ความสัมพันธ์ การทำความเข้าใจการอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัยเป็นอย่างไร

ความสัมพันธ์ เมื่อไรก็ตามที่สิ่งมีชีวิตสองชนิดที่มีสปีชีส์ ต่างกันอยู่ในการสัมผัสกันอย่างใกล้ชิดเพื่อประโยชน์ของสิ่งมีชีวิตทั้งสอง นั่นคือการอยู่ร่วมกัน การอยู่ร่วมกันอาจเกิดขึ้นได้ระหว่างสัตว์ พืช เห็ดรา หรือสิ่งอื่นๆสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีส่วนร่วมในสิ่งที่เป็นประโยชน์ต่อการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตอื่นๆและในทางกลับกันก็ได้รับประโยชน์จากการอยู่รอดเอง สิ่งที่คล้ายคลึงบางอย่างเกี่ยวพันกันอย่างใกล้ชิดจนยากที่จะบอกได้ว่าสิ่งมีชีวิตหนึ่งจบลงที่ใดและอีกสิ่งหนึ่งเริ่มต้นที่ใด

และในกรณีของพืชและสัตว์ที่มีชีวิตร่วมกัน อาจเป็นเรื่องยากที่จะบอกได้ว่าสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นพืช สัตว์ หรือทั้งสองอย่างเพียงเล็กน้อย ซิมบิโอต ไม่ใช่สัตว์ที่อาศัยและทำงานร่วมกันอย่างกลมกลืน ซิมไบโอตส่วนใหญ่ไม่รู้ว่ากำลังช่วยเหลือสิ่งมีชีวิตอื่นอยู่ แค่เอาชีวิตรอดด้วยวิธีที่ดีที่สุดสำหรับพฤติกรรมตามสัญชาตญาณที่ขับเคลื่อน โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ คุณอาจไม่ทราบว่าคุณเป็นเหมือนตัวเอง หรือชีวิตบนโลกนั้นคงจะไม่มีอยู่จริงหากปราศจากการอยู่ร่วมกัน

หรือการอยู่ร่วมกันนั้น อาจเป็นสาเหตุของการวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ หรือว่านักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าโลกทั้งใบเป็นสิ่งมีชีวิตที่อยู่ร่วมกันขนาดยักษ์ บางครั้งการอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย ก็ค่อนข้างแปลก การอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัยหลายประเภท คำจำกัดความแบบดั้งเดิมของการอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย คือความสัมพันธ์ที่เป็นประโยชน์ร่วมกัน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสัมผัสทางกายภาพอย่างใกล้ชิดระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดที่ไม่ใช่สายพันธุ์เดียวกัน

นักชีววิทยาส่วนใหญ่ยังคงยึดมั่นในคำจำกัดความนี้ อย่างไรก็ตาม นักชีววิทยาบางคนถือว่าความสัมพันธ์ระหว่างสปีชีส์ใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับการสัมผัสใกล้ชิดบ่อยๆนั้น ถือเป็นการอยู่ร่วมกันโดยไม่คำนึงว่าสิ่งมีชีวิตชนิดใดจะได้รับประโยชน์ ซึ่งรวมถึงลัทธิคอมมิวนิสม์ซึ่งสิ่งมีชีวิตฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งไม่ได้รับผลกระทบมากนัก และลัทธิปรสิตซึ่งสิ่งมีชีวิตฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งได้รับอันตรายมีหลายรูปแบบของการอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย

ในบางกรณี สิ่งมีชีวิตต้องการความสัมพันธ์ทางชีวภาพเพื่อความอยู่รอด นี้เรียกว่าบังคับการอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย ในกรณีอื่นๆความสัมพันธ์ทางชีวภาพทำให้สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีโอกาสรอดชีวิตมากขึ้น แต่ไม่จำเป็นอย่างยิ่งที่สิ่งนี้เรียกว่า facultative คือการอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย ความสัมพันธ์ทางชีวภาพนั้นไม่ได้สมมาตรเสมอไป สามารถผูกมัดกับสิ่งมีชีวิตหนึ่งและเป็นปัญญาสำหรับอีกสิ่งมีชีวิตหนึ่ง ส่วนการสัมผัสทางร่างกายอย่างใกล้ชิด

คำจำกัดความนั้นควรค่าแก่การพิจารณาอย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น ในกรณีส่วนใหญ่ค่อนข้างตรงไปตรงมา สิ่งมีชีวิตหนึ่งอาจอาศัยอยู่บนร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่นโดยตรง หรือแม้แต่อาศัยอยู่ในนั้นแต่นักชีววิทยายังคำนึงถึงความสัมพันธ์ทางชีวเคมีระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดด้วย หากกำลังสร้างและแบ่งปันเอนไซม์ โปรตีน ก๊าซ หรือสารเคมีอื่นๆก็สามารถกล่าวได้ว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่คล้ายคลึงกัน ทฤษฎีเอ็นโดซิมไบโอติกอาศัยอยู่ในสิ่งมีชีวิตอื่น และคำว่าภายใน

