O peixe-palhaço e as anêmonas-do-mar têm uma relação mutuamente benéfica. Joe Stancampiano / National Geographic / Getty Images Sempre que dois organismos de espécies diferentes existem em contato físico próximo para o benefício de ambos os organismos, isso é simbiose . A simbiose pode ocorrer entre animais, plantas, fungos ou qualquer combinação destes. Cada organismo contribui com algo que beneficia a sobrevivência do outro, e, por sua vez, recebe um benefício de sobrevivência próprio.
Alguns simbiontes estão tão intimamente ligados que é difícil dizer onde termina um organismo e começa o outro. E no caso de simbiotes planta / animal, pode ser difícil dizer se os organismos são plantas, animais, ou um pouco de ambos.
Simbiotas não são animais de desenho animado que vivem e trabalham juntos em perfeita harmonia. A maioria dos simbiontes não tem ideia de que está ajudando outra criatura. Eles estão apenas sobrevivendo da maneira que for melhor para eles, um comportamento instintivo impulsionado pela seleção natural.
Você provavelmente não percebeu que também é um simbionte. Ou que a vida na Terra provavelmente não existiria sem simbiose. Ou que a simbiose pode ter sido responsável pela evolução da vida multicelular. Ou que alguns cientistas pensam que o planeta inteiro é um organismo simbiótico gigante. Às vezes, a simbiose é muito estranha. Exploraremos a estranheza (e talvez descobriremos que não é tão estranho assim) neste artigo.
Planta ou animal?Um dos casos mais estranhos de simbiose é o do verme acoel, Convoluta roscoffensis . Esses minúsculos vermes vivem ao longo das linhas costeiras e parecem massas de algas marinhas. Os próprios vermes são transparentes, mas dentro deles vivem algas Platymonas, que contêm clorofila e são capazes de fotossíntese. Eles dão aos vermes uma cor verde.
As algas absorvem a luz do sol através da pele clara dos vermes e fotossintetizam os alimentos - comida suficiente para que os vermes não tenham o trato digestivo ou mesmo a boca funcionando. As algas até reciclam os resíduos dos vermes, e passam por ciclos de vida inteiros dentro dos corpos dos vermes.
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Os pica-bois comem os parasitas de animais grandes como este búfalo africano. Mas eles próprios também são parasitas, mantendo as feridas abertas e cutucando crostas. Natphotos / Digital Vision / Getty Images A definição tradicional de simbiose é um benefício mútuo relacionamento envolvendo contato físico próximo entre dois organismos que não são da mesma espécie. A maioria dos biólogos ainda adere a essa definição. Alguns biólogos, Contudo, considere qualquer relacionamento entre espécies envolvendo contato próximo frequente como sendo simbiose, independentemente de qual dos organismos se beneficia. Isso inclui comensalismo , em que um organismo se beneficia e o outro não é muito afetado, e parasitismo , em que um organismo se beneficia e o outro é prejudicado. Neste artigo, vamos nos concentrar na simbiose mutuamente benéfica.
Existem várias formas de simbiose. Em alguns casos, os organismos requerem a relação simbiótica para sobreviver. Isso é conhecido como obrigar simbiose . Em outros casos, a relação simbiótica dá a cada organismo uma chance maior de sobrevivência, mas não é absolutamente necessária. Isso é conhecido como simbiose facultativa . As relações simbióticas nem sempre são simétricas - podem ser obrigatórias para um organismo e facultativas para o outro.
A parte "contato físico próximo" da definição vale a pena examinar mais de perto. Na maioria dos casos, é bastante simples - um organismo pode fazer sua casa diretamente no corpo de outro organismo, ou mesmo morar dentro dela. Mas os biólogos também consideram a relação bioquímica entre dois organismos. Se eles estão gerando e compartilhando enzimas, proteínas, gases ou outros produtos químicos, então eles também podem ser chamados de simbiotes.
