El pez payaso y las anémonas de mar tienen una relación mutuamente beneficiosa. Joe Stancampiano / National Geographic / Getty Images Siempre que existan dos organismos de diferentes especies en estrecho contacto físico en beneficio de ambos organismos, esa es simbiosis . La simbiosis puede ocurrir entre animales, plantas hongos o cualquier combinación de los mismos. Cada organismo aporta algo que beneficia la supervivencia del otro, ya su vez recibe un beneficio de supervivencia propio.
Algunos simbiontes están tan estrechamente entrelazados que es difícil saber dónde termina un organismo y dónde comienza el otro. Y en el caso de simbiontes de plantas / animales, puede ser difícil saber si los organismos son plantas, animales o un poco de ambos.
Los simbiontes no son animales de dibujos animados que viven y trabajan juntos en perfecta armonía. La mayoría de los simbiontes no tienen idea de que están ayudando a otra criatura. Simplemente están sobreviviendo de la manera que mejor les funcione, un comportamiento instintivo impulsado por la selección natural.
Probablemente no te diste cuenta de que eres un simbionte. O que la vida en la Tierra probablemente no existiría sin simbiosis. O que la simbiosis podría haber sido responsable de la evolución de la vida multicelular. O que algunos científicos piensan que todo el planeta es un organismo simbiótico gigante. A veces, la simbiosis es bastante extraña. Exploraremos la rareza (y tal vez descubramos que no es tan extraño después de todo) en este artículo.
¿Planta o animal?Uno de los casos más extraños de simbiosis es el del gusano plano acoel, Convoluta roscoffensis . Estos diminutos gusanos viven a lo largo de las costas y parecen masas de algas. Los gusanos mismos son transparentes, pero dentro de ellos viven las algas Platymonas, que contienen clorofila y son capaces de realizar la fotosíntesis. Le dan a los gusanos un color verde.
Las algas absorben la luz solar a través de la piel clara de las lombrices y realizan la fotosíntesis de la comida, suficiente comida para que las lombrices no tengan un tracto digestivo funcional o incluso bocas que funcionen. Las algas incluso reciclan los productos de desecho de las lombrices, y pasan por ciclos de vida completos dentro de los cuerpos de los gusanos.
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Los picabueyes comen los parásitos de animales grandes como este búfalo africano. Pero también son parásitos ellos mismos, mantener las heridas abiertas y quitarse las costras. Natphotos / Digital Vision / Getty Images La definición tradicional de simbiosis es una de beneficio mutuo relación que implica un contacto físico cercano entre dos organismos que no son de la misma especie. La mayoría de los biólogos todavía se adhieren a esta definición. Algunos biólogos, sin embargo, considerar cualquier relación entre especies que implique un contacto cercano frecuente como simbiosis, independientemente de cuál de los organismos se beneficie. Esto incluye comensalismo , en el que un organismo se beneficia y el otro no se ve afectado en absoluto, y parasitismo , en el que un organismo se beneficia y el otro se ve perjudicado. En este artículo nos centraremos en la simbiosis mutuamente beneficiosa.
Hay varias formas de simbiosis. En ciertas ocasiones, los organismos requieren la relación simbiótica para sobrevivir. Esto se conoce como simbiosis obligada . En otros casos, la relación simbiótica le da a cada organismo una mayor posibilidad de supervivencia, pero no es absolutamente necesaria. Esto se conoce como simbiosis facultativa . Las relaciones simbióticas no siempre son simétricas; pueden ser obligatorias para un organismo y facultativas para el otro.
Vale la pena analizar más de cerca la parte de la definición de "contacto físico cercano". En la mayoría de los casos, es bastante sencillo:un organismo puede establecer su hogar directamente en el cuerpo de otro organismo, o incluso vivir dentro de él. Pero los biólogos también consideran la relación bioquímica entre dos organismos. Si generan y comparten enzimas, proteínas, gases u otros productos químicos, entonces también se puede decir que son simbiontes.