นักชีววิทยาหมายถึงภายในจริงๆระหว่างเซลล์ หรือภายในเนื้อเยื่อของร่างกาย เช่น หนอนตัวแบน acoel เอ็กโตซิมไบโอตอาศัยอยู่ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตอื่น โปรดทราบว่าสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในระบบทางเดินอาหารของอีกคนหนึ่งถือเป็นสิ่งมีชีวิตนอกระบบ เห็นได้ชัดว่าการอาศัยอยู่ในลำไส้ของคนอื่นไม่ถือเป็นความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดเพียงพอที่นักชีววิทยาจะเรียกว่า ทฤษฎีเอ็นโดซิมไบโอติก วิวัฒนาการอาจดูน่าอัศจรรย์ด้วยตัวมันเอง

การปรับตัวที่หลากหลายและเฉพาะเจาะจงที่สิ่งมีชีวิตหลายชนิดใช้ อาจดูเหมือนท้าทายตรรกะในบางครั้ง การอยู่ร่วมกันแบบอาศัยร่วมกันทำให้ดูเหมือนไม่น่าเป็นไปได้มากขึ้น ทั้งสองสายพันธุ์ที่แยกจากกันจะพัฒนาลักษณะที่เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบได้อย่างไร ในความเป็นจริง หลายคนที่ตั้งคำถามเกี่ยวกับวิวัฒนาการชี้ไปที่การอยู่ร่วมกันเป็น ข้อพิสูจน์ว่าสิ่งเหล่านี้ไม่สามารถเกิดขึ้นตามธรรมชาติได้ การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นกุญแจสำคัญ

ในการทำความเข้าใจวิวัฒนาการของการอยู่ร่วมกัน ในประชากรที่กำหนด สิ่งมีชีวิตบางชนิดจะมีลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อการสืบพันธุ์ที่ประสบความสำเร็จมากกว่าชนิดอื่นๆ สิ่งมีชีวิตที่มีลักษณะดังกล่าวจึงมีแนวโน้มที่จะส่งต่อไปยังรุ่นต่อๆไป ในขณะที่สิ่งมีชีวิตที่ไม่มีลักษณะเหล่านี้ มีโอกาสตายมากกว่าก่อนที่จะแพร่พันธุ์ ดังนั้น ในหลายชั่วอายุคนประชากรจะมีแนวโน้ม ที่จะดูเหมือนบุคคลที่มีลักษณะที่ประสบความสำเร็จมากขึ้นเรื่อยๆ

ความสำเร็จหรือความล้มเหลวของลักษณะขึ้นอยู่กับแรงกดดันของประชากร สถานการณ์ที่ทำให้บุคคลอยู่รอดได้ยากขึ้น ลักษณะที่ช่วยให้สิ่งมีชีวิตสามารถใช้ประโยชน์ จากรูปแบบชีวิตอื่นในสภาพแวดล้อม จะประสบความสำเร็จพอๆกับลักษณะที่ช่วยให้สามารถหลบหนีหรือกินได้ ความสัมพันธ์ ทางชีวภาพส่วนใหญ่อาจเริ่มต้นจากความรู้ ตลอดหลายชั่วอายุคน สิ่งมีชีวิตต้องพึ่งพาอาศัยกันมากขึ้นเพราะการคัดเลือกโดยธรรมชาติชอบลักษณะเหล่านั้นมากกว่าอย่างอื่น

ในที่สุดซิมไบโอซิสก็กลายเป็นแหล่งเดียวของอาหารที่พักอาศัยเอนไซม์ หรืออะไรก็ตามที่ซิมไบโอซิสได้มาจากกันและกัน อีกวิธีหนึ่งในการดู การอยู่ร่วมกันแบบอิงอาศัย คือกล่องเครื่องมือของวิวัฒนาการ ต้นไม้ต้องการสารอาหารที่อยู่ลึกลงไปในดิน สามารถพัฒนาระบบรากที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งจะทำให้สามารถดึงสารอาหารเหล่านั้นได้เอง อันที่จริงต้นไม้จำนวนมากมีแต่สิ่งนี้อาจใช้เวลานาน หลายหมื่นปีขึ้นไป และอาจไม่เกิดขึ้นเลย

