Definición de simbiosis

La simbiosis es un proceso biológico mediante el cual dos o más especies se relacionan entre sí generando un vínculo mutuo. Se trata de la interacción biológica de individuos de distintas especies, los cuales establecen una relación íntima que tanto puede ser en beneficio de ambas especies (mutualismo) o en favor de sólo una de ellas (parasitismo).

La palabra simbiosis proviene de los términos griegos σύν (syn) que se traduce al español como «juntos» y βίωσις (biosis), un vocablo que se interpreta como «vida» o «proceso biológico». El concepto fue acuñado por el biólogo alemán Albert Bernhard Frank (1877) quien, al estudiar los líquenes (simbiosis de un alga y un hongo), usó el término para referirse a la estrecha relación entre organismos de múltiples especies.

Posteriormente, el botánico alemán Anton De Bary (1879) sintetizó la idea de simbiosis como «la vida en relación de dos organismos diferentes, en íntima vinculación, y con efectos beneficiosos por lo menos para uno de ellos».

En la actualidad, la definición de simbiosis está sometida a una amplia variedad de interpretaciones y debates. Fuentes diversas la vinculan al mutualismo, según el cual dos especies distintas se benefician mutuamente en la relación simbiótica. Por otro lado, otras interpretaciones diferencian la noción de simbiosis del de mutualismo, ya que argumentan que la relación simbiótica no siempre resulta beneficiosa para ambos ejemplares.

En líneas generales, la simbiosis es entendida como aquellas relaciones mutuales entre especies diferentes que se prolongan en el tiempo y devienen en la coevolución. En este sentido, la simbiosis es un proceso biológico importante para el desarrollo evolutivo de muchas especies, que se benefician de la simbiosis para llevar a cabo una evolución basada en la retroalimentación.

Originalmente, la simbiosis es un concepto propio de la biología y las ciencias naturales. Por extensión, el término se aplica también en otros ámbitos, por ejemplo en la sociología para referirse a la unificación o correlación mutua entre múltiples sociedades o comunidades. En psicología, simbiosis se utiliza para referirse a las relaciones psíquicas que se establecen en los vínculos afectivos estrechos.

En medicina, en tanto, esta palabra sirve para aludir al amplio conjunto de relaciones simbióticas (patógenas o no patógenas) que se dan en la salud de los seres vivos. Por ejemplo en la microbiota humana, donde millones de microorganismos cumplen una función fundamental para la salud del cuerpo humano.

Clasificación de las simbiosis.

Los tipos de simbiosis se clasifican según diferentes criterios:

A partir de la relación especial de los organismos intervinientes, la simbiosis se clasifica en:

• Ectosimbiosis: Se da en el exterior del cuerpo de los organismos. El simbionte se anexa a la superficie del cuerpo del anfitrión, incluyendo el interior de la boca o las glándulas exocrinas.
• Endosimbiosis: Sucede en el interior del organismo del anfitrión. En este caso, el simbionte se instala dentro de las células del huésped o entre ellas.
• Simbiosis obligatoria: Ocurre cuando un organismo, el simbionte, depende del anfitrión para sobrevivir. Por ejemplo: los virus son parásitos obligatorios ya que sin huésped no pueden desarrollar su ciclo vital.
• Simbiosis facultativa: Se da cuando el simbionte no necesita del huésped para completar su ciclo vital.

Tipos de simbiosis.

