Текст книги "Кто с кем дружит в природе, или Причуды симбиоза"

Лишайник – грибы и водоросли

Гриб и водоросль дружно жили.

Вместе ели, вместе пили.

Чтобы я и дальше рос,

Очень важен симбиоз.

З. Женчевская

Войдя в сумрачный первичный лес, мы встречаем на стволах деревьев какие-то бурые, жёлтые и зелёные наросты. Иногда они лохматыми кисеями ниспадают с самых вершин и полностью окутывают дерево как саваном. Кажется, что за этими сказочными пологами сидят русалки и что-то обсуждают с лесными чудищами. Просто жуть! А перед нами – известный нам лишайник, который мы всегда принимали за отдельный организм. Но нет. Это не отдельное растение или гриб, а некое иное существо, состоящее из гриба и водоросли. Гифы грибов, как тысячи мелких змей, оплетают клетки и нити водорослей, получая органические питательные вещества, полученные и усвоенные партнёром. В свою очередь, грибы поставляют водорослям воду и минералы, смягчают действие вредных факторов (защищают от пересыхания, экранируют ультрафиолетовое излучение). Считается, что такой тип связей эволюционно возник как следствие паразитизма грибов на водорослях, однако со временем взаимоотношения «сожителей» тонко сбалансировались и стали согласованными. В результате они приносят друг другу взаимную пользу, что говорит об успехе такого способа сосуществования. Настолько, что обе формы эволюционируют уже совместно.

Муравьи и бактерии

Муравьишка-грибовод.

Он тепличку разведёт.

Прорастают в ней грибы.

Как питательны они!

В. Грекова

Оказывается, симбиоз грибов возможен и с насекомыми. Американских муравьёв-листорезов часто можно видеть несущими в свои подземные кладовые кусочки листьев. Каждый листик раз в сто больше самого муравья, но он тащит его, как маленький трактор! Вы думаете, эти муравьи питаются листьями? Нет, это не так. В обширных подземных камерах, снабжённых сложной системой вентиляционных отверстий для поддержания определённой температуры и влажности, муравьи формируют из тщательно измельченной и перемешанной со слюной и испражнениями растительной массы рыхлые комки и на подготовленном компосте высеивают кусочки мицелия, из которого появляются грибы. Муравьи особой касты, никогда не покидающие подземелья, без устали снуют по плантации, уничтожая «сорные» грибы и дезинфицируя мицелий с помощью своей слюны, содержащей антибиотики. Зачатки плодовых тел грибов сполна обеспечивают взрослых муравьев и их личинки богатой белками и углеводами пищей, и в свите каждой вылетающей из гнезда самки обязательно присутствует рабочий, несущий кусочек грибницы – залог будущего процветания семьи. Где бы они ни устроились, на новом месте обязательно вырастет новый «огород» и новая грибница.

Муравьи и акация

Муравьишка на весь лес

Знаменит – тяжеловес.

Тяжесть может он поднять

Тяжелей себя раз в пять!

С. Островский

В Мексике муравьи Psevdomyrmex очень дружат с акацией бычерогой Vachellia cornigera. Каждое дерево акации служит домом для колонии жалящих муравьёв. В соответствии со своим названием, эти деревья имеют очень большие шипы, похожие на бычьи рога. Муравьи выдалбливают шипы и используют их в качестве укрытия. Одним из источников их пищи является очень сладкий нектар, который сочится из дерева. Второй источник пищи – структуры на кончиках листьев, называемые тельцами Белта. Нектар и Белтовы тельца обеспечивают муравьев всем необходимым продовольствием. Они получают еду и кров, но что получает дерево? Довольно много! Прежде всего – защиту. Муравьи – очень агрессивные насекомые. Они будут атаковать всё и вся, что (или кто) захочет даже просто прикоснуться к дереву, – от кузнечиков и гусениц до оленей и людей. Стоило мне потрогать веточку, как на меня спрыгнуло с десяток рыжих разбойников, которые тут же вцепились жвалами мне в кожу. Это было так больно и неприятно, что с тех пор я далеко обходил эту акацию. Но муравьи нападают не только на конкретных врагов акации. Взбираясь на соседние ветки, которые касаются их дерева, они уничтожают их, а также очищают растительность по периметру вокруг ствола акации. Они защищают дерево от растительноядных животных и удаляют конкурирующую растительность, поэтому акация получает большое преимущество от симбиоза с ними. В этом союзе акация считается хозяином, потому что тут она – самый крупный организм. За качественное обслуживание акация балует своих маленьких постояльцев сладким соком и укрытиями.

