Symbioosi

Vuokkokalan (Amphiprion ocellaris) ja merivuokon (Heteractis magnifica) suhde on yksi esimerkki symbioosista.

Yhteiselo eli symbioosi (kreikan sanoista σύν (syn) ’kanssa, yhdessä’ ja βίωσις (bios) ’elämä’) merkitsee biologiassa kahden tai useamman eliölajin edustajien läheistä yhteiselämää.

Tiukimmin määriteltynä symbioosi tarkoittaa lajien välistä vuorovaikutussuhdetta, josta molemmat osapuolet hyötyvät.

Laajemmin määriteltynä symbioosi tarkoittaa edellä mainitun lisäksi myös kahden lajin yhteiselämää, josta vain toinen hyötyy tuottamatta kuitenkaan haittaa toiselle.

Kaikkein laajimmin ymmärrettynä symbioosilla voidaan viitata kaikkiin lajien välisiin vuorovaikutussuhteisiin, joista on haittaa enintään toiselle osapuolelle. Nämä suhteet luokitellaan tarkemmin neljään luokkaan:

1. Yhteistoiminta eli mutualismi: molemmat osapuolet hyötyvät toisistaan (+,+ -suhde; vastaa yllä esitettyä suppeampaa symbioosin määritelmää) esim. herkkutatti ja mänty.
2. Pöytävierassuhde eli kommensalismi: toinen osapuoli hyötyy toisesta tuottamatta tälle kuitenkaan haittaa (+,0 -suhde) esim. jäkälä ja mänty.
3. Epäsuora haittasuhde eli amensalismi: toinen osapuoli aiheuttaa toiselle (usein tiedostamattaan) haittaa hyötymättä tästä kuitenkaan itse (0,- -suhde).
4. Loisinta eli parasitismi: loinen saa isännästään yksipuolista hyötyä (+,- -suhde) esim. kääpä ja koivu.

Symbioosilla voidaan viitata myös yksilöiden tai kantojen välisiin suhteisiin.

Jos symbioosin toinen osapuoli on selvästi suurempi kuin toinen, kutsutaan suurempaa isännäksi ja pienempää symbiontiksi. Ekto- eli pintasymbioosissa symbiontti elää isäntänsä pinnalla, ruuansulatuskanavissa tai rauhasten huokosissa. Endo- eli sisäsymbioosissa symbiontti puolestaan elää isäntänsä kudosten sisällä joko solujen sisä- tai ulkopuolella.

Biologi Lynn Margulis on esittänyt, että symbioosi on merkittävä eteenpäin vievä voima evoluutiossa. Hänen mukaansa Darwinin evoluutioteoria on puutteellinen väittäessään pelkän kilpailun ja eloonjäämistaistelun aiheuttavan evoluutiota, ja että elämä on levinnyt maapallolle verkostoitumalla, ei taistelulla. Toisaalta yhteistyötä tekevät eliöt ovat kilpailukykyisempiä yksineläviin eliöihin nähden.

Symbioosi ei ole sopimuksellinen yhteistyö, vaan se vallitsee vain niin kauan kuin se on paras vaihtoehto kaikille osapuolille. Olosuhteiden muutoksesta johtuen tai osapuolten elinkaaren edetessä symbioosi saattaa loppua. Tällöin symbiontista saattaa esimerkiksi tulla loinen tai isäntä saattaa käyttää symbiontin ravinnokseen.

Eläinten symbiooseja

Eräs tunnetuimmista symbiooseista vallitsee vuokkokalan ja eräiden trooppisten merivuokkojen välillä. Kala elää merivuokon pistävien ulokkeiden seassa, jossa se puolustaa merivuokkoa sitä ravinnokseen käyttäviltä kaloilta ja suojautuu samalla itse omilta vihollisiltaan. Eräät tokot ovat puolestaan muodostaneet symbioosin katkaravun kanssa: molemmat elävät katkaravun pohjahiekkaan kaivamassa kuopassa, ja mikäli vaara uhkaa, koskettaa tokko merkiksi pyrstöllään lähes sokeaa katkarapua, jolloin molemmat kaivautuvat kuoppaan suojaan viholliselta.

