Net zoals we als mensen onderling samenleven en daar baat bij hebben, gebeurt dit ook in de ‘echte’ natuur. Er zijn talloze voorbeelden te bedenken van soorten die op het eerste oog niets met elkaar te maken hebben, maar toch met elkaar samenleven en hiervan profiteren. Het gaat zelfs zo ver dat sommige soorten hiervan afhankelijk zijn en zouden sterven als deze bijzondere samenwerking er niet zou zijn. Deze samenwerking noemen we een symbiose. In deze blog leggen we het begrip ‘symbiose’ verder uit, kijken we welke soorten symbiose er zijn, noemen we voorbeelden en zoeken we uit of we in Nederland ook dergelijke samenwerkingen kunnen vinden.
Symbiose is het langdurige samenleven van individuen van verschillende soorten waarbij er een biologische interactie plaats vindt. We kennen zes verschillende vormen van symbiose; mutualisme, commensalisme, parasitisme, neutralisme, amensalisme en concurrentie.
Wat is een symbiose?
Symbiose is dus een heel breed begrip. De individuele soorten bij een symbiose noemen we symbionten. Symbiosen zijn terug te vinden in alle vormen van natuur en over de hele wereld. Er zijn voorbeelden van symbiosen te noemen tussen grote, goed ontwikkelde dieren zoals zoogdieren, maar ook op cellulair niveau zijn symbiosen te ontdekken (endosymbiose). Daarnaast kun je een symbiose waarnemen op de bodem van de oceaan, maar ook in de Hollandse polders en weilanden.
Er zijn diverse vormen van symbiosen. Deze worden hoofdzakelijk onderverdeeld op basis van het voordeel (of nadeel) wat beide soorten ervan hebben. Grofweg worden symbiosen onderverdeeld in zes verschillende vormen;
- Mutualisme;
- Commensalisme;
- Parasitisme;
- Neutralisme;
- Amensalisme;
- Concurrentie.
Daarnaast zijn er nog een paar losse verschijnselen, die nog niet volledig als een aparte vorm van symbiose worden gedefinieerd. Predatie wordt niet gezien als een vorm van symbiose. De voornaamste reden hiervoor is dat, om van een symbiose te spreken, beide soorten in leven moeten zijn. Bij predatie is dit in de eindfase niet meer het geval.
Mutualisme
Een mutualisme is een symbiose waarbij beide soorten baat hebben bij de onderlinge interactie. De symbiose kan zelfs noodzakelijk zijn voor het voortbestaan van één of beide soorten. Een voorbeeld van een mutualisme vinden we bij de Acacia collinsii en enkele mierensoorten. De boom en de mieren komen voor in Midden-Amerika, en sommige delen van Afrika. De Acacia heeft holle stekels, waarin de mieren bescherming vinden. Daarnaast geeft de boom een zoetachtige stof af, waar de mieren zich dankbaar mee voeden. In ruil bieden de mieren de bomen bescherming. De mier bijt grazers in hun tong wanneer deze van de Acacia proberen te eten en valt andere insecten aan om ze te weren van de boom.
Lees ook: wat zijn ecosysteemdiensten?
Het is niet altijd wat het lijkt
Uit recent onderzoek blijkt dat de mutualistische symbiose tussen grote grazers (onder andere buffels en neushoorns), en ossenpikkers in Afrika toch niet zo voordelig voor beide soorten blijkt als in eerste instantie gedacht werd. Ossenpikkers eten weliswaar de teken en horzellarven uit de vacht van de grazer, maar ze blijken ook diepe wonden te maken om er bloed uit te kunnen drinken. Daarnaast eten ze voornamelijk de teken die vol met bloed zitten waardoor het positieve effect minimaal is. In dit geval is er dus geen sprak van mutualisme, wat wel altijd gedacht werd.
Commensalisme
Er is sprake van commensalisme als één soort voordeel heeft bij de interactie, maar daarbij de andere soort niet schaad. Bij een dergelijke relatie is het vaak zo dat de gastheer een stuk groter is dan de soort die voordeel heeft bij de relatie. Een goed voorbeeld is de relatie tussen een garnaal (Periclimenes imperator) en zeekomkommers en/of zeesterren. De garnaal klimt op de zeekomkommers en -sterren en gebruikt ze als transport over de bodem van de zee heen. De garnaal kan hierdoor in een groter gebied naar voedsel zoeken zonder dat het hem extra energie kost.