Смоковница и осы

Славится на целый мир

Самый древний фрукт инжир,

Он на колбочку похож,

Сладким вкусом он хорош.

На деревьях созревает,

Юг и солнце обожает,

Сохраняться может год

Этот необычный плод.

А. Лопатина

Все мы знаем и пробовали чудесные и сладкие плоды смоковницы (фикус или инжир) Fícus cárica. Они обычно почти круглые и зелёные, а когда поспеют, становятся фиолетовыми. Соцветие смоковницы представляет собой грушевидную ёмкость, внутренняя поверхность которой усеяна мелкими невзрачными цветами. На верхушке этой ёмкости есть прикрытое чешуйками отверстие, пробраться через которое могут только крохотные осы бластофаги, являющиеся единственными опылителями смоковницы. В отличие от большинства растений у неё существуют цветки трёх типов. Женские цветки, с длинными столбиками, развиваются в соцветиях, которые после созревания превращаются в сочные соплодия – фиги, или инжир, заполненные массой семян. Мужские цветки развиваются в более мелких и остающихся жёсткими и несъедобными соцветиях-каприфигах, и здесь же развиваются женские цветки с короткими столбиками. Осы откладывают яички в семязачатки этих цветков, где и развиваются их личинки. Взрослые самцы оплодотворяют самок своей генерации, и те, осыпанные пыльцой, отправляются на поиск цветков, где они могли бы отложить яйца. При этом осы посещают соцветия с длинностолбиковыми цветками, опыляя их, но отложить яйца в их завязи осам не позволяет слишком короткий яйцеклад. Таким образом, мужские цветки каприфиги не только служат для производства пыльцы, но и являются инкубаторами для развития насекомого-опылителя.

Термиты и простейшие

Слепые созданья в подземных ходах

Живут, словно в тёплых уютных квартирах!

Кромешная тьма не рождает их страх;

Инстинкт и Царица – основа их мира!

Царица термитов – великая мать!

Яиц миллионы отложит она,

Чтоб крепла термитов могучая рать,

И выросла чтобы термитов «страна»!

Они обожают неистовый труд.

К нему приступают немедля и смело.

Деревьев стволы неустанно грызут,

Ведь есть древесину – привычное дело!

А. Кулев

В тропических областях Африки, Азии и Америки я часто встречаю разнообразной формы термитники, принадлежащие белым муравьям или термитам Isoptera. Они создаются десятки лет и могут быть выше человека. Особенно величественны они в Восточной Африке. Это сооружение – мощное укрытие (разрушить его можно только ломом или трактором) и жилище термитов, хранилище их кормовых запасов и тысяч яиц для воспроизводства. Интересно, что каждый термитник – гениальное архитектурное сооружение, имеющее сотни различных этажей, камер и собственную систему вентиляции, особенно важную и необходимую в тропическом климате.

Отношения термитов со жгутиковыми простейшими, обитающими в их кишечнике, – типичный пример мутуализма. Термиты питаются древесиной, однако у них нет ферментов для переваривания целлюлозы. Но такие ферменты вырабатывают жгутиконосцы, превращая затем сложную клетчатку в простые сахара. Без этих тружеников (симбионтов) термиты погибли бы от голода. Сами же жгутиконосцы, помимо благоприятного микроклимата, получают в кишечнике термитов пищу и условия для размножения. Таким образом, термиты могут питаться чистой целлюлозой (древесиной), что не под силу другим организмам. Кроме симбионтов, переваривающих целлюлозу, у термитов есть еще и симбионты, фиксирующие атмосферный азот. Здесь мы можем наблюдать поистине уникальную самодостаточность симбиотического сверхорганизма – термита.

