Simbiyoz Kavramı, Evrimsel Açıdan Önemi ve Simbiyotik Yaşam

Simbiyoz, genel olarak canlılar arası bir ilişki türü olmakla birlikte, bu ilişkiye katılan (ortak olan) tüm canlıların fayda görmesi sonucu oluşur (mutualizm ile eş anlamlı olarak kullanılabildiği gibi, bazı kaynaklarda ilişki türlerinin tümüne verilen isimdir). Biz Evrim Ağacı olarak simbiyoz kelimesini mutualizm ile eş anlamlı olarak kullanan tarafta kalmaktan yanayız, çünkü "endosimbiyoz" dediğimiz bir olay sonucu ortaya çıkan mutual ilişki sayesinde, ökaryotik hücreler meydana gelebilmiştir ve bundan daha yararlı bir simbiyoz -herhalde- hayal edilemez. Kıyaslama yapabilmeniz açısından, parazitlik (parasitism) parazit olan canlının yarar, konak olan canlının zarar gördüğü ilişki tipidir. Kommensalizm (Commensalism), ilişkiye ortak olan türlerden birinin fayda sağladığı, diğerinin ise ilişkiden pek fazla etkilenmediği ilişkilere verilen isimdir. Amensalizm (Amensalism) ise ilişkiye ortak olan taraflardan birinin tamamen baskılandığı ve hatta öldüğü, diğerinin ise bundan etkilenmediği veya fayda gördüğü ilişkilere verilen isimdir. Şimdi biraz ayrıntıya ve örneklere inelim:

 Simbiyozda genel olarak ilişkiye ortak olan canlıların uzun süreler ve hatta ömür boyu birbirleriyle ilişki halinde kaldığı varsayılır. En tipik örneklerden biri, bitki kökleri ile mycorrhizal mantar arasında meydana gelen ve ömür boyu süren ilişkidir. Bu ilişki çerçevesinde, mantar bitki köklerinin yüzey alanını arttırarak bitkinin aldığı mineral miktarını arttırır ve solunum sırasında ürettiği karbondioksit sayesinde bitkinin fotosentezine ürün sağlar. Bunun karşılığında da mantar ihtiyacı olan karbonhidratlara (özellikle de glukoz ve sukroza) çok daha hızlı ve etkili bir şekilde ulaşabilir. Ancak bu mutual ilişki, minerallerin az bulunduğu ortamlarda daha çok "karşılıklı fayda" çerçevesinde, mutual bir ilişki olarak sayılır. Çünkü mineraller açısından zengin olan toprakta bitkinin köklerine yine simiyotik ilişki kurmak üzere bağlanan mantar, bitkinin büyümesini normale göre yavaşlatabilir. Belki ona zarar vermez; ancak yarı-patojen bir etki gösterir. Bu sebeple kimi zaman simbiyotik ilişkileri tanımlamak zor olabilir.

 Simbiyotik yaşamın en klişe ikinci örneği olan likenler de aslında çok net simbiyotik yaşam örnekleri değillerdir. Bildiğiniz üzere liken alg ile mantarın ikili ilişkisinden oluşur ve bu ilişkiye katılan alg türü liken hayatına o kadar adapte olmuştur ki, bu ilişki haricinde neredeyse hiç görülmemektedir, yani bağımsız olarak yaşamamaktadır. Ancak ilginç olan bir nokta, günümüzde alglerin liken ilişkisinden tam olarak nasıl bir fayda sağladığı bilinememesidir. Çünkü mantardan alge doğrudan bir madde geçişini gözlemek çok zordur ve bununla ilgili net bulgular yoktur. Bu durumda likeni bir simbiyotik ilişki mi, yoksa mantarların algleri bir hedef olarak seçtikleri parazitik veya komensal bir ilişki mi olduğunu tanımlamak güçtür.Bu sebeple, aslında "simbiyotik yaşam", fayda ve zarar üzerine değil, yaşam biçimi üzerine tanımlanmalıdır. Yani iki canlı arasındaki fayda/zarar ilişkisi yerine, o canlıların birbirine bağımlı olarak yaşayıp yaşamadıkları ve ne biçimlerde yaşadıkları göz önüne alınmalıdır. Fayda/zarar ilişkisi düşünülmediğinde ve en nihayetinde mantar ile bitki köklerinin ya da mantar ile algin birlikte var olan türler olduğu düşünülürse, bunların simbiyotik canlılar olduğunu söylemek kolaylaşır.

