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9.6 : Relations mutuelles - Biologie


La symbiose est l'interaction écologique entre deux organismes qui vivent ensemble. Les champignons forment des associations mutualistes avec de nombreux types d'organismes, y compris les cyanobactéries, les algues, les plantes et les animaux.

Mutualisme champignon-plante

L'une des associations les plus remarquables entre les champignons et les plantes est l'établissement de mycorhizes. Mycorhize, qui vient des mots grecs mon co signifiant champignon et rhizos signifiant racine, se réfère à l'association entre les racines des plantes vasculaires et leurs champignons symbiotiques. Entre 80 et 90 pour cent de toutes les espèces végétales ont des partenaires mycorhiziens. Dans une association mycorhizienne, les mycéliums fongiques utilisent leur vaste réseau d'hyphes et leur grande surface en contact avec le sol pour canaliser l'eau et les minéraux du sol vers la plante. En échange, la plante fournit les produits de la photosynthèse pour alimenter le métabolisme du champignon.

Il existe plusieurs types de mycorhizes. Ectomycorhizes (mycorhizes « extérieures ») dépendent de champignons enveloppant les racines dans une gaine (appelée manteau) et d'un réseau d'hyphes Hartig qui s'étend dans les racines entre les cellules (Figure 1).

Le partenaire fongique peut appartenir aux Ascomycota, Basidiomycota ou Zygomycota. Dans un deuxième type, les champignons gloméromycètes forment des interactions vésiculaires-arbusculaires avec mycorhize arbusculaire (parfois appelées endomycorhizes). Dans ces mycorhizes, les champignons forment des arbuscules qui pénètrent dans les cellules racinaires et sont le siège des échanges métaboliques entre le champignon et la plante hôte (Figure 1 et Figure 2). Les arbuscules (du latin pour petits arbres) ont un aspect arbustif. Les orchidées dépendent d'un troisième type de mycorhize. Les orchidées sont des épiphytes qui forment de petites graines sans beaucoup de stockage pour soutenir la germination et la croissance. Leurs graines ne germeront pas sans un partenaire mycorhizien (généralement un basidiomycète). Une fois les nutriments contenus dans la graine épuisés, les symbiotes fongiques soutiennent la croissance de l'orchidée en fournissant les glucides et les minéraux nécessaires. Certaines orchidées restent mycorhiziennes tout au long de leur cycle de vie.

Question de pratique

Si les champignons symbiotiques sont absents du sol, quel impact pensez-vous que cela aurait sur la croissance des plantes ?

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[reveal-answer q="130749″]Afficher la réponse[/reveal-answer]
[hidden-answer a=”130749″]Sans mycorhize, les plantes ne peuvent pas absorber les nutriments adéquats, ce qui retarde leur croissance. L'ajout de spores fongiques à un sol stérile peut atténuer ce problème.[/hidden-answer]

D'autres exemples de mutualisme champignon-plante incluent les endophytes : des champignons qui vivent à l'intérieur des tissus sans endommager la plante hôte. Les endophytes libèrent des toxines qui repoussent les herbivores ou confèrent une résistance aux facteurs de stress environnementaux, tels que l'infection par des micro-organismes, la sécheresse ou les métaux lourds dans le sol.

Coévolution des plantes terrestres et des mycorhizes

Les mycorhizes sont l'association symbiotique mutuellement bénéfique entre les racines des plantes vasculaires et les champignons. Une théorie bien acceptée propose que les champignons ont joué un rôle dans l'évolution du système racinaire des plantes et ont contribué au succès des angiospermes. Les bryophytes (mousses et hépatiques), qui sont considérées comme les plantes les plus primitives et les premières à survivre sur la terre ferme, n'ont pas de véritable système racinaire ; certains ont des mycorhizes vésiculaires-arbusculaires et d'autres non. Ils dépendent d'un simple rhizoïde (un organe souterrain) et ne peuvent survivre dans les zones sèches. Les vraies racines sont apparues dans les plantes vasculaires. Les plantes vasculaires qui ont développé un système d'extensions minces à partir des rhizoïdes (trouvés dans les mousses) auraient eu un avantage sélectif car elles avaient une plus grande surface de contact avec les partenaires fongiques que les mousses et les hépatiques, profitant ainsi de plus de nutriments dans le sol.Les archives fossiles indiquent que les champignons ont précédé les plantes sur la terre ferme. La première association entre les champignons et les organismes photosynthétiques sur terre impliquait des plantes ressemblant à des mousses et des endophytes. Ces premières associations se sont développées avant l'apparition des racines dans les plantes. Lentement, les bénéfices des interactions endophytes et rhizoïdes pour les deux partenaires ont conduit aux mycorhizes actuelles ; jusqu'à environ 90 pour cent des plantes vasculaires d'aujourd'hui ont des associations avec des champignons dans leur rhizosphère. Les champignons impliqués dans les mycorhizes présentent de nombreuses caractéristiques des champignons primitifs ; ils produisent des spores simples, montrent peu de diversification, n'ont pas de cycle reproducteur sexuel et ne peuvent pas vivre en dehors d'une association mycorhizienne. Les plantes ont bénéficié de l'association car les mycorhizes leur ont permis de se déplacer dans de nouveaux habitats en raison d'une absorption accrue de nutriments, ce qui leur a donné un avantage sélectif sur les plantes qui n'ont pas établi de relations symbiotiques.

Lichens

Lichens présentent une gamme de couleurs et de textures (Figure 3) et peuvent survivre dans les habitats les plus insolites et les plus hostiles. Ils recouvrent les roches, les pierres tombales, l'écorce des arbres et le sol de la toundra où les racines des plantes ne peuvent pas pénétrer. Les lichens peuvent survivre à de longues périodes de sécheresse, lorsqu'ils se dessèchent complètement, puis deviennent rapidement actifs une fois que l'eau est à nouveau disponible.