Endossimbiotes vivem dentro de outro organismo. E por dentro, os biólogos realmente querem dizer dentro - entre as células ou dentro dos tecidos do corpo (como o verme acoel). Ectossimbiotes vivem no corpo de outro organismo. (Observe que os organismos que vivem dentro do trato digestivo de outra pessoa são considerados ectossimbiotes. Aparentemente, viver no intestino de outra pessoa não se qualifica como um relacionamento próximo o suficiente para que os biólogos os chamem de endossimbiotes.)
Sem fungo, Sem árvorePlantas e fungos ocupam categorias completamente diferentes na taxonomia. Mesmo assim, suas vidas estão tão entrelaçadas que cerca de 90% de todas as plantas do mundo têm seus próprios "parceiros" fúngicos que lhes permitem sobreviver [fonte:Wakeford]. O fungo em questão é micorrízico. Muitas variedades micorrízicas vivem em estreita associação com árvores e outras plantas, extraindo nutrientes do subsolo e fornecendo-os à árvore em troca de uma parte da energia (na forma de açúcares) produzida pela fotossíntese da árvore. Os cogumelos e cogumelos que costumam ser vistos em volta das bases das árvores são, na verdade, os órgãos reprodutivos de vastas redes fúngicas subterrâneas que as plantas utilizam para obter nutrientes com mais eficiência.
Ilhas Cocos, Oceano Índico:arraia manta com remoras Joe Stancampiano / National Geographic / Getty Images A evolução pode parecer bastante surpreendente por si só. As adaptações variadas e específicas usadas por muitos organismos podem às vezes parecer desafiar a lógica. A simbiose apenas faz com que pareça mais improvável - como duas espécies distintas poderiam desenvolver características que por acaso se encaixam tão perfeitamente? Na verdade, muitas pessoas que questionam a evolução apontam para a simbiose como "prova" de que isso não poderia acontecer naturalmente.
A seleção natural é a chave para entender como a simbiose evolui. Em uma determinada população, alguns organismos terão características que são mais vantajosas para uma reprodução bem-sucedida do que outros. Organismos com essas características são, portanto, mais propensos a passá-los para as gerações seguintes, enquanto aqueles sem eles têm uma chance maior de morrer antes de se reproduzir. Assim, ao longo de muitas gerações, a população tenderá a se parecer cada vez mais com os indivíduos com as características de sucesso.
O sucesso ou fracasso das características depende de pressão populacional - circunstâncias que tornam mais difícil a sobrevivência dos indivíduos. As características que permitem a uma criatura tirar vantagem das outras formas de vida em seu ambiente serão tão bem-sucedidas quanto as que permitem que ela escape (ou coma) delas.
A maioria das relações simbióticas provavelmente começou como facultativa. Ao longo de muitas gerações, os organismos passaram a depender mais da simbiose porque a seleção natural favoreceu essas características e não outras. Eventualmente, a simbiose se tornou a única fonte de alimento, abrigo, enzima ou qualquer outra coisa que os simbiontes derivem uns dos outros.
Outra maneira de ver a simbiose é como a caixa de ferramentas da evolução. As árvores precisam dos nutrientes encontrados nas profundezas do solo. Eles poderiam desenvolver sistemas de raízes mais eficientes que lhes permitiriam extrair esses nutrientes eles próprios - na verdade, muitas árvores têm. Mas isso pode levar muito tempo (dezenas de milhares de anos ou mais) e pode nem acontecer. Acontece que os fungos já possuem essa capacidade. Quando as duas espécies se encontram em estreita proximidade, é muito mais rápido desenvolver uma forma de incorporar a "ferramenta" já disponível para o outro organismo do que reinventar a roda.
Alguns biólogos são proponentes de uma teoria conhecida como simbiogênese . Esta teoria, que tem uma aceitação bastante difundida, sugere que a simbiose é realmente a chave para as origens da vida complexa na Terra. Os teóricos da simbiogênese pensam que micróbios cada vez mais diversificados entraram em uma série de relações simbióticas, com diferentes micróbios realizando as tarefas vitais para a existência microbiana. Essas relações evoluíram para uma rede fortemente integrada de micróbios recíprocos, cada um atuando como uma engrenagem na máquina. Eles eventualmente desenvolveram um invólucro envolvendo todos eles. Os micróbios que compunham esta "equipe" tornaram-se as partes de uma célula:mitocôndrias, núcleos, ribossomos.