Lees ook: wat zijn invasieve exoten?
Parasitisme
Parasitisme is een vorm van symbiose waarbij de ene soort, de parasiet, leeft op, of in de andere soort (gastheer). Hierbij beïnvloed de parasiet het leven van de gastheer op een nadelige manier. De parasiet voedt zich met de gastheer, of voedt zich met het voedsel van de gastheer (wanneer het een parasiet in de darmen betreft).
Voor een voorbeeld van parasitisme kunnen we bij onze eigen soort blijven. Alleen zijn wij dan de gastheer en is een lintworm de parasiet. Lintwormen kunnen ons lichaam binnen komen wanneer we de eitjes doorslikken. De kans dat dit gebeurd is het grootste bij het eten van rauw vlees. Dit wordt in een land als Nederland gelukkig vaak voorkomen door de hygiëne-eisen in slachthuizen.
Neutralisme
Er is sprake van neutralisme wanneer er een biologische interactie is tussen twee soorten waarbij er geen sprake is van voordeel of nadeel voor een van de soorten. Dit is het geval bij epifytisme bij planten. Epifyt is vertaald vanuit het Grieks op-plant. Het gaat dus om organismen die op planten leven. In dit geval planten die op andere planten leven. Mossen, korstmossen en bromelia’s zijn voorbeelden van epifyten.
Amensalisme
Amensalisme wil zeggen dat één van de twee soorten de andere soort benadeelt, zonder dat de soort daar zelf voordeel bij heeft. Hiervan is bijvoorbeeld sprake bij de notenboom (Juglans regia). De notenboom geeft een stof af via de wortels, juglon, wat ervoor zorgt dat kruidachtige planten in de wortelzone worden onderdrukt.
Concurrentie
De laatste vorm kennen we allemaal wel, concurrentie. Er is sprake van concurrentie wanneer er een biologische interactie is tussen twee soorten, waarbij de fitheid van de ene soort onderdrukt wordt door de andere. Over het algemeen is er bij concurrentie sprake van een verliessituatie voor beide soorten.
Een voorbeeld van concurrentie vinden we bij zeesponzen en koraal. Ze concurreren om voedsel. Als de zeespons al het voedsel zou hebben, zou dat in eerste instantie een voordeel lijken voor de soort. Maar als de zeespons al het voedsel heeft, sterft het koraal, waarmee het koraalrif verdwijnt en de zeespons ook niet zou kunnen overleven.
Lees ook: waarom houden dieren een winterslaap?
Andere vormen
Naast bovengenoemde soorten zijn er nog een paar andere vormen van symbiose. Een daarvan is mimicry. Mimicry betekent letterlijk nabootsing. De ene soort doet dus de andere soort na. Er zijn verschillende vormen van mimicry, maar dit is iets te uitgebreid om in deze blog uit te leggen. Houd de site in de gaten, hier zal binnenkort een aparte blog over verschijnen.
Dan is er nog de verzorgende symbiose, zoals we eerder hebben besproken tussen de grote zoogdieren en de ossenpikkers. Dit komt bijvoorbeeld ook voor bij vogels en krokodillen en zuigvissen en haaien of shildpadden. De reden dat we dit als een aparte vorm benoemen is omdat er al decennia lang discussie is tussen wetenschappers over de voordelen hiervan. Hebben beide soorten voordeel (mutualisme)? Heeft allen de verzorgende soort voordeel (commensalisme)? Schaadt de verzorgende soort de gastheer ook (parasitisme)? Omdat wetenschappers het er nog niet over eens zijn wordt het dus soms als een aparte vorm gezien.
Voorbeelden van symbiose in Nederland
Symbiosen komen overal ter wereld voor, ook in Nederland. Een van de voorbeelden zagen we aan het begin van de blog al; korstmossen. Korstmossen zijn een mutualistische symbiose tussen schimmels en groenwieren. Vaak kunnen de twee niet zonder zonder elkaar overleven. Het groenwier zorgt door middel van fotosynthese voor suikerverbindingen, waarmee de schimmel zich voedt. De schimmel zorgt op zijn beurt voor het vasthouden van water, wat de alg gebruikt voor fotosynthese, en zuren, wat het opnemen van mineralen vergemakkelijkt.
