Маълумот

17.4А: Симбиоз — биология

17.4А: Симбиоз — биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Аксарияти муносибатҳои байни намудҳо ғизоро дар бар мегиранд, яъне рақобат барои таъминоти якхелаи ғизо, хӯрдан (дарранда) ва канорагирӣ аз хӯрдан (пешгирӣ аз дарранда). Ин муносибатҳо аксар вақт кӯтоҳанд. Бо вуҷуди ин, бисёр ҳолатҳо вуҷуд доранд, ки ду намуд дар муддати тӯлонӣ бо ҳам наздик зиндагӣ мекунанд. Чунин иттиҳодияҳо номида мешаванд симбиотикӣ («якҷоя зиндагӣ»). Дар симбиоз, ҳадди аққал як узви ҷуфт аз муносибат манфиат мегирад. Узви дигар метавонад маҷрӯҳ шавад (паразитизм), нисбатан бетаъсир (комменсализм) ё инчунин метавонад фоида (мутаализм). (Баъзе одамон истилоҳи симбиозро танҳо бо ин муносибатҳои мутақобилан судманд маҳдуд мекунанд, аммо мо намехоҳем.)

Мутуализм

Муносибатҳои симбиотикӣ, ки дар он ҳар як намуд фоида меорад мутааллиқ мебошанд. Садҳо мисолҳои мутақобилияти байни гетеротроф ва алга мавҷуданд.

  • Paramecium bursaria кирмакчаест, ки алафҳои сабзи якҳуҷайраро ба вакуолҳо дар дохили ҳуҷайраи худ фурӯ мебарад.
    • Парамеций бешубҳа аз ғизое, ки алга синтез мекунад, фоида меорад. Онро ғайр аз алга парвариш кардан мумкин аст, аммо баъдан бояд ғизои иловагӣ дода шавад.
    • Эҳтимол, алга аз гази оксиди карбон, ки мизбонаш тавлид кардааст ва инчунин қобилияти мизбон барои интиқол додани он ба ҷойе, ки нури фаровон дорад, баҳра мебарад.
  • Бисёр дигар гетеротрофҳои обӣ
    • исфанҷҳо
    • анемонҳои баҳрӣ
    • плансозон
    • ҳалзун
    инчунин дар дохили ҳуҷайраҳои худ алафҳо доранд.

Муносибатҳои мутааллиқи байни растаниҳо ва занбӯруғҳо хеле маъмуланд. Занбӯруғ дар дохили ҳуҷайраҳои кортекси решаҳои дуюмдараҷа дохил мешавад ва зиндагӣ мекунад. Ассотсиатсия номида мешавад микориза. Занбӯруғ ба растании мизбон барои азхуд кардани нитроген ва фосфори ғайриорганикӣ аз хок кӯмак мекунад. Баъзе занбӯруғҳои микоризаӣ инчунин антибиотикҳоро ҷудо мекунанд, ки метавонанд соҳиби онҳоро аз ҳамлаи занбӯруғҳои паразитӣ ва бактерияҳо муҳофизат кунанд. Бисёр занбурўѓњо љисми спорасози занбурўѓњои микоризаї мебошанд. Трюфель аксар вақт дар ҷангалҳои дуб пайдо мешавад, зеро занбӯруғе, ки онро тавлид мекунад, дар решаҳои дуб микоризаро ба вуҷуд меорад.

Эндосимбиоз

Эндосимбиоз а мутааллиқ муносибати байни мизбон ва организме, ки дар бадан ё ҳуҷайраҳои он зиндагӣ мекунанд.

Афти нахӯд ва эндосимбионти он

aphid нахӯд, Acyrthosifon pisum, як ҳашароти зараррасонест, ки афшураҳои растании мизбонашро мемакад. Бо вуҷуди ин, шираи растанӣ дар якчанд аминокислотаҳои муҳим нокифоя аст. Афти нахўд бо вуҷуди ин ба шарофати ҳуҷайраҳои махсусгардонидашудаи баданаш, ки дорои протеобактерияи гамма мебошанд, инкишоф меёбад. Aphidicola Buchnera, ки дар ягон чои дигар зиндагй карда наметавонад. Геномии ин бактерияи грам-манфии дохилиҳуҷайравӣ як қатор ферментҳоро рамзгузорӣ мекунад, ки барои анҷом додани синтези аминокислотаҳои ба мизбон зарурӣ заруранд. Дар навбати худ, геноми aphid ферментҳои заруриро рамзгузорӣ мекунад Бучнера барои синтез кардани девори ҳуҷайраи липополисахариди он ва генҳоеро гум кардааст, ки дар акси ҳол сирояти бактерияҳои грам-манфро дафъ карда метавонанд.

Муайянкунии симбиотикии нитроген

Яке аз муҳимтарин намунаҳои мутақобила дар иқтисодиёти умумии биосфера муносибати эндосимбиотики байни бактерияҳои муайяни нитроген ва мизбонҳои лӯбиёгии онҳо мебошад. Маҷмӯи зиёди далелҳо ақидаро дастгирӣ мекунанд, ки муносибатҳои эндосимбиотики дохили ҳуҷайра эукариотҳоро бо митохондрияҳо ва хлоропластҳои худ ба вуҷуд овардаанд.

Тоза кардани симбиоз

Дар расм нишон дода шудааст, ки тимсоҳи Нил даҳони худро мекушояд, то ба пловери мисрӣ иҷозат диҳад, ки бо ҳар гуна зуҳури дар милки он часпидашуда ғизо диҳад. Тоза кардани симбиоз дар моҳӣ бештар маъмул аст.

