Medzidruhové vzťahy

Medzidruhové vzťahy sú mimoriadne dôležité interakcie, ktoré regulujú nadmerné kolísanie početnosti populácií a udržujú homeostázu celého ekosystému. Sú to heterotypické (rôznorodé) vzťahy, ktoré vytvárajú sieť väzieb v spoločenstvách. Tieto vzťahy môžu byť neutrálne, kladné alebo záporné. Vo vznikajúcich ekosystémoch spočiatku prevládajú silné záporné vzťahy, no v priebehu evolúcie sa tieto záporné interakcie postupne vytrácajú v prospech kladných (symbiotických) vzťahov, typických pre stabilné dlhotrvajúce ekosystémy.

Základné medzidruhové vzťahy sú zhrnuté v nasledovnej tabuľke (+ značí výhodu, − značí nevýhodu, 0 značí neutrálny vzťah):

Neutralizmus link

Neutralizmus je východiskový stav, z ktorého sa v prírode postupne vyvíjajú kladné a záporné vzťahy. Je to stav medzi dvoma populáciami, ktoré síce majú teoretickú možnosť sa ovplyvňovať, ale reálne (priamo) na seba nepôsobia. Neovplyvňujú sa preto, lebo majú úplne odlišné ekologické niky (súbor všetkých životných potrieb a nárokov druhu).

Protokooperácia (Aliancia / Probióza) link

Protokooperácia (v učebniciach sa často uvádza ako forma probiózy alebo aliancia) je najvoľnejší spôsob kladného vzťahu, kedy je vzájomné spolužitie prospešné pre všetky zúčastnené jedince. Ide o nezáväzné a dočasné spojenie, ktoré môže byť kedykoľvek prerušené bez existenčnej ujmy na zdraví. Klasickým príkladom je spoločné hniezdenie viacerých druhov vtákov na jednom mieste pre lepšiu ochranu pred predátormi, alebo vzájomné dopĺňanie zmyslov u pštrosov a zebier v savane (pštros má výborný zrak, zebra výborný sluch a čuch, vďaka čomu sa pri pastve navzájom včas varujú pred blížiacim sa predátorom).

Komenzalizmus link

Komenzalizmus je spojenie dvoch alebo viacerých druhov, v ktorých jeden druh (komenzál) má zo spolužitia potravný alebo priestorový prospech, pričom svojho hostiteľa nijako neovplyvňuje a neškodí mu (napr. šakaly zdržiavajúce sa v blízkosti veľkých predátorov získavajú zvyšky ich potravy, prípadne človek a nepatogénne črevné baktérie živiace sa zvyškami).

Rozlišujeme viaceré formy alebo prechody komenzalizmu:

• parekia (spoluosídlenie) – komenzál cielene vyhľadáva prítomnosť hostiteľa kvôli ochrane (napr. drobné rybky sa ukrývajú pred predátormi pod pŕhlivým zvonom medúz)
• epekia (prichytenie) – organizmus sa prichytí alebo prisadne na telo iného organizmu. Rozdeľujeme ju na:
  • epizoity – živočíchy trvalo prichytené na inom živočíchu, na ktorom však neparazitujú
  • epifyty – rastliny žijúce uchytené na iných rastlinách (bez parazitovania a odoberania živín)
• entekia (endokomenzalizmus) – stav, kedy jeden živočích žije v tele (alebo v dutinách) iného bez toho, aby mu škodil (napr. drobné ryby a kraby v dutinách morských hubiek)
• forézia – jeden živočích využíva iného (zvyčajne väčšieho) na pasívny prenos na väčšie vzdialenosti (napr. larvy pôdnych červov sa prichytávajú na pôdne chrobáky)
• synantropia – špecifický vzťah človeka a živočíchov (alebo rastlín), ktoré dobrovoľne žijú v jeho tesnej blízkosti a využívajú výhody ľudských sídiel
• synekia – vzájomne osožné spolužitie v spoločnom priestore, napr. nasťahovanie komenzála priamo do hniezda iného živočícha (napr. v hniezdach vtákov žijú roztoče, ktoré sa živia pre vtáky bezcennými odpadkami, čím hniezdo čistia – čo už predstavuje prechod k mutualizmu/protokooperácii)

Mutualizmus link

Mutualizmus je najpevnejšia a nevyhnutná forma symbiózy, ktorá je zvyčajne trvalá a existenčne nutná. Samostatne by jednotlivé organizmy v prírode zahynuli alebo by boli silne znevýhodnené (napr. baktérie a prvoky Entodiniomorpha žijúce v tráviacom trakte bylinožravcov – hostiteľ ich ochraňuje a ony mu na oplátku štiepia nestráviteľnú celulózu z rastlinnej potravy na jednoduché cukry).

Lichenizmus je špecifické symbiotické spolužitie huby (mykobionta) a autotrofnej riasy alebo sinice (fotobionta), ktorého výsledkom je vznik nového kompozitného organizmu – lišajníka.

