| Mutualism hoặc hợp tác liên tỉnh là cách hai sinh vật thuộc các loài khác nhau tồn tại trong mối quan hệ mà mỗi cá nhân tập thể dục được hưởng lợi từ hoạt động của nhau. Tương tác tương tự trong một loài được gọi là hợp tác. Chủ nghĩa tương sinh có thể tương phản với cạnh tranh giữa các quốc gia, trong đó mỗi loài trải qua giảm thể dục, và khai thác, hoặc ký sinh trùng, trong đó một loài được hưởng lợi từ "chi phí" của loài kia. Sự cộng sinh liên quan đến hai loài sống gần nhau và có thể là tương sinh, ký sinh hoặc giao hợp, vì vậy mối quan hệ cộng sinh không phải lúc nào cũng tương hỗ.
Một chủ nghĩa tương hỗ nổi tiếng là mối quan hệ giữa động vật móng guốc (như bò) và vi khuẩn trong ruột của chúng. Các động vật móng guốc được hưởng lợi từ cellulase do vi khuẩn tạo ra, tạo điều kiện cho tiêu hóa; vi khuẩn được hưởng lợi từ việc cung cấp ổn định các chất dinh dưỡng trong môi trường vật chủ. Điều này cũng có thể được tìm thấy trong nhiều mối quan hệ cộng sinh khác nhau.
Chủ nghĩa tương sinh đóng một phần quan trọng trong sinh thái học. Ví dụ, các tương tác lẫn nhau rất quan trọng đối với chức năng hệ sinh thái trên cạn vì hơn 48% thực vật trên đất liền dựa vào mối quan hệ của nấm với nấm để cung cấp cho chúng các hợp chất vô cơ và các nguyên tố vi lượng. Ngoài ra, sự tương hỗ được cho là đã thúc đẩy sự tiến hóa của phần lớn sự đa dạng sinh học mà chúng ta thấy, chẳng hạn như các dạng hoa (quan trọng đối với sự tương tác thụ phấn) và đồng tiến hóa giữa các nhóm loài. [1] Tuy nhiên, chủ nghĩa tương sinh ít được chú ý hơn các tương tác khác như ăn thịt và ký sinh trùng. có thể nhận được lợi ích từ nhiều loài khác nhau, ví dụ như hầu hết các loài tương tác thụ phấn – thực vật. Do đó, thông thường để phân loại sự tương hỗ theo sự gần gũi của hiệp hội, sử dụng các thuật ngữ như nghĩa vụ và khoa học. Xác định "sự gần gũi", tuy nhiên, cũng có vấn đề. Nó có thể đề cập đến sự phụ thuộc lẫn nhau (các loài không thể sống mà không có nhau) hoặc sự thân mật sinh học của mối quan hệ liên quan đến sự gần gũi về thể xác (ví dụ một loài sống trong các mô của các loài khác). [4]
Thuật ngữ chủ nghĩa tương hỗ được giới thiệu bởi Pierre-Joseph van Beneden trong cuốn sách năm 1876 của ông Ký sinh trùng động vật và những kẻ gây rối . như là một dạng "đổi chác sinh học" [4] trong các mối liên hệ bệnh nấm giữa rễ cây và nấm, với việc cây cung cấp carbohydrate cho nấm để đổi lấy chủ yếu là các hợp chất nitơ mà còn là nitơ. Các ví dụ khác bao gồm vi khuẩn rhizobia cố định đạm cho cây họ đậu (họ Fabaceae) để đổi lấy carbohydrate có chứa năng lượng. [7]
Mối quan hệ tài nguyên dịch vụ [ chỉnh sửa ]
chung. Ba loại quan trọng là thụ phấn, làm sạch cộng sinh và vườn bách thú.
Trong thụ phấn, một nhà máy kinh doanh các nguồn thực phẩm dưới dạng mật hoa hoặc phấn hoa để phục vụ phân tán phấn hoa.
Thức ăn của phagophiles (tài nguyên) trên các loài ngoài tử cung, do đó cung cấp dịch vụ chống sâu bệnh, như trong việc làm sạch cộng sinh.
Elacatinus và Gobiosoma các loài cá bống tượng, cũng ăn các ký sinh trùng của khách hàng trong khi làm sạch chúng. [8]
của thực vật bởi động vật. Điều này tương tự như thụ phấn ở chỗ cây tạo ra nguồn thức ăn (ví dụ, quả thịt, thừa hạt) cho động vật phát tán hạt (dịch vụ).