Комменсализм

Комменсализм маънои «дар сари дастархони якчоя»-ро дорад. Он барои муносибатҳои симбиотикӣ истифода мешавад, ки дар он як организм ғизои истифоданашудаи организми дигарро истеъмол мекунад. Баъзе мисолҳо:

  • ремора ва акула. Панҷи пушти ремора (моҳии устухон) ба макканда табдил ёфтааст, ки бо он пайвасти муваққатии акуларо ташкил медиҳад. Вақте ки наҳанг ғизо медиҳад, ремора пораҳоро мегирад. Наҳанг кӯшиш намекунад, ки ремораро сайд кунад.
  • Баъзе намудҳои ангурҳо танҳо ҳамчун комменсалҳо дар даҳони китҳо мавҷуданд. Ва намудҳои дигари анборҳо ҳастанд, ки танҳо дар он барнакҳо ҳамчун комменсалҳо мавҷуданд!
  • Бисёре аз бактерияҳое, ки дар рӯдаи ғафси мо зиндагӣ мекунанд. Онҳо бо ғизое, ки мо ҳазм карда наметавонем, ғизо медиҳанд ва ба мо зарар намерасонанд. Ва баъзеҳо ба мо кӯмак мекунанд; яъне муносибатхои байнихамдигарй. Ҳайвонот (масалан, мушҳо), ки дар шароити микробҳо парвариш карда мешаванд, аз якчанд роҳ ғайримуқаррарӣ мебошанд, масалан,
    • онҳо сатҳи баланди як маҷмӯи ҳуҷайраҳои NKT доранд
    • паст шудани сатҳи ҳуҷайраҳои танзимкунандаи Т (Treg) - ҳарду таъсир ба ҳайвонҳоро ба он моил мекунад
    • астма ва илтиҳоби рӯда
    Аз ин рӯ, ҳоло амалияи муқаррарӣ аст, ки дидаю дониста ба онҳо якчанд намуди микроорганизмҳо сироят кунанд, то ҳайвонҳо муътадил инкишоф диҳанд.

Эпифитҳо

Эпифитҳо растаниҳое мебошанд, ки дар болои растаниҳои мустаҳкамтар зиндагӣ мекунанд. Онҳо аз соҳиби худ ғизо намегиранд ва танҳо аз таъсири беҳтари нури офтоб баҳра мебаранд. Баъзе мисолҳо бисёр орхидеяҳо ва бромелиадҳоро дар бар мегиранд (масалан, "мосси испанӣ" ва дигар аъзоёни оилаи ананас).

Паразитизм

Паразит организмест, ки дар бадани организми дигар (соҳибхона) зиндагӣ мекунад ва аз бофтаҳои он ғизо мегирад ва ба ӯ каме осеб мерасонад. Ҳайвонот тавассути вирусҳо, бактерияҳо, занбӯруғҳо, протозойҳо, кирми ҳамвор (кирми тасмаҳо ва флакҳо), нематодҳо, ҳашаротҳо (бүргҳо, шапушҳо) ва арахнидҳо (фулусҳо) паразитӣ мекунанд. Растаниҳо бо вирусҳо, бактерияҳо, занбӯруғҳо, нематодҳо ва якчанд растаниҳои дигар паразитӣ мекунанд. Паразитҳо ба соҳибони худ бо ду роҳи асосӣ зарар мерасонанд:

  • истеъмоли бофтаҳои он, масалан, кирми анкилости
  • озод кардани токсинҳо, масалан,
    • Баксилҳои кузоз токсинҳои кузозро ҷудо мекунанд, ки ба интиқоли синаптикӣ халал мерасонад.
    • Ташаккули дифтерия токсинеро ҷудо мекунад, ки синтези сафедаҳоро тавассути рибосомаҳо бозмедорад.

Муносибати байни паразит ва мизбон дар доираи спектре фарқ мекунад, ки аз паразитҳои "задан ва давидан", ки дар мизбони худ дар муддати кӯтоҳ зиндагӣ мекунанд ва сипас ба паразитҳое, ки сирояти музминро ба вуҷуд меоранд, бо кушта ё бидуни куштан ба дигаре мегузарад. Ҳам паразит ва ҳам мизбон бояд таҳаввул кунанд, то зинда мондани ҳардуро таъмин кунанд, зеро агар паразит мизбони худро пеш аз он ки ҳаракат кунад, бикушад, чиптаи хӯроки худро нобуд мекунад.

Харгӯшҳо дар Австралия

Соли 1859 харгӯши аврупоӣ барои варзиш ба Австралия ворид карда шуд. Бе ягон даррандаи муҳим дар он ҷо, он ба таври тарканда афзоиш ёфт. Парвариши гӯсфандон (навъи дигари воридотӣ) хеле зарар дид, зеро харгӯшҳо барои хӯроки чорво бо онҳо рақобат мекарданд. Ин расм (бо эҳтироми Данстон аз Ситораи сиёҳ) ба шумо идея медиҳад. Ҳама растаниҳои хуроки чорворо, ки одатан онҳоро бо об ва ғизо таъмин мекунанд, нест карда, харгӯшҳо маҷбур шуданд, ки аз ҳавз бинӯшанд.

Дар соли 1950, вируси миксома аз Бразилия оварда, озод карда шуд. Эпидемияи пас аз он миллионҳо харгӯшро (шояд 99,5% аҳолӣ) куштанд. Алафи сабз баргашта, гусфандпарварй боз фоиданок гардид. Аммо харгушхо аз байн нарафтанд. Дарвоқеъ, гарчанде ки эпидемияҳои хурд то ҳол ба амал меоянд, саршумори харгӯшҳо то андозае барқарор шудааст (гарчанде ки дар он ҷо ба сатҳи пеш аз 1950 наздик набуд). Чӣ шуд? Ба шарофати банақшагирии бодиққат, мо медонем.