Endosimbiontes vivir dentro de otro organismo. Y por dentro Los biólogos realmente se refieren al interior, entre las células o dentro de los tejidos del cuerpo (como el gusano plano acoel). Ectosimbiontes viven en el cuerpo de otro organismo. (Tenga en cuenta que los organismos que viven dentro del tracto digestivo de otra persona se consideran ectosimbiontes. Aparentemente, vivir en los intestinos de otra persona no califica como una relación lo suficientemente estrecha como para que los biólogos los llamen endosimbiontes).
Sin hongos, Sin arbolLas plantas y los hongos ocupan categorías taxonómicas completamente diferentes. Sin embargo, sus vidas están tan profundamente entrelazadas que alrededor del 90 por ciento de todas las plantas del mundo tienen sus propios hongos "socios" que les permiten sobrevivir [fuente:Wakeford]. El hongo en cuestión es micorrízico. Muchas variedades de micorrizas viven en estrecha asociación con árboles y otras plantas, extrayendo nutrientes de las profundidades subterráneas y proporcionándolos al árbol a cambio de una parte de la energía (en forma de azúcares) producida por la fotosíntesis del árbol. Los hongos y hongos venenosos que se ven a menudo alrededor de las bases de los árboles son en realidad los órganos reproductores de vastas redes de hongos subterráneos que las plantas aprovechan para obtener nutrientes de manera más eficiente.
Islas Cocos, Océano Índico:Manta raya con rémoras Joe Stancampiano / National Geographic / Getty Images La evolución puede parecer bastante asombrosa por sí sola. Las adaptaciones variadas y específicas utilizadas por muchos organismos pueden parecer a veces desafiar la lógica. La simbiosis solo hace que parezca más improbable:¿cómo podrían dos especies separadas desarrollar rasgos que simplemente encajan tan perfectamente? De hecho, Mucha gente que cuestiona la evolución apunta a la simbiosis como "prueba" de que esto no podría suceder de forma natural.
La selección natural es la clave para comprender cómo evoluciona la simbiosis. En una población dada, algunos organismos tendrán rasgos que son más ventajosos para una reproducción exitosa que otros. Por lo tanto, es más probable que los organismos con esos rasgos los transmitan a las generaciones venideras, mientras que los que no los tienen tienen una mayor probabilidad de morir antes de reproducirse. Por lo tanto, a lo largo de muchas generaciones, la población tenderá a parecerse cada vez más a los individuos con los rasgos de éxito.
El éxito o el fracaso de los rasgos depende de presión poblacional - Circunstancias que dificultan la supervivencia de las personas. Los rasgos que permiten que una criatura se aproveche de las otras formas de vida en su entorno serán tan exitosos como los rasgos que le permitan escapar (o comer) de ellos.
La mayoría de las relaciones simbióticas probablemente comenzaron como facultativas. Durante muchas generaciones, los organismos llegaron a depender más de la simbiosis porque la selección natural favorecía esos rasgos y no otros. Finalmente, la simbiosis se convirtió en la única fuente de alimento, abrigo, enzima o cualquier otra cosa que los simbiontes se deriven entre sí.
Otra forma de ver la simbiosis es como caja de herramientas de la evolución. Los árboles necesitan los nutrientes que se encuentran en las profundidades del suelo. Podrían desarrollar sistemas de raíces más eficientes que les permitieran extraer esos nutrientes ellos mismos; de hecho, muchos árboles tienen. Pero esto puede llevar mucho tiempo (decenas de miles de años o más) y es posible que no suceda en absoluto. Da la casualidad de que los hongos ya tienen esta capacidad. Cuando las dos especies se encuentran muy próximas, Es mucho más rápido desarrollar una forma de incorporar la "herramienta" ya disponible para el otro organismo que reinventar la rueda.
Algunos biólogos son defensores de una teoría conocida como simbiogénesis . Esta teoría, que tiene una aceptación bastante amplia, sugiere que la simbiosis es en realidad la clave de los orígenes de la vida compleja en la Tierra. Los teóricos de la simbiogénesis creen que los microbios cada vez más diversificados entraron en una serie de relaciones simbióticas, con diferentes microbios que realizan las tareas vitales para la existencia microbiana. Estas relaciones evolucionaron hasta convertirse en una red estrechamente integrada de microbios recíprocos, cada uno actuando como un engranaje en la máquina. Eventualmente desarrollaron una carcasa que los encierra a todos. Los microbios que formaban este "equipo" se convirtieron en partes de una célula:mitocondrias, núcleos, ribosomas.
