Cómo Funciona La Simbiosis

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La simbiosis puede ser mutuamente beneficiosa, ayudando a dos criaturas a sobrevivir en un ambiente hostil. Aprender sobre las diferentes formas de simbiosis.

Cuando dos organismos de diferentes especies existen en contacto físico cercano en beneficio de ambos organismos, eso es simbiosis. La simbiosis puede ocurrir entre animales, plantas, hongos o cualquier combinación de los mismos. Cada organismo contribuye con algo que beneficia la supervivencia del otro y, a su vez, recibe un beneficio de supervivencia propio.

Algunos simbiontes están tan estrechamente relacionados que es difícil decir dónde termina un organismo y dónde comienza el otro. Y en el caso de los simbiontes plantas / animales, puede ser difícil decir si los organismos son plantas, animales o un poco de ambos.

Los simbiontes no son animales de dibujos animados que viven y trabajan juntos en perfecta armonía. La mayoría de los simbiontes no tienen idea de que están ayudando a otra criatura. Solo están sobreviviendo de la manera que mejor les funcione, un comportamiento instintivo impulsado por la selección natural.

Probablemente no te diste cuenta de que eres un simbionte. O que la vida en la Tierra probablemente no existiría sin simbiosis. O que la simbiosis podría haber sido responsable de la evolución de la vida multicelular. O que algunos científicos creen que el planeta entero es un organismo simbiótico gigante. A veces la simbiosis es bastante rara. Exploraremos la rareza (y quizás descubramos que no es tan raro después de todo) en este artículo.

¿Planta o animal?

Uno de los casos más extraños de simbiosis es el del gusano plano del acoel, Convoluta roscoffensis. Estos pequeños gusanos viven a lo largo de las costas y parecen masas de algas. Los propios gusanos son transparentes, pero dentro de ellos viven las algas Platymonas, que contienen clorofila y son capaces de la fotosíntesis. Le dan a los gusanos un color verde.

Las algas absorben la luz solar a través de la piel clara de los gusanos y la fotosíntesis de los alimentos: suficiente alimento para que los gusanos no tengan un tracto digestivo en funcionamiento o incluso bocas que funcionen. Las algas incluso reciclan los productos de desecho de los gusanos y pasan por ciclos de vida completos dentro de los cuerpos de los gusanos. -

Los muchos tipos de simbiosis

Los oxpeckers comen los parásitos de animales grandes como este búfalo africano. Pero también son parásitos, mantienen las heridas abiertas y se arrancan las costras.

Los oxpeckers comen los parásitos de animales grandes como este búfalo africano. Pero también son parásitos, mantienen las heridas abiertas y se arrancan las costras.

La definición tradicional de simbiosis es una de beneficio mutuo Relación que implica un contacto físico cercano entre dos organismos que no son la misma especie. La mayoría de los biólogos aún se adhieren a esta definición. Sin embargo, algunos biólogos consideran que cualquier relación interespecífica que implique contacto cercano frecuente sea simbiosis, independientemente de cuál de los organismos se beneficia. Esto incluye comensalismo, en el que un organismo se beneficia y el otro no se afecta mucho en absoluto, y parasitismo, en la que un organismo se beneficia y el otro se perjudica. En este artículo nos centraremos en la simbiosis mutuamente beneficiosa.

Hay varias formas de simbiosis. En algunos casos, los organismos requieren la relación simbiótica para sobrevivir. Esto se conoce como simbiosis obligada. En otros casos, la relación simbiótica le da a cada organismo una mayor posibilidad de supervivencia pero no es absolutamente necesaria. Esto se conoce como simbiosis facultativa. Las relaciones simbióticas no siempre son simétricas: pueden ser obligatorias para un organismo y facultativas para el otro.

El "contacto físico cercano" parte de la definición vale la pena mirar más de cerca. En la mayoría de los casos, es bastante sencillo: un organismo puede ubicarse directamente en el cuerpo de otro organismo, o incluso vivir dentro de él. Pero los biólogos también consideran la relación bioquímica entre dos organismos. Si están generando y compartiendo enzimas, proteínas, gases u otros químicos, también se puede decir que son simbiontes.