  • Харгӯшҳо имрӯз нисбат ба пешгузаштагони худ ба сироят тобовартаранд. Инро тавассути сироят кардани онҳо бо штамми аслӣ, ки дар лаборатория нигоҳ дошта шудааст, чен кардан мумкин аст.
  • Дар баробари ин, вирусе, ки дар заргӯшҳои ваҳшӣ гардиш мекунад, камтар вирусӣ шудааст. Инро бо рохи муайян кардани фоизи фавти харгушхои лабораторй хангоми сироят ёфтанашон бо штамми хозираи вирус чен кардан мумкин аст.

График (дар асоси маълумоти сэр Макфарлейн Бернет ва Д.О. Уайт) ин мутобиқшавии мутақобилаи эволютсиониро дар шаш соли аввали пас аз ворид шудани вирус нишон медиҳад.

"Дененератсия" -и паразитҳо

Ҳангоми мутобиқ шудан ба шароити мизбонашон, паразитҳо аксар вақт сохторҳо ва вазифаҳоеро, ки барои аҷдодони худ (ва ҳама хешовандони озод зиндагӣ мекунанд) муҳим буданд, гум мекунанд. Кирми лента чашм надорад, рӯдаи ҳозима надорад ва танҳо боқимондаҳои системаи асаб, ихроҷ ва мушакҳо дорад. Гарчанде ки шумо онҳоро таназзул меномед, ин талафот афзоиши самаранокӣ ва такмили ихтисосро ифода мекунад. Ин сохторҳо дар рӯдаи инсон чӣ фоидае хоҳанд дошт? Аз тарафи дигар, кирми лента садҳо проглоттидҳо истеҳсол мекунад: мошинҳои тухмкунак, ки эҳтимолияти он, ки кирми лента наслҳоеро тарк мекунад, ки ба соҳиби дигар мерасад, беҳтар мекунад.

Ин таъкид ба такрористеҳсол низ дар

  • Раффлезия, як ангиосперми паразитӣ дар Малайзия пайдо шудааст. Он реша, поя ва барг надорад, гарчанде ки он қубурҳо дорад, ки ба бофтаҳои мизбонаш ворид мешаванд. Аммо он гули бузург дорад (диаметраш ~ 3 фут ё 1 метр).
  • Саккулина, барна, ки харчанг паразит мекунад. Калонсол аз як халта (аз ин рӯ ном дорад) иборат аст, ки узвҳои репродуктивӣ дорад. То он даме, ки Тухми он кашф нашавад, ҳатто муайян кардан мумкин буд, ки Sacculina харчанг аст.

Mycobacterium leprae: псевдогенҳо

M. leprae боиси махав (бемории Хансен) мегардад. Он як паразити дохили ҳуҷайра буда, дар ҳуҷайраҳои Шванн зиндагӣ мекунад, ки дар он вақт он ҳамлаи аутоиммуниро ба онҳо ба вуҷуд меорад, ки боиси нобудшавии онҳо мегардад. Аз даст додани ҳисси дар натиҷа пешгирӣ кардани осеби узвҳо душвор аст. M. leprae микобактерия ва хеши наздики он мебошад М.-и сил, сабаби бемории сил.

М. махав Инфексия инчунин табиатан дар армадиллоҳои ваҳшӣ, ки дар як қатор иёлатҳои ҷанубӣ аз Алабама то Техас тӯл мекашанд, рух медиҳад. Тадқиқот дар байни 39 нафар беморони махави одамӣ дар ин минтақа нишон дод, ки 25 нафари онҳо бо штамми шабеҳе, ки дар армадиллоҳои маҳаллӣ пайдо шудаанд, мубтало шудаанд. Гарчанде ки вай аввалин бактерияе буд, ки сабаби бемории инсон муайян карда шуд (соли 1873), ягон бактериолог то ба ҳол ба парвариши он дар in vitro муваффақ нашудааст. Бо вуҷуди ин, он метавонад (оҳиста) дар армадило нӯҳ банд паҳн карда шавад ва ин барои пайдарпайии тамоми геноми он маводи кофӣ фароҳам овард.

Пайдарпайии он, ки дар шумораи 22 феврали соли 2001 нашр шудааст Табиат (Коул, С.Т. ва дигарон.) — вакте ки нисбат ба он М.-и сил — намоиши равшани таназзулро дар сатхи генхо таъмин мекунад. Гарчанде ки геноми он танҳо тақрибан 25% хурдтар аз он аст М.-и сил, он танҳо 40% генҳои ҷияни худро дорад. Бисёре аз генҳои гумшуда ҳоло ҳам ошкор карда мешаванд, аммо онҳо ҳоло ҳастанд псевдогенҳо — генхое, ки мутация шудаанд, то ки онхо дигар дар махсулоти сафеда ифода карда нашаванд.

М.-и силM. leprae
Андозаи геном (bp)4,411,5323,268,203
Генҳои рамзгузори сафеда3,9591,604
генҳои цитратсинтаза (барои гардиши кислотаи лимуи)31
генҳои пируватдегидрогеназа (барои гардиши кислотаи лимуи)62
генҳои лактатдегидрогеназа (нафасгирии ҳуҷайра)21
генҳои фосфофруктокиназа (гликолиз)1

M. leprae истисно нест. Геномҳои зиёди бактериявӣ, ки ҳоло пайдарпай шудаанд, нишон медиҳанд, ки бактерияҳое, ки паразитҳои дохилиҳуҷайравӣ мебошанд, нисбат ба бактерияҳое, ки метавонанд дар муҳити фарҳанг зиндагӣ кунанд, сафедаҳои хеле камтар доранд.