Les lichens ne sont pas un organisme unique, mais plutôt un exemple de mutualisme, dans lequel un champignon (généralement un membre de l'embranchement Ascomycota ou Basidiomycota) vit en contact étroit avec un organisme photosynthétique (une algue eucaryote ou une cyanobactérie procaryote) (Figure 4 ). Généralement, ni le champignon ni l'organisme photosynthétique ne peuvent survivre seuls en dehors de la relation symbiotique. Le corps d'un lichen, appelé thalle, est formé d'hyphes enroulés autour du partenaire photosynthétique. L'organisme photosynthétique fournit du carbone et de l'énergie sous forme de glucides. Certaines cyanobactéries fixent l'azote de l'atmosphère, apportant des composés azotés à l'association. En retour, le champignon fournit des minéraux et une protection contre la sécheresse et la lumière excessive en enfermant les algues dans son mycélium. Le champignon attache également l'organisme symbiotique au substrat.

Le thalle des lichens croît très lentement, augmentant son diamètre de quelques millimètres par an. Le champignon et l'algue participent tous deux à la formation d'unités de dispersion pour la reproduction. Les lichens produisent sorédie, des amas de cellules d'algues entourées de mycélium. Les sorédies sont dispersées par le vent et l'eau et forment de nouveaux lichens.

Les lichens sont extrêmement sensibles à la pollution de l'air, en particulier aux niveaux anormaux d'azote et de soufre. Le Service des forêts des États-Unis et le National Park Service peuvent surveiller la qualité de l'air en mesurant l'abondance relative et la santé de la population de lichens dans une zone. Les lichens remplissent de nombreux rôles écologiques. Le caribou et le renne se nourrissent de lichens et fournissent un abri aux petits invertébrés qui se cachent dans le mycélium. Dans la production de textiles, les tisserands ont utilisé les lichens pour teindre la laine pendant de nombreux siècles jusqu'à l'avènement des colorants synthétiques.

Les lichens sont utilisés pour surveiller la qualité de l'air. En savoir plus sur ce site du Service des forêts des États-Unis.

Mutualisme champignon-animal

Les champignons ont développé des mutualismes avec de nombreux insectes du Phylum Arthropoda : des invertébrés à pattes articulées. Les arthropodes dépendent du champignon pour se protéger des prédateurs et des agents pathogènes, tandis que le champignon obtient des nutriments et un moyen de disséminer les spores dans de nouveaux environnements. L'association entre les espèces de Basidiomycota et les cochenilles en est un exemple. Le mycélium fongique recouvre et protège les colonies d'insectes. Les cochenilles favorisent un flux de nutriments de la plante parasitée vers le champignon. Dans un deuxième exemple, les fourmis coupeuses de feuilles d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud cultivent littéralement des champignons. Ils découpent des disques de feuilles de plantes et les empilent dans les jardins (Figure 5). Les champignons sont cultivés dans ces jardins à disques, digérant la cellulose des feuilles que les fourmis ne peuvent pas décomposer. Une fois que des molécules de sucre plus petites sont produites et consommées par les champignons, les champignons deviennent à leur tour un repas pour les fourmis. Les insectes patrouillent également dans leur jardin, s'attaquant aux champignons concurrents. Les fourmis et les champignons bénéficient de l'association. Le champignon reçoit un approvisionnement constant de feuilles et est à l'abri de la concurrence, tandis que les fourmis se nourrissent des champignons qu'elles cultivent.


Mutualisme

Les mutualismes sont définis comme des interactions entre des organismes de deux espèces différentes, dans lesquelles chaque organisme bénéficie de l'interaction d'une manière ou d'une autre. Ces types d'interaction sont courants et omniprésents dans tous les écosystèmes, et les scientifiques reconnaissent de plus en plus le rôle important qu'ils jouent dans l'écologie.

Les mutualismes peuvent impliquer soit l'échange de ressources, telles qu'un abri, de la nourriture et d'autres nutriments, soit l'échange de services, tels que la protection, le transport ou les soins de santé.

Parfois, les mutualismes sont symbiotique des relations. Dans de tels cas, les deux espèces vivent à proximité l'une de l'autre pendant une partie ou la totalité de leur vie. Cependant, toutes les relations symbiotiques ne sont pas mutualistes.

Si le mutualisme est vital pour la croissance, la survie ou la reproduction d'un organisme, il est obliger c'est le cas dans beaucoup symbiose. Si le mutualisme profite à un organisme, mais que l'organisme n'est pas tellement dépendant du mutualisme qu'il ne puisse survivre sans lui, cela s'appelle un facultatif mutualisme.

Les mutualismes peuvent aussi être spécifique à l'espèce ou diffuser. Dans les interactions spécifiques, chaque espèce n'a qu'un mutualisme exclusivement avec l'autre, alors que les interactions diffuses impliquent des interactions multiples entre de nombreuses espèces différentes.


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Pollinisateurs végétaux et plantes

Les insectes et les animaux jouent un rôle essentiel dans la pollinisation des plantes à fleurs. Alors que le pollinisateur végétal reçoit du nectar ou des fruits de la plante, il collecte et transfère également le pollen dans le processus.

Les plantes à fleurs dépendent fortement des insectes et d'autres animaux pour la pollinisation. Les abeilles et autres insectes sont attirés vers les plantes par les doux arômes sécrétés par leurs fleurs. Lorsque les insectes récoltent du nectar, ils se couvrent de pollen. Au fur et à mesure que les insectes voyagent d'une plante à l'autre, ils déposent le pollen d'une plante à l'autre. D'autres animaux participent également à une relation symbiotique avec les plantes. Les oiseaux et les mammifères mangent des fruits et distribuent les graines à d'autres endroits où les graines peuvent germer.


