Mutualisme et symbiose
Lemutualisme est un terme qui désigne une relation entre deux créatures d'espèces différentes (ou deux groupes de créatures). Le mutualisme diffère de la symbiose en ce sens qu'il s'agit d'un type particulier de symbiose. Si les relations symbiotiques sont un gigantesque parapluie, le mutualisme n'est qu'un des termes qui s'y rattachent.
Lasymbiose est définie comme toute relation entre deux organismes dans laquelle l'un d'entre eux tire profit. Le mutualisme est un type de symbiose dans lequel les deux organismes (d'espèces différentes) tirent profit de leur relation.
Outre le mutualisme, il existe plusieurs autres types de symbiose. L'un d'entre eux est le commensalisme, dans lequel un organisme profite de la relation et l'autre n'en profite pas et n'en souffre pas. Dans le commensalisme, il y a un effet positif sur un organisme et aucun effet ou un effet neutre sur l'autre.
Une autre forme de symbiose est le parasitisme, dans lequel un organisme bénéficie de l'association, mais l'autre en subit les conséquences. Le parasitisme a un effet positif sur un organisme et un effet négatif sur l'autre.
La prédation est une autre forme de symbiose. Dans la prédation, un organisme profite de la relation en tuant et en mangeant l'autre organisme. La prédation se distingue du parasitisme par le fait qu'un organisme meurt dans le cas de la prédation, alors qu'il n'est que blessé dans le cas du parasitisme.
Une relation non symbiotique notable, qui mérite d'être mentionnée, est l'amensalisme. Dans le cas de l'amensalisme, un organisme est blessé ou tué par la relation, tandis que l'autre n'est pas affecté. Nous pouvons constater que l'amensalisme n'est pas un type de symbiose, car dans une symbiose, au moins un organisme doit bénéficier de la relation. L'amensalisme est parfois appelé une forme d'antibiose.
Définition du mutualisme et exemples dans la nature
Lemutualisme est défini comme une relation symbiotique dans laquelle un organisme d'une espèce particulière bénéficie et un autre organisme distinct d'une espèce différente bénéficie également.
Par définition, la symbiose nécessite une association étroite entre des organismes d'espèces différentes (suffisamment proche pour qu'ils s'entraident ou se nuisent), et dans le mutualisme, les deux organismes ont un gain positif net en raison de leur relation et de cette association étroite.
Il existe de nombreux exemples de mutualisme que l'on peut observer dans la nature. Un exemple classique dont tu te souviens peut-être depuis que tu as appris la biologie végétale, est la relation mutualiste entre de nombreuses plantes et les bactéries fixatrices d'azote.
Pour te rafraîchir la mémoire, l'azote est présent en très grande quantité dans l'air (environ 78 % de l'air est constitué d'azote, l'oxygène représentant 21 % et le reste étant principalement constitué de dioxyde de carbone et de gaz inertes), mais la plupart des plantes ne peuvent pas l'exploiter elles-mêmes. Pourtant, la plupart des plantes ont besoin d'azote pour fabriquer de la chlorophylle (le pigment vert nécessaire à la photosynthèse) et de nombreux produits végétaux, en particulier les légumineuses (haricots).
Comme elles ne peuvent pas capter l'azote directement de l'air, les légumineuses se tournent vers des bactéries fixatrices d'azote comme le Rhizobium, qui se trouvent sur les racines des plantes et peuvent capter l'azote du sol. Le rhizobium fixe l'azote et le partage avec la plante, qui l'utilise ensuite. Avec tout cet azote nouvellement accessible, la plante peut passer à la vitesse supérieure et créer ses propres produits.
La plante légumineuse produit beaucoup plus de haricots, elle produit également plus de chlorophylle et peut effectuer une photosynthèse plus efficace. La photosynthèse efficace produit plus de photosynthates, qui sont des produits importants de la photosynthèse pouvant être utilisés à la fois par la plante et par les bactéries fixatrices d'azote. Les plus importants de ces produits sont les hydrates de carbone et les sucres, dont les bactéries Rhizobium se nourrissent volontiers.
Ainsi, la disponibilité accrue de l'azote due à la présence des bactéries entraîne une augmentation de la chlorophylle et une plante plus résistante, ce qui entraîne une augmentation de la photosynthèse qui entraîne une augmentation des produits végétaux glucidiques, ce qui entraîne des bactéries joyeuses et grignoteuses. Nous pouvons voir comment cette relation est mutuellement bénéfique pour les deux espèces (Fig. 1).