Маҷмӯаи истинодҳо ба мисолҳои паразитҳо

  • Вирусҳо
    • ретровирусҳо, аз ҷумла ВИЧ-1, сабаби СПИД
    • Грипп
    • як қатор дигарон
  • Бактерияҳо, агентхои
    • кузоз, ботулизм ва сибирь
    • домана, вабо ва вабо
    • сироятҳои стафилококкӣ ва стрептококкӣ
    • гонорея
    • сил, махав ва дифтерия
    • сифилис ва бемории Lyme
    • табларзаи домана ва табларзаи доғҳои санглох
  • Протистхо
    • Plasmodium (агентҳои вараҷа)
    • Трипаносомаҳо
  • Ҳайвоноти устухон
    • Кирми гуза
    • Зукомҳои хун
  • Бозиҳои паразитҳо бозӣ мекунанд (баъзе муносибатҳои ҷолиб байни мизбон ва паразит).

Эволюцияи симбиоз

Чунин ба назар мерасад, ки он чизе, ки ҳамчун муносибати паразитӣ оғоз мешавад, бо мурури замон метавонад ба муносибатҳои мутақобилӣ табдил ёбад, зеро ин ду организм барои кам кардани зарар ба мизбон эволютсия мешаванд.

Ва баъзе далелҳо барои ин вуҷуд доранд. Соли 1966 К.В.Ҷон фарҳанги амебаро кашф кард, ки бо бактерияҳо сироят ёфтааст (дар як ҳуҷайра аз 60,000 то 150,000). Сироят суръати афзоиши онҳоро суст кард ва онҳоро хеле нозуктар кард. Аммо пас аз панҷ сол, амебаҳо ҳанӯз сироят доштанд, аммо ҳоло ягон таъсири бад дида намешавад. Аз ҳама ҷолиб барои саволи мо, амебаҳо - ё ҳадди аққал ядроҳои онҳо - аз бактерияҳо вобаста буданд.

  • Вақте ки ядро ​​аз амебаи сироятшуда хориҷ карда шуда, ба ҷои он аз штамми сироятнашуда иваз карда шуд, комбинатсияи хуб кор кард.
  • Аммо вақте ки ядрои ҳуҷайраи сироятнашуда бо як ҳуҷайраи сироятшуда иваз карда шуд, комбинатсия одатан зинда монда натавонист.

Аён аст, ки пас аз 5 сол, ядроҳо ба функсияи бактериявӣ (ферменте, ки аз ҷониби бактерияҳо тавлид мешавад, вале дигар аз ҷониби мизбон) вобастагӣ пайдо карданд. Он чизе, ки аз паразитизм оғоз шуда буд, ба мутаализм табдил ёфт (бактерияҳоро берун аз мизбони худ парвариш кардан мумкин набуд). Аммо на ҳамеша ин тавр кор мекунад. Мисолҳои дигаре ҳастанд, ки дар он муносибатҳои мутақобилӣ ба муносибатҳои комменсалистӣ ё ҳатто паразитӣ табдил ёфтаанд. Чунин ба назар мерасад, ки баъзе занбӯруғҳои паразитӣ аз аҷдодоне, ки дар шарикии мутааллиқии лихен зиндагӣ мекарданд, пайдо шудаанд.

Баъзе бактерияҳое, ки дар рӯдаи ғафси мо зиндагӣ мекунанд, моро бо витамини К таъмин мекунанд ва аз ин рӯ, аз комменсализм ба мутаализм табдил меёбанд.

Муносибатҳои мутақобилан судманди симбиотикӣ инчунин метавонанд ба "дегенератсия" оварда расонанд. Баъзе кирмҳои анелидҳои баҳрӣ рӯдаи ҳозимаи хешовандони худро комилан гум кардаанд (ба мисли кирми оддии замин). Як намуд ғизои худро аз шумораи зиёди шумораи камаш 5 намуди бактерияҳо, ки дар зери пӯсти берунии он зиндагӣ мекунанд, мегирад. Аз ҳама бештари инҳоянд химияавотрофҳо (вале ин бактерияҳо гамма- ва дельта-протеобактерияҳо мебошанд, на бета-протеобактерияҳо), ки аз гази карбон бо истифода аз энергияи оксидшавии моддаҳои ғайриорганикӣ (H) ғизо истеҳсол мекунанд.2С, Х2) дар тахшинхое, ки кирм дар онхо зиндагй мекунад.

Табиати муносибатҳои симбиотикӣ инчунин метавонад бо тағирёбии вазъият тағир ёбад. Баъзе занбӯруғҳо, бактерияҳо ва протозойҳо, ки дар аксари мо безарар зиндагӣ мекунанд, метавонанд боиси пайдоиши онҳо шаванд сироятҳои оппортунистӣ — ин паразитӣ шудааст — дар одамони норасоии масуният, масалан, гирифторони СПИД.


