БИОСФЕРА. Живое вещество

Симбиоз. Симбиотические отношения и симбиотрофные  организмы

Мы закончили обзор органического мира Земли, и на этом можно было бы поставить точку, – если бы в биосфере не существовало явления симбиоза.

Термин «симбиоз» впервые был предложен в 1879 г. немецким биологом Антоном де Бари (1831–1888) для обозначения различных форм тесного сожительства двух организмов разных видов. Со школьной скамьи нам известно о лишайниках – организмах, представляющих собой неразрывное целое водорослей и грибов. Однако лишайники долго считались странной прихотью природы, непонятными уродцами. Лишь в последнее время начинает выясняться, что симбиоз – характерная форма сосуществования организмов в биосфере, распространенная главным образом в условиях неблагоприятных для жизнедеятельности. Лучше всего это видно на примере тех же лишайников. Если для Земли в целом отношение числа видов лишайников (16 тыс.) к числу видов семенных растений (160 тыс.) составляет 0,1, то для острова Явы оно равно 0,06, для Исландии – 1, а для Антарктиды – 175! Чем суровее условия, тем более эффективным для освоения жизненного пространства оказывается симбиоз.

Симбиотические отношения обеспечивают функционирование автотрофов и гетеротрофов в пределах единого симбиотрофного  организма. Этот вопрос на основе анализа всей мировой литературы недавно рассмотрел выдающийся советский биолог, академик Меркурий Сергеевич Гиляров (1912–1985).

Автотрофные организмы в таком симбиотическом организме могут быть представлены как фотоавтотрофами, так и хемоавтотрофами. Физиология такой системы с участием фотоавтотрофов хорошо изучена на примере морских ресничных червей Convoluta roscoffensis, встречающихся огромными массами у берегов западной Франции и у островов Джерсей и Гернси (Великобритания). Вылупившись из яйца, эти черви заглатывают микроскопические зеленые водоросли, которые, оставаясь живыми, проникают через стенки их кишечника в полость тела.

 Из‑за множества поглощенных водорослей черви приобретают ярко‑зеленую окраску. Водоросли внутри червей, как им и полагается, занимаются фотосинтезом и снабжают своих хозяев пищей. В результате ротовое отверстие и пищеварительный аппарат становятся для червей ненужными и постепенно атрофируются.

Учитывая интересы своих «кормильцев» (без фотосинтеза теперь не проживешь!), черви в дневное время ведут активный образ жизни в толще воды, а на ночь зарываются в песок. Встроенные фотоавтотрофы имеют и некоторые другие многоклеточные животные – зеленые гидры, двустворчатые моллюски тридакны и коралловые полипы. Именно сосуществование с микроскопическими водорослями зооксантеллами обеспечивает коралловым рифам колоссальную биологическую продуктивность, более нигде в океанах не достижимую.

Но и это не все. Самые поразительные открытия были сделаны недавно – когда было установлено, что некоторые животные, не имея собственной пищеварительной системы, питаются исключительно за счет хемоавтотрофов, которыми они инкрустированы. Здесь самым ярким примером являются вестиментиферы, принадлежащие к типу погонофор и обитающие на значительных глубинах океана в местах выхода богатых сероводородом термальных вод. Они буквально напичканы хемоавтотрофными тионовыми бактериями. Живут за счет хемоавтотрофных бактерий и некоторые морские олигохеты (Phallodrilus), обитающие у Бермудских островов и у Барьерного рифа Австралии, а также двустворчатый моллюск Solenomyia.

«Организм симбиотрофного животного при детальном морфологическом исследовании представляет собой комплекс организмов, – делает вывод М. С. Гиляров. – Физиологически каждое симбиотрофное животное, в сущности, не животное, а система, в которой обеспечивается относительно замкнутый круговорот биогенных элементов… На их примере видно, насколько условны представления об организме, насколько сложно дать определение этого понятия и его границ».

По существу, все высшие животные представляют собой не организмы, а надорганизмы, поскольку включают в себя целый комплекс микроорганизмов, способствующих пищеварению. Специально проведенные эксперименты показали, что стерильные особи (свободные от микроорганизмов) резко отличаются от обычных и должны быть охарактеризованы как неполноценные.

В масштабе биосферы можно говорить о чудесном симбиозе всего живого вещества Земли, идеально сбалансированном со средой обитания.

Вы помните бабочку из рассказа Рея Бредбери «И грянул гром» – бабочку, изменившую ход истории? Американский фантаст ничего не преувеличил. Биосфера – тонко сбалансированная система. И «маленькое изящное создание, способное нарушить равновесие», рожденное фантазией Бредбери, и «толстое тело коровы» из стихов Заболоцкого находят свое место «на карте живущих всего мира». Живи, живое…