Муравьи и тля

Муравьишка-скотовод, у него полно забот:

Тлю пасёт наш друг весь день,

Из листочка строит тень, укрывает от дождя,

Отдыхать ему нельзя, будто стадо из коров

Тлю пасти весь день готов.

Брюшко тли чуть-чуть щекочет,

Подоить её он хочет,

Каплю сладкую возьмёт, и на зиму припасёт.

Начеку наш скотовод,

Если Божья коровка вдруг на стадо нападёт.

Очень любит тлю она, не боится муравья,

Не один наш муравей, позовёт своих друзей,

Вместе хищника отгонят,

В дом скорее тлей погонят.

В. Грекова

Кто в детстве не наблюдал, как муравьи занимаются «скотоводством», как выпасают и доят своих «коров» – тлю? Это такие полужесткокрылые мелкие насекомые Aphidoidea, поедающие всю зелень растений. Их очень не любят садоводы, чьи сады они выедают. Оказывается, муравьи – отличные скотоводы: у них есть свои «скотоводческие фермы», где они разводят свой «скот», тлей. Когда муравьи хотят пообедать, они слегка щекочут «ко-ров» своими усиками, а те выделяют сладкую медвяную росу, которую наши «скотоводы» так любят. Но мы все знаем, что тля – это страшнейший вредитель культурных растений, пожиратель листьев. А ещё многие виды тли распространяют вирусы растений, вызывая у них появление патологических образований, таких как галлы и галлоподобные наросты. Но поскольку тельца тлей съедобные и питательные, за ними охотятся все, кому не лень. Поэтому у тли в природе множество врагов. И вот от них-то защищают своих подопечных злые муравьи.

Рыбы, кальмары и светящиеся бактерии

От природы много в дар

Получил уже кальмар.

Как же быстро он плывёт!

Вижу в космосе полёт?

Как подводная ракета

«Пролетело» тело это!

А глаза его пугают —

Взгляд людей напоминают…

Рыбу ловит весь свой век

Этот «получеловек»!

А. Кулев

Бывая в тропиках, я часто, как дайвер, погружаюсь в глубины океана. Работал в Красном море и Карибском, в Индийском океане. Особенно удивительны ночные погружения на коралловые рифы, когда они все оживают. Именно ночью активны все морские хищники. В свет фонаря вплывают ленивые груперы, коварные мурены и мириады различных мягких кораллов и актиний, ловящих своими венчиками и щупальцами всё живое. Вокруг меня кишит напряжённая хищная жизнь. Я выключаю прожектор, и меня обступает ледяной мрак ночи. Но что это? В ночной темноте океана мерцают сотни светящихся созданий. Некоторые из них особенно яркие.

Оказывается, это глубоководные рыбы, дружащие со светящимися бактериями родов Photobacterium или Benecka. Но светятся не только рыбы. Кальмары Euprymna scolopes и некоторые другие, живущие в океанских глубинах, светятся благодаря тем же симбиотическим бактериям, живущим в особом «светящемся органе» и образующим особые «фонарики». Эти «фонарики» могут даже иметь «шторки» или «задвижки», регулирующие силу света! Учёные выяснили, что одна из таких бактерий изначально образовывала симбиоз с рыбами – обладателями двух ярких «фар», которыми они освещали добычу по ночам в морских глубинах. Оказалось, что одного-единственного гена было достаточно, чтобы бактерии сменили партнёров и образовали симбиоз и с кальмарами. У тех тоже развились светящиеся органы – в других местах, но бактерии остались теми же. А ген, что вызвал эти перемены, светящиеся бактерии приобрели за счёт горизонтального переноса от других бактерий.