Kasvien, levien ja sienien symbiooseja

Monet kasvit, levät ja sienet elävät symbioosissa toisen kasvin tai muuhun eliöryhmään kuuluvan lajin kanssa. Ehkä pitkälle viedyin symbioosi on jäkälä, jossa levä ja sieni muodostavat ikään kuin kaksoiseliön. Sieni imee vettä, jota rihmastojen välissä olevat levät käyttävät ja muodostavat yhteyttämällä sienen tarvitsemia aineita.

Eräs tärkeä symbioosi on palkokasvien ja typpibakteerien välillä. Typpibakteerit tunkeutuvat mullasta kasvin juuriin muodostaen niihin nystyröitä. Ne alkavat muodostaa ilman typestä typpiyhdisteitä, joita syntyy yli kasvin oman tarpeen ja jotka leviävät multaan lannoitteeksi myös muiden kasvien käytettäväksi. Palkokasvi taas tuottaa bakteereille hiilihydraatteja. Myös harmaalepällä on samankaltainen symbioosi.

Yksi yleisimpiä kasvimaailman symbiooseja liittyy kasvien pölytysbiologiaan. Suuri osa siemenkasveista turvautuu eläimiin suvullisessa lisääntymisessä. Kasvit houkuttelevat pölyttäjiä medellä ja siitepölyllä, joita pölyttäjät käyttävät ravinnokseen. Kukissa ruokailun yhteydessä eläimet kuljettavat kukkien siitepölyä uusiin kukkiin jopa pitkienkin matkojen päähän, mikä edesauttaa tehokasta ristipölytystä ja kasvien perintöaineksen leviämistä. Pölyttäjistä valtaosa on hyönteisiä, mutta myös monet selkärankaiset, kuten linnut tai pikkunisäkkäät voivat toimia kasvien pölyttäjinä. Ääritapauksissa kumpikin osapuoli on täysin riippuvainen toisestaan niin, että ilman kasvia pölyttäjällä ei ole ravintoa, ja ilman pölyttäjää kasvi ei pysty lisääntymään. On myös esimerkkejä, joissa kasvi harhauttaa pölyttäjää väärillä signaaleilla vierailemaan kukassa ja suorittamaan pölytyksen antamatta mitään vastapalvelukseksi (orhot). Monilla siemenkasveilla eläimet voivat toimia myös siementen levittämisen avustamisessa. Tällaisia tapauksia ovat mm. meheviä marjoja ym. hedelmiä syövät eläimet, joiden ruoansulatuksen läpi kasvin siemenet kulkeutuvat. Maitikoiden (Melampyrum) siemenessä on ravintopitoinen lisäke, jota muurahaiset käyttävät ravinnokseen, ja joita muurahaiset sitten kuljettavat pesäänsä.

Kanervakasvit ja kämmekkäkasvit ovat hyvin riippuvaisia niiden kanssa yhteiselämää viettävistä sienirihmastoista. Myös muilla kasveilla sienirihmasto saattaa yhteistyötarkoituksessa ympäröidä kasvin juuren muodostaen erityisen sienijuuren eli mykorritsan.

Kasvit kehittyivät todennäköisesti endosymbioosin seurauksena, kun yhteyttävä sinibakteeri alkoi elää jonkin yksisoluisen alkueliön sisällä. Sinibakteerista kehittyi soluelin, viherhiukkanen.

Ihmisen symbiooseja

Ihminen on symbioosissa eräiden bakteerien kanssa. Esimerkiksi suolistobakteerit muun muassa tuottavat ravinteita ja osallistuvat ruoansulatukseen.

Katso myös

• Vuokkokala
• Merivuokko
• Populaatio

Aiheesta muualla

• Opetus.tv -sivuston video aiheesta lajien väliset vuorovaikutukset