forholdet mellom cellen, som gir næringsstoffer og et miljø for organellen, og mitokondrionen, som gir energi til cellen, ses i mange andre endosymbiotiske systemer, inkludert de som er nevnt ovenfor.den moderne rollen til mitokondrionen er å gi energi i en brukbar form for cellen.mitokondrionet har et genom i seg som lar det reprodusere seg selv og være i stor grad uavhengig av cellen og cellens genom, som ligger i kjernen. Til slutt deler mitokondrionen ikke og reproduserer på samme måte som vertscellen. I seksuelt reproduserende dyr, for eksempel, er mitokondriene av off-våren ikke en blanding av begge foreldrenes mitokondrier. I stedet er de alle arvet fra moren. Mitokondriene rekombinerer således ikke som resten av cellen under seksuell reproduksjon. Snarere fungerer de mer som uavhengige organismer, og opprettholder sin identitet fra vert til vert.
se Også Interspecies Interaksjoner.
Jean K. Krejca
Bibliografi
Ahmadjian, Vernon og Surindar Paracer. Symbiose: En Introduksjon til Biologiske Foreninger. Hanover, NH: University Press Of New England, 1986.Begon, Michael, John L. Harper og Colin R. Townsend. Økologi, 2.utg. Cambridge, MA: Blackwell Vitenskapelige Publikasjoner, 1990.
Douglas, Angela E. Symbiotiske Interaksjoner. Oxford: Oxford University Press, 1994.Marguilis, Lynn. Symbiose I Cellevolusjon. San Francisco, CA: W. H. Freeman, 1981.
Ridley, Mark. Evolusjon, 2.utg. Cambridge, MA: Blackwell Vitenskapelige Publikasjoner, 1996.
Valiela, Ivan. Marine Økologiske Prosesser, 2.utg. New York: Springer-Verlag, 1995.