Разные опасности подстерегают живые существа в природе: не хватает иногда пищи, изменяются климатические условия, одолевают хищники. Чтобы как-то противостоять всему этому, некоторые организмы объединяют свои возможности, помогают друг другу. При таком сотрудничестве – симбиозе – организмы лучше питаются и легче преодолевают неблагоприятные воздействия внешней среды. Симбиотические взаимоотношения распространены в мире живых существ чрезвычайно широко. Взять хотя бы человека. В кишечнике у нас живут симбиотические бактерии, которые вырабатывают некоторые витамины, необходимые человеку. Гибель этих организмов может привести к серьезным заболеваниям.
<img src="/priroda/image038.jpg" width="577" height="244" class=""/>
В кишечнике австралийского термита обитает своеобразное существо из простейших – миксотриха, которая настолько приспособилась жить внутри насекомого, что без него гибнет. Питаясь почти исключительно древесиной, термиты сами по себе не в состоянии ее переваривать. Здесь им и помогает миксотриха. Она переводит древесину в легко усваиваемые углеводы, кормит термита и питается сама. Внутри самой же миксотрихи живет еще пара симбиотических бактерий, которые поставляют необходимые для ее роста вещества. Таким образом, перед нами цепочка симбиотических организмов.
Способы объединения организмов при симбиозе по степени сложности образуют непрерывный ряд – от простейших случаев поселения одних организмов на поверхности других до проникновения одного из партнеров в ткани или даже клетки другого. Широко известен симбиоз, существующий между многими культурными растениями и почвенными микроорганизмами, которые живут на их корнях. Микроорганизмы способны усваивать атмосферный азот и передавать его культурным растениям. Сами они не могут поглощать азот из атмосферы. Микроорганизмы, в свою очередь, получают от растений углеводы – вещества, богатые энергией. Путем внесения в почву на полях колхозов и совхозов микроорганизмов, вступающих в такой азотоусваивающий симбиоз, можно вполне избавиться от применения азотных удобрений.
Рассказывая о симбиозах, где один из партнеров обладает способностью усваивать атмосферный азот, необходимо упомянуть еще об одной весьма оригинальной схеме. Во Вьетнаме почитают крестьянку Ба Хян. Заслужила она это тем, что впервые стала использовать в качестве азотного удобрения для повышения плодородия рисовых полей водный папоротник – азоллу. А дело вот в чем. На нижней стороне листьев папоротника находятся особые изолированные «карманчики» специально для поселения в них сине-зеленой водоросли анабены. Именно водоросли в содружестве с папоротником и дают практический эффект: интенсивно усваивают атмосферный азот и обогащают им рисовые поля. Азолла снабжает углеводами клетки сине-зеленых водорослей, стимулируя их жизнедеятельность, а сам папоротник без них чувствует себя плохо – сразу снижается содержание азота и белков.
Тесный симбиоз существует между светящимися бактериями и морскими рыбами, обитающими на больших глубинах, где постоянно темно. У рыб развиты специальные органы, где и живут бактерии, испускающие свет. Например, глубоководная рыба хаулиод. Ее тело буквально покрыто специальными обособленными органами – фотофорами. Более крупные расположены около глаз и вдоль брюха, а мелкие фотофоры есть возле каждой чешуйки. Именно в этих органах и обитают бактерии, испускающие свет. К фотофорам подходят кровеносные сосуды, доставляющие бактериям питательные вещества.
Хаулиоду бактерии очень нужны. Их свет, свободно проникающий через прозрачные линзообразные стенки фотофор, рыба использует в качестве «фонаря» для привлечения добычи и отпугивания врагов. И еще. Свет бактерий помогает этим рыбам узнавать друг друга в кромешной тьме.
У хаулиода устрашающий вид, хотя по размеру он совсем невелик: тридцать сантиметров в длину.
<img src="/priroda/image039.jpg" width="272" height="322" class=""/>
Любопытно, что свечение бактерий связано с реакцией люциферина и люциферазы – двух веществ, названных по имени дьявола Люцифера. Поводом к такому необычному названию послужил случай, происшедший с великим мореплавателем Христофором Колумбом по пути в Америку. Ночью с корабля Колумба увидели в море огни, которые то появлялись, то исчезали. Началась паника. «Огни дьявола»,– кричали моряки. Свечение это было вызвано светящимися бактериями.
Выявить симбиотические отношения порой очень трудно. На первый взгляд перед нами один организм, а при более тонком анализе оказывается, что симбиоз двух или нескольких.
Трудно было выявить симбиоз в случае с морским существом – конволютой. Внешне она очень похожа на водоросли, и долгое время ее таковой и считали. Но оказалось, что конволюта – симбиотический комплекс морского червя и живущей в его тканях зеленой водоросли. Водоросли очень хорошо чувствуют себя внутри червей, им не страшны их враги – рыбы. В случае опасности, при приближении рыб, червь быстро зарывается в песок. Сам же червь не тратит время на поиски корма, а питается за счет продуктов жизнедеятельности водоросли, которые та получает, синтезируя питательные вещества из углекислого газа, воздуха и воды за счет энергии солнечного излучения. Когда процесс фотосинтеза по каким-то причинам останавливается, гибнет водоросль и червь.
Такое тесное сотрудничество организмов из разных царств живой природы дает возможность конструировать новые симбиотические системы, очень полезные для человека. Так, ученые выращивают в водной среде культурные растения, на корнях которых поселяют сине-зеленые водоросли, способные усваивать атмосферный азот и передавать его растениям, а корневые выделения растений стимулируют рост водорослей. Такую симбиотическую систему не нужно подкармливать азотными удобрениями, что чрезвычайно выгодно для человека. Успехи этих экспериментов обнадеживают ученых.