Insectos, Murciélagos Pájaros y floresMuchas plantas dependen de los animales para que les ayuden a llevar el polen del estambre de una planta al óvulo de otra planta. Estas plantas han desarrollado flores que atraen a los polinizadores ya sea por el color o el aroma. En una relación simbiótica, la flor contiene néctar, un dulce, material rico en energía que le da al insecto, murciélago o pájaro un beneficio nutricional. Cuando el animal pasa a la siguiente flor para obtener más néctar, inadvertidamente lleva polen allí, lograr el objetivo de polinización de la planta. Algunos animales han desarrollado características muy especializadas, como picos con forma o probóscide, para extraer el néctar de manera eficiente. Las flores, Sucesivamente, puede tener una forma específica para permitir que solo una determinada especie de animal obtenga néctar de ellos. Esto permite que la planta monopolice los esfuerzos de polinización de ese animal, ya que no revoloteará con otras especies de plantas.
¿Eres un simbionte? Absolutamente. Su tracto digestivo contiene billones de bacterias y otros microorganismos. De hecho, la mayor parte de la masa de materia fecal está formada por bacterias. Estas bacterias cumplen una serie de funciones, pero principalmente descomponen cosas que nuestro sistema digestivo no puede procesar por sí mismo. Por ejemplo, muchos carbohidratos llegan a los intestinos sin ser digeridos. Las bacterias descomponen los carbohidratos en varios ácidos que pueden absorberse y procesarse. El resultado:obtenemos más nutrientes y calorías de nuestra comida. Los antibióticos pueden matar muchas de estas bacterias, reduciendo nuestra eficiencia digestiva hasta que vuelvan a crecer [fuente:Universidad de Glasgow]. Las bacterias por su parte, obtener un suministro constante de alimentos directamente a ellos.
Esta ayuda digestiva es un gran beneficio para las personas con acceso limitado a los recursos alimentarios. Necesitan obtener todas las calorías que puedan de sus alimentos. Sin embargo, Los científicos han estado estudiando las contribuciones de las bacterias intestinales humanas a la obesidad generalizada en las naciones occidentales. Los experimentos han demostrado que los ratones criados en un ambiente estéril, sin bacterias para ayudar a la digestión, permanecieron magros a pesar de que fueron alimentados con un alto contenido calórico, dieta rica en grasas [fuente:PNAS]. La manipulación de nuestra propia relación simbiótica con las bacterias intestinales podría conducir al desarrollo de una píldora de dieta eficaz.
Las bacterias de su intestino son bastante complejas, proporcionando beneficios que aún no comprendemos completamente. Algunos científicos piensan que podrían ayudar a nuestro sistema inmunológico proporcionando "práctica, "lo que nos permite producir anticuerpos que nos protegen contra microbios más dañinos. De hecho, Las mismas bacterias intestinales pueden ser muy dañinas para nosotros si salen del tracto digestivo al torrente sanguíneo. También podrían superar a los microbios que serían dañinos si pudieran moverse y vivir en nuestros intestinos.
Simbiontes alienígenasEn el universo de los cómics de Marvel, una raza alienígena conocida como los Simbiontes ha plagado repetidamente a los ciudadanos de la Tierra, particularmente el superhéroe Spider-Man. Se encontró con el primer simbionte cuando ambos fueron transportados juntos por un ser cósmico:Spider-Man pensó que era simplemente un traje negro hecho de material alienígena antes de darse cuenta de que era una criatura viviente. El simbionte más tarde se transfirió al reportero mentalmente perturbado Eddie Brock, formando la monstruosa criatura conocida como Venom. Reproducir asexualmente a través de la gemación, La primera descendencia del Simbionte se vinculó con un asesino en serie y se convirtió en la criatura conocida como Carnage.
Finalmente se reveló que la raza Symbiote era parasitaria, invadiendo planetas enteros, uniéndose a los seres vivos que encontraban y consumiéndolos. Pueden ser responsables de la extinción de decenas de miles de especies mientras viajaban de planeta en planeta a través de la galaxia. El Simbionte de Spider-Man era un loco paria de su raza parasitaria.
