WAT IS TROFISCH MUTUALISME? (MET VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2025

Het trofisch mutualisme of sintrofismo is een interactie tussen organismen van verschillende soorten waarin beide samenwerken om voedingsstoffen en minerale ionen te verkrijgen of af te breken. De interactie vertegenwoordigt de uitwisseling van voedingsstoffen tussen soorten.

Over het algemeen zijn de leden van de relatie een autotroof en een heterotroof organisme. Er zijn gevallen van zowel verplicht als optioneel mutualisme.

Bron: Adrian Pingstone (Arpingstone), van Wikimedia Commons

De meest bestudeerde gevallen in de aard van trofisch mutualisme zijn de interacties tussen stikstofbindende bacteriën en peulvruchtenplanten, mycorrhizae, korstmossen, spijsverteringssymbionten, onder anderen.

Wat is trofisch mutualisme?

Mutualisme: relatie +, +

De organismen van een gemeenschap - verschillende soorten die in dezelfde tijd en ruimte naast elkaar bestaan ​​- staan ​​niet los van elkaar. Soorten werken op verschillende manieren samen, meestal in een netwerk van ingewikkelde patronen.

Biologen hebben elk van deze interacties benoemd, afhankelijk van hoe de leden van de interactie worden beïnvloed. In deze context wordt mutualisme gedefinieerd als een relatie waarbij soorten associëren en beide voordelen behalen.

Soorten mutualisme

Er is een grote diversiteit aan mutualismen in de natuur. Trofisch mutualisme treedt op wanneer de op elkaar inwerkende soorten samenwerken om voedsel te verkrijgen.

Het is ook bekend als "syntrophism", een term uit het Griekse wortels syn wat wederzijds betekent en trophe wat voeding betekent. In het Engels staat deze interactie bekend onder de naam resource-resource-interactions.

Naast trofisch mutualisme zijn er schoonmaak mutualismen, waarbij soorten schoonmaakdiensten uitwisselen voor bescherming of voedsel; defensief mutualisme, waarbij de soort zichzelf beschermt tegen mogelijke roofdieren, en verspreid mutualisme, zoals in het geval van dieren die plantenzaden verspreiden.

Een ander classificatiesysteem verdeelt mutualisme in verplicht en optioneel. In het eerste geval leven de twee organismen heel dichtbij en is het voor hen niet mogelijk om zonder de aanwezigheid van hun partner te leven.

Daarentegen treedt facultatief mutualisme op wanneer de twee leden van de interactie onder bepaalde voorwaarden zonder elkaar kunnen leven. In de natuur zijn de twee soorten mutualisme, verplicht en facultatief, bewezen binnen de categorie van trofisch mutualisme.

Mutualisme is hetzelfde als symbiose?

De term mutualisme wordt vaak gebruikt als synoniem voor symbiose. Andere relaties zijn echter ook symbiotisch, zoals commensalisme en parasitisme.

Een symbiose is strikt genomen een nauwe interactie tussen verschillende soorten gedurende een lange tijd.

Voorbeelden van trofisch mutualisme

Stikstofbindende bacteriën en peulvruchten

Sommige micro-organismen hebben het vermogen om stikstof uit de lucht te fixeren door symbiotische associaties met peulvruchtenplanten. De belangrijkste geslachten zijn onder andere Rhizobium, Azorhizobium, Allorhizobium.

De relatie vindt plaats dankzij de vorming van een knobbel in de wortel van de plant, het gebied waar stikstoffixatie plaatsvindt.

De plant scheidt een reeks stoffen af ​​die bekend staan ​​als flavonoïden. Deze bevorderen de synthese van andere verbindingen in de bacteriën die de associatie tussen het en wortelharen bevorderen.

Mycorrhizae

Mycorrhizae zijn associaties tussen een schimmel en de wortels van een plant. Hier voorziet de plant de schimmel van energie, in de vorm van koolhydraten, en reageert hij met bescherming.

De schimmel vergroot het oppervlak van de wortels van de plant voor de opname van water, stikstofverbindingen, fosfor en andere anorganische verbindingen.