Een ander voorbeeld vinden we in de Hollandse weilanden, tussen de koeien. Want als je gelukt hebt, zie je soms een kleine, gedrongen reiger tussen de koeien lopen. Dit is de relatief zeldzame koereiger. De koereigers worden vaak bij koeien waargenomen omdat ze een symbiotische relatie hebben. Doordat de koeien al grazend door de weilanden lopen, drijven ze insecten en andere kleine dieren uit hun schuilplaatsen. De koereiger weet dit, en door simpel de koeien te volgen hoeft deze alleen rustig te wachten totdat de insecten uit de schuilplaatsen komen. Zo weet de koereiger een makkelijke prooi te vinden zonder veel energie te verspillen.
Symbiose voor menselijk gebruik
In de loop der jaren zijn we steeds meer te weten gekomen over symbiose en zijn we er ook voordeel uit gaan halen. Sommige vormen van symbiose passen we namelijk toe in bijvoorbeeld de landbouw en er is zelfs een symbiose waar we zelf onderdeel van zijn. We bespreken hier enkele voorbeelden van symbiose, waarbij we als mens voordeel bij hebben.
Landbouw
In de landbouw wordt op veel verschillende manieren symbiose toegepast. We bespreken hier enkele voorbeelden.
Stikstof
Het bekendste voorbeeld van symbiose in de landbouw is waarschijnlijk wel de symbiose tussen vlinderbloemigen en de Rhizobium bacteriën. De planten kunnen groeien in stikstofarme gronden, doordat ze een samenwerking met de bacteriën aangaan. De bacteriën vormen een soort witte knolletjes bij de wortel van de plant. Daar vindt de uitwisseling van stoffen plaats. De bacteriën voorzien de plant van voldoende stikstof, in ruil daarvoor krijgen de bacteriën voeding (in de vorm van suiker) van de plant. Er is dus sprake van een mutualistische symbiose.
In de landbouw worden stikstofarme gronden aangeplant met lupine of klaversoorten (vlinderbloemigen) om zo het stikstof gehalte omhoog te krijgen. Onderzoekers zijn de effecten verder aan het onderzoeken om in de toekomst het gebruik van kunstmest te kunnen verminderen. Stikstof is namelijk een van de meest gebruikte kunstmeststoffen in de landbouw.
Fosfaat
Bovenstaande is niet alleen toepasbaar bij de vorming van stikstof, maar ook bij de vorming van fosfaat. Alleen gaan planten hier geen symbiose aan met bacteriën, maar met schimmels. De schimmels leven, net als de Rhizobium bacteriën bij de wortels van de plant en wisselen hier ook stoffen uit. Bijna alle planten hebben zo een samenwerking met deze schimmels. Deze samenwerking vindt plaats door een verbinding (netwerk) wat we mycorrhiza noemen. De schimmels zorgen voor extra mineralen (voornamelijk fosfaat) voor de planten, en krijgen in ruil daarvoor suikers terug. Dit is ook toepasbaar in de landbouw. Wederom met als resultaat dat er minder (vervuilend) kunstmest geproduceerd en gebruikt hoeft te worden.
Een ander voordeel van deze symbiose is maar weinig bekend. Er wordt geschat dat er wereldwijd zo’n vijf miljard ton koolstofdioxide wordt opgeslagen in deze mycorrhiza-netwerken. Een belangrijke ecosysteemdienst dus, in het tegengaan van klimaatopwarming.
Lees ook: waarom kwaken kikkers?
Het menselijk lichaam
De laatste vorm van symbiose is een die essentieel is voor ons eigen voortbestaan. Wij als mens zijn namelijk ook onderdeel van een symbiose. We hebben het hier over darmflora. In ons (en van vele andere meercellige dieren) maag-darmkanaal bevinden zich heel veel verschillende soorten bacteriën, die zorgen voor een biologische afbraak van stoffen die niet door het systeem afgebroken kunnen worden. Er is hier spraken van een mutualistische symbiose: de bacteriën voeden zich met onze afvalstoffen en helpen ons daarmee af van de afvalstoffen waar we zelf niet voor kunnen zorgen. Waar zouden we toch zijn zonder de ingenieuze oplossingen van de natuur?