Биологияи ҳуҷайраҳои симбиозҳои марҷон: Таҳқиқоти бунёдӣ метавонад роҳи ҳалли бӯҳрони рифи Коралро огоҳ кунад

Рифҳои марҷон бо сабаби гармшавии глобалӣ дар охири асри қариб пурра нобуд мешаванд, агар инсоният болоравии ҳарорати глобалиро пешгирӣ карда натавонад. Ҳоло мусобиқа барои таҳияи маҷмӯи гуногуни қарорҳо барои наҷот додани рифҳои марҷон вуҷуд дорад. Дар ин нуқтаи назар, барои фаҳмидани биологияи ҳуҷайраҳои симбиозии марҷон-динофлагеллат барои маълумот дар таҳияи роҳҳои наҷот додани рифҳо як мисол оварда шудааст. Системаҳои модели лабораторӣ барои омӯзиши симбиози марҷон, аз ҷумла анемонҳои баҳрӣ Exaiptasia pallida, ҳамчун асбобҳои арзишманд дар мубориза барои наҷот додани марҷонҳо муаррифӣ карда мешаванд. Нақшҳои иммунитети модарзодии мизбон ва динамикаи ғизоии байни шарикон дар оғоз, нигоҳдории доимӣ ва номунтазамии симбиоз баррасӣ ва муҳокима карда мешаванд. Генҳо ва роҳҳои асосии иммунии модарзод, аз қабили таъсири мутақобилаи гликан-лектин, реостати сфингозин ва бета омили афзоиши ситокин барои тағир додани аксуламали иммунии мизбон дар ҳолати симбиотикӣ нишон дода шудаанд. Вайрон шудани тавозуни гомеостатикии маводи ғизоии ғайриорганикӣ ҳангоми фишори гармӣ ва мавҷудияти баланди ғизоии экзогенӣ бо пешбурди шарикӣ ба номунтазам ва сафедшавии марҷон ҳисоб карда мешавад. Намунаҳои мушаххас оварда шудаанд, ки дониш дар бораи биологияи ҳуҷайраҳои симбиоз барои таҳияи қарорҳо, аз ҷумла тадқиқотҳо, ки маҳдудиятҳои возеҳро дар арзиши протоколҳои ивазкунии шарикон ва акклиматизатсия нишон медиҳанд, маълумот медиҳанд. Ниҳоят, ба пешрафти босуръати дониш диққати махсус дода мешавад, то барои қонеъ кардани эҳтиёҷоти фаврӣ ба ҳалли мушкилот кӯшиш кунад. Ба ин муоширати ошкоро дар вақти воқеӣ бо ҳамкорон дар бораи муваффақиятҳо ва нокомиҳо, мубодилаи захираҳо ва иттилоот ва якҷоя кор кардан дар рӯҳияи рисолати коллективӣ барои наҷот додани рифҳои марҷон дохил мешавад.

Нашр аз ҷониби Донишгоҳи Оксфорд аз номи Ҷамъияти Биологияи Интегративӣ ва Муқоисавӣ 2019.


SYMBIOSIS - Бюллетени биология тирамоҳи 2020

UF ба наздикӣ маъракаеро оғоз кард, ки пешво дар таҳқиқот ва таълими зеҳни сунъӣ (AI) шавад. Дар бораи баъзе лоиҳаҳои AI, ки аллакай дар шӯъбаи биология амалӣ карда мешаванд, маълумот гиред.

AI ва рафтори стресс

Муҳаққиқони биология зеҳни сунъиро барои фаҳмидани рафтори аз стресс ба вуҷуд омада истифода мебаранд. Дар ин ҷо организми модели зебравӣ нишон дода шудааст. Аксҳо: Мат МакХенри.

Оё стресс баъзан шуморо водор мекунад, ки ба бистар даромада, дар зери рӯйпӯшҳо пинҳон шавед? Шумо танҳо нестед. Дар бисёре аз намудҳои ҳайвонот, стресс паноҳҷӯиро зиёд мекунад ва рафтори иктишофиро коҳиш медиҳад. Доктор Ҷеймс Стротер ва шогирдонаш схемаҳои асабро, ки барои ин таъсирот масъуланд, бо истифода аз кирми зебраҳӣ ҳамчун организми намунавӣ тафтиш мекунанд.

Харитасозии фаъолияти нейронӣ дар асоси AI нейронҳоро таъкид мекунад, ки ангезаҳои стрессро дар майнаи паси кирми зебраҳо рамзгузорӣ мекунанд. Кредити тасвирӣ: Ҷеймс Стротер

Даста зебраҳии аз ҷиҳати генетикӣ тағйирёфтаро парвариш мекунад, ки нейронҳояшон ҳангоми фаъол флуоресссия мекунанд (дар сурат). Ин ба муҳаққиқон имкон медиҳад, ки бо истифода аз микроскопияи мултифотонӣ фаъолияти даҳҳо ҳазор нейронҳои инфиродӣ дар мағзи сарро сабт кунанд. Усулҳои омӯзиши мошинсозӣ дар асоси AI калиди таҳлили ин маҷмӯаи азим ва мураккаби тасвирӣ мебошанд. Алгоритмҳои AI инчунин барои муайян кардани як минтақаи хурд дар майнаи ақиб истифода шудаанд, ки дар миёнаравӣ дар рафтори вобаста ба стресс нақши марказӣ мебозанд.

Омӯзиши мошинҳо ва дарахтони тропикӣ

Тасвири ҳавоии сояафкани ҷангали тропикӣ дар Панама. Аксҳо: Стефани Болман ва Рич Гротефендт.