Амфиприоны – рыбы-клоуны и актинии

Я – рыцарь, хоть в наряде циркача,

И сердцем воин, лакомлюсь планктоном.

При виде даст обидчик стрекача,

На то я – всем известный рыба-клоун!

Семейственность всегда у нас в крови,

И в жабрах глубоко охрана дома,

Мы бережём актинии свои —

Нет, клоуну не жить без анемона!

Т. Зачёсова

Анемоны, или актинии Actiniaria, называемые также морскими цветами, неизменно привлекают внимание и начинающего ныряльщика, и опытного водолаза. Все они знают, что кольцо ярко окрашенных щупальцев, венчающих прикреплённый к грунту стебель, принадлежит не растению, а хищному кишечнополостному животному, родственнику медуз и гидр. Многие неосторожные ныряльщики, рискнувшие прикоснуться к изящному венчику актинии, получали неприятные ожоги, напоминающие ожог крапивы. Это – результат дружного выстрела стрекательных клеток, находящихся в щупальцах актинии. С помощью крохотных гарпунчиков, заряженных раздражающей жидкостью, актинии не только отпугивают непрошенных гостей, но и ловят свою добычу: мелких рыбок, креветок, крабов и других животных. В этих опасных щупальцах живут маленькие полосатые рыбки – амфиприоны Amphiprion, семейства Помацентровых, которых все называют клоунами. Им актинии не страшны. Неуязвимость рыб-клоунов не удаётся объяснить только толстой кожей и слоем густой слизи: среди жертв актиний встречаются и рыбки с чешуёй более мощной, чем у амфиприонов, и крабики, обладающие крепким панцирем. Более важную роль здесь играют, по-видимому, две вещи: поведение рыбок-клоунов и создание на их телах специфически пахнущей слизи, которую актиния определяет как свою.

Прежде чем поселиться на актинии, малёк амфиприона проходит своеобразную акклиматизацию. Сначала он держится рядом, время от времени подплывая и касаясь щупальцев. Понемногу контакты становятся всё продолжительней, и, наконец, рыбка заплывает в гущу щупальцев. Этот процесс длится несколько часов. Так же ведут себя и взрослые рыбы, если их на какое-то время изолировали от «родной» актинии и они утратили специфическую слизь. Видимо, на взаимное привыкание и образование слизи у этих животных требуется какое-то время. Нетрудно понять, зачем актиния нужна рыбам-клоунам: под надёжной защитой её жгучих щупальцев эти маленькие рыбки чувствуют себя в безопасности. А вот какая польза актинии от этого сожительства? Вряд ли хозяйка «рассчитывает» на подкормку со стола своих гостей: рыбки питаются мелкими животными и растениями, заглатывая их на месте. Но без рыб-клоунов актинии жить всё же не могут.

Я лежу на дне Красного моря, на глубине около 20 метров и наблюдаю в объективе своей камеры за двумя яркими жёлтыми клоунами, что шустрят в щупальцах актинии. Их размер – чуть более пяти сантиметров. Они то вплывают внутрь сонмища щупалец, то оказываются снаружи. Сразу, как только увидели меня, они кинулись в атаку и начали кусать меня за пальцы рук! Несмотря на их миниатюрные размеры, мне стало не по себе: в чужой среде, под водой, опасно всё! Убедившись, что я безопасен, они успокоились и вернулись к своей любимой актинии. Так вот оно что! Клоуны охраняют актинию! Позже я узнал, что оказывается, если с колонии актиний удалить всех амфиприонов, то тут же появляются яркие рыбы-бабочки (хетодоны), которые быстро и споро выедают щупальца анемона. После такого «наезда» выжить могут лишь самые мелкие актинии, которым удалось спрятаться в мелкие щели, недоступные даже тонким носам хетодонов.

Таким образом, оберегая свою территорию и «своего» анемона, клоуны спасают его от хетодонов и от прочих неприятностей. А анемон даёт им свой, особенный приют! Замечено, что отдельно от актиний рыбки-клоуны долго не живут и быстро становятся жертвой более сильного хищника! Так что в целом отношения актиний и рыбок-клоунов являются взаимовыгодными и полезными, что говорит о явном симбиозе.