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Las hormigas aztecas protegen su hogar en un árbol de Cecropia. Norbert Wu / Science Faction / Getty Images Las relaciones simbióticas no son raras. Aquí hay algunos ejemplos particularmente interesantes:
Los árboles de Cecropia tienen troncos huecos, y en su interior segregan un líquido azucarado que es nutritivo para las hormigas. Hormigas aztecas colonizan los árboles, llenando el tronco de millones de hormigas, que reciben refugio y comida del árbol. El árbol es vulnerable a las enredaderas, que puede crecer en él, pesarlo o asfixiarlo. Las hormigas aztecas patrullan la Cecropia y usan sus mandíbulas para cortar las enredaderas.
Hay muchos ejemplos de peces que limpian de manera útil las bacterias y hongos parásitos de los cuerpos (o incluso del interior de la boca) de otros peces. El pez piloto, pescado del cliente, el pez limpiador y el pez seniorita comen parásitos de otras especies, ganando una buena comida. Los otros peces obtienen protección contra el daño que causarían estos parásitos si no se controlan. No solo detienen los comportamientos agresivos para permitir que los peces limpiadores hagan su trabajo, se sabe que se desviven por visitarlos.
También existen relaciones más limpias fuera del agua. Garcetas picabueyes, los chorlitos y los tordos de cabeza marrón pasan una buena parte de sus vidas montados sobre otros animales. Los pájaros arrancan insectos garrapatas y otros parásitos para comer. Los chorlitos saltan a la boca de los cocodrilos para comer sanguijuelas. Los animales (cebras, bisonte, jabalíes ganado doméstico) se mantienen limpios de insectos dañinos. Los pájaros limpiadores también actúan como un sistema de alarma, notificar a su anfitrión cuando haya peligro.
Una especie de ave llamada guía de miel prefiere comer cera de abejas y larvas de abeja. Sin embargo, no es lo suficientemente grande como para romper las colmenas de abejas. Para lograr esto, encuentra un mamífero cercano, a veces una criatura humana o parecida a un tejón llamada ratel. Luego salta para llamar la atención y luego lleva a su "asistente" a la colmena. El asistente quiere la miel para que rompa la colmena para comérsela, exponiendo la cera y las larvas a la guía de miel.
Las plantas necesitan nitrógeno. Es un nutriente vital, importante para un crecimiento saludable. Sin embargo, las plantas carecen del mecanismo para extraer nitrógeno del aire. Pueden obtenerlo del suelo si el suelo es fértil, pero el suministro se puede agotar fácilmente. En un ejemplo perfecto del aspecto de la "caja de herramientas de la evolución" de la simbiosis, ciertas plantas han encontrado otra especie que tiene la capacidad de extraer (o "fijar") nitrógeno del aire. Legumbres una familia de plantas que incluye patatas, cacahuetes y muchos otros, vínculo con la bacteria rhyzobia. La bacteria en realidad crece en nódulos en las raíces de las leguminosas. La leguminosa proporciona la energía necesaria para que los rizobios rompan los fuertes enlaces químicos en el nitrógeno libre. y los rizobios producen nitrógeno para la planta, más lo suficiente para mantener fértil el suelo circundante durante años.
La teoría de GaiaLa teoría de Gaia, popularizado por primera vez en la década de 1970, sugiere que la Tierra misma es un organismo vivo que existe en simbiosis con todas las otras formas de vida que viven en ella. Esta teoría se utiliza para explicar el entorno relativamente estable de la Tierra que permite que la vida prospere. Temperaturas composición atmosférica, suministros de alimentos:pueden variar mucho de un lugar a otro y con el tiempo, pero tienden a oscilar alrededor de puntos medios estables.
Una de las definiciones de vida ampliamente aceptadas incluye la capacidad de reproducirse. Algunos defensores de la teoría de Gaia sugieren que Gaia puede, De hecho, ser capaz de reproducirse. Los humanos ahora son capaces de dejar la Tierra, y podríamos estar a solo unas décadas de poder viajar a otros planetas. Los colonos en Marte serían como semillas, difundir la biosfera de la Tierra a otros mundos.
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