Relation symbiotique et antagoniste entre deux espèces

Les relations interspécifiques entre deux (ou plusieurs) espèces peuvent être découvertes dans n'importe quelle communauté et appartiennent à deux catégories principales : la symbiose et l'antagonisme.

Relations symbiotiques:

La symbiose signifie ‘vivre ensemble’. Il s'agit d'une relation bénéfique entre deux espèces différentes dans laquelle l'une ou les deux espèces bénéficient et aucune espèce ne subit de préjudice.

Les relations symbiotiques comprennent le commensalisme (une espèce a bénéficié, une autre appelée hôte non affectée), la proto-coopération les espèces en bénéficient, la relation est favorable aux deux mais pas obligatoire) et le mutualisme (à la fois les espèces ou les symbiotes en bénéficient, la relation est favorable aux à la fois et obligatoire).

Le commensalisme se produit lorsqu'une espèce bénéficie d'une relation symbiotique. Toutes les relations communautaristes sont facultatives, car le commensalisme ne nuit ni n'aide leurs hôtes : les hôtes ne semblent pas non plus résister ni favoriser la relation de quelque manière que ce soit. Des exemples de commensalisme montrant un contact plus ou moins continu avec l'hôte sont offerts par une grande variété d'épiphytes et d'épizoaires. Tous les épiphytes n'utilisent les arbres que pour l'attachement et fabriquent leur propre nourriture par photosynthèse.

Chez Vanda, une orchidée épiphyte, un type spécial de racines aériennes pendent librement dans l'air et absorbent l'humidité à l'aide de leur tissu absorbant spécial appelé velamen. Les invertébrés sessiles qui poussent sur les plantes ou d'autres animaux représentent de nombreux commensaux fixés en permanence. Par exemple, les hydroïdes comme Hydractinia vivent comme des commensaux sur les coquilles de gastéropodes occupées par les crabes.

Les balanes attachées à la peau des baleines fournissent un autre exemple, une association, qui offre des possibilités de distribution et d'alimentation plus larges pour les crustacés sessiles. Des exemples de commensalisme sans contact continu se produisent également.

Un exemple intéressant de commensal vivant au sein de son hôte est celui d'un petit poisson tropical, Fierasfer. Cette espèce trouve refuge dans la doaca d'un concombre de mer, se déplaçant pour se nourrir et retournant à son gré dans la cavité cloacale. Tie suckerfish, Echeneis, s'attache à la face inférieure d'un requin, assurant ainsi une protection, une large dispersion pro-graphique et des éraflures de nourriture. Le requin ne profite ni ne souffre à aucun égard.

La protocoopération est une relation entre deux espèces, qui est favorable aux deux mais pas obligatoire. L'association d'un crabe et d'un coelentéré montre un exemple intéressant de potocoopération. L'anémone de mer, Adamsia palliata, pousse sur le dos du bernard-l'ermite, Eupagurus prideauxi, ou y est parfois «plantée» par le crabe. Il protège le crabe à l'aide de ses nématocystes qui empêchent l'approche des poissons prédateurs, qui se nourrissent du crabe.

L'anémone de mer est transportée par le crabe d'un endroit à l'autre et obtient des particules de nourriture lorsque le crabe capture et mange un autre animal. Dans ce cas, le crabe n'est pas absolument dépendant du coelentéré, ou vice-versa. Dès lors, l'association, par le fait qu'elle est favorable à l'un et à l'autre, n'est pas obligatoire pour leurs existences.

Le mutualisme se produit lorsque les deux espèces bénéficient d'une relation symbiotique. Le mutualisme peut être facultatif, lorsque les espèces impliquées dans l'association peuvent exister indépendamment. Il peut être obligatoire, lorsque la relation est impérative à l'existence de l'une ou des deux espèces. Le mutualisme peut se produire entre deux espèces animales, entre deux espèces végétales ou entre une espèce animale et une espèce végétale. Un exemple de mutualisme obligatoire entre deux espèces animales, sans contact continu, est l'association entre pucerons et fourmis laitières (Fig. 2.2).

Les fourmis laitières gardent les minuscules pucerons verts (poux des plantes) comme fournisseurs de nourriture. Les pucerons sécrètent du miellat, un mélange de sucre et de protéines dont dépendent les fourmis. Une espèce commune de fourmi de jardin, par exemple, place des pucerons sur les racines du maïs. Les pucerons s'y nourrissent et les fourmis par la suite "traitent" ces "vaches" en les caressant doucement. A l'approche de l'hiver les pucerons sont transportés dans la fourmilière et sont remis sur les racines au printemps suivant. Ainsi, les fourmis obtiennent de la nourriture des pucerons, et les pucerons à leur tour assurent la protection, la nourriture et les soins des fourmis.

Les lichens tels que Graphis, Parmelia et Cladonia présentent une forme plus intime de mutualisme entre deux espèces végétales. Chaque lichen est une association symbiotique entre un champignon et une algue. Chez de nombreuses espèces de lichens, le symbiote algal est Trebouxia. Les algues fabriquent de la nourriture pour elles-mêmes ainsi que pour le champignon. Le champignon apporte à son tour de l'eau et du dioxyde de carbone qui permettent à l'algue de synthétiser la nourriture. S'ils sont séparés de leur association, ils mènent une vie précaire, plus particulièrement le champignon.

Les bactéries mutualistes fixatrices d'azote du genre Rhizobium infectent les racines de nombreuses légumineuses. Ils pénètrent dans les racines par les poils absorbants et les cellules radiculaires infectées réagissent en développant des nodules racinaires (Fig. 2.3). Dans ces nodules racinaires, la plante hôte fournit des nutriments aux bactéries et les bactéries à leur tour apportent de l'azote fixe à la plante hôte, qui devient indépendante des apports d'azote du sol.