Донишҷӯи доктори илмҳои биология Ҷон Парк омӯзиши мошинро барои омӯзиши фенологияи баргҳо, вақти тавлид ва рехтани баргҳо, дарахтони ҷангали тропикии Панама истифода бурд. Бо муттаҳид кардани силсилаи тасвирҳои соябоне, ки ҳар 1-2 ҳафта аз ҳавопаймоҳои бесарнишин (UAVs ё "дронҳо'") гирифта мешаванд, бо мушоҳидаҳои саҳроӣ, тафсири тасвири инсон ва алгоритми омӯзиши мошин, Ҷон муваффақ шуд, ки фенологияи дарахтони алоҳидаро назорат кунад. ва намудҳо назар ба қаблан имконпазир. Таҳлили Ҷон тағироти қаблан ҳуҷҷатнашудаи фенологияи баргҳоро ҳам дар дохили ва ҳам дар байни намудҳои дарахтони тропикӣ ошкор кард.

Рақамсозии коллексияҳои гербарий

Намунаи рақамӣшудаи Acer palmatum (хорори ҷопонӣ) аз гербарияи Донишгоҳи Флорида.

Коллексияҳои гербарий дорои маълумоти зиёде дар бораи хусусиятҳои растанӣ мебошанд. Барои дастрас кардани ин маҷмӯаҳо барои ҷомеаи илмӣ барои омӯзиши мушкилот, ба монанди таъсири тағирёбии иқлим ба фенология, намунаҳо бояд рақамӣ карда шаванд.

Алгоритмҳои AI барои тафсир ва истихроҷи иттилоот аз ин сабтҳои рақамӣ таҳия карда мешаванд, аммо як мушкилии муҳим мавҷудияти маҷмӯи маълумоти дақиқ барои омӯзиши алгоритмҳо мебошад. Як равиш ин аст, ки краудсорсинг: ҷалби кӯмаки олимони ихтиёрии шаҳрвандон. Албатта, омӯзиши ин ихтиёриён низ муҳим аст ва иҷрои ин кор дар давраи пандемияи COVID-19 махсусан душвор аст.

Дар доираи тадқиқоти диссертатсионӣ донишҷӯи доктори илмҳои биология Лаура Бренскелл дақиқии маҷмӯаҳои маълумотро, ки аз ҷониби ихтиёриёне, ки шахсан таълим гирифтаанд, бо онҳое, ки онлайн таълим мегиранд, муқоиса кард. Ду гурӯҳи ихтиёриён дар муайян кардани он, ки оё намунаҳои гербарий гулҳо, баргҳои кушода ва меваҳоро дар бар мегиранд, баробар хуб буданд. Ин нишон медиҳад, ки ихтиёриёни онлайн метавонанд дар тавлиди маҷмӯаҳои баландсифат барои таҳлилҳои бар асоси AI нақши муҳим бозанд.

ГУНАВНОГИИ БАЙНАЛХАЛКЙ

“Дар тамоми гушаю канорхои руи замин аклу акидахои оличаноб вомехуранд ва бехтарин илм аз хамаи онхо сабак мегирад, такья мекунад ва дар бар мегирад.” Марта Уэйн, профессор ва раис

Мо баъзе аз олимони байналмилалии кафедраи биологияро муаррифӣ мекунем, то дурнамои онҳоро мубодила кунанд.

ШВЕТА ЧАХЕД, аспирантура, Хиндустон
«Таҷрибаи гуногуни байналмилалӣ маро ба шахси бовариноктар табдил дод. Ба шарофати ин таъсир, ман ҳамчун як фард ба дараҷае расидам, ки одамонро илҳом мебахшам, ки аз Ҳиндустон ба ИМА оянд."

ШАМИНДРИ ТЕННАКОН, аспирантура, Шри Ланка
«Дар кафедраи биология маро ҳамеша пазироӣ ҳис мекардам. Ман имконият пайдо кардам, ки таҷрибаҳои густурдаи саҳроӣ ба даст орам, тадқиқоти худро таҳия ва муаррифӣ кунам, бо ҳамкорон кор кунам, дар бисёр чорабиниҳои такмили ихтисос иштирок намоям ва дар барномаҳои аутричӣ ва фаъолиятҳои менторӣ иштирок кунам.”

DR. Андреа Гонсалес Гонсалес, муҳаққиқи баъдидокторӣ, Мексика
"Дар UF, ман имтиёз дорам, ки ба донишҷӯёни бакалаврӣ роҳнамоӣ кунам, ки ҳама шаҳрвандони ИМА ҳастанд, ки дорои маълумоти гуногун мебошанд. Ман фикр мекунам, ки онҳо аз омӯхтани сафари академии ман дар Мексика ва дар ин ҷо дар ИМА баҳра бурданд."

DR. Мая Саар, муҳаққиқи постдокторӣ, Исроил
“Ман ба UF Biology омадаам, то биологияи молекулавӣ амиқтар омӯзам ва барои касби ояндаам асбобҳои нав пайдо кунам. Омӯзиши як падида аз ҷиҳатҳои гуногун муҳим аст, махсусан ҳангоми ҳалли мушкилоти мураккаб, ба монанди мубориза бо мӯрчаҳои зараррасон.”

DR. Дэвид Даффи, Ассистент, Ирландия
"Таҷрибаи байналмилалии ман ба ҳамкории зич на танҳо бо дигар факултетҳои UF, балки бо як шабакаи сангпуштҳои баҳрӣ, олами ҳайвонот ва муҳаққиқони дақиқи онкология дар саросари ҷаҳон мусоидат мекунад. Ин ба лоиҳаҳои бузурги тадқиқотии байнисарҳадӣ мусоидат намуда, миқёс ва аҳамияти онро беҳтар мекунад».

