10:29 2023-02-05
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum evoluează parteneriatele dintre specii pentru a deveni specifice sau generale, cooperante sau antagoniste
_ Cum evoluează parteneriatele dintre specii pentru a deveni specifice sau generale, de cooperare sau antagoniste
Relațiile simbiotice sunt peste tot în natură. În sol, de exemplu, ciupercile micorizice îmbunătățesc absorbția apei și a nutrienților pentru plante în timp ce se hrănesc cu zaharurile eliberate de rădăcinile lor. Într-un alt mutualism clasic, furnicile găsesc hrană și adăpost în structuri specializate pe care le cresc salcâmii; insectele, la rândul lor, apără copacii de a fi mâncați de alte creaturi flămânde.
Cu toate acestea, nu toate relațiile mutualiste sunt create egale. Unele interacțiuni sunt foarte specifice - o gazdă se poate asocia doar cu o altă specie - în timp ce altele sunt generale și flexibile. Relațiile specifice pot oferi avantaje, permițând celor două specii să co-evolueze pentru a obține și mai multe beneficii una de la cealaltă. Dar specificul vine și cu costuri de oportunitate. Iar mutualismele nu sunt toate a da-da-da. Un „partener” ar putea ajunge să-l exploateze pe celălalt, luând în schimb mai mult decât oferă.
În jurnalul Evolution, cercetătorii de la Universitatea din Pennsylvania iau în considerare dinamica evolutivă care guvernează modul în care aceste două forme de specializare— cooperative sau antagoniste — precum și simbiozele generaliste apar, persistă sau scad într-un cadru model folosind teoria jocurilor.
„Fiecare interacțiune are dinamici foarte diferite”, spune Erol Akçay, profesor asociat de biologie la Penn. și autor principal al lucrării. „Generaliștii pot evolua pentru a lucra mai bine cu mai mulți parteneri, specialiștii se pot specializa pentru a fi mai cooperanți, iar alți specialiști se pot specializa pentru a exploata mai bine. generalizare.”
Investigația a luat naștere atunci când Chris Carlson, acum student absolvent la Universitatea din Toronto, era student la Penn, lucrând în laboratorul biologului marin Katie Barott. Laboratorul Barott folosește anemonele de mare ca organism model pentru înțelegerea biologiei coralilor. Atât coralii, cât și anemonele trăiesc în parteneriat cu alge simbiotice, în care algele furnizează coralilor hrană și consumă deșeurile acestora.
Ocazional, experimentele lui Carlson, în care el ar „infecta” anemonele cu alge, ar „Loviți un sughiț.”
„Unii corali gazdă nu joacă mingea cu anumite alge”, spune Carlson. „Unele gazde sunt generaliști care se asociază cu un set larg de parteneri, iar alții sunt specialiști care se asociază doar cu un singur partener.”
Întrebarea de ce unele simbioze sunt mai specifice și altele sunt mai generale a generat mult investigații în rândul oamenilor de știință, dar Carlson a devenit interesat de un aspect mai nuanțat al acestor mutualisme.
„M-a interesat să înțeleg de ce această variație a generalismului și a specializării ar putea persista în ecosistemele din lumea reală”, spune Carlson, incluzând ambele mutualisme de specialitate mai cooperante și mai exploatatoare. „Pentru anemonă, tot ceea ce îi pasă este propria sa fitness. Dacă evoluează pentru a interacționa mai bine cu algele partenere, este posibil să nu acționeze în interesul partenerului său.”
Pentru a investiga această dinamică. , Carlson a început să se întâlnească cu Akçay și pe atunci postdoctorul Bryce Morsky, acum membru al facultății la Universitatea de Stat din Florida, pentru a aborda problema din punct de vedere teoretic. Cei trei au lucrat împreună pentru a dezvolta un model care imaginează interacțiunile „gazdelor” desemnate cu preferințe generale sau specializate și „simbioți” care oferă și primesc diferite beneficii și costuri din interacțiunile lor cu diverse gazde.
În general, echipa a descoperit că o strategie de parteneriat cooperant, în care ambii parteneri obțin beneficii tot mai mari din relația lor, ar putea persista în populațiile cu o gazdă specializată și un simbiont specializat corespunzător. În funcție de beneficiile sau de profiturile implicate, o strategie generalistă de parteneriat ar putea persista și în acest scenariu.
Cu toate acestea, atunci când modelul cercetătorilor a implicat parteneriate care erau mai antagonice - gazda obținând beneficii tot mai mari în timp ce simbiotul a recoltat mai puțin. — a apărut un rezultat mai dinamic, cu diferite gazde și simbioți care au ajuns să crească și să scadă în populație în timp. Gazde generaliste conduse la dispariție dacă câștigul pentru a fi generalist era mai mic decât cel de a fi specialist. Aceste cicluri au creat, de asemenea, pericol atât pentru simbioți, cât și pentru gazde. „Am văzut aceste oscilații în modelul nostru care, în lumea reală, ar putea însemna o prăbușire a populației”, spune Morsky.
Cercetătorii au aplicat apoi un strat spațial modelelor lor, reflectând realitatea că relațiile mutualiste necesită ca cele două specii implicate să se întâlnească în spațiu.
„Vecinii vor avea mai multe șanse să interacționeze cu vecinii, așa că cine este vecinul tău și modul în care interacționează pot afecta rezultatul”, spune Morsky.
Când modelul a permis ca anumite interacțiuni să aibă loc în zone definite, ei au descoperit că specialiștii cooperanți ar putea dezvolta „petice” de dominanță dacă s-ar putea deplasa pe distanțe scurte. Și dacă câștigul pentru a fi generalist ar fi suficient de mare, generaliștii ar putea persista la periferia acestor patch-uri. Dacă totuși, gazde și simbioți s-ar putea deplasa pe distanțe mai mari, doar o pereche gazdă-simbiont ar putea domina complet un spațiu.
„Să presupunem că aveți un recif de corali cu diferite tipuri de corali și diferite tipuri de alge. ”, spune Akçay. „Dacă o gazdă este un specialist în cooperare, iar simbiotul pe care este specializat este reparat, gazda se descurcă mai bine și, prin urmare, acele gazde se pot extinde. Acest lucru creează modele spațiale specifice pe care le-am putut urmări.”
O concluzie generală, spun cercetătorii, este că specializarea cooperativă pare a fi o strategie valoroasă, dar nu este lipsită de riscuri. Partenerul de cooperare al unei gazde ar putea dispărea, de exemplu, lăsând gazda în vâltoare fără un simbiont.
Adăugând complexitate dihotomiei „generalist versus specialist”, cercetătorii speră că munca lor oferă o perspectivă asupra varietății. de tipare de mutualisme care există în natură, care contribuie la biodiversitatea pe care o vedem în lumea din jurul nostru.
„Când oamenii discută despre specializare, acest dualism este întotdeauna pe fundal”, spune Akçay. „Această lucrare ajută la scoaterea în evidență și clarifică tensiunile care există între mutualisme.”
Comentarii:
Adauga Comentariu