Endosymbiotes Vivir dentro de otro organismo. Y por dentro, los biólogos realmente quieren decir adentro, entre las células o dentro de los tejidos del cuerpo (como el gusano plano). Ectosymbiotes Vivir en el cuerpo de otro organismo. (Tenga en cuenta que los organismos que viven en el tracto digestivo de otra persona se consideran ectosymbiotes. Aparentemente, vivir en los intestinos de otra persona no califica como una relación lo suficientemente cercana para que los biólogos los llamen endosymbiotes)

Sin hongo, sin árbol

Las plantas y los hongos ocupan categorías completamente diferentes en taxonomía. Sin embargo, sus vidas están tan entrelazadas que aproximadamente el 90 por ciento de todas las plantas en el mundo tienen sus propios "socios" de hongos que les permiten sobrevivir [fuente: Wakeford]. El hongo en cuestión es la micorriza. Muchas variedades de micorrizas viven en estrecha asociación con los árboles y otras plantas, extraen nutrientes de las profundidades subterráneas y los suministran al árbol a cambio de una parte de la energía (en forma de azúcares) producida por la fotosíntesis del árbol. Los hongos y los hongos que se ven a menudo alrededor de las bases de los árboles son en realidad los órganos reproductivos de las vastas redes de hongos subterráneos que las plantas utilizan para obtener nutrientes de manera más eficiente.

La evolución de la simbiosis

Islas Cocos, Océano Índico: Manta ray con remoras

Islas Cocos, Océano Índico: Manta ray con remoras

La evolución puede parecer bastante sorprendente por sí misma. Las adaptaciones variadas y específicas utilizadas por muchos organismos pueden a veces desafiar la lógica. La simbiosis solo hace que parezca más improbable. ¿Cómo podrían dos especies distintas evolucionar rasgos que simplemente encajan perfectamente? De hecho, muchas personas que cuestionan la evolución apuntan a la simbiosis como "prueba" de que esto no podría ocurrir naturalmente.

La selección natural es la clave para entender cómo evoluciona la simbiosis.En una población dada, algunos organismos tendrán rasgos que son más ventajosos para una reproducción exitosa que otros. Por lo tanto, es más probable que los organismos con esos rasgos los transmitan a las generaciones siguientes, mientras que aquellos sin ellos tienen una mayor probabilidad de morir antes de reproducirse. Por lo tanto, a lo largo de muchas generaciones, la población tenderá a parecerse más y más a los individuos con los rasgos exitosos.

El éxito o fracaso de los rasgos depende de presión de la población - Circunstancias que dificultan la supervivencia de las personas. Los rasgos que permiten que una criatura se aproveche de las otras formas de vida en su entorno serán tan exitosos como los rasgos que le permiten escapar (o comer).

La mayoría de las relaciones simbióticas probablemente comenzaron como facultativas. Durante muchas generaciones, los organismos llegaron a depender más de la simbiosis porque la selección natural favorecía esos rasgos y no otros. Con el tiempo, la simbiosis se convirtió en la única fuente de alimento, refugio, enzima o cualquier otra cosa que los simbiontes derivaran el uno del otro.

Otra forma de ver la simbiosis es la caja de herramientas de evolution. Los árboles necesitan los nutrientes que se encuentran en lo profundo del suelo. Podrían desarrollar sistemas de raíces más eficientes que les permitirían extraer esos nutrientes por sí mismos; de hecho, muchos árboles lo han hecho. Pero esto puede llevar mucho tiempo (decenas de miles de años o más) y puede que no suceda en absoluto. Sucede que los hongos ya tienen esta habilidad. Cuando las dos especies se encuentran muy cerca, es mucho más rápido desarrollar una forma de incorporar la "herramienta" ya disponible para el otro organismo que reinventar la rueda.

Algunos biólogos son partidarios de una teoría conocida como simbiogénesis. Esta teoría, que tiene una aceptación bastante generalizada, sugiere que la simbiosis es en realidad la clave de los orígenes de la vida compleja en la Tierra. Los teóricos de la simbiogénesis creen que los microbios cada vez más diversificados entraron en una serie de relaciones simbióticas, con diferentes microbios que realizan las tareas vitales para la existencia microbiana. Estas relaciones se convirtieron en una red estrechamente integrada de microbios recíprocos, cada uno actuando como un engranaje en la máquina. Eventualmente desarrollaron una carcasa encerrándolos a todos. Los microbios que formaron este "equipo" se convirtieron en las partes de una célula: mitocondrias, núcleos, ribosomas.