Креветка и бычок

В лагуне тёплой, в тишине

Креветка и бычок,

В пещерке-домике, на дне

Живут к бочку бочок.

Пещерку вырыла она,

Бычок не помогал.

Прекрасно справилась одна,

А он – оберегал.

Креветке с другом повезло:

Она слепа почти.

Ей было б очень тяжело

На жизненном пути.

Н. Каледина

В тёплых водах Индийского и Тихого океанов живут разноцветные и чудесные бычковые креветки Alpheus randalli. Их ещё называют креветками-щелкунами из-за того, что они способны громко щёлкать клешнями. Они любят населять дно с каменистым или песчаным грунтом. В среднем их длина около трёх сантиметров. Окраска у креветок-щелкунов очень яркая – переплетение разнообразных полосок или пятен обычно оранжевого, белого и красного цвета. Видят бычковые креветки плохо, потому что глаза их спрятаны в специальные отверстия. Как тут обеспечить хороший обзор? Да очень просто – найти себе глазастого друга! И они нашли – бычков! К слову, некоторые представители вида живут не только с бычками, но и с кораллами, губками или другими беспозвоночными. Вот такие они компанейские. Но больше всего полюбили они бычков. Уже давным-давно они поняли, что вместе – они сила. С тех пор бычки и креветки практически неразлучны. Каждый из партнёров в одинаковой мере заинтересован в том, чтобы эта кооперация длилась как можно дольше.

Особенно креветка любит бычков из родов Flabellogobius, Stenogobius или Amblyeleotris. Причём настолько сильно, что даже живёт с ними вместе. А ведь это совсем непросто – делить с таким трудом вырытую нору с соседом. К слову, строителем в этой паре выступает именно креветка-щелкун. Впрочем, бычок не остаётся в долгу – он «сообщает» рачку о приближающейся опасности, касаясь его своим хвостом, и они вместе прячутся в норку. Сама же креветка могла бы и не увидеть врага – зрение у неё неважное. Если хищник не слишком крупный, креветка громко щёлкает своей мощной клешнёй, чем оглушает или отпугивает его. Эти клешни у неё – просто находка! Точнее, одна из них, она обязательно больше другой и имеет форму пистолета. При необходимости рачок с её помощью издаёт довольно громкие звуки, которые разносятся на приличное расстояние. Вся мелкая рыбёшка в округе глохнет и становится жертвой шумного щелкуна и бычка.

Функции в этом союзе чётко разделены, и каждый из партнёров очень ответственно относится к выполнению своих обязанностей, являясь примером того, каким на самом деле должен быть друг.

Креветки и рыбки-чистильщики

Есть отряд ракообразных,

Туда входят много разных

Видов жителей морских

И креветка входит в них.

Применяет маскировку —

Если вдруг её встревожить,

Цвет под фон меняет ловко,

И найти её тут сложно.

С. Александрова

Плывя под водой, у коралловых рифов, можно видеть, как какието маленькие рыбки снуют вокруг огромных рыб и что-то снимают с них. А вот тем же занимаются ярко-красные креветки. Они не только ползают по телам, но забираются даже в жабры и – в рот этим рыбам! Которые сплошь все – хищники! Что это такое? Почему этих малышей никто не ест? А потому что они – профессиональные чистильщики: яркие, разноцветные губанчики, цихлиды, сомики, бычки и креветки-чистильщики. С тел крупных рыб они собирают весь органический мусор, который мешает рыбам жить: паразитов, ракушек и т. д. Маленькие помощники добросовестно и с высоким качеством обслуживают своих клиентов, при этом получая пищу, которая сама пришла к ним в рот. Более того, хищные рыбы сами приплывают на «пункты обработки», чтобы получить эти процедуры. Но приспособления в живой природе бесконечны: нашлись другие виды рыб, называемые «имитаторами», которые, подражая поведению и окраске рыб-чистильщиков, подбираются к ничего не подозревающей рыбине и – откусывают кусочки от её кожи или плавников!