Bactéries fixatrices d'azote et mutualisme.
Un autre exemple de mutualisme sera très familier aux pourvoyeurs de films pour enfants réalisés au début des années 2000. L'anémone de mer et le poisson-clown affichent une relation mutuellement bénéfique parce que le poisson-clown peut vivre parmi les tentacules de l'anémone. (Oui, les tentacules. Même si les anémones de mer ressemblent à des plantes, ce sont en fait des animaux !)
Nous parlons d'anémones de mer pour les distinguer des anémones qui sont effectivement des plantes ; ce sont des fleurs délicates au centre sombre.
Le fond de l'océan, où vivent les poissons-clowns, peut être un endroit assez dangereux, et les anémones de mer constituent une cachette parfaite pour y séjourner plus longtemps, ou pour s'y faufiler et échapper à un prédateur. Non seulement les anémones de mer peuvent dissimuler quelque peu le poisson-clown, mais surtout, elles sont très toxiques. Les tentacules des anémones de mer contiennent une puissante neurotoxine qui est dangereuse pour les autres animaux vivant dans la mer, comme le plancton, les poissons, les méduses, les barracudas et même les requins. Certains de ces animaux sont les prédateurs des poissons-clowns, donc un coup rapide dans l'étreinte des tentacules urticants d'une anémone de mer peut sauver la vie d'un poisson-clown à de nombreuses reprises.
Heureusement, les poissons-clowns eux-mêmes sont imperméables aux piqûres de la neurotoxine de l'anémone de mer, ils ne sont donc pas blessés par le frôlement des tentacules de l'anémone. Les poissons-clowns et les anémones de mer sont si étroitement liés qu'un autre nom pour les poissons-clowns est le poisson-anémone (Fig. 2) !
Mutualisme entre le poisson-clown et l'anémone de mer
Nous connaissons les avantages qu'une relation avec l'anémone de mer présente pour le poisson-clown, mais quels sont les avantages de cette association pour l'anémone de mer ? Les poissons-clowns qui résident dans l'anémone de mer provoquent des mouvements d'eau, ce qui entraînerait une augmentation de l'oxygénation pour l'anémone de mer. De plus, les poissons-clowns, grâce à leur couleur, attirent des proies que l'anémone de mer peut ensuite tuer à l'aide de ses tentacules toxiques avant de les manger. Aussi dégoûtant que cela puisse paraître, le caca du poisson-clown est très utile à l'anémone de mer, car il constitue une matière riche en nutriments qui favorise la croissance des algues à l'intérieur de l'anémone.
Les algues et les anémones de mer entretiennent une relation mutuellement bénéfique : les algues fournissent des sucres et des hydrates de carbone à l'anémone, et l'anémone fournit d'autres nutriments et une plus grande exposition à la lumière du soleil aux algues.
Types de mutualisme
Les relations mutualistes peuvent être subdivisées en types spécifiques. Voici les grandes catégories de mutualisme.
Mutualisme ressources-ressources - il s'agit d'une relation mutuellement bénéfique dans laquelle les deux parties fournissent à l'autre des ressources auxquelles chacune aurait difficilement accès autrement (parfois impossible). Également connu sous le nom de biologicalbarter
Exemple : Les plantes légumineuses et les bactéries fixatrices d'azote.
Mutualisme service-ressource - il s'agit d'une relation mutuellement bénéfique dans laquelle l'une des parties rend un service qui profite à l'autre, tandis que l'autre organisme fournit au premier des ressources en échange.
Exemple : Des plantes qui fournissent à certaines fourmis du nectar (la ressource) en échange de quoi les fourmis vivent sur les plantes et les protègent des coccinelles qui, sinon, dévoreraient la plante (le service).
Mutualisme service-service - il s'agit d'une relation mutuellement bénéfique dans laquelle les deux parties fournissent à l'autre des services. Ce type de relation est assez rare.
Exemple : L'anémone de mer et le poisson-clown.
Mutualisme et commensalisme, avec des exemples humains
Nous savons que les définitions du mutualisme et du commensalisme diffèrent. Dans le mutualisme, les deux organismes en tirent profit, tandis que dans le commensalisme, seul l'un d'entre eux en tire profit, l'autre restant neutre.
Pourtant, si ces définitions sont assez succinctes, les distinctions dans la vie réelle ne sont pas si faciles à délimiter. En particulier chez l'homme, l'un des organismes les plus complexes de notre planète, il n'est pas toujours possible de déterminer si une forme de symbiose est un mutualisme ou un commensalisme.