 Doğada o kadar çok çeşitte simbiyotik ilişki bulunur ki, bunları buraya sıralamamız saatlerce okuyacağınız bir liste oluşturabilirdi. Ancak konağın alemine dayanarak genel bir sınıflandırma yapılırsa, 4 çeşit konak tipi görülebilir. Aşağıda, başında tire işareti konanlar, kalın harflerle yazılan konağa tutunan ve onunla ortak ilişki kuran canlıların isimleridir. Hemen yanlarındaki parantez ise, konağa sağladıkları ve kendilerinin edindikleri faydayı kabaca belirtmektedir:

1) Konak: Bitki

    - Mycorrhizal mantar (mineral alımını arttırır, fotosentez girdisi sağlar)

   - Nitrojen bağlayıcı bakteriler (bağlanmış nitrojen sağlar, fotosentetik karbon alır)

   - Endofitik mantarlar (bitkiyi gövde yiyici otçullardan korur, fotosentetik karbon alır)

   - Karıncalar (bitkiyi otçullardan korur, bitki sayesinde yuvaya ve besine sahip olur)

2) Konak: Hayvan

    - Fotosentetik alg (fotosentetik karbon sağlar ve nitrojen kaynaklarını arttırır)

   - Kemosentetik bakteri (bağlanmış karbon sağlar)

   - Böceklere bağlı bakteri ve mayalar (temel aminoasitleri, vitaminleri ve sterolleri sağlar)

   - Selüloz-parçalayıcı mikroorganizmalar (bağırsakta yaşayarak selüloz sindirimini sağlar ve ürünleri hayvana kazandırır)

   - Işık saçan (Luminescent, Luminesan) bakteriler (kamuflaj ve uyarı sinyali sağlarlar)

   - Karıncalar (konaklarından bazı besin maddeleri alırlar ve konaklarını diğer hayvanlara karşı korurlar)

3) Konak: Mantar

    - Likenler (mantar, fotosentetik karbon alır)

4) Konak: Protista

    - Metajonik bakteriler (oksijensiz solunumu arttırırlar, metanogenez gerçekleştirirler)

   - Nitrojen-bağlayıcı bakteriler (Diatomlar, siyanobakterilerden bağlanmış nitrojeni alırlar)

   - Hareketli mikroorganizmalar (Protista, bu yüzeyine tutunan spiroketler sayesinde hareketlerini hızlandırır)

 Simbiyozun Evrimsel Açıdan Önemi

Simbiyoz veya simbiyozis, “ortak yaşama” anlamındadır. Birden fazla canlı türünün, belirli koşullar altında bir arada yaşaması, simbiyozis olarak tanımlanır. Bir arada yaşayan bu türler, birbirlerinin varlığından yarar sağlarlar. Simbiyozis çeşitleri, 3 ana başlık altında toplanır:

1. Kommensalizm: Birlikte yaşayan iki türden birisi bu birlikten yarar sağlarken, diğerinin herhangi bir kazancı veya zararı yoktur. Bu birliktelikte türler birbirlerinden ayrı da yaşayabilirler. Buna en güzel örnek, köpekbalıklarının üzerinde yaşayan küçük balıklardır. Bu küçük balıklar köpekbalığının artıklarıyla yaşarken, köpekbalığı bu durumdan herhangi bir zarar görmez.