Bichos, murciélagos, pájaros y flores

Muchas plantas dependen de los animales para ayudarlos a obtener el polen del estambre de una planta al óvulo de otra planta. Estas plantas han evolucionado flores que atraen a los polinizadores ya sea por color o aroma. En una relación simbiótica, la flor contiene néctar, un material dulce y rico en energía que brinda a los insectos, murciélagos o aves un beneficio nutricional. Cuando el animal pasa a la siguiente flor para obtener más néctar, inadvertidamente transporta polen allí, logrando el objetivo de polinización de la planta. Algunos animales han desarrollado características muy especializadas, como picos con forma o probóscopos, para extraer el néctar de manera eficiente. Las flores, a su vez, pueden tener una forma específica para permitir que solo ciertas especies de animales obtengan néctar de ellas. Esto permite que la planta monopolice los esfuerzos de polinización de ese animal, ya que no se moverá alrededor de otras especies de plantas.

¿Eres un simbionte?

¿Eres un simbionte? Absolutamente. Su tracto digestivo contiene billones de bacterias y otros microorganismos. De hecho, la mayor parte de la masa de materia fecal está formada por bacterias. Estas bacterias cumplen una serie de funciones, pero principalmente descomponen cosas que nuestro sistema digestivo no puede procesar por sí solo. Por ejemplo, muchos carbohidratos llegan a los intestinos sin digerir. Las bacterias descomponen los carbohidratos en varios ácidos que pueden ser absorbidos y procesados. El resultado: obtenemos más nutrientes y calorías de nuestros alimentos. Los antibióticos pueden eliminar muchas de estas bacterias, reduciendo nuestra eficiencia digestiva hasta que vuelven a crecer [fuente: Universidad de Glasgow]. Las bacterias, por su parte, reciben un suministro constante de alimentos entregados directamente a ellos.

Esta ayuda digestiva es un gran beneficio para las personas con acceso limitado a los recursos alimenticios. Necesitan obtener todas las calorías que puedan de sus alimentos. Sin embargo, los científicos han estado estudiando las contribuciones de las bacterias intestinales humanas a la obesidad generalizada en las naciones occidentales. Los experimentos han demostrado que los ratones criados en un ambiente estéril, sin bacterias para ayudar a la digestión, se mantuvieron magros a pesar de que fueron alimentados con una dieta alta en calorías y grasas [fuente: PNAS]. Manipular nuestra propia relación simbiótica con las bacterias intestinales podría llevar al desarrollo de una píldora de dieta efectiva.

Las bacterias en su intestino son bastante complejas, brindando beneficios que aún no entendemos completamente. Algunos científicos piensan que podrían ayudar a nuestro sistema inmunológico al proporcionar "práctica", lo que nos permite producir anticuerpos que nos protegen contra microbios más dañinos. De hecho, las bacterias intestinales en sí mismas pueden ser muy perjudiciales para nosotros si se mueven fuera del tracto digestivo hacia el torrente sanguíneo. También podrían superar a los microbios que serían dañinos si pudieran mudarse y vivir en nuestros intestinos.

Simbiotes alienígenas

En el universo de cómics de Marvel, una raza alienígena conocida como los Symbiotes ha plagado repetidamente a los ciudadanos de la Tierra, particularmente al superhéroe Spider-Man. Se encontró con el primer simbionte cuando ambos fueron transportados juntos por un ser cósmico: Spider-Man pensó que era simplemente un traje negro hecho de material extraño antes de darse cuenta de que era una criatura viva. El simbionte luego se transfirió al reportero mental Eddie Brock, formando la monstruosa criatura conocida como Venom. Al reproducirse asexualmente a través de la brotación, la primera descendencia del simbionte se unió a un asesino en serie y se convirtió en la criatura conocida como Carnage.

Finalmente se reveló que la raza simbionte era parásita, invadía planetas enteros, se vinculaba con los seres vivos que encontraban y los consumía. Pueden ser responsables de la extinción de decenas de miles de especies a medida que viajaban de planeta a planeta a través de la galaxia. El simbionte de Spider-Man era un demente demente de su raza parasitaria.

Symbiotes en todas partes

Las hormigas aztecas protegen su hogar en un árbol de Cecropia.

Las hormigas aztecas protegen su hogar en un árbol de Cecropia.