DR. Хуа Ян, ассистент, Хитой
Доктор Ян дар бораи гузаштан ба UF мулоҳиза карда, тавзеҳ дод: “Вақти зеҳнии тадқиқот дар шӯъбаи биология барои ман хеле таъсирбахш буд. Ман фикр мекардам, ки ин як муҳити беҳтарини академӣ барои омӯзиши ҳашароти эуссиалӣ ва ташкили ҳамкорӣ хоҳад буд. ”

Ин нашри SYMBIOSIS дар ибтидо дар Коллеҷи санъат ва илмҳои либералии UF пайдо шуд.


Симбиоз: Дар ном чист?

Дар олами табиат ягон намуд ҷазира нест. Ҳар як мавҷудоти зинда дар шабакаи вобастагии мутақобила бо дигар намудҳо баста шудааст. Ба маънои васеъ, ҳама мавҷудоти зинда аз мубодилаи намудҳои дигар вобастаанд, то маводи ғизоии лозимиро дар шакле, ки онҳо истифода мебаранд, расонанд. Бе фотосинтези ҷангалҳои бузурги ҷаҳон, рифҳои марҷонӣ ва катҳои алафҳо, оксиген барои нафаскашӣ ва карбогидратҳо ва равғанҳо барои сӯзишвории боқимондаи мо вуҷуд надоштанд. Бе занбӯруғҳо ва бактерияҳо дар хок ва уқёнус барои таҷзия кардани ҷасадҳои мурда, гази оксиди карбон барои фотосинтез мавҷуд намебуд (ҳама дар чӯби мурда баста мешаванд). Ҳама организмҳо аз ғизо вобастаанд (хоҳ карбогидратҳо ё оксиди карбон) ва ин ғизо аз ҷониби як намуди дигар дар охири муқобили давра истеҳсол мешавад. Ва ин танҳо давраи карбон аст, ки яке аз давраҳои зиёди маводи ғизоӣ мебошад, ки барои экстраваганзаҳое, ки мо ҳаёт дар рӯи замин меномем, имкон медиҳанд.

Илова ба ин эътимоди васеъ, ҳар як намуд инчунин аз таъсири мутақобилаи мушаххас ва мустақим бо дигар намудҳо дар муҳити онҳо вобаста аст. Бактерияҳои симбиотикӣ дар рӯдаи шумо аз он вобаста аст, ки шумо мунтазам ғизо мефиристед ва шумо аз он бактерияҳо, ки ин ғизоро вайрон мекунанд, вобаста ҳастед. Модаговҳо бе алафҳои хӯрданашон зиндагӣ карда наметавонистанд ва кирмҳои симбиотикии гӯшти гов бе модаговҳое, ки онҳо паразит мекунанд, боқӣ намемонанд (гарчанде говҳо бе кирми гуза кор карда метавонанд). Биологҳо ин таъсироти мустақими биологиро дар асоси “таъсири фитнесс” (таъсир ба қобилияти такрористеҳсолкунӣ) ба ҳарду намуд гурӯҳбандӣ кардаанд.

& # 8220Симбиоз: & # 8221 Истилоҳи лағжиш

Шумо аҳамият медиҳед, ки истилоҳи "symbiosis" ба ҷадвали боло дохил карда нашудааст, зеро симбиоз маҷмӯи мушаххаси эффектҳои фитнесро тавсиф намекунад. Истилоҳи "симбиоз" ба луғати умумӣ ворид шудааст, ки он барои маънои мутақобила бо таъсири мусбӣ ба ҳарду намуд истифода мешавад "биологҳо ин навъҳои мутақобиларо "мутуализмҳо меноманд." Бо истилоҳи биологӣ, “симбиоз” танҳо маънои якҷоя зиндагӣ карданро дар робитаи зич дорад. Агар ин таъриф барои шумо норавшан садо диҳад, зеро он аст & # 8217. Шаффофияти ин истилоҳ дар байни биологҳое, ки симбиозро меомӯзанд, боиси дарди сар шудааст. Калимаи "симбиоз" дар ибтидо аз ҷониби Ҳенрих Антон де Бари (1831-1888), ботаник, микробиолог, ҷарроҳ ва миколог таҳия шудааст (зеро маҳз ҳамин тавр одамон дар солҳои 1800-ум ғелонда буданд). Таърифи аслӣ ҳамин тавр ба забони олмонӣ дар китоби худ "Die Erscheinung der Symbiose" дода шудааст:

“Die Erscheinung des Zusammenlebens ungleichnamiger Organismen” – Генрих Антон де Бари

Генрих Антон де Бари. Манбаъ: Викимедиа

Ин одатан ҳамчун “Зиндагии якҷояи организмҳои ба ҳам монанд,” ё чизе ба ин маъно тарҷума мешавад. Ботаники барҷаста Питер Равен онро дар китоби дарсӣ "Зиндагии якҷоя дар робитаи зичи ду ё зиёда организмҳои ба ҳам монанд" тарҷума кардааст. Биологияи растаниҳо, ва қайд кард, ки симбиоз “дар бар мегирад паразитизм…ва мутаализм.”.Бисёр таърифҳои дигар дохил комменсализм & #8211 мутақобила, ки яке аз шарикон манфиат меорад ва дигаре бетаъсир аст. Боз ҳам бештар дар бар мегирад, ки ин муносибат бояд "интимоӣ" (инчунин номуайян) ё "муваффақият" бошад. & # 8221 Аз ҷиҳати техникӣ, кирми тасма бо гове, ки паразитӣ мекунад, муносибати симбиотикӣ ба вуҷуд меорад & # 8211 на танҳо як мутааллиқӣ!

