体内共生

科普中国-科学百科 2018-03-09

  体内共生指一种生物长在另一生物体内,生物学家所说的 "体内"是指生物体的细胞之间或身体组织里面(比如鞭毛虫的例子)。1

  简介

  共生分为内共生和外共生。内共生是指一种生物长在另一生物体内,生物学家所说的 "体内"是指生物体的细胞之间或身体组织里面(比如鞭毛虫的例子)。外共生是指一种生物长在另一种生物之外。(某种生物长在另一种生物的消化道内应该属于外共生,因为这种情况显然不符合生物学家对于内共生的定义。

  昆虫的体内共生

  在长期协同进化过程中,昆虫与其体内共生菌(endosymbiont)形成了密切的共生关系。昆虫为共生菌提供了稳定的小生境和营养,而昆虫依靠共生菌合成食物中缺乏的某些重要营养成分,以弥补其不足,杂食性昆虫的共生菌主要是调节营养平衡;此外,共生菌不仅在昆虫对植物的适合度、寄主昆虫的竞争能力和对寄主植物的利用能力等方面具有重要作用。

  生菌不仅能合成宿主所需要的氨基酸、胆固醇和其它营养物质,还可以对宿主所吸取的植物次生物质进行解毒作用。植物体内含有如生物碱、氰苷等次生物质,可以防御蚜虫等的植食性昆虫。昆虫体内共生菌能对这些植物次生物质起到解毒作用,包括蚜虫体内共生菌Regiella、烟草甲体内共生菌Symbiotaphrina kochii等。共生菌是昆虫体内与昆虫在进化过程中长期共生的微生物,它在寄主的生长、繁殖过程中起着十分重要的作用。1

  人类的体内共生

  人的消化道里有无数的细菌和其他微生物。事实上,人排出的食物残渣主要依靠细菌对食物的分解产生。这些细菌具有多种功能,但其首要职责是分解消化道内的物质,如果没有它们,人的消化道就无法完成这一任务。比如,大量未经消化的碳水化合物进入肠道,肠道中的细菌能把它们分解成可以吸收和转化的各种酸性物质。就这样,人体利用细菌消化,从食物中获取更多的营养和热量,而消化道(肠道)的细菌则通过人体获得稳定的食物供应。

  然而,如果服用抗生素,人体消化道内的大量共生细菌就会被杀死,从而导致消化能力降低。而要恢复原来的消化能力,则要等到肠道内的共生细菌重新繁殖起来。

  食物短缺的人们需要充分利用食物中的能量,有助消化的肠道细菌对他们大有益处。然而,科学家们一直在研究肠道中的细菌和西方国家普遍的肥胖问题是否存在关联。研究者通过试验发现,在没有肠道细菌的无菌环境中,小白鼠即使吃了高能量高脂肪的食物还是十分瘦弱 。如此看来,利用人类与肠道细菌之间的共生关系,科学家们也许真能研制出减肥良药。

  本词条内容贡献者为:

  刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院

责任编辑:科普云

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