Морской чёрт – самец и самка

В море чёрт морской живёт,

Толстобрюх, широкорот.

Аппетит так аппетит:

В рот вошло – в живот летит!

Сколько ест – не надоест;

Всё, что видит, то и ест!..

Поместился бы во рту,

Не спастись бы и киту!

И. Демьянов

Все наши континенты окружены водами Великого Мирового океана, о котором мы знаем очень и очень мало. Когда исследователи подводных чудес добрались на своих батискафах до больших глубин, они обнаружили там удивительных зубатых существ. Половину тела этих рыб занимают челюсти, утыканные, как частоколом, острейшими зубами. И этими челюстями, как молотилками, они перемалывают всё живое, что смогут поймать! А у некоторых над мордой болталась ещё «удочка», приманка, которой они заманивают свою добычу. Существ этих окрестили специфически – «морскими чертями». Наш новый герой – тоже морской чёрт, или европейский удильщик Lophius piscatorius, – крупная глубоководная рыба, длиной до полутора метров, две трети длины приходится на голову, а весит он до 50 килограммов. Рот до безобразия большой и утыкан частоколом острых зубов. Голая чёрная кожа с бахромой из кожистых мочек придаёт рыбе на редкость отвратительный вид. На голове её торчит удочка – сдвинутый вперёд луч спинного плавника, с которого свешивается аппетитная «приманка», небольшая кожистая бульбочка. Причём перед нами – самка. (Самец меньше ее раз в 20 и удочки не имеет.) Целыми днями дама эта неподвижно лежит на дне и терпеливо ждёт, когда какая-нибудь глупая рыба соблазнится её дергающейся приманкой. Тогда, не мешкая, она разевает пасть и глотает добычу. Удильщики – рыбы редкие, с замашками отшельников, и держатся поодиночке. Обитая в вечном мраке и холоде больших глубин, они живут там впроголодь, растут медленно и взрослыми становятся лишь в 3–5 лет. Почувствовав себя мужчиной, самец отправляется на поиски самки. Найти представительницу прекрасной половины удильщиков карликовому жениху нелегко, хотя обнаружить её помогают зоркие глаза и отличное обоняние. Никто не знает, сколько времени тратит жених на поиски невесты. Ясно лишь, что много. Неудивительно, что, найдя невесту, он, не мешкая, вцепляется в неё …зубами, чтобы невзначай не потерять обретённое сокровище. Теперь он не расстанется с ней до самой смерти. Истощённый и смертельно усталый малыш прекрасно понимает, что значительно превышающая его размерами и более сильная самка может легко от него удрать, поэтому вцепляется в неё намертво!

Браки у удильщиков, действительно, заключаются на всю жизнь, так как губы и язык жениха очень скоро прирастают к телу обретённой супруги, а у него атрофируются нижняя челюсть, обонятельные органы, глаза и кишечник. Теперь они ему ни к чему. С этого времени необходимые питательные вещества самец будет исправно получать с кровью самки, через вросшие в его тело кровеносные сосуды. У самца продолжают работать лишь сердце да жабры, обеспечивая кровоток в его теле и снабжение кислородом, зато сильно разрастаются семенники. Когда самка решит, что ей пора выметать икру, самец усердно оплодотворяет её, выпуская в воду струйки молок. Так спокойно и счастливо течёт жизнь супружеской пары, без обидных ссор, серьёзных конфликтов и битья посуды…

Но бывают случаи, когда в глубинах океана их находит ещё один самец. Его не смущает, что один супруг у самки уже есть. Он совершенно не чувствует себя лишним и быстренько присасывается к найденному сокровищу. Теперь «счастливая супруга» вынуждена таскать на себе сразу двух «нахлебников»! А бывает, что и трёх, и пятерых! Пути Природы неисповедимы, и чего не сделаешь ради Любви!