Termín “symbióza”“ byl poprvé navržen v roce 1879 německým biologem Antonem de Bary (1831–1888) k označení různých forem blízkého soužití dvou organismů různých druhů. Ze školy víme o lišejnících – organismech, které jsou nerozlučným celkem řas a hub. Lišejníky však byly dlouho považovány za zvláštní rozmar přírody, nepochopitelné podivíny. Teprve nedávno se začalo ukazovat, že symbióza je charakteristická forma soužití organismů v biosféře rozšířená především v podmínkách nepříznivých pro život. Nejlépe je to vidět na příkladu stejných lišejníků. Pokud je pro Zemi jako celek poměr počtu druhů lišejníků (16 tisíc) k počtu druhů semenných rostlin (160 tisíc) 0,1, pak pro ostrov Jáva je to 0,06, pro Island – 1 a pro Antarktida – 175! Čím jsou podmínky drsnější, tím je symbióza pro rozvoj životního prostoru efektivnější.
Symbiotický vztah zajistit fungování autotrofů a heterotrofů v rámci jednoho symbiotrofní organismus. Touto otázkou, založenou na rozboru veškeré světové literatury, se nedávno zabýval vynikající sovětský biolog, akademik Mercury Sergejevič Gilyarov (1912–1985).
Autotrofní organismy v takovém symbiotickém organismu mohou být reprezentovány jak fotoautotrofy, tak chemoautotrofy. Fyziologie takového systému zahrnujícího fotoautotrofy byla dobře studována na příkladu mořského řasnatého červa Convoluta roscoffensis, který se vyskytuje ve velkém množství u pobřeží západní Francie a u ostrovů Jersey a Guernsey (Velká Británie). Po vylíhnutí z vajíčka požívají tito červi mikroskopické zelené řasy, které zůstávají naživu a pronikají stěnami jejich střev do tělesné dutiny.
Vzhledem k množství spotřebovaných řas získávají červi jasně zelenou barvu. Řasy uvnitř červů, jak se předpokládá, se zapojují do fotosyntézy a zásobují své hostitele potravou. V důsledku toho se otvor úst a trávicí aparát stanou pro červy nepotřebnými a postupně atrofují.
S ohledem na zájmy svých „živitelů“ (bez fotosyntézy se nyní neobejdete!) vedou červi přes den aktivní životní styl ve vodním sloupci a v noci se zavrtávají do písku. Někteří další mnohobuněční živočichové mají také zabudované fotoautotrofy – zelené hydry, mlži tridacna a korálové polypy. Právě koexistence s mikroskopickými řasami zooxanthellae poskytuje korálovým útesům kolosální biologickou produktivitu, nedosažitelnou nikde jinde v oceánech.
Ale to není všechno. Nejvýraznější objevy byly učiněny nedávno – když se zjistilo, že některá zvířata, která nemají vlastní trávicí systém, se živí výhradně chemoautotrofy, kterými jsou pokryta. Zde nejnápadnějším příkladem je vestimentifera, která patří k typu Pogonophora a žije ve významných hloubkách oceánu v místech, kde vyvěrají termální vody bohaté na sirovodík. Jsou doslova napěchované chemoautotrofními thionickými bakteriemi. Někteří mořští máloštětinatci (Phallodrilus) žijící u Bermud a australského bariérového útesu a také mlž Solenomyia žijí na chemoautotrofních bakteriích.
«Organismus symbiotrofního zvířete s podrobným morfologickým studiem jde o komplex organismů, uzavírá M. S. Gilyarov. „Fyziologicky není každý symbiotrofní živočich v podstatě živočich, ale systém, ve kterém je zajištěn relativně uzavřený cyklus biogenních prvků. Jejich příklad ukazuje, jak konvenční představy o organismu jsou, jak těžké je toto definovat koncept a jeho hranice.”
Všichni vyšší živočichové v podstatě nejsou organismy, ale superorganismy, protože zahrnují celý komplex mikroorganismů, které usnadňují trávení. Speciálně provedené experimenty ukázaly, že sterilní jedinci (prostí mikroorganismů) se výrazně liší od obyčejných a měli by být charakterizováni jako méněcenní.
V měřítku biosféry lze hovořit o nádherné symbióze veškeré živé hmoty na Zemi, ideálně vyvážené s prostředím.
Pamatujete si na motýla z příběhu Raye Bradburyho „A Sound of Thunder“ – motýla, který změnil běh dějin? Americký spisovatel sci-fi nic nepřeháněl. Biosféra je jemně vyvážený systém. Jak „malé půvabné stvoření schopné narušit rovnováhu“, zrozené z Bradburyho fantazie, tak „tlusté tělo krávy“ ze Zabolotského básní nacházejí své místo „na mapě života celého světa“. Žít, žít.
Neutralismus (lat. neutralis – nepřísluší ani jednomu ani druhému) – vztahy, ve kterých se mikroorganismy, vyvíjející se v rámci jedné cenózy, vzájemně přímo neovlivňují. V tomto případě je nepřímá vzájemná závislost organismů nevyhnutelná, protože jsou prvky stejného společenství.