Insetos, Morcegos, Pássaros e floresMuitas plantas dependem de animais para ajudá-las a obter pólen do estame de uma planta para o óvulo de outra planta. Essas plantas desenvolveram flores que atraem os polinizadores pela cor ou pelo cheiro. Em uma relação simbiótica, a flor contém néctar, um doce, material rico em energia que dá ao inseto, morcego ou pássaro um benefício nutricional. Quando o animal passa para a próxima flor em busca de mais néctar, inadvertidamente carrega pólen lá, cumprir o objetivo da planta de polinização. Alguns animais desenvolveram características muito especializadas, como bicos em forma ou trombas, para retirar o néctar de forma eficiente. As flores, por sua vez, pode ter um formato específico para permitir que apenas uma determinada espécie de animal obtenha o néctar deles. Isso permite que a planta monopolize os esforços de polinização daquele animal, uma vez que não estará voando para outras espécies de plantas.
Você é um simbionte? Absolutamente. Seu trato digestivo contém trilhões de bactérias e outros microorganismos. Na verdade, a maior parte da massa fecal é composta de bactérias. Essas bactérias têm uma série de funções, mas eles quebram principalmente coisas que nosso sistema digestivo é incapaz de processar por si mesmo. Por exemplo, muitos carboidratos chegam aos intestinos sem serem digeridos. As bactérias quebram os carboidratos em vários ácidos que podem ser absorvidos e processados. O resultado:obtemos mais nutrientes e calorias de nossos alimentos. Os antibióticos podem matar muitas dessas bactérias, reduzindo nossa eficiência digestiva até que voltem a crescer [fonte:University of Glasgow]. A bactéria, por sua parte, obter um suprimento constante de comida entregue diretamente a eles.
Este auxílio digestivo é um grande benefício para pessoas com acesso limitado a recursos alimentares. Eles precisam obter todas as calorias que puderem de seus alimentos. Contudo, os cientistas têm estudado as contribuições das bactérias do intestino humano para a obesidade generalizada nas nações ocidentais. Experimentos mostraram que camundongos criados em um ambiente estéril, sem bactérias para ajudar na digestão, permaneceram magros, embora fossem alimentados com um alto teor calórico, dieta rica em gordura [fonte:PNAS]. Manipular nossa própria relação simbiótica com as bactérias intestinais pode levar ao desenvolvimento de uma pílula dietética eficaz.
As bactérias em seu intestino são muito complexas, fornecendo benefícios que ainda não entendemos totalmente. Alguns cientistas pensam que podem ajudar nosso sistema imunológico, fornecendo "prática, "permitindo-nos produzir anticorpos que nos protegem contra micróbios mais nocivos. As próprias bactérias intestinais podem ser muito prejudiciais para nós, caso saiam do trato digestivo e cheguem à corrente sanguínea. Eles também podem vencer a competição com micróbios que seriam prejudiciais se eles pudessem se mover e viver em nossos intestinos.
Simbiotas alienígenasNo universo dos quadrinhos da Marvel, uma raça alienígena conhecida como Symbiotes tem atormentado repetidamente os cidadãos da Terra, particularmente o super-herói Homem-Aranha. Ele encontrou o primeiro simbionte quando os dois foram transportados juntos por um ser cósmico - o Homem-Aranha pensou que era simplesmente uma roupa preta feita de material estranho antes de perceber que era uma criatura viva. O simbionte mais tarde foi transferido para o repórter com distúrbios mentais Eddie Brock, formando a criatura monstruosa conhecida como Venom. Reproduzindo-se assexuadamente por meio de brotamento, o primeiro filho do simbionte se vinculou a um serial killer e se tornou a criatura conhecida como Carnificina.
Foi finalmente revelado que a raça Symbiote era parasita, invadindo planetas inteiros, vinculando-se a quaisquer seres vivos que encontrassem e consumindo-os. Eles podem ser responsáveis pela extinção de dezenas de milhares de espécies enquanto viajavam de planeta em planeta através da galáxia. O simbionte do Homem-Aranha era um pária insano de sua raça parasita.