Một loại khác là kiến bảo vệ rệp, trong đó rệp buôn bán mật ong giàu đường (sản phẩm phụ của chế độ ăn nhựa cây) để đổi lấy sự bảo vệ chống lại kẻ săn mồi như bọ rùa.
Mối quan hệ dịch vụ-dịch vụ [ chỉnh sửa ]
Các tương tác dịch vụ-dịch vụ nghiêm ngặt là rất hiếm, vì những lý do không rõ ràng. [4] Một ví dụ là mối quan hệ giữa hải quỳ và cá hải quỳ trong họ Pomómridae: hải quỳ cung cấp cho cá sự bảo vệ khỏi những kẻ săn mồi (không thể chịu đựng được những vết chích của hải quỳ) và cá bảo vệ hải quỳ chống lại cá bướm (họ Chaetodontidae), chúng ăn hải quỳ. Tuy nhiên, có nhiều điểm chung với nhau, có nhiều hơn một khía cạnh của nó: trong sự tương sinh giữa hải quỳ, hải quỳ, cá thải từ tảo ăn thức ăn của tảo cộng sinh được tìm thấy trong các xúc tu của hải quỳ. [9][10] một sự tương hỗ dịch vụ – dịch vụ trong thực tế có một thành phần tài nguyên dịch vụ. Một ví dụ thứ hai là mối quan hệ giữa một số loài kiến trong chi Pseudomyrmex và cây trong chi Ac keo chẳng hạn như cây gai và cây sừng bò. Những con kiến làm tổ bên trong gai của cây. Để đổi lấy nơi trú ẩn, loài kiến bảo vệ acacias khỏi sự tấn công của động vật ăn cỏ (chúng thường ăn, giới thiệu một thành phần tài nguyên cho mối quan hệ dịch vụ này) và cạnh tranh với các loài thực vật khác bằng cách cắt tỉa thảm thực vật che bóng cây keo. Ngoài ra, một thành phần tài nguyên dịch vụ khác cũng có mặt, vì kiến thường xuyên ăn các loại thực phẩm giàu lipid được gọi là các cơ quan Beltian trên nhà máy Acacia . [ cần trích dẫn ]]
Trong hệ thống thần kinh, con kiến Myrmelachista schumanni làm tổ trong các hốc đặc biệt trong Duroia hirsute . Thực vật trong vùng lân cận thuộc về các loài khác bị giết bằng axit formic. Việc làm vườn chọn lọc này có thể rất mạnh mẽ đến nỗi các khu vực nhỏ của rừng mưa nhiệt đới bị chi phối bởi Duroia hirsute . Những miếng vá kỳ dị này được người dân địa phương gọi là "khu vườn của quỷ". [11]
Trong một số mối quan hệ này, chi phí cho việc bảo vệ kiến có thể khá tốn kém. Cordia sp. cây trong rừng nhiệt đới Amazon có mối quan hệ hợp tác với Allomerus sp. kiến, làm cho tổ của chúng trong lá sửa đổi. Để tăng lượng không gian sống có sẵn, những con kiến sẽ phá hủy nụ hoa Cây. Những bông hoa chết và lá phát triển thay vào đó, cung cấp cho kiến nhiều nhà hơn. Một loại khác của Allomerus sp. kiến sống với Hirtella sp. cây trong cùng một khu rừng, nhưng trong mối quan hệ này, cây đã biến những cái bàn trên con kiến. Khi cây đã sẵn sàng để ra hoa, con kiến ở một số nhánh bắt đầu héo và co lại, buộc người cư ngụ phải chạy trốn, để lại những bông hoa của cây không bị kiến tấn công. [11]
Thuật ngữ "nhóm loài" có thể được sử dụng để mô tả cách thức mà các sinh vật riêng lẻ nhóm lại với nhau. Trong bối cảnh phi phân loại này, người ta có thể đề cập đến "các nhóm cùng loài" và "các nhóm loài hỗn hợp". Trong khi các nhóm cùng loài là chuẩn mực, ví dụ về các nhóm loài hỗn hợp rất nhiều. Ví dụ, ngựa vằn ( Equus burchelli ) và linh dương đầu bò ( Connochaetes taurinus ) có thể vẫn liên kết trong các giai đoạn di cư đường dài qua Serengeti như một chiến lược để ngăn chặn những kẻ săn mồi. Cercopithecus mitis và Cercopithecus ascanius loài khỉ trong rừng Kakamega của Kenya, có thể ở gần và đi dọc theo cùng một tuyến đường trong rừng trong thời gian tới 12 giờ . Những nhóm loài hỗn hợp này không thể được giải thích bằng sự trùng hợp của việc chia sẻ cùng một môi trường sống. Thay vào đó, chúng được tạo ra bởi sự lựa chọn hành vi tích cực của ít nhất một trong số các loài trong câu hỏi. [12]
Mô hình toán học [ chỉnh sửa ]
Các phương pháp toán học về sự tương hỗ, như nghiên cứu về sự tương hỗ nói chung, đã bị tụt lại phía sau những kẻ săn mồi, hoặc con mồi-con mồi, tài nguyên tiêu dùng, tương tác. Trong các mô hình tương tác, các đáp ứng chức năng "loại I" và "loại II" đề cập đến mối quan hệ tuyến tính và bão hòa, tương ứng, giữa lợi ích được cung cấp cho một cá nhân của loài 1 ( y -axis) trên mật độ của loài 2 ( x -axis).
