Колония (биология) - Colony (biology)

Колония бакланы Брандта в Point Lobos, Калифорния

В биология, а колония состоит из двух или более сородич люди, живущие в тесной связи или связанных друг с другом. Эта ассоциация обычно служит взаимной выгоде, такой как усиление защиты или возможность атаковать более крупную добычу.[1] Это кластер идентичных клеток (клонов) на поверхности (или внутри) твердой среды, обычно происходящей из единственной родительской клетки, как в бактериальной колонии.[2] Напротив, одиночные организмы это те, в которых все люди живут независимо и имеют все функции, необходимые для выживания и воспроизводства.

Колонии, в контексте развития, могут состоять из двух или более унитарных (или одиночных) организмов или быть модульный организмы. Унитарные организмы имеют определенное развитие (набор жизненных этапов) от зигота взрослой форме, и особи или группы особей (колонии) визуально различимы. Модульные организмы[3] имеют неопределенные формы роста (жизненные этапы не установлены) в результате многократного повторения генетически идентичных модулей (или отдельных особей), и бывает трудно отличить колонию в целом от модулей внутри.[4] В последнем случае модули могут выполнять определенные функции в пределах колонии.

Некоторые организмы в первую очередь независимы и образуют факультативный колонии в ответ на условия окружающей среды, в то время как другие должны жить в колонии, чтобы выжить (обязать ). Например, некоторые пчелы-плотники образует колонии, когда между двумя или более основательницами гнезд образуется доминирующая иерархия[5] (факультативная колония), а кораллы животные, которые физически связаны живой тканью ( ценосарк ), который содержит общий гастроваскулярная полость.

Типы колоний

Социальные колонии

Гнездовая колония Северные олуши на Гельголанд архипелаг в Северное море.

Одноклеточный и многоклеточный унитарные организмы могут объединяться с образованием колоний. Например,

Модульные организмы

Пелагический Маррус Ортоканна колониальный сифонофор собран из двух видов зооиды

Модульные организмы - это такие организмы, у которых генет (или генетическая особь, образованная из сексуально произведенный зигота ) бесполым путем размножается с образованием генетически идентичных клонов, называемых рамы.[7]

А клональная колония это когда рамы гена живут в непосредственной близости или физически связаны. Раметы могут иметь все функции, необходимые для выживания сами по себе или быть взаимозависимыми от других раметов. Например, некоторые морские анемоны пройти через процесс разрыва педали, при котором генетически идентичная особь получается бесполым путем из ткани, оторванной от педального диска анемона. У растений клональные колонии создаются путем размножения генетически идентичных деревьев посредством столоны или корневища.

Колониальные организмы находятся клональные колонии состоит из множества физически связанных, взаимозависимых людей. Субъединицы колониальных организмов могут быть одноклеточными, как у водорослей. Volvox (а ценобий ), или многоклеточный, как в филюм Мшанки. Первый тип мог быть первым шагом к многоклеточному организмы.[8] Индивидуумов в многоклеточном колониальном организме можно назвать рамы, модули, или зооиды. Структурные и функциональные вариации (полиморфизм ), когда присутствует, обозначает обязанности рамета, такие как кормление, размножение и защита. С этой целью физическая связь позволяет колониальному организму распределять питательные вещества и энергию, полученные от кормления зооидов, по всей колонии. Примером хорошо известных колониальных организмов являются гидрозоаны, любить Португальский человек войны.[9]

Микробные колонии

А микробная колония определяется как видимый кластер микроорганизмы растут на поверхности или внутри твердой среды, предположительно культивируемой из одной клетки.[10] Потому что колония клональный, все организмы в нем происходят от одного предка (при условии, что загрязнение ), они генетически идентичны, за исключением мутации (которые возникают на низких частотах). Получение таких генетически идентичных организмов (или чистых напряжения ) может быть полезно; это делается путем распределения организмов на чашке с культурой и создания нового стада из единственной полученной колонии.

А биопленка это колония микроорганизмы часто состоит из нескольких видов, обладающих свойствами и возможностями, превышающими совокупность возможностей отдельных организмов.

История жизни

Особи в социальных колониях и модульных организмах получают пользу от такого образа жизни. Например, может быть легче искать пищу, защищать место гнездования или повышать конкурентоспособность против других видов. Способность модульных организмов к бесполому размножению в дополнение к половому дает им уникальные преимущества, которых нет у социальных колоний.[7]

Энергия, необходимая для полового размножения, зависит от частоты и продолжительности репродуктивной активности, количества и размера потомства и родительской заботы.[11] В то время как отдельные люди несут все эти затраты на энергию, люди в некоторых социальных колониях разделяют часть этих затрат.

Модульные организмы экономят энергию, используя бесполое размножение в течение своей жизни. Зарезервированная таким образом энергия позволяет им направлять больше энергии на рост колонии, восстановление потерянных модулей (из-за хищничества или другой причины смерти) или реакцию на условия окружающей среды.

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Джексон, J.B.C. (1977). «Конкуренция на морских твердых субстратах: адаптивное значение одиночных и колониальных стратегий». Американский натуралист. 111 (980): 743–767. Дои:10.1086/283203.
  2. ^ «Колония - биология-онлайн-словарь». www.biology-online.org. Получено 2017-05-06.
  3. ^ Hiebert, Laurel S .; Симпсон, Карл; Тиоццо, Стефано (19 апреля 2020 г.). «Колониальность, клональность и модульность животных: слон в комнате». Журнал экспериментальной зоологии, часть B: Молекулярная эволюция и эволюция развития: jez.b.22944. Дои:10.1002 / jez.b.22944. ISSN  1552-5007. PMID  32306502.
  4. ^ Бегон, Майкл; и другие. (2014). Основы экологии (4-е изд.). Вайли. ISBN  978-0-470-90913-3.
  5. ^ Dunn, T .; Ричардс, М. (2003). «Когда быть социальной: взаимодействие между экологическими ограничениями, стимулами, охраной и родством у факультативно социальной пчелы-плотника». Поведенческая экология. 14 (3): 417–424. Дои:10.1093 / beheco / 14.3.417.
  6. ^ Роща, Ноэль (декабрь 1988). «Спокойно сохраняющая природу». Национальная география. 174 (6): 822.
  7. ^ а б Уинстон, Дж. (2010). "Жизнь в колониях: изучение чужеродных путей колониальных организмов". Интегративная и сравнительная биология. 50 (6): 919–933. Дои:10.1093 / icb / icq146. PMID  21714171.
  8. ^ Альбертс, Брюс; и другие. (1994). Молекулярная биология клетки (3-е изд.). Нью-Йорк: Наука Гарланд. ISBN  0-8153-1620-8. Получено 2014-06-11.
  9. ^ «Гидрозоа». Сеть разнообразия животных. Получено 2017-05-06.
  10. ^ Тортора, Джерард Дж .; Берделл Р., Функе; Кристин Л., Дело (2009). Микробиология, Введение. Берлин: Бенджамин Каммингс. С. 170–171. ISBN  978-0-321-58420-5.
  11. ^ Kunz, T.H .; Оррелл, К. (2004). «Энергетические затраты на воспроизводство». Энциклопедия энергетики. 5: 423–442. Дои:10.1016 / B0-12-176480-X / 00061-9.