• Mutualismo: Relación simbiótica en la que ambos organismos se benefician mutuamente y mejoran su aptitud y adaptabilidad biológica. Generalmente, el mutualismo se manifiesta de manera tal que una especie se comporta de forma dependiente de la otra, pero en la cual las dos se ven beneficiadas de la interacción. Por ejemplo: Los insectos polinizadores y las plantas angiospermas (abejas, mariposas, aves y murciélagos polinizadores, etc.). Todas estas especies de insectos y animales interactúan con millones de especies diversas de plantas angiospermas, contribuyendo con la reproducción y evolución, a la par que se sirven del néctar y el polen como alimento. El mutualismo es importante en la ecología y la evolución de múltiples especies en el planeta, ya que interviene en el desarrollo de la biodiversidad y el crecimiento de los ecosistemas. Las interacciones mutualistas asumen un rol fundamental dentro del proceso evolutivo de varias especies. Por ejemplo: Las micorrizas (de mycos «hongo» y rhizos «raíz») son un tipo de simbiosis que se da entre los hongos y las raíces de las plantas, que cumple una función vital para el 80 % de las plantas de ambientes terrestres.
• Comensalismo: Relación simbiótica en la que uno de los participantes se lleva un beneficio y el otro no se beneficia ni se perjudica. Los individuos de la especie beneficiada son conocidos con el nombre de comensales, ya que se alimentan de los desechos o las sobras de la otra especie. Por ejemplo: Los peces limpiadores son los que viven o acompañan a peces más grandes y se alimentan de las sobras de estos; las rémoras se nutren de los deshechos de sus huéspedes; muchas especies de aves acompañan a los herbívoros y se alimentan de los insectos que los mamíferos tienen a su alrededor.
• Parasitismo: Relación simbiótica en la cual se establece una dependencia de los simbiontes hacia los huéspedes. En este caso, mientras el simbionte obtiene un beneficio, el anfitrión se ve perjudicado por el parásito. Los simbiontes que viven dentro del anfitrión se llaman endoparásitos, mientras que los que viven fuera se llaman ectoparásitos. El parásito que mata a a su anfitrión se llama parasitoide. Ejemplos de parásitos son: los virus, que son parásitos en sí mismos, ya que dependen enteramente de otros organismos para sobrevivir; las bacterias, los hongos, las plantas, los protozoos (algas u hongos micorrícicos) y muchas especies de animales, como las aves parásitas.

• Amensalismo: Interacción biológica en la cual uno de los organismos se ve perjudicado mientras el otro no se beneficia ni se perjudica de la relación. Ejemplos de amensalismo son: el hongo penicillium produce la sustancia denominada «penicilina» que inhibe el desarrollo de bacterias; los eucaliptos segregan sustancias que acidifican el entorno y no dejan que otros organismos se desarrollen en su suelo.
• Antagonismo: Es un tipo de amensalismo en el cual una especie crea condiciones intolerables para la otra, como la producción de sustancias tóxicas que impiden su desarrollo. Los antibióticos (anti: contra, bios: vida), son un grupo particular de tóxicos producidos por hongos, bacterias y esporas, de los cuales la penicilina (producida por el hongo penicillium) es considerada uno de los antibióticos más potentes de la naturaleza. La competencia interespecífica es el antagonismo que se da entre distintas especies por los recursos o la ocupación de un mismo ecosistema, por ejemplo: los leones y las hienas. La depredación es el antagonismo que se da según la cadena alimenticia de los animales, en la cual algunas especies son presas y otras predadoras. A su vez, una especie predadora puede ser presa de otra especie más grande.

Mecanismos y procesos simbióticos.

Existen diversos mecanismos y procesos simbióticos según el tipo de organismos y el grado o nivel de simbiosis que establezcan. La interacción especie-especie deriva en una infinidad de mecanismos, procesos y formas de desarrollar la simbiosis entre los distintos organismos. Los tres tipos fundamentales de simbiosis (mutualismo, comensalismo y parasitismo), en muchos casos, forman parte de un mismo proceso biológico a largo plazo que termina en la coevolución de las especies.

El mutualismo es la versión más adaptada de la simbiosis y su importancia para el crecimiento evolutivo de las especies y el mantenimiento de los ecosistemas es vital para la gran mayoría de los ecosistemas de la naturaleza. Es usual que múltiples formas de parasitismo evolucionen hacia el mutualismo. Debido a que los simbiontes dependen de la vida y la salud del organismo en el que habitan, los procesos evolutivos adaptan a los microorganismos para comportarse de manera favorable para sus huéspedes.

Especies diversas albergan endosimbiontes de transmisión hereditaria, cuya existencia en los organismos es de suma relevancia. En este sentido, el éxito de los parásitos no depende del nivel de daño que causan a sus anfitriones, sino de la adaptabilidad y la supervivencia. Así, el éxito de ciertos parásitos se mide según la capacidad que desarrollan para adaptarse e integrarse al medio interno de su hospedador. Este proceso es conocido como mutualismo-parasitismo continuo.

Se llama coevolución al conjunto de relaciones biológicas en las que dos o más especies, en ocasiones ecosistemas completos, desarrollan una retroalimentación positiva que potencia la evolución de todas las poblaciones involucradas. Las acciones de una especie ayudan en el proceso evolutivo de la otra. Los insectos polinizadores, como las abejas o mariposas, se ven beneficiados de la variedad y distribución de las plantas angiospermas de las cuales se alimentan. A su vez, las plantas también se benefician, ya que los insectos, al esparcir el polen en distintas regiones, ayudan al desarrollo del proceso de reproducción de las plantas.

