כל בעלי החיים והצמחים מקיימים יחסי גומלין עם מיקרואורגניזמים. רוב יחסי הגומלין הם הדדיים, ושני הצדדים מרוויחים מהם. יחסי גומלין כאלו נקראים סימביוזה.

שונית אלמוגים וזואוקסנטלות

אלמוגים הם בעלי חיים ימיים מושבתיים בעלי שלד קשיח. רוב האלמוגים מקיימים סימביוזה הדוקה עם אצות שיתופיות שנקראות זואוקסנטלות (Zooxanthallae). האצות שמבצעות פוטוסינתזה מספקות לאלמוג את רוב תצרוכת האנרגיה שלו. האלמוג מצידו מספק לאצות בית גידול נח וחומרי מזון אנאורגאניים. מינים שונים של אצות שיתופיות מותאמים לתנאי סביבה שונים כגון רמות קרינה וטמפרטורה שונות. עלייה קטנה בטמפרטורת המים עלולה לגרום לאלמוגים לאבד את האצות השיתופיות שלהם. בהעדר האצות השיתופיות, מאבד האלמוג את צבעיו המרהיבים, ולכן התופעה נקראת הלבנה. אלמוגים שתלויים באצות השיתופיות אינם שורדים זמן רב בהעדרן.

הדיונון Euprymna scolopes  זוהר בחושך. למעשה, האור מיוצר על ידי חיידקים (Vibrio fischeri ) שחיים בתוך איבר מיוחד בגופו של הדיונון. התאורה שהם מייצרים משמשת את הדיונון להסוואה כשהוא משחר לטרף בלילה במים רדודים. הדיונון מספק בית גידול נח ומוגן לחיידקים. הדיונונים נולדים ללא החיידקים השיתופיים ורוכשים אתם מהמים שסביבם בתוך שעות ספורות. האבולוציה המשותפת של הדיונונים והחיידקים הללו כה צמודה, עד שהתיישבות החיידקים בגופו של הדיונון מעוררת את התפתחות איבר האור. אם לא ימצאו חיידקים מהמין הזה, הדיונון לא יפתח את איבר האור. מהיכן מגיעים החיידקים למים?

עיקר הביומסה של כדור הארץ מרוכזת בצמחים עציים ובחומר צמחי מת ומורכבת מהחומרים האורגניים ליגנין, המיצלולוז וצלולוז (תאית). למרות שחומרים אלו נפוצים מאד, בעלי חיים מעטים ניזונים מהם ישירות בגלל שהפירוק שלהם לאנרגיה זמינה מורכב. חומרים אלו מפורקים בעיקר על ידי מיקרואורגניזמים. חלק מבעלי החיים התגברו על הקושי על ידי שיתוף פעולה עם מיקרואורגניזמים.

מעלי הגירה ניזונים במזון צמחי עשיר בתאית וקשה לעיכול. מעלי הגירה עצמם אינם מסוגלים לפרק תאית והם נעזרים במיקרואורגניזמים שנמצאים במערכת העיכול שלהם לצורך כך. הקיבה מחולקת ל-4 מדורים: הכרס, בית הכוסות, קיבת העלעלים וקיבת המיצים. המזון הלעוס עובר לכרס ולבית הכוסות ושם מתסיסים מיקרואורגניזמים רבים את המזון ומפרקים את התאית לרכיבים שמעלי הגירה עצמם מסוגלים לעכל. המזון המעוכל חלקית עולה בחזרה אל הפה, שם הוא עובר שוב לעיסה וערבוב עם מיצי עיכול ונבלע לקיבת העלעלים וממנה לקיבת המיצים. המיקרואורגניזמים שאחראים על פירוק התאית הם בעיקר חיידקים.

Lupinus pilosus. מקור: Wikimedia commons, Kw0

הקטניות נעזרות בחיידקי rhizobium לאספקת חנקן. החנקן משמש את הצמח לבניית חומצות אמינו וחומצות גרעין. החיידקים מצידם מקבלים מהצמח סוכרים שמשמשים להם כמזון. החיידקים נמצאים באיברים מיוחדים בשורש שנקראים פקעיות (nodules) ושם הם מקבעים חנקן אטמוספרי (N2) לאמוניה ובהמשך ממירים את האמוניה לתרכובות אורגניות המכילות חנקן. אבולוציה ארוכת שנים של הקטניות והחיידקים הביאה לכך שהקטניות והחיידקים מקיימים ביניהם תקשורת כימית מפותחת: הקטניות מפרישות חומרים כימיים לאדמה סביב השורשים. כאשר חיידק מזהה את החומרים הללו הוא מגיב בסינתזת חומר נוסף.

מאגר הידע