Mykoríza je symbiotické spolužitie húb s koreňovým systémom vyšších suchozemských rastlín. Huba sa živí slizovitými organickými výlučkami koreňov a rastlina má, naopak, prospech z obrovskej zberacej plochy na nasávanie vody a minerálov, ktorú jej hubové vlákna v pôde zabezpečujú. Mykoríza môže byť:

• endotrofná – podhubie (mycélium) preniká priamo do buniek parenchýmu koreňa (najčastejšie u bylín vo forme tzv. vezikulárno-arbuskulárnej mykorízy, kedy hýfy tvoria v bunkách stromčekovité arbuskuly a mechúrikovité vezikuly)
• ektotrofná – hubové vlákna (hýfy) prenikajú len do medzibunkových priestorov primárnej kôry koreňa a tvoria na povrchu plášť (časté najmä pri stromoch)
• ektendotrofná – kombinovaný vzťah (nemajú prísny histologický vzťah)

Symbióza bôbovitých rastlín a baktérií (napríklad hľuzkotvorných baktérií rodu Rhizobium) je ďalším kľúčovým príkladom mutualizmu. Korene rastlín poskytujú týmto pôdnym baktériám úkryt a organické živiny, za čo baktérie rastline na oplátku fixujú inak nedostupný vzdušný dusík a menia ho na využiteľnú formu (dusičnany a amoniak). Tento vzťah poskytuje rastline obrovskú nutričnú výhodu, obzvlášť v pôdach chudobných na dusík.

Poznámky k symbióze link

Pojem symbióza je v biológii jeden z najproblematickejších termínov a trpí podobnou schizofréniou ako pojmy ekológia a environmentalistika. V odbornej literatúre a učebniciach sa totiž slovo symbióza používa v dvoch úplne odlišných významoch:

1. V stredoškolských učebniciach sa symbióza definuje výlučne ako spolužitie vzájomne prospešných druhov. V tomto ponímaní to nie je jeden konkrétny vzťah, ale nadradený (zastrešujúci) pojem pre všetky kladné vzťahy. Viazanosť týchto organizmov môže byť v rámci symbiózy rôzna, od pomerne voľného vzťahu až po vzájomnú existenčnú nevyhnutnosť. Podľa tohto učebnicového delenia pod symbiózu patria:

• aliancia (protokooperácia) – voľné spolužitie dvoch druhov, ktoré sa navzájom dopĺňajú (napr. pštros a zebra)
• trofobióza – spolužitie zamerané vyslovene na získavanie potravy (napr. mravce a vošky)
• mykoríza – vzťah medzi hubami a koreňmi vyšších rastlín
• mutualizmus – najpevnejšia forma symbiózy, kde je závislosť organizmov taká veľká, že jeden bez druhého nie sú schopné existencie (napríklad huba a riasa/sinica v lišajníku)

2. Moderná veda (najmä zahraničné a/alebo univerzitné skriptá) definuje symbiózu oveľa širšie. Symbióza je akýkoľvek udržateľný (trvalý) vzťah medzi minimálne dvoma jedincami rôznych druhov, ktorí žijú v priamom kontakte počas časti alebo celého svojho životného cyklu. V tomto chápaní je symbióza len protikladom ku krátkodobým interakciám (ako je jednorazová predácia) a zahŕňa úplne všetky dlhodobé vzťahy:

• prospešné pre oboch partnerov (mutualizmus)
• prospešné pre jedného a neutrálne pre druhého (komenzalizmus)
• a dokonca aj vzťah, ktorý je pre jedného z partnerov vyslovene škodlivý (parazitizmus). Ostrú hranicu medzi parazitizmom, komenzalizmom a mutualizmom v prírode totiž často ani nie je možné presne viesť.

Amenzalizmus link

Amenzalizmus je negatívny typ interakcie dvoch druhov – amenzála a inhibítora. Inhibítor svojou bežnou prítomnosťou alebo činnosťou pôsobí na amenzála a fyzicky či chemicky brzdí jeho rast alebo rozmnožovanie (napr. vysoký strom tieniaci bylinám v podrastoch), pričom inhibítor nie je touto interakciou nijako priamo poškodený ani zvýhodnený.

Špecifickou chemickou formou tohto vzťahu je alelopatia – vzájomný vzťah, pri ktorom jeden organizmus vytvára a vylučuje do prostredia toxické (fyziologicky účinné) látky, ktoré negatívne vplývajú na organizmy iného druhu.

Pri vyšších rastlinách sa tieto látky podľa účinku delia na dve hlavné skupiny:

• alelopatiká (kolíny) – pôsobia nepriaznivo a tlmia rast iných vyšších rastlín (veľmi známe sú napríklad alelopatické konkurenčné vzťahy medzi kultúrnymi rastlinami a burinami)
• fytoncídy – pôsobia toxicky primárne na mikroorganizmy (majú výrazný antimikrobiálny účinok, napr. ničia baktérie a huby v okolí rastliny)

Veľmi častá je alelopatia aj u samotných mikroorganizmov a húb, ktoré do prostredia produkujú antibiotiká (napr. pleseň Penicillium) alebo kolicíny zabraňujúce rastu iných kolónií.