Soutěž (latinsky sopsiggrege – collide) – vztah mezi organismy stejného nebo různých druhů soutěžících o stejné zdroje životního prostředí, když je jich nedostatek. Konkurence může být pasivní – spotřeba environmentálních zdrojů potřebných oběma organismy – nebo aktivní – potlačení jednoho druhým v důsledku tvorby určitých metabolických produktů. V mikrobiologii se pojem konkurence obvykle rozšiřuje pouze na vztahy mezi mikroorganismy, i když konkurenční vztahy mezi mikro- a makroorganismy jsou možné, např. půdní mikroorganismy soutěží s vyššími rostlinami o prvky minerální výživy.
Syntrofie (řecky syn — společně, trophe — jídlo, výživa) — schopnost dvou nebo více druhů bakterií provádět proces, který žádná z nich nemůže provádět samostatně. Syntrofie je zvláštní případ symbiotického vztahu mezi bakteriemi.
Symbióza (Řecká symbióza – společný život) – různé formy soužití nepodobných organismů, které tvoří symbiotický systém. V těchto systémech jeden z partnerů nebo oba do určité míry pověřují druhého (nebo jeden druhého) úkolem regulovat své vztahy s vnějším prostředím. Základem pro vznik symbiózy mohou být trofické, prostorové a další typy vztahů. Jeden z partnerů systému nebo oba společně získávají příležitost zvítězit v boji o existenci.
Nastává symbióza volitelný, kdy každý z organismů může žít samostatně v nepřítomnosti partnera, a povinnýkdyž se jeden z organismů (nebo oba) stane na druhém tak závislým, že nezávislá existence je nemožná. Podle povahy vztahu mezi partnery se rozlišuje několik typů symbiózy: komenzalismus, parazitismus a mutualismus.
Komensalismus (lat. com — with, together a mensa — stůl, jídlo), tedy společné stolování, forma symbiózy, v níž jeden z partnerů systému (komensál) svěřuje regulaci svých vztahů s vnějším prostředím druhému ( vlastník), ale nevstupuje s ním do úzkého vztahu. Základem pro komenzální vztahy může být společný prostor, substrát, úkryt, potrava. Přítomnost komenzála obvykle zůstává majiteli lhostejná, tj. pojem komenzalismus je nyní chápán šířeji než sdílení jídla.
Parazitismus (řecky parasitоs – parazit) – forma antagonistického vztahu mezi dvěma různými organismy, kdy jeden z nich (parazit) využívá druhého (hostitele) jako stanoviště (prostředí 1. řádu) nebo jako zdroj potravy a svěřuje mu regulace jeho vztahů s vnějším prostředím (prostředí 2. řádu). Existují různé stupně specializace parazitů (omezené na různé orgány a tkáně) a specifičnosti parazitů (omezené na určité typy hostitelů). Předpokládá se, že úzká specifičnost naznačuje starověký původ systému. V procesu evoluce parazitického systému existuje tendence k vyhlazení antagonistických vztahů mezi partnery. Avšak i v nejstabilnějších systémech parazit-hostitel jsou vztahy mezi partnery budovány na principu nestabilní rovnováhy, jejíž porušení může vést ke kolapsu systému a smrti jednoho nebo obou partnerů. Paraziti se podílejí na regulaci velikosti hostitelských populací a někdy určují směr mikroevolučních procesů. Parazity se dělí na obligátní (povinné) a fakultativní (nepovinné).
Mutualismus (lat. mutuus – vzájemný) – forma symbiózy, ve které se vztah mezi partnery vyznačuje vzájemnou prospěšností a žádný z nich nemůže existovat bez druhého.
Predace – vztah mezi dvěma skupinami organismů, v nichž jedna využívá druhou k potravě. Příkladem je rod Clostridium (patogenní druh), který svými toxiny nejprve způsobí smrt zvířete a poté použije mrtvolu jako zdroj potravy.
Antagonismus (rp. antagonisma — spor, boj) je termín používaný pro takové vztahy mezi mikroorganismy, kdy jeden druh zpomaluje nebo úplně potlačuje růst druhého. Pokud je útlak oboustranný, mluví se o amensalismu (latinsky a – odstranění, odmítnutí a mensa – stůl, jídlo).
V soutěži mohou následovat organismy r-strategie (r – ukazatel rychlosti logaritmického růstu populace v neomezeném prostředí) nebo K – strategie (K – ukazatel horní hranice velikosti populace). Při nadbytku potravy se r-strategie rychle rozmnožují a získávají výhodu, ale za nepříznivých podmínek rychle odumírají. K-strategie vynakládají více prostředků na udržení životaschopnosti, reprodukují se pomaleji, ale jsou lépe zachovány v nepříznivých podmínkách. V závislosti na podmínkách získávají organismy sledující tu či onu strategii výhodu a důležité jsou změny v prostředí jak v prostoru, tak v čase.
Vztah mezi mikroorganismy se projevuje i různými infekčními onemocněními zvířat a lidí. Hemofilní bakterie tak projevují svůj patogenní účinek v organismu ve společenství s různými saprofyty – stafylokoky, Escherichia coli, která se využívá v laboratorní diagnostice. Závažnost maligního edému závisí na přítomnosti saprofytů spolu s patogenními klostridiemi. Antagonistické vztahy mezi mikroorganismy (antibiotika, probiotika) jsou člověkem nejvíce využívány.
Život organismu ve společenství závisí nejen na abiotických podmínkách, ale také na vztazích, do kterých vstupuje s ostatními organismy.