Las relaciones simbióticas no son raras. Aquí hay algunos ejemplos particularmente interesantes:

Árboles de cecropia y hormigas aztecas

Los árboles de Cecropia tienen troncos huecos y en su interior secretan un líquido azucarado que es nutritivo para las hormigas. Las hormigas aztecas colonizan los árboles, llenando el tronco con millones de hormigas, que reciben refugio y comida del árbol. El árbol es vulnerable a las vides, que pueden crecer en él, agobiarlo o ahogarlo. Las hormigas aztecas patrullan la Cecropia y usan sus mandíbulas para cortar las vides.

Pez limpiador

Hay muchos ejemplos de peces que limpian las bacterias y hongos parasitarios de los cuerpos (o incluso de la boca) de otros peces. El pez piloto, el pez cliente, el pez limpiador y el pez seniorita, todos comen parásitos de otras especies, ganando una buena comida. Los otros peces obtienen protección contra el daño que estos parásitos causarían si no se los controla. No solo detienen los comportamientos agresivos para permitir que los peces más limpios hagan su trabajo, se sabe que se desviven para visitarlos.

También existen relaciones más limpias fuera del agua. Las garcetas, los picadores de bueyes, los chorlitos y los pichones de cabeza parda pasan una buena parte de sus vidas montados en otros animales. Las aves quitan insectos, garrapatas y otros parásitos para comer. Los chorlitos saltan a la boca de los cocodrilos para comer sanguijuelas. Los animales (cebras, bisontes, jabalíes, ganado doméstico) se mantienen limpios de insectos dañinos. Las aves más limpias también actúan como un sistema de alarma, notificando a su huésped cuando existe peligro.

Honeyguides

Una especie de ave llamada la guía de miel prefiere comer cera de abeja y larvas de abeja. Sin embargo, no es lo suficientemente grande como para abrir colmenas de abejas. Para lograr esto, encuentra un mamífero cercano, a veces un ser humano o una criatura parecida a un tejón llamada ratel. Luego salta para llamar la atención y luego lleva a su "asistente" a la colmena. El asistente quiere la miel, así que abre la colmena para comerla, exponiendo la cera y las larvas a la guía de miel.

La rizosfera

Las plantas necesitan nitrógeno. Es un nutriente vital, importante para un crecimiento saludable. Sin embargo, las plantas carecen del mecanismo para extraer nitrógeno del aire. Pueden obtenerlo del suelo si el suelo es fértil, pero el suministro se puede agotar fácilmente. En un ejemplo perfecto del aspecto de simbiosis de la "caja de herramientas de la evolución", ciertas plantas han encontrado otra especie que tiene la capacidad de extraer (o "arreglar") nitrógeno del aire. Las legumbres, una familia de plantas que incluye papas, cacahuetes y muchos otros, se unen con la bacteria rzobia. La bacteria en realidad crece en nódulos en las raíces de las leguminosas. La leguminosa proporciona la energía necesaria para que la rizobia rompa los enlaces químicos fuertes en el nitrógeno libre, y la rizobia produce nitrógeno para la planta, más suficiente para mantener el suelo circundante fértil durante años.

Si desea saber más acerca de la simbiosis, la evolución, la selección natural y otras cosas interesantes sobre los animales, consulte la página siguiente.

La teoria de gaia

La teoría de Gaia, popularizada por primera vez en la década de 1970, sugiere que la Tierra misma es un organismo vivo que existe en simbiosis con todas las otras formas de vida que viven en ella. Esta teoría se utiliza para explicar el entorno relativamente estable en la Tierra que permite que la vida prospere. Las temperaturas, la composición atmosférica, los suministros de alimentos pueden variar ampliamente de un lugar a otro y con el tiempo, pero tienden a girar alrededor de los puntos medios estables.

Una de las definiciones de vida ampliamente aceptadas incluye la capacidad de reproducirse. Algunos defensores de la teoría de Gaia sugieren que Gaia puede, de hecho, ser capaz de reproducirse. Los humanos ahora son capaces de abandonar la Tierra, y podríamos estar a solo unas décadas de poder viajar a otros planetas. Los colonos en Marte serían como semillas, extendiendo la biosfera de la Tierra a otros mundos.


Suplemento De Vídeo: La ciencia de la felicidad. Simbiosis MX.




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