Kompetícia link

Kompetícia (konkurencia) je vzťah dvoch populácií, ktoré čerpajú látky potrebné pre svoj život z rovnakých obmedzených zdrojov. Uplatňujú rovnaké nároky na potravu, rozmnožovanie, úkryt, životný priestor, čiže majú veľmi podobné alebo prekrývajúce sa ekologické niky. Výsledkom tohto vzťahu je nedostatok živín pre oba druhy, zníženie ich populácie alebo úplné vytlačenie jedného z nich – tzv. kompetitívne vylúčenie (v ekológii označované ako Gauseho princíp, ktorý hovorí, že dve populácie s úplne zhodnými nikami nemôžu žiť spoločne v jednom prostredí). Konkurencia sa vyskytuje najmä v spoločenstvách alebo synúziách, menej v rámci jednej populácie (vnútrodruhová konkurencia).

Predácia link

Predácia je vzťah dravca (predátora) a jeho koristi. Populácia dravca je zvyčajne menšia ako populácia koristi, no dravec je spravidla väčší (alebo silnejší) ako jeho korisť. Obe populácie sú na sebe existenčne závislé: ak sa vyhubí predátor, dochádza k okamžitému premnoženiu koristi, ktorá následne vyčerpá zdroje a spôsobí veľké škody v ekosystéme. Týmto vzťahom je poznačená morfológia aj fyziológia oboch druhov (tzv. koevolúcia), ktoré sú na svoju úlohu lovca a loveného dokonale prispôsobené.

Korisť si v procese evolúcie vyvinula rôzne ochranné adaptácie:

• homochrómia – ochranná zmena sfarbenia (napr. u rýb, chameleónov)
• mimézia – maskovanie napodobňovaním tvarov neživých alebo rastlinných objektov (napr. hmyz napodobňujúci tvary listov alebo konárikov)
• mimikry – napodobňovanie iných, často nebezpečných alebo jedovatých živočíchov pre oklamanie predátora

Parazitizmus link

Parazitizmus je vzťah, pri ktorom je populácia parazita zvyčajne oveľa väčšia ako populácia hostiteľa, no parazity sú rozmerovo podstatne menšie ako hostiteľ. Parazit aktívne brzdí životné procesy hostiteľa a odoberá mu živiny. Málokedy ho však priamo zabíja (na rozdiel od predátora), pretože by tak prišiel o potravu a životné prostredie. Dlhodobý vzťah parazita a hostiteľa sa postupne vyrovnáva, až môže v priebehu dlhej evolúcie dôjsť k „zmiereniu“ a vzniku kladných symbiotických vzťahov. Napriek tomu je parazitizmus vnímaný ako jedna z najväčších hybných síl evolúcie. Štúdiom tohto vzťahu sa zaoberá parazitológia.

Podľa miesta na tele hostiteľa, kde sa parazit priživuje, rozlišujeme dva typy:

• ektoparazity – žijú a cudzopasia na vonkajšom povrchu hostiteľa (napr. kliešte, vši)
• endoparazity – žijú vo vnútri tela a orgánov hostiteľa (napr. pásomnice, hlísty, motolice)

Podľa trvalosti a miery závislosti na hostiteľovi môže byť parazit:

• obligatórny – trvalo sa vyživuje výlučne ako parazit a bez hostiteľa neprežije
• fakultatívny (príležitostný) – parazituje iba za určitých podmienok alebo iba v niektorom štádiu svojho vývinu

Parazit je dokonale anatomicky a fyziologicky prispôsobený podmienkam, v ktorých žije. Došlo u neho k redukcii zbytočných zmyslových, pohybových, či dokonca tráviacich orgánov (tento jav odborne nazývame parazitárna regresia). Naopak, vyvinuli sa mu rôzne prichytávacie orgány (prísavky a fixačné háčiky) a má extrémne dobre vyvinutý rozmnožovací aparát (častý je hermafroditizmus a obrovská nadprodukcia vajíčok). Parazity sa vyznačujú prísnou špecializáciou na hostiteľa.

Životný cyklus parazitov (najmä endoparazitov) je mimoriadne zložitý a striedajú sa v ňom:

• medzihostitelia – organizmy, v ktorých prebehne len časť larválneho vývinu parazita alebo jeho nepohlavné rozmnožovanie
• definitívni hostitelia – organizmy, v ktorých parazit pohlavne dospieva a pohlavne sa rozmnožuje

Známy je aj tzv. hyperparazitizmus, kedy je samotný parazit napadnutý iným, menším parazitom (ukážkový potravový reťazec: cicavec – parazitujúci hmyz – parazitická baktéria – bakteriofág, prípadne parazitické blanokrídlovce, ktorých larvy napádajú iné parazitujúce larvy hmyzu).