Il existe de nombreux exemples de mutualisme symbiotique entre une espèce animale et une espèce végétale. Chez l'hydre verte, Chlorohydra viridissima, les cellules du gastroderme contiennent de nombreuses algues unicellulaires, les oochlorelles, qui sont transférées par les œufs hôtes d'une génération à l'autre. Les algues fournissent de la nourriture et de l'oxygène et reçoivent à leur tour une protection, de l'eau et d'autres matériaux essentiels à la poursuite de la photosynthèse.

La pollinisation des fleurs par les insectes est une autre manifestation du mutualisme végétal-animal. Dans de nombreux cas, la relation entre les pièces buccales de l'insecte et la forme de la fleur est complémentaire avec une adaptation les unes aux autres. Par exemple, les abeilles pollinisées, comme les Orchidaceae, ont généralement des fleurs zygomorphes.

Ceux-ci sont tubulaires, de sorte que l'abeille peut s'adapter à la forme de la fleur, puis enfoncer sa tête dans la fleur. Des adaptations similaires se produisent sur les fleurs pollinisées par les papillons et les mites et les pièces buccales des pollinisateurs. L'interdépendance de la teigne du yucca, Pronuba yuccasella, et de la fleur de yucca est très fascinante. Ce sont des relations co-évolutives. Dans certains cas, les espèces de fleurs ont coévolué pour éviter la concurrence entre elles en fleurissant à différents moments de l'année, ou en attirant différentes espèces d'insectes comme pollinisateurs.

Relations antagonistes:

Les relations antagonistes se manifestent par le parasitisme, la prédation, la compétition et l'antibiose entre deux espèces différentes. Le parasitisme est une relation dans laquelle une espèce (parasite) profite toujours aux dépens d'une autre espèce (hôte). Un parasite se nourrit de l'hôte et, dans de nombreux cas, trouve une protection et un espace vital sur ou à l'intérieur de l'hôte.

L'hôte est généralement plus gros que le parasite et 1 parasite efficace ne tue pas son hôte. De nombreux parasites ont besoin d'un hôte secondaire pour se disperser et terminer leur cycle de vie. Par exemple, les espèces de moustiques servent de vecteurs pour le parasite protozoaire du paludisme, Plasmodium. Les animaux qui deviennent infectés et servent de source à partir de laquelle les animaux peuvent être infectés sont appelés hôtes réservoirs. Les animaux peuvent également être des parasites des plantes.

Les nématodes infestent les racines des plantes. Les guêpes ou les moucherons, surtout sur le chêne, les roses forment des galles. Une variété de larves d'insectes sont les mineuses des feuilles, les foreurs du bois, les mangeurs de cambium et les mangeurs de fruits. Les plantes elles-mêmes peuvent être des parasites sur d'autres plantes ou sur des animaux. Les bactéries et les champignons sont parmi les plus importants organismes pathogènes chez les animaux.

Bactéries filamenteuses, les Actinomycètes sont principalement des décomposeurs dans le sol. Certains d'entre eux produisent des produits chimiques pour réduire la concurrence féroce pour la nourriture d'autres microbes. L'homme pour lutter contre plusieurs maladies bactériennes utilise ces produits chimiques appelés antibiotiques (par exemple, la streptomycine). Certains basidiomycètes tels que Puccinia graminis et Ustilago maydis produisent respectivement la rouille du blé et le charbon du maïs.

Les adaptations parasites sont trop nombreuses et dépassent le cadre de ce traité. La taille du parasite influence également son mode de reproduction. Les relations hôte-parasite ont une grande importance écologique et sont influencées par un certain nombre de facteurs environnementaux. La densité de la population hôte affecte également la densité de la population parasitaire.

Le terme prédation est généralement utilisé pour décrire le meurtre et la consommation d'une espèce par la mère. La prédation typique se produit lorsqu'un carnivore tue un herbivore ou un autre carnivore pour se nourrir. L'étude des relations proies-prédateurs est très fascinante et des exemples de cette relation peuvent être découverts dans de nombreuses communautés naturelles.

L'allélopathie ou la compétition chimique se produit lorsqu'un organisme utilise des produits chimiques pour nuire à un autre. Ce phénomène est largement rapporté chez les plantes terrestres (Seigler, 1996). La présence de compétition chimique a également été signalée chez les plantes aquatiques (Gopal et Goel, 1993). Au sens général, l'allélopathie signifie causer des blessures (pathie) à d'autres organismes (allélo) par des moyens chimiques, mais cela peut être plus complexe.

Par exemple, une algue commune, Chlorella, produit un bactéricide qui non seulement tue les bactéries mais retarde également la croissance de Daphnia, qui se nourrit de Chlorella. Un produit chimique produit par une diatomée, Nitzschia, a ralenti le taux de division de Chlorella cultivée dans la même culture. Ce type d'antagonisme interspécifique exerce probablement un contrôle sur l'abondance des différentes espèces de phytoplancton dans les plans d'eau, et peut dans certains cas influencer la succession saisonnière des espèces, si communes dans la nature.

Il existe de nombreux exemples d'interactions chimiques entre les plantes cultivées. L'orge, Hordeum vulgare peut inhiber la germination et le taux de croissance de plusieurs mauvaises herbes, même en l'absence de compétition pour les nutriments ou l'eau. Les effets allélopathiques des plantes cultivées contre les mauvaises herbes, appelés hétérotoxicité, peuvent être très bénéfiques dans les systèmes agricoles.