Par exemple, notre microbiome intestinal est une forme de symbiose. Les organismes au sein de la relation symbiotique sont les êtres humains et les bactéries qui vivent dans notre intestin. La partie qui en bénéficie est évidente - ce sont les êtres humains, car les bactéries nous aident à tout faire, de la production de vitamine K à la régulation de notre métabolisme.
Pourtant, il n'est pas certain que les bactéries bénéficient de nos bienfaits dans une mesure mesurable. Certains scientifiques répondent par l'affirmative, en leur offrant un environnement plus protecteur. La majorité d'entre eux disent non, estimant que les bactéries n'ont pas vraiment besoin de nos intestins et qu'elles n'ont aucun avantage à y vivre. C'est pourquoi ces bactéries intestinales sont appelées bactéries commensales, pour souligner le caractère commensal de la relation ; cependant, le débat fait rage. Certaines personnes les considèrent encore comme un exemple de mutualisme, et différentes sources affirment des choses différentes.
Un autre exemple de symbiose avec l'homme en tant qu'espèce d'intérêt est celui des chiens domestiqués. À l'origine, la théorie veut que notre domestication des chiens ait été provoquée par le commensalisme. Nos ancêtres tuaient et mangeaient de la viande et laissaient les restes à proximité, et les chiens sauvages passaient plus tard pour les manger. Ces chiens finissaient par suivre les humains et certains d'entre eux finissaient par être apprivoisés, ce qui a donné naissance à la lignée des chiens domestiqués que nous avons aujourd'hui. On pourrait donc dire que les chiens et les humains font preuve d'une forme de commensalisme.
Cependant, à l'heure actuelle, les chiens sont extrêmement utiles aux humains, car ils travaillent comme chiens de berger, chiens d'aveugle et chiens policiers, pour n'en citer que quelques-uns. Sans parler de la compagnie et du soutien émotionnel que les chiens apportent à de nombreuses personnes. Aujourd'hui, il semble beaucoup plus probable que notre relation avec les chiens soit une relation de mutualisme. En fait, si notre relation symbiotique moderne avec les chiens est toujours considérée comme du commensalisme, il semble que nous, les humains, soyons maintenant la partie bénéficiaire tandis que les chiens sont les parties neutres, au lieu de l'inverse.
Processus et caractéristiques des relations mutuelles en biologie
Nous avons décrit comment la relation homme-chien semble avoir évolué vers le mutualisme à partir d'un commensalisme. Cela nous montre comment les relations symbiotiques peuvent évoluer au fil du temps, les organismes participants évoluant souvent ensemble.
Le mutualisme est très important pour notre écosystème, et même pour la vie telle que nous la connaissons, car plus de 80 % des plantes dépendent de bactéries et/ou de champignons qui les aident à accéder à certains nutriments qu'elles ne pourraient pas capter dans l'air ou dans le sol, depuis les métaux inorganiques jusqu'à l'azote gazeux.
Le mutualisme contribue également à la création de notre monde par le biais des processus de pollinisation et de dissémination des graines. Les abeilles vont de fleur en fleur pour siroter un nectar sucré, mais ce faisant, elles répandent également le pollen de ces plantes à fleurs sur d'autres plantes, les aidant ainsi à se reproduire.
Nombre de ces mécanismes mutualistes montrent comment des espèces clés ont évolué et se sont transformées ensemble au fil du temps. Nous devons savoir que le mutualisme est un type de relation symbiotique utilisé à maintes reprises dans la nature, en raison de ses avantages évidents pour de multiples espèces.
Mutualisme - Principaux enseignements
- Le mutualisme est défini comme une relation symbiotique dans laquelle les deux parties bénéficient de l'association.
- Le mutualisme s'observe généralement chez les espèces qui ont évolué ensemble au fil du temps.
- Le mutualisme se distingue du commensalisme, où une espèce n'en tire aucun avantage mais n'en subit aucun préjudice. Cependant, comme dans le cas de notre relation symbiotique avec notre microbiome intestinal, il n'est pas toujours facile de déterminer ce qui est en jeu.
- Parmi les exemples de mutualisme, on peut citer les anémones de mer et les poissons-clowns, ainsi que les légumineuses et les bactéries fixatrices d'azote.
- Les types de mutualisme comprennent le mutualisme ressource-ressource, le mutualisme service-ressource et le très rare mutualisme service-service.
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