Маргулихо мегиранд

Линн Маргулис пешрав дар омӯзиши эволютсияи симбиоз буд. Вай аввалин олими муосир буд, ки нишон дод, ки митохондрияҳо дар ҳуҷайраҳои мо як вақтҳо бактерияҳои озод зиндагӣ мекарданд, ки миллиардҳо сол пеш дар ҳуҷайраҳои мо ғулом шуда буданд. Вай инчунин истилоҳи "холобионт"-ро барои ишора ба ҷамоаҳои ҳамоҳангшудаи мутааллиқҳои симбиотикӣ, ки ҳамчун як воҳиди экологӣ ва эволютсионӣ амал мекунанд, таҳия кардааст.

Лин Маргулис. Манбаъ: Викимедиа

Дар китоби Маргулис "Ба даст овардани геномҳо" (якҷоя бо ӯ ва писари Карл Саган, Дорион Саган навишта шудааст) ман мушоҳида кардам, ки вай таърифи де Бариро ҳамчун "Зиндагии якҷояи" тарҷума кардааст. гуногун номгузорӣ шудааст организмҳо.” Ин таъриф далели вай “holobiont” идома медиҳад & #8211 организмҳо & #8220ба таври гуногун ном доранд”, вале ҳатман ҷудо нест. Маргулис даъво мекунад, ки истилоҳ ungleichnamiger тарҷума ҳамчун & # 8220 ба таври гуногун ном & # 8221 на & # 8220 монанд. & # 8221 Ва дар ҳақиқат, & # 8220gleichnamiger & # 8221 тарҷума ҳамчун & # 8220 аз ҳамон ном & # 8221 мувофиқи луғати Коллинз Олмон.

Баҳси поляризатсия

Ман ба шавқ афтода, аз дӯсти хуби худ Брайан Клаусмайер, ки ҳоло дар докторантура аст, пурсидам. барнома дар адабиёти олмонӣ дар Ҷонс Хопкинс, барои тарҷумаи ин таърифи кӯҳнаи душвор. Баррасии ӯ: “Пайдоиши (қутбӣ) организмҳои муқобил дар ҳамзистӣ.”.Ба ҷои “фарқият бо номи” ё “баръакси он,” Брайан қайд кард, ки истилоҳ ungleichnamiger “Дар математика низ истифода мешавад ва истилоҳи техникӣ аст, ки таъсири қувваи барқро нисбат ба зарядҳои қутбӣ тавсиф мекунад.”

Новобаста аз он ки ин тафсири "қутбият" нияти аслии де Бариро дар бар мегирад ё не, ман фаҳмидам, ки тарҷумаи Брайан дар бораи табиати воқеии бисёр муносибатҳои симбиотики мутааллиқ, аз ҷумла лишане, ки де Бари аслан ба онҳо ишора мекард, амиқ аст. Аксар вақт (вале на ҳамеша) мутааллимҳо хеле хуб кор мекунанд, зеро шарикон хеле гуногунанд. Симбиозҳои мутааллиқ одатан муваффақанд, зеро ҳар як шарик хидматеро ба миз меорад, ки шарики дигар ҳеҷ гоҳ худро ба он расонида наметавонад.

Мутуализми байни гули гибискус ва занбӯри гардолудшавандаро баррасӣ кунед. Ҳар як намуд маҳсули муттаҳидшудаи миллионҳо соли эволютсия мебошад. Эҳсосот ва парвози занбӯри занбӯр ба таҳияи стратегияи ҳамоҳанг барои зинда мондани он кӯмак мекунад ва дар бораи қобилиятҳои фотосинтетикӣ ва гулҳои мураккаби Гибискус низ ҳаминро гуфтан мумкин аст. Занбӯрҳо наметавонанд эволютсия кунанд, то фотосинтез кунанд ва энергияи худ, гардолуд ва гарди худро тавлид кунанд. Ба ҳамин монанд, гули гибискус ҳеҷ гоҳ болҳо ва узвҳои ҳассосро, ки барои интиқол додани гардолудшавӣ ба гули дигар заруранд, инкишоф намедиҳад. Маҳдудиятҳои физиологии растанӣ онро ғайриимкон месозад ва аз ин рӯ, Гибискус барои ин хидмат ба занбӯри асал ва дигар ҳашаротҳо такя мекунад.

Ин хидматҳо ба ҳамдигар дастнорасанд, ба шарте ки шарики ин ду намуд. Гибискус ва занбӯри асал, ба баъзе маъно, мебошанд дар қутбҳои муқобил (аз давраи ғизоӣ, барои як*) мисли ҷуфти тоқи эволютсионӣ. Ва дар ин ҷо калиди шарикии онҳост, новобаста аз он ки он симбиоз ҳисобида мешавад ё не.

Wilkinson, Дэвид M. & # 8220Дар ҳадафҳои салиб. & # 8221 Табиат 412.6846 (2001): 485-485. ДОИ

Мартин, Брэдфорд Д. ва Эрнест Шваб. “Истифодаи кунунии симбиоз ва истилоҳоти алоқаманд.” Маҷаллаи байналмилалии биология 5.1 (2013). ДОИ

Саган [Маргулис], Линн. “Дар бораи пайдоиши ҳуҷайраҳои митоз.” Маҷаллаи биологияи назариявӣ 14.3 (1967): 225-IN6. ДОИ

Маргулис, Линн ва Дорион Саган. Гирифтани геномҳо: назарияи пайдоиши намудҳо. Китобҳои асосӣ, 2008. пайванд

* Метавон баҳс кард, ки Гибискус ва занбӯри асал низ дар қутбҳои муқобили фазои эволютсионӣ ва морфофазо ҳастанд, ки ман дар ин бора дар мақолаи оянда муҳокима хоҳам кард