Certains chercheurs ont suggéré que les huiles abondantes dans les feuilles des arbres d'eucalyptus en Australie favorisent des incendies fréquents dans la litière de feuilles, tuant les semis des concurrents. L'étude des agents allélopathiques est actuellement un domaine très actif en écologie végétale, et il est trop tôt pour dire à quel point les schémas de distribution des plantes sont déterminés par des interactions impliquant des toxines ou des substances antibiotiques.

La concurrence est une autre manifestation de la relation antagoniste. La compétition peut se produire entre les espèces et entre les espèces. Cependant, dans la nature, la concurrence peut ne pas être toujours apparente bien qu'elle se produise. L'augmentation du taux de croissance de certaines espèces d'arbres après l'élimination d'autres espèces fournit une preuve directe de la compétition pour l'eau, la lumière et les nutriments. Les individus de la même espèce peuvent rivaliser pour la nourriture, l'espace vital et le partenaire. La concurrence pour la nourriture s'applique également aux animaux d'espèces différentes qui dépendent du même type de nourriture.

La compétition peut entraîner la mort de certains compétiteurs, mais cela résulte généralement de combats ou d'une privation de nourriture plutôt que d'être tués pour la nourriture comme dans la prédation, ou par la maladie comme dans le parasitisme extrême. La sévérité de la compétition interspécifique dépend de l'étendue de la similitude ou du chevauchement des besoins en ressources des différents organismes et de la pénurie d'approvisionnement dans l'habitat. Une telle compétition peut avoir plusieurs effets sur les populations d'individus concurrents.

Schoener (1983) a divisé la compétition en six catégories. Il s'agit de la compétition de consommation (basée sur l'utilisation de certaines ressources renouvelables), de la compétition préventive (basée sur l'occupation d'un espace ouvert), de la compétition de surcroissance (se produisant lorsqu'un organisme se développe sur un autre, le privant ainsi de lumière, d'eau ou d'un autre Ressource).

Compétition chimique (par la production d'une toxine agissant à distance), compétition territoriale (défense du territoire) et compétition de rencontre (impliquant des interactions transitoires sur une ressource entraînant une perte de temps ou d'énergie, des dommages physiques ou le vol de nourriture).

Ces mécanismes de compétition sont définis en fonction des capacités des organismes et des habitats dans lesquels ils se produisent (Ricklefs et Miller, 2000). Dans les environnements terrestres, la compétition de consommation est la plus courante. Cependant, la compétition préventive et la surcroissance sont plus courantes dans les habitats marins. Les compétitions territoriales et de rencontre ne se produisent que parmi les animaux de tous les habitats, prédominant dans les habitats terrestres.

Darwin a souligné que la compétition est généralement plus intense entre des espèces ou des organismes étroitement liés. Comme ils ont une structure et des habitudes similaires, la compétition est plus sévère entre les espèces du même genre qu'entre les espèces de genres différents. Les expériences de substitution, développées par Wit (1960), sont utiles pour étudier la compétition des plantes. Dans de telles expériences, les rapports de deux espèces végétales sont variés, mais leur densité totale est maintenue constante.

Les résultats sont représentés sur des diagrammes de séries de remplacement montrant les forces relatives de la compétition interspécifique et intraspécifique. Des travaux expérimentaux avec des cultures agricoles ont suggéré que ces interactions compétitives sont très aiguës dans les populations de terrain. Des expériences avec l'avoine (Avena) et d'autres plantes ont démontré une forte asymétrie dans la compétition interspécifique.

C'est le facteur le plus critique confinant une espèce à une niche particulière. Selon le principe d'exclusion compétitive de Gause (1934), des populations stabilisées de plus d'une espèce ne peuvent occuper simultanément et complètement une niche écologique. Ainsi, la compétition interspécifique entraîne la ségrégation des espèces dans différentes niches.

Lorsque deux populations sont en compétition, il est probable que l'une d'entre elles soit plus fortement affectée par la compétition que l'autre. C'est ce qu'on appelle la concurrence asymétrique. Chez les plantes, la compétition des racines pour les nutriments et l'eau est généralement symétrique, tandis que la compétition des pousses pour la lumière est asymétrique. Des exemples de compétition asymétrique sont également disponibles dans le règne animal (Resetarits, 1997).


10 EXEMPLES DE MUTUALISME – Dans ce sujet, nous allons maintenant discuter de la définition d'une relation mutualiste et des 10 exemples de mutualisme.

Commençons par connaître la définition d'une relation mutualiste.

Relation mutualiste

Mutualisme ou un relation mutualiste est une relation en biologie ou en sociologie dans laquelle deux êtres vivants peuvent bénéficier mutuellement de ce type de relation. Il peut éventuellement se situer au sein de deux espèces entre deux sortes d'espèces différentes. Ces participants du mutualisme est appelé un symbiote.

Exemples de relation mutualiste

1. Bactéries digestives et humains

À l'intérieur de notre corps se trouve ce que nous appelons de bonnes bactéries, qui aident à digérer les aliments que nous consommons. Il y a des aliments qui ne sont pas entièrement digérés, donc les bactéries se nourrissent de ce qui reste de la nourriture.

2. Anémones de mer et poissons-clowns

Un poisson-clown vit généralement sur les tentacules d'une anémone de mer, qui pique presque tous les autres poissons. Le poisson-clown a un mucus sur la peau, qui se protège de la piqûre et protège les anémones du poisson papillon. En même temps, l'anémone sert de lieu sûr pour le poisson clown.

3. Pics-bœufs et zèbres ou rhinocéros

L'aviaire pic-bœuf vit sur le zèbre ou le rhinocéros et mange tous les insectes et parasites résidant sur l'un des deux. Dans le même temps, chaque fois qu'il y a un danger pour le zèbre ou le rhinocéros, l'oiseau vole haut pour alerter les autres animaux d'un prédateur.