2. Protokooperasyon: Birlikte yaşayan her iki tür de bu birlikten fayda sağlar. Ancak bir önceki tip gibi bu birlikte de, türler ayrı ayrı yaşamaya devam edebilir. En klasik örnek, bir tür deniz yengeci (Pagurus) ile deniz gülünün (Actinia) ortaklığıdır. Burada yengeç, deniz gülünün yakıcı tentakülleri ile kendisine koruma sağlarken, deniz gülü de yengecin yakaladığı besinlerden faydalanır ve onunla birlikte hareket ederek yayılım yeteneğini arttırmış olur.

3. Mutualizm: Bir önceki tipten, bir arada yaşayan türlerin birbirlerine tamamen bağımlı oluşları ile ayrılır. Bağırsaklarımızda yaşayan simbiyont bakteriler, selülozu sindirerek ve vücudumuz için gerekli olan bazı vitaminleri sentezleyerek bize yarar sağlarlar. Bizler de onlara uygun ve korunaklı bir yaşama alanı sağlamış oluruz. Bu bakteriler olmaksızın selüloz sindirimin gerçekleştiremeyiz, onlar da vücudumuz dışında yaşamlarını sürdüremezler. Çiçeklerden polen sağlayan böceklerin tozlaşmaya yardımcı olması da, yine bir mutualizm örneğidir.
Simbiyozis tiplerinde, ileri derecede uyum görülür. Türlerin yapılarında, dış görünüşlerinde ve davranışlarında, büyük değişiklikler ortaya çıkar. Yine simbiyozis sayesinde, birçok tür hayatta kalma şansını ve başarısını yükseltmiş olur. Bu da, seçilim hızını ve bu türlerin doğal seçilimdeki şansını artırır. Birlikte yaşayan türlerden birisi, bu birliktelikten zarar görüyorsa, bu durum da “parazitizm” olarak adlandırılır.

Simbiyotik Yaşam

 Simbiyotik yaşam canlılar arası ortak yaşam ilişkileridir. Birbirine benzemeyen, iki veya daha fazla sayıda organizmanın, birbirine daima yarar sağlama zorunluluğu olmaksızın, geçici veya sürekli bir şekilde yürüttüğü birlikte yaşam biçimidir. Simbiyotik ilişkiler kommensalizm, mutualizm ve parazitizm olmak üzere üç farklı şekilde görülmektedir. 

  Kommensalizm (Tek Taraflı Ortaklık):

  Birlikte yaşayan iki canlıdan birinin yarar gördüğü diğerinin ise ne yarar ne de zarar gördüğü durumdur. Örneğin bazı yüksek gövdeli ağaçlar üzerinde yaşayan otsu çiçekli bitkiler, ağacın gövdesine tutunmaları sayesinde güneş ışığından daha etkin bir biçimde yararlanabilirken, ağaç ise bundan herhangi bir zarar görmemekte veya yarar sağlamamaktadır. Kommensal yaşayan bireyler, birbirlerinden ayrı olduklarında da yaşamlarına devam edebilirler.

  Mutualizm (İkili Ortaklık):

  Her iki organizmanın karşılıklı yarar sağladığı simbiyotik ilişkilerdir. Birlikte yaşamak bir anlamda evrimsel açıdan zorunlu hale gelmiş ve artık “zorunlu simbiyoz” adını almıştır. Örneğin alg ve mantar birlikteliğinden oluşan likenlerde, mantarın görevi alge inorganik madde ve su sağlamaktır. Alg ise, fotosentez sonucunda, bu birlikteliğe gerekli olan organik molekülleri sentezler ve oksijeni üretir. 

 Parazitizm (Asalaklık):

  Çifti oluşturan canlılardan birisinin (parazit) yarar, diğerinin zarar gördüğü (konak) birlikteliktir. Yani bir canlının bir başkasının üzerinde ona zarar vererek yaşamasıdır. Örneğin bağırsakta yaşayan tenyalar ve solucanlar gibi.