Met de opname van deze voedingsstoffen blijft de plant gezond en kan hij efficiënt groeien. Op dezelfde manier is de schimmel ook verantwoordelijk voor het beschermen van de plant tegen mogelijke infecties die via de wortel kunnen binnendringen.

De symbiose van het endomycorrhiza-type verhoogt de prestatie van de plant tegen verschillende negatieve factoren, zoals aantasting door ziekteverwekkers, droogte, extreem zoutgehalte, de aanwezigheid van giftige zware metalen of andere verontreinigende stoffen, enz.

Korstmossen

Deze term beschrijft de associatie tussen een schimmel (een ascomycete) en een alg of een cyanobacterie (blauwgroene alg).

De schimmel omringt de cellen van zijn algengenoot, in de schimmelweefsels die uniek zijn voor de associatie. De penetratie in de cellen van de alg wordt uitgevoerd door middel van een hypha die bekend staat als een haustorium.

In deze associatie haalt de schimmel voedingsstoffen uit de algen. De algen zijn de fotosynthetische component van de associatie en ze hebben het vermogen om voedingsstoffen te produceren.

De schimmel biedt de algen vochtige omstandigheden voor zijn ontwikkeling en bescherming tegen overmatige straling en andere verstoringen, zowel biotisch als abiotisch.

Wanneer een van de leden overeenkomt met een blauwgroene alg, profiteert de schimmel ook van de stikstoffixatie van zijn partner.

De vereniging verhoogt de overleving van beide leden, maar de relatie is niet nodig voor de groei en reproductie van de organismen waaruit ze bestaan, vooral niet in het geval van algen. In feite kunnen veel symbiotische algensoorten zelfstandig leven.

Korstmossen zijn enorm divers en we vinden ze in verschillende maten en kleuren. Ze zijn geclassificeerd als Foliose, schaaldieren en fructische korstmossen.

Bladsnijder mieren en paddenstoelen

Van sommige bladmieren is bekend dat ze bepaalde soorten schimmels oogsten. Het doel van deze relatie is om de vruchtlichamen te consumeren die door de schimmels worden geproduceerd.

De mieren nemen plantaardig materiaal, zoals bladeren of bloembladen, snijden ze in stukjes en planten daar delen van het mycelium. De mieren bouwen een soort tuin, waar ze later de vruchten van hun arbeid op kunnen eten.

Symbionten bij herkauwers

Het hoofdvoedsel van herkauwers, gras, bevat grote hoeveelheden cellulose, een molecuul dat de consument niet kan verteren.

De aanwezigheid van micro-organismen (bacteriën, schimmels en protozoa) in het spijsverteringsstelsel van deze zoogdieren maakt de vertering van cellulose mogelijk, omdat ze deze omzetten in een verscheidenheid aan organische zuren. Zuren kunnen door herkauwers worden gebruikt als energiebron.

Herkauwers kunnen op geen enkele manier gras consumeren en efficiënt verteren zonder de aanwezigheid van de bovengenoemde organismen.

Referenties

1. Parga, ME en Romero, RC (2013). Ecologie: impact van huidige milieuproblemen op gezondheid en milieu. Ecoe Editions.
2. Patil, U., Kulkarni, JS en Chincholkar, SB (2008). Fundamenten in microbiologie. Nirali Prakashan, Pune.
3. Poole, P., Ramachandran, V., & Terpolilli, J. (2018). Rhizobia: van saprofyten tot endosymbionten. Nature Reviews Microbiology, 16 (5), 291.
4. Sadava, D., en Purves, WH (2009). Life: The Science of Biology. Panamerican Medical Ed.
5. Singh, DP, Singh, HB, en Prabha, R. (Eds.). (2017). Plant-microbe-interacties in agro-ecologische perspectieven: deel 2: microbiële interacties en agro-ecologische effecten. Springer.
6. Somasegaran, P., en Hoben, HJ (2012). Handboek voor rhizobia: methoden in peulvruchten-Rhizobium-technologie. Springer Science & Business Media.
7. Wang, Q., Liu, J., & Zhu, H. (2018). Genetische en moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan symbiotische specificiteit bij interacties tussen peulvruchten en rhizobium. Frontiers in plant science, 9, 313.