Les abeilles tirent le nectar des fleurs pour faire du miel et donnent du pollen aux fleurs, qui pollinisent ensuite pour faire une autre plante. Les abeilles ont désormais une réserve de nourriture, tandis que les fleurs peuvent désormais se reproduire.

5. Araignée de mer et algues

Les araignées de mer passent leur temps dans quelques-unes des zones les plus peu profondes de la mer. Les algues sur leur dos servent de camouflage pour cacher les crabes des prédateurs.

6. Fourmis et champignons

Les fourmis fabriquent des champignons à partir des feuilles et de leurs excréments. Lorsque le champignon se développe, la fourmi les mange pour vivre.

7. Les humains et les plantes

Les plantes dégagent de l'oxygène, ce qui est important pour les humains, tandis que les humains émettent du dioxyde de carbone et collecté par les plantes pour fabriquer de l'oxygène.

8. Protozoaires et termites.

Les protozoaires servent de bactéries digestives aux termites et les aident à digérer les aliments qu'ils mangent.

9. La teigne du yucca et l'usine de yucca

Le papillon contribue à la pollinisation de la plante. La plante, en retour, sert de nid aux œufs de la mite.

10. Bactéries et légumineuses fixatrices d'azote

Ces bactéries vivent dans les poils absorbants des légumineuses où elles transforment l'azote en ammoniac, nécessaire à la croissance et au développement de la plante.


Commensalisme

Dans le commensalisme, l'un des organismes bénéficie d'une certaine manière tandis que l'autre n'est pas affecté. Un exemple de relation commensale est lorsqu'un organisme utilise un autre organisme (ou une partie d'un organisme mort) pour le transport ou le logement sans avoir aucun effet sur lui. Par exemple, les bernard-l'ermite utilisent les coquilles abandonnées d'autres créatures comme les escargots de mer pour se protéger. D'autres relations commensales existent dans la nature, comme lorsque les oiseaux construisent un nid dans un arbre. Les oiseaux bénéficient d'une maison, d'une protection et d'un endroit pour élever leurs petits, mais l'arbre n'est pas affecté.


L'image ci-dessus montre la relation mutualiste entre les abeilles et les fleurs. Les abeilles profitent du pollen et du nectar qu'elles récoltent sur les fleurs et les fleurs profitent du fait que les abeilles transportent leur pollen et pollinisent d'autres fleurs.


L'image ci-dessus montre le commensalisme entre certaines espèces de requins et les poissons pilotes. Les poissons pilotes se nourriront des restes dans l'eau après que le requin ait tué, tandis que le requin n'est pas affecté par ce comportement.


Quels sont les différents types de relations symbiotiques dans l'océan ?

La symbiose est définie comme l'interaction entre les membres de deux espèces différentes vivant en étroite association physique. Ces associations peuvent varier d'être bénéfiques pour les deux parties à être défavorables ou nuisibles à l'autre.

La relation symbiotique dans l'océan peut être classée en parasitisme, commensalisme, et mutualisme.

Le parasitisme dans l'océan

Les relations de parasitisme se produisent lorsqu'une espèce en profite et que l'autre en souffre. Dans cette relation symbiotique, l'espèce peut être soit le parasite, soit l'hôte. L'espèce parasite, même si elle est de plus petite taille, profite de l'espèce hôte. Dans une relation parasitaire, l'hôte est blessé et ne reçoit aucun avantage de son parasite.

Alors que le parasitisme fait partie intégrante de l'écosystème océanique, les infestations parasitaires peuvent augmenter à des taux alarmants et peuvent également être néfastes pour l'océan. Les parasites peuvent tuer certains de leurs hôtes ou les rendre vulnérables à d'autres espèces. Cela affecte la population et provoque un déséquilibre supplémentaire dans l'écosystème.

Dans cette vidéo éducative, vous pouvez voir comment les parasites isopodes sont retirés des espèces de crevettes de boue afin de les aider.

En termes simples, le parasitisme, c'est quand quelqu'un vous aspire la vie. Ils sont de petits bougres embêtants qui s'accrochent à vous et vous font plus de mal que de bien. Ces parasites doivent être arrachés et retirés de votre vie !

Je suis sûr que vous pouvez penser à une ou deux personnes avec lesquelles vous avez eu une relation parasitaire. Mon conseil, similaire à la vidéo, enlevez ces parasites et jetez-les dans le bac à compost !

Relations de commensalisme dans l'océan

Les relations de commensalisme se produisent lorsqu'une espèce profite de la vie avec, sur ou dans une autre espèce, connue sous le nom d'hôte, et que l'hôte ne profite ni ne subit de préjudice dans le partenariat.

Un exemple de commensalisme dans l'océan est le remora et la tortue de mer. Vous pouvez souvent trouver un remora nageant près d'une tortue de mer. Ils font cela pour obtenir de la nourriture de la tortue de mer pendant qu'elle se nourrit. La tortue n'est jamais dérangée par les remoras qui nagent autour d'elle et les remoras peuvent se nourrir avec plaisir de toute nourriture qui tombe de la bouche de la tortue.

Une autre relation de commensalisme que vous pouvez trouver dans l'océan sont les balanes sur les baleines. La balane, en s'attachant aux baleines, se rend gratuitement dans les eaux riches en plancton où elle se régale d'un buffet de micro-organismes abondants. Les baleines ne sont pas blessées par les balanes sur leur peau, et je doute qu'elles se soucient vraiment que les balanes soient là.

Mon point de vue est que le commensalisme est fondamentalement l'euphémisme pour un fils de pute libre. Personne n'est vraiment blessé, mais on profite évidemment davantage d'être dans la relation.