Đáp ứng chức năng loại I [ chỉnh sửa ]
Một trong những khung đơn giản nhất để mô hình hóa các tương tác giữa các loài là phương trình Lotka mật Volterra. [13] Trong mô hình này, sự thay đổi mật độ dân số. của hai người tương hỗ được định lượng là:
trong đó
N và M = mật độ dân số.
r = tốc độ tăng trưởng nội tại của dân số.
K = khả năng mang theo môi trường địa phương. .
β = chuyển đổi hệ số gặp gỡ với một loài sang đơn vị mới của loài kia.
Chủ nghĩa tương hỗ về bản chất là phương trình tăng trưởng logistic + tương tác lẫn nhau. Thuật ngữ tương tác lẫn nhau thể hiện sự gia tăng tăng trưởng dân số của loài một do kết quả của sự hiện diện của số lượng lớn hơn loài thứ hai và ngược lại. Vì thuật ngữ tương hỗ luôn luôn tích cực, nó có thể dẫn đến tăng trưởng không thực tế như nó xảy ra với mô hình đơn giản. [14] Vì vậy, điều quan trọng là bao gồm một cơ chế bão hòa để tránh vấn đề.
Phản ứng chức năng loại I được hiển thị dưới dạng biểu đồ của
{ displaystyle { cfrac { beta _ {12}} {K_ {1}}} M}
{ displaystyle { cfrac { beta _ {12}} {K_ {1}}} M} so với M .
Đáp ứng chức năng loại II [ chỉnh sửa ]
Năm 1989, David Hamilton Wright đã sửa đổi phương trình Lotka bit Volterra bằng cách thêm một thuật ngữ mới, βM / K để thể hiện mối quan hệ tương hỗ. [15] Wright cũng đã xem xét khái niệm bão hòa, có nghĩa là với mật độ cao hơn, sẽ giảm lợi ích của việc tăng thêm dân số tương hỗ. Nếu không bão hòa, mật độ của loài sẽ tăng lên vô hạn. Vì điều đó là không thể do các hạn chế về môi trường và khả năng mang theo, một mô hình bao gồm độ bão hòa sẽ chính xác hơn. Lý thuyết toán học của Wright dựa trên tiền đề của mô hình tương sinh hai loài đơn giản, trong đó lợi ích của chủ nghĩa tương hỗ trở nên bão hòa do các giới hạn đặt ra bởi thời gian xử lý. Wright định nghĩa thời gian xử lý là thời gian cần thiết để chế biến một mặt hàng thực phẩm, từ khi tương tác ban đầu đến khi bắt đầu tìm kiếm các mặt hàng thực phẩm mới và cho rằng chế biến thực phẩm và tìm kiếm thực phẩm là loại trừ lẫn nhau. Những người tương hỗ hiển thị hành vi tìm kiếm thức ăn được tiếp xúc với những hạn chế về thời gian xử lý. Chủ nghĩa tương sinh có thể được liên kết với sự cộng sinh.
Xử lý các tương tác thời gian
Năm 1959, C. S. Holling đã thực hiện thí nghiệm đĩa cổ điển của mình với giả định như sau: rằng (1), số lượng thực phẩm bị bắt giữ tỷ lệ thuận với thời gian tìm kiếm được phân bổ; và (2), có một biến thời gian xử lý tồn tại tách biệt với khái niệm thời gian tìm kiếm. Sau đó, ông đã phát triển một phương trình cho đáp ứng chức năng Loại II, cho thấy tỷ lệ cho ăn tương đương với
trong đó,
a = tỷ lệ phát hiện tức thời
x = mật độ mặt hàng thực phẩm
T H = thời gian xử lý
|