Origen y evolución de las relaciones simbióticas.

En la biología celular, el origen de las células eucariotas es explicado a partir de un proceso simbiótico. La teoría simbiogenética menciona que, hace aproximadamente 1500 o 2000 millones de años, las primeras células procariotas, organismos simples y unicelulares, comenzaron a fusionarse entre sí mediante un proceso endosimbiótico.

De esta manera, las primeras células eucariotas se generaron a partir de la fusión biológica por endosimbiosis de dos organismos procariotas distintos: una bacteria y una arquea. A lo largo del tiempo, las fusiones biológicas de diversos organismos simples comenzaron a desarrollar nuevos organismos cada vez más complejos, mediante el mecanismo de la endosimbiosis. Así, organelas tan importantes para el funcionamiento de la vida celular, como las mitocondrias de las células animales y los cloroplastos de las células vegetales, se convirtieron en parte clave del proceso evolutivo de las células eucariotas complejas que conocemos en la actualidad.

Por otra parte, en 1927 el biólogo norteamericano Ivan Wallin, en su obra «Symbionticism and the origin of species», intentó explicar el origen de las relaciones simbióticas mediante la respuesta innata que las células y los organismos tienen ante la presencia de otros organismos. Wallin llamó «prototaxis» a las tendencias positivas o negativas que los organismos desarrollan ante la presencia de otros seres vivos, como la tendencia del gato a cazar al ratón, el ciervo a huir del tigre, la mosca a poner huevos en los tejidos heridos de un jabalí, etc. Según Wallin, la tensión e interacción que se da en este tipo de tendencias explicaría el origen de las relaciones simbióticas.

4 niveles de simbiosis.

A raíz de esta teoría, Wallin explica que existen diversos grados de simbiosis según el nivel de implicación en la relación de ambas especies:

1. Simbiosis de comportamiento: El menor grado de simbiosis corresponde a las relaciones en las que los simbiontes establecen un vínculo de comportamiento. Ambos simbiontes viven juntos y han desarrollado un comportamiento que vincula mutuamente a ambas especies, que se benefician de la relación simbiótica. Los peces payaso y las anemonas, o los insectos polinizadores y las plantas angiospermas son ejemplos de este grado de simbiosis.
2. Simbiosis metabólica: En este grado, la relación se establece al nivel del metabolismo, donde el producto metabólico de una especie (sus desechos) se convierte en el alimento o beneficio de la otra. Los líquenes son un ejemplo de este grado de simbiosis.
3. Simbiosis química: En este nivel la relación es aún mayor, ya que se da a partir de un intercambio bioquímico entre las especies, donde las proteínas de una son necesarias para el desarrollo de la otra. Las plantas leguminosas como las alubias o los guisantes se vinculan en este nivel simbiótico. En las raíces de una arveja, un trébol o una planta de judías existe un tipo de bacterias fijadoras de nitrógeno, llamadas rizobios, que, al retener el nitrógeno, funcionan como biofertilizantes potenciando el crecimiento de las plantas.
4. Simbiosis genética: Representa el grado mayor de integración simbiótica de dos especies, ya que ambas intercambian material genético e intervienen en el proceso evolutivo general de cada una. Al establecerse una transferencia de material genético se produce la fusión de ambos simbiontes, conformando mediante este proceso, la generación de un nuevo individuo. La formación de las células eucariotas se corresponde con este fenómeno mediante el cual, por ejemplo, en una célula animal la mitocondria pasa a formar parte integral de una estructura más compleja. La incorporación de la mitocondria le dio a la célula animal la capacidad de respirar oxígeno, lo que hizo posible el surgimiento de las especies animales. A este proceso de transmisión genética y formación de un nuevo individuo se lo conoce como simbiogénesis.

Simbiosis y ecología.

La importancia de la simbiosis en el mantenimiento y evolución de los distintos sistemas ecológicos cumple un rol fundamental. La formación de relaciones entre especies ayuda al mantenimiento y desarrollo de los ecosistemas y, al mismo tiempo, interviene positivamente en la coevolución de las especies en relación con el entorno.

En los ciclos biogeoquímicos, las relaciones simbióticas son vitales, debido a que en el intercambio de nutrientes entre las especies se cumple además con los ciclos bioquímicos del ecosistema en general. Esto contribuye a su mantenimiento, desarrollo y evolución. En ecología de sistemas, las redes tróficas, es decir, las cadenas alimenticias son la principal fuente de intercambio de nutrientes y material genético entre las especies y el ambiente.