Est-il mauvais? Eh bien, les espèces marines ne semblent pas s'en soucier, alors pourquoi devriez-vous le faire ? C'est comme ça que le monde fonctionne, je suppose ?

Mutualisme

Les relations mutuelles dans les océans se produisent lorsque les deux espèces vivant en étroite collaboration bénéficient également de leur relation. Les créatures marines dans une relation de mutualisme dépendent les unes des autres pour la nourriture, la protection ou d'autres fonctions vitales.

Il existe plusieurs exemples de mutualisme dans l'océan, dont beaucoup impliquent des espèces que vous ne penseriez même pas réunir. Ils sont capables de vivre en harmonie et, en fait, ils préfèrent probablement être ensemble en raison des nombreux avantages qu'ils retirent d'être ensemble.

Imaginez simplement deux espèces complètement différentes existant et vivant ensemble d'une manière qui leur profite à toutes les deux.

#RelationObjectifs Si tu me demandes!


VOIES DE LIBÉRATION

La libération de produits allélochimiques peut se faire de 4 manières principales :

  • Lessivage : la partie aérienne de la plante laisse passer les substances par effet de pluie. Ensuite, ils peuvent tomber sur d'autres plantes ou sur le sol. Par conséquent, il peut s'agir d'un effet direct ou indirect, selon qu'ils tombent sur une autre plante ou non. Bien que, en principe, il soit considéré comme indirect.
  • Décomposition : les plantes déposent leurs restes sur le sol, où ils se décomposent sous l'action des micro-organismes, qui aident à la libération des composés. Les restes de plantes vont des feuilles aux branches ou aux racines. Les substances qui s'y trouvent peuvent être inactives jusqu'à entrer en contact avec de l'humidité ou des microorganismes, ou peuvent être actives puis être inactivées par l'activité des microorganismes ou en étant retenues au sol. C'est donc une voie indirecte. La décomposition est très importante car la plupart des produits allélochimiques sont libérés de cette façon.
  • Volatilisation : les substances sont libérées par les stomates (structures qui permettent l'échange de gaz et la transpiration). Ceux-ci sont volatils et solubles dans l'eau, ils peuvent donc être absorbés par d'autres stomates de plantes ou dissous dans l'eau. Généralement, les plantes utilisant ces voies se trouvent dans des climats tempérés et chauds. Il est considéré comme un itinéraire direct.
  • Exsudation : les plantes peuvent aussi libérer des allélochimiques directement par les racines vivantes. Le système d'exsudation dépend surtout de l'état des racines, du type de racines et de leur niveau de croissance (si elles poussent ou non).

Le timing est primordial pour la relation mutualiste entre les fourmis et les acacias

Dans les années 1960, le biologiste de Penn Dan Janzen, dans le cadre de l'obtention de son doctorat, a redécrit ce qui est devenu un exemple classique de mutualisme biologique : la relation obligatoire entre les acacias-fourmis et les fourmis-acacias. Les acacias produisent des structures spécialisées pour abriter et nourrir la colonie de fourmis, et les fourmis, à leur tour, défendent l'arbre contre les herbivores.

Dans une nouvelle étude en Actes de l'Académie nationale des sciences, des collègues de Janzen du département de biologie de Penn découvrent un mécanisme génétique qui programme le côté végétal de la relation fourmi-acacia. Scott Poethig, biologiste végétal, et Aaron Leichty, qui a obtenu son doctorat. travaillant sous Poethig et est maintenant chercheur postdoctoral à l'Université de Californie, Davis, a montré que ces espèces d'acacia développent les traits nécessaires pour nourrir la colonie de fourmis - des épines creuses et renflées pour les abriter, et des nectaires et des pointes de folioles riches en nutriments appelées Beltian corps pour les nourrir - dans le cadre d'un phénomène dépendant de l'âge dans le développement des plantes.

« Il y a un coût associé à la fabrication de ces traits », explique Poethig, auteur principal du rapport, « mais la plante en a besoin, sinon c'est un raté. Dan montra : pas de fourmis, pas de plantes. La plante est mangée par tout, des sauterelles aux souris.

« Il y a donc un compromis qui se produit. Et ce que nous avons découvert, c'est que ces traits semblent avoir évolué sur le dos d'une voie préexistante qui régit une transition de développement chez les plantes. »

Leichty ajoute : « Lorsque nous avons fouillé dans la littérature, nous avons constaté que de nombreuses stratégies de défense des plantes dépendent de l'âge. C'est contre-intuitif parce que vous pensez que les jeunes plantes voudraient commencer à fabriquer ces structures tout de suite afin qu'elles ne soient pas mangées, mais nos découvertes ainsi qu'une logique profonde suggèrent qu'il existe des contraintes biologiques à leur fabrication.

Poethig a passé une grande partie de sa carrière à étudier cette transition, ce que certains considèrent comme « l'adolescence » d'une plante. Mais il ne l'avait pas envisagé dans le contexte de la relation fourmi-acacia jusqu'à ce que son fils suive le cours de Janzen sur les humains et l'environnement à Penn et découvre l'exemple classique du mutualisme.

« Je me suis dit : ne serait-il pas intéressant que cette suite de traits soit contrôlée par la voie de développement que j'étudie depuis 30 ans ? » se souvient-il.

Un indice suggérait que cela pourrait être le cas : dans les observations de Janzen sur le terrain, il avait noté que les plantes ne faisaient pas ces caractéristiques tout de suite, suggérant qu'elles pourraient avoir besoin d'atteindre un stade plus mature pour le faire.

Pour mettre la main sur des graines pour commencer à sonder cette question avec des outils moléculaires, Poethig a demandé à Janzen de s'en procurer, mais a également fait ce que tout biologiste du 21e siècle ferait : il a regardé en ligne.