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As formigas Azteca protegem sua casa em uma árvore Cecropia. Norbert Wu / Science Faction / Getty Images Relações simbióticas não são raras. Aqui estão alguns exemplos particularmente interessantes:
Árvores de cecropia têm troncos ocos, e dentro deles secretam um líquido açucarado que é nutritivo para as formigas. As formigas astecas colonizam as árvores, enchendo o tronco com milhões de formigas, que recebem abrigo e alimento da árvore. A árvore é vulnerável a trepadeiras, que pode crescer nele, pese-o para baixo ou sufoque-o. As formigas Azteca patrulham a cecropia e usam suas mandíbulas para cortar as vinhas.
Existem muitos exemplos de peixes que ajudam a limpar as bactérias e fungos parasitas dos corpos (ou mesmo de dentro da boca) de outros peixes. O peixe piloto, peixe cliente, peixes mais limpos e peixes seniorita comem parasitas de outras espécies, ganhando uma boa refeição. Os outros peixes ganham proteção contra os danos que esses parasitas causariam se não fossem controlados. Eles não apenas impedem comportamentos agressivos para permitir que peixes limpadores façam seu trabalho, sabe-se que eles saem de seu caminho para visitá-los.
Relacionamentos mais limpos também existem fora d'água. Egrets, oxpeckers, tarambolas e chupins-de-cabeça-marrom passam boa parte de suas vidas montando em outros animais. Os pássaros matam os insetos, carrapatos e outros parasitas para comer. Tarambolas pulam na boca de crocodilos frade para comer sanguessugas. Os animais (zebras, búfalo, warthogs, gado doméstico) são mantidos limpos de insetos nocivos. Os pássaros limpadores também atuam como um sistema de alarme, notificando seu anfitrião quando o perigo está presente.
Uma espécie de pássaro chamada de guia de mel prefere comer cera de abelha e larvas de abelha. Contudo, não é grande o suficiente para quebrar colmeias de abelhas. Para conseguir isso, encontra um mamífero próximo, às vezes, um humano ou uma criatura semelhante a um texugo, chamada de ratel. Em seguida, ele salta para chamar a atenção e, em seguida, leva seu "assistente" para a colmeia. A assistente quer o mel, então ele quebra a colmeia para comê-lo, expor a cera e as larvas ao guia de mel.
As plantas precisam de nitrogênio. É um nutriente vital, importante para um crescimento saudável. Contudo, as plantas não têm o mecanismo para extrair nitrogênio do ar. Eles podem obtê-lo do solo se o solo for fértil, mas o suprimento pode ser facilmente esgotado. Em um exemplo perfeito do aspecto da "caixa de ferramentas da evolução" da simbiose, certas plantas encontraram outras espécies que têm a capacidade de extrair (ou "fixar") nitrogênio do ar. Legumes, uma família de plantas que inclui batatas, amendoim e muitos outros, ligação com a bactéria rizobia. A bactéria realmente cresce em nódulos nas raízes das leguminosas. A leguminosa fornece a energia necessária para a rizobia quebrar as fortes ligações químicas do nitrogênio livre, e a rizóbia produz nitrogênio para a planta, mais o suficiente para manter o solo circundante fértil por anos.
A Teoria GaiaA teoria de Gaia, popularizado pela primeira vez na década de 1970, sugere que a própria Terra é um organismo vivo existente em simbiose com todas as outras formas de vida que nela vivem. Essa teoria é usada para explicar o ambiente relativamente estável na Terra que permite que a vida prospere. Temperaturas, composição atmosférica, suprimentos de alimentos - eles podem variar amplamente de um lugar para outro e ao longo do tempo, mas eles tendem a balançar em torno de pontos médios estáveis.
Uma das definições de vida amplamente aceitas inclui a capacidade de reprodução. Alguns proponentes da teoria de Gaia sugerem que Gaia pode, na verdade, ser capaz de reproduzir. Os humanos agora são capazes de deixar a Terra, e podemos estar a apenas algumas décadas de poder viajar para outros planetas. Colonos em Marte seriam como sementes, espalhando a biosfera da Terra para outros mundos.
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