มันเกิดขึ้นที่เชื้อรามีความสามารถนี้อยู่แล้ว เมื่อทั้งสองสปีชีส์พบว่าตัวเองอยู่ใกล้กัน การพัฒนาวิธีการรวม เครื่องมือที่มีอยู่แล้วในสิ่งมีชีวิตอื่นจะเร็วกว่าการคิดค้นวงล้อขึ้นมาใหม่ นักชีววิทยาบางคนเป็นผู้เสนอทฤษฎีที่เรียกว่าซิมไบโอเจเนซิส ทฤษฎีนี้ซึ่งได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายพอสมควร เสนอว่าแท้จริงแล้วการอยู่ร่วมกันเป็นกุญแจสำคัญ ในการกำเนิดสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนบนโลก นักทฤษฎีการกำเนิดทางชีวภาพคิดว่า จุลินทรีย์ที่มีความหลากหลายมากขึ้น

โดยได้เข้าสู่ชุดของความสัมพันธ์ทางชีวภาพ โดยมีจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันทำหน้าที่สำคัญต่อการดำรงอยู่ของจุลินทรีย์ ความสัมพันธ์เหล่านี้พัฒนาเป็นเครือข่ายของจุลินทรีย์ที่ทำงานร่วมกันอย่างแน่นแฟ้น ซึ่งแต่ละตัวทำหน้าที่เป็นฟันเฟืองในเครื่องจักร ในที่สุดก็พัฒนาปลอกหุ้มทั้งหมด จุลินทรีย์ที่ประกอบกันเป็น ทีม นี้กลายเป็นส่วนต่างๆของเซลล์ ไมโทคอนเดรีย นิวเคลียส ไรโบโซม คุณเป็นซิมไบโอตหรือไม่ คุณเป็นซิมไบโอตหรือไม่

โดยอย่างแน่นอนทางเดินอาหารมีแบคทีเรีย และจุลินทรีย์อื่นๆหลายล้านล้านตัว ในความเป็นจริงอุจจาระส่วนใหญ่ประกอบด้วยแบคทีเรีย แบคทีเรียเหล่านี้ทำหน้าที่หลายอย่าง แต่หลักๆแล้วจะทำลายสิ่งที่ระบบย่อยอาหารไม่สามารถประมวลผลได้ด้วยตัวเอง ตัวอย่างเช่น คาร์โบไฮเดรตจำนวนมากเข้าสู่ลำไส้โดยไม่ได้ย่อย แบคทีเรียที่นั่นแบ่งคาร์โบไฮเดรตออกเป็นกรดต่างๆที่สามารถดูดซึมและแปรรูปได้ ผลลัพธ์ เราได้รับสารอาหารและแคลอรีมากขึ้นจากอาหารของเรา

ยาปฏิชีวนะสามารถฆ่าแบคทีเรียเหล่านี้ได้จำนวนมาก ทำให้ประสิทธิภาพการย่อยอาหารลดลงจนกว่าจะเติบโต แบคทีเรียจะได้รับอาหารที่ส่งตรงถึงอย่างสม่ำเสมอ เครื่องช่วยย่อยอาหารนี้มีประโยชน์อย่างมากสำหรับผู้ที่เข้าถึงแหล่งอาหารได้อย่างจำกัด จำเป็นต้องได้รับทุกแคลอรีที่ทำได้จากอาหาร อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาถึงการมีส่วนร่วมของแบคทีเรียในลำไส้ของมนุษย์ต่อโรคอ้วนในประเทศตะวันตก

การทดลองแสดงให้เห็นว่าหนูที่เลี้ยงในสภาพแวดล้อมปลอดเชื้อ โดยไม่มีแบคทีเรียช่วยย่อยอาหารยังคงผอม แม้ว่าจะได้รับอาหารที่มีแคลอรีสูงและไขมันสูง การจัดการกับความสัมพันธ์ทางชีวภาพกับแบคทีเรียในลำไส้อาจนำไปสู่การพัฒนายาลดน้ำหนักที่มีประสิทธิภาพ แบคทีเรียในลำไส้ค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งให้ประโยชน์ที่เรายังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าอาจช่วยระบบภูมิคุ้มกัน ได้โดยการให้การปฏิบัติ

ทำให้เราสามารถผลิตแอนติบอดีที่ปกป้องเราจากจุลินทรีย์ที่เป็นอันตรายได้ แท้จริงแล้ว แบคทีเรียใน ลำไส้สามารถเป็นอันตรายต่อเราได้มากหากเคลื่อนออกจากทางเดินอาหารเข้าสู่กระแสเลือด ยังอาจแข่งขันกับจุลินทรีย์ที่อาจเป็นอันตรายหากสามารถเข้าไปอาศัยอยู่ในลำไส้ได้ ซิมไบโอตทุกที่ ความสัมพันธ์ทางชีวภาพไม่ใช่เรื่องหายาก นี่คือตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมโดยเฉพาะ ต้นซีโครเปียมีลำต้นกลวง และภายในต้นจะหลั่งของเหลวหวานที่มีคุณค่าทางโภชนาการสำหรับมด