« J'ai atterri sur un site Etsy appelé Mr. Nature qui vend des graines de Vachellia cornigera", une espèce d'acacia originaire du Mexique et d'Amérique centrale, explique Poethig.

La livraison est arrivée des semaines plus tard avec non seulement les graines, mais aussi une gousse d'acacia et quelques épines "et un petit panneau qui disait : 'Aïe ! Sharp !'" dit Poethig. Ces parties de plantes ont permis à Janzen de confirmer plus tard l'identification de l'espèce à partir d'une source autrement discutable.

Poethig a collecté d'autres graines auprès d'un vendeur au Belize et, enfin, de Janzen lui-même.

"Quand je suis allé chercher les graines de Dan, sa femme biologiste Winnie était là et a dit:" Dan, tu devrais peut-être dire à Scott où tu as eu les graines "", se souvient Poethig. Janzen a poursuivi en expliquant qu'il avait vu un singe manger les gousses d'acacia dans leur cour au Costa Rica. Janzen a ensuite récupéré les graines des excréments du singe, laissées tomber alors qu'il mangeait encore plus. Le mois suivant, il a découvert que l'arbre n'avait pas sa colonie de fourmis habituelle, donc le singe avait des cueillettes faciles.

Avec les graines en main, Leichty a commencé à développer des stratégies pour les cultiver et les étudier en laboratoire. Une fois que les plantes ont poussé de manière fiable, il a observé ce que Janzen avait vu à l'état sauvage un demi-siècle auparavant.

"Effectivement, les traits apparaissent mais pas tout de suite", dit Leichty.

En regardant les trois acacias différents qu'ils avaient sous la main—Vachellia collinisii du Belize, V. collinsii du Costa Rica et V. cornigera de Floride—Leichty et Poethig ont découvert que, bien que le moment précis diffère selon les espèces, les nectaires extrafloraux des plantes, qui sont fabriqués par toutes les espèces d'acacias, sont apparus en premier. Des épines enflées se sont ensuite développées et les corps Beltiens sont apparus en dernier.

Les chercheurs ont ensuite porté leur attention sur les programmes possibles pour ces traits. Ils ont obtenu la première séquence du génome d'un Vachellia espèces et ont examiné spécifiquement certains microARN (courtes sections non codantes du génome) miR156 et miR157, qu'ils avaient précédemment trouvés associés au contrôle du calendrier de développement des traits chez d'autres espèces végétales.

Au fur et à mesure que l'épine enflée et d'autres traits attirant les fourmis ont commencé à apparaître dans l'acacia, les niveaux de miR156 et miR157 ont diminué et les niveaux de différents facteurs de transcription protéiques réprimés par ces microARN ont augmenté.

Pour l'étape suivante de leurs recherches, Poethig et Leichty ont examiné une autre observation que Janzen avait faite sur le terrain, les acacias poussant à l'ombre ont développé ces traits spécialisés plus lentement. Au laboratoire, ils ont de nouveau trouvé une connexion avec miR156 et miR157. Les plantes cultivées dans des conditions de faible luminosité avaient des niveaux beaucoup plus élevés de microARN et une apparition plus tardive des traits d'épines enflées par rapport à leurs homologues cultivées en pleine lumière.

"Les expériences d'ombre ont conduit au retard de toute cette voie", dit Leichty, "et ont offert un moyen simple de perturber expérimentalement le calendrier de ces traits tout en contrôlant également l'âge de développement de nos échantillons."

Pour avoir une idée de la façon dont la régulation de ces traits a pu survenir au cours de l'évolution, les chercheurs ont exploré d'autres espèces d'acacias qui ne fabriquent pas de corps Beltian ou d'épines enflées, mais fabriquent des nectaires sur leurs feuilles. Chez ces espèces, comme chez les fourmis-acacias, le déclin de miR156 a coïncidé avec l'apparition des nectaires. La similitude entre les acacias à cet égard suggère que la voie existante a été cooptée pour réguler les autres traits nécessaires à un garde du corps en bonne santé - épines enflées et bonne nourriture - selon les chercheurs.

Pour Janzen, la découverte soutient ses découvertes sur le terrain, plaidant en faveur du mélange d'enquêtes sur le terrain et en laboratoire.

« En regardant de l'extérieur, comme les écologistes ont l'habitude de le faire », dit-il, il a discerné à partir de ses observations des années 1960 à Veracruz, au Mexique, que les plus jeunes plantes d'ant-acacia « n'activent leurs défenses contre les herbivores » que lorsqu'elles semblaient avoir recueilli suffisamment de ressources.

"Scott et Aaron ont regardé le même événement de l'intérieur, à tous ces trucs d'ADN que je ne peux pas voir", ajoute Janzen. «Je dois les croire sur parole pour son existence. Ils doivent me croire sur parole pour l'herbivorie et la colonie de fourmis protectrices. C'est la différence entre les biologistes de l'organisme entier et les biologistes moléculaires. J'ai regardé et j'ai demandé pourquoi. Ils ont regardé et ont demandé comment.

Aaron Leichty est chercheur postdoctoral à l'Université de Californie à Davis. Il a complété un doctorat. dans le laboratoire Poethig de l'Université de Pennsylvanie.

Dan Janzen est professeur de biologie de la conservation et titulaire de la chaire Thomas G. et Louise E. DiMaura au département de biologie de la Penn's School of Arts and Sciences.

L'étude a été soutenue par les National Institutes of Health (subventions GM51893 et ​​GM008216), une bourse de recherche du fonds Katherine Esau Fellowship, une bourse de recherche postdoctorale de la National Science Foundation en biologie (Grant NSF1812043), l'Université de Pennsylvanie et les gouvernements de Mexique et Costa Rica.


Voir la vidéo: FtrConseil3 (Janvier 2022).