มดแอซเท็ก อาศัยอยู่ตามต้นไม้ ทำให้มดหลายล้านตัวเต็มลำต้น ซึ่งได้รับที่พักพิงและอาหารจากต้นไม้ ต้นไม้มีความเสี่ยงต่อเถาวัลย์ ซึ่งสามารถเติบโตบนต้นไม้ ทำให้น้ำหนักลดลง หรือทำให้หายใจไม่ออก มดแอซเท็ก ลาดตระเวนเซโครเปีย และใช้กรามเพื่อตัดเถาวัลย์ มีตัวอย่างมากมายของปลาที่ช่วยทำความสะอาดแบคทีเรียปรสิต และเชื้อราจากร่างกาย หรือแม้แต่จากในปากของปลาอื่นๆปลานำร่อง ปลาไคลเอนต์ ปลาคลาร์เวอร์วิส และปลาซีเนียร์ตาล้วนกินปรสิต

จากสายพันธุ์อื่น เพื่อให้ได้อาหารที่ดี ปลาตัวอื่นๆได้รับการปกป้องจากความเสียหายที่ปรสิตเหล่านี้จะเกิดขึ้นหากปล่อยไว้โดยไม่ตรวจสอบ ไม่เพียงแต่หยุดพฤติกรรมก้าวร้าวเพื่อให้ปลาที่สะอาดกว่าได้ทำงาน แต่ยังเป็นที่รู้กันว่าออกไปเยี่ยม ความสัมพันธ์ที่สะอาดกว่าก็มีอยู่นอกน้ำเช่นกัน นกกระยาง นกหัวขวาน นกหัวโต และนกหัวสีน้ำตาล ล้วนใช้เวลาส่วนใหญ่ในชีวิตไปกับการขี่สัตว์อื่นๆนกจะจับแมลง เห็บ และปรสิตอื่นๆมากิน นกหัวโตกระโดดเข้าปากจระเข้ที่อาบแดด

เพื่อกินปลิง สัตว์ต่างๆม้าลาย วัวกระทิง วอร์ทอก วัวบ้าน ได้รับการดูแลให้สะอาดจากแมลงที่เป็นอันตราย นกที่ทำความสะอาดยังทำหน้าที่เป็นระบบเตือนภัย โดยแจ้งให้เจ้าของทราบเมื่อมีอันตราย นกชนิดหนึ่งที่เรียกว่าฮันนี่ไกด์ชอบกินขี้ผึ้งและด้วงผึ้ง อย่างไรก็ตาม มันไม่ใหญ่พอที่จะทำลายรังผึ้งที่เปิดอยู่ได้ เพื่อบรรลุเป้าหมายนี้ มันพบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในบริเวณใกล้เคียง บางครั้งอาจเป็นมนุษย์หรือสัตว์คล้ายตัวแบดเจอร์ที่เรียกว่าเรล

จากนั้นมันจะกระโดดไปมาเพื่อเรียกร้องความสนใจ จากนั้นจึงนำ ผู้ช่วย ไปที่รัง ผู้ช่วยต้องการน้ำผึ้ง ดังนั้นมันจึงเปิดรังเพื่อกินมัน เปิดเผยขี้ผึ้งและตัวด้วงแก่ไกด์นำน้ำผึ้ง ไรโซสเฟียร์ พืชต้องการไนโตรเจน เป็นสารอาหารที่สำคัญและมีความสำคัญต่อการเจริญเติบโตอย่างแข็งแรง อย่างไรก็ตามพืชขาดกลไกในการดึงไนโตรเจนจากอากาศ สามารถหาได้จากพื้นดินหากพื้นดินมีความอุดมสมบูรณ์ แต่อุปทานสามารถหมดลงได้ง่าย

ในตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของกล่องเครื่องมือของวิวัฒนาการ ของการอยู่ร่วมกัน พืชบางชนิดได้พบสายพันธุ์อื่นที่มีความสามารถในการดึง ไนโตรเจนจากอากาศ พืชตระกูลถั่วซึ่งรวมถึงมันฝรั่ง ถั่วลิสง และอื่นๆอีกมากมาย ผูกพันกับแบคทีเรียไรโซเบีย แบคทีเรียจะเติบโตเป็นก้อนบนรากของพืชตระกูลถั่ว พืชตระกูลถั่วให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับไรโซเบียในการสลายพันธะเคมีที่แข็งแรงในไนโตรเจนอิสระ และไรโซเบียจะผลิตไนโตรเจนสำหรับพืช รวมทั้งเพียงพอที่จะทำให้ดินโดยรอบอุดมสมบูรณ์เป็นเวลาหลายปี

บทความที่น่าสนใจ : ระบบของกล้ามเนื้อ กับการออกกำลังสร้างความแข็งแรงสำหรับกล้ามเนื้อ