Los factores bióticos de un ecosistema (plantas, animales, microorganismos) intervienen en el desarrollo del ecosistema a partir de sus relaciones, en las cuales las simbiosis son fundamentales.

Simbiosis en los ciclos biogeoquímicos.

• Ciclo del nitrógeno: Las relaciones simbióticas entre los microorganismos y las plantas son vitales para el ciclo del nitrógeno. Las bacterias fijan en sus cuerpos el nitrógeno abundante en la atmósfera, formando moléculas orgánicas que son aprovechables para las plantas. Luego, en las cadenas alimentarias, las plantas se sirven de las moléculas nitrogenadas que son traspasadas a los animales herbívoros. El nitrógeno es transmitido a los animales carnívoros y estos a sus depredadores, cumpliendo con el ciclo de las relaciones tróficas. Posteriormente, todos los seres vivos retornan el nitrógeno al suelo, ya sea mediante sus deshechos o al morir y ser descompuestos por lo organismos descomponedores, bacterias que fijan el nitrógeno y lo devuelven nuevamente a la atmósfera en estado gaseoso, reiniciando el ciclo.
• Ciclo del carbono: El ciclo del carbono es uno de los más relevantes y complejos de los ciclos biogeoquímicos, ya que todos los seres vivos se componen, en gran medida, de compuestos derivados del carbono. Este ciclo incluye los principales procesos metabólicos de los animales y las plantas como la respiración y la fotosíntesis. En la composición de la atmósfera existe una importante cantidad de dióxido de carbono (CO2). Las plantas, algas y otros microorganismos captan el CO2 y, mediante la fotosíntesis, lo convierten en alimento (glucosa), obteniendo la energía necesaria para su desarrollo y crecimiento. A cambio, las plantas liberan como desecho el oxígeno (O2), fundamental para la respiración de las especies animales. Estas continúan liberando CO2 al ambiente a partir de su respiración. Al morir, tanto las plantas como los animales devuelven al suelo el carbono de sus cuerpos, que se convierten en fósiles y minerales. Otros procesos vitales como la fermentación y la descomposición de la materia orgánica producen grandes cantidades de CO2 y otros gases ricos en carbono.
• Ciclo del oxígeno: A nivel molecular, el oxígeno (O2) representa el 20% de los gases presentes en la atmósfera terrestre. Esta cantidad es suficiente para abastecer de oxígeno a todas las especies respiradoras de la Tierra y, cuando se convierte en agua, a las especies acuáticas. En el proceso de respiración, el oxígeno capta los electrones desprendidos de los átomos de carbono de los alimentos. El producto final de esta dinámica es la formación de moléculas de agua (H2O). En la fotosíntesis, las plantas parten las moléculas de agua y liberan el oxígeno al ambiente, completando el ciclo.

Simbiosis en diversos organismos.

• Simbiosis en Microorganismos: Los microorganismos juegan un papel fundamental en los procesos simbióticos de muchas especies vegetales, ya que son los encargados de descomponer los desechos materiales del suelo para convertirlos en nutrientes. A su vez, los microorganismos necesitan de los nutrientes que poseen las plantas, de manera que las relaciones simbióticas se establecen en un microbioma que beneficia a ambas especies. En las plantas habitan microorganismos cuya acción sobre el suelo y las raíces beneficia y otorga nutrientes esenciales para las plantas. Bacterias como el bacillus o paenibacillus aumentan la cantidad de nitrógeno en el suelo. Hongos como el penicillium incrementan la cantidad de fósforo en el ambiente. Otras bacterias son capaces de sintetizar y regular las fitohormonas.
• Simbiosis en plantas: En las plantas las micorrizas se producen a partir de un complejo conjunto de relaciones entre las plantas y los hongos. Las micorrizas se forman en las raíces de las plantas desarrollando un tipo de simbiosis mutualista que beneficia a ambas especies. Son parte fundamental de las simbiosis en el suelo, desarrollando una rizosfera que contribuye al ciclaje de nutrientes, otorga protección mutual y una defensa química a las plantas. Así, las plantas reciben del hongo nutrientes, minerales y agua, mientras que los hongos se benefician con los hidratos de carbono y las vitaminas que la planta sintetiza. El 80% de las plantas terrestres presentan micorrizas, ya que son claves para el desarrollo de la mayoría de las especies vegetales terrestres.
• Simbiosis en animales: En el reino animal, las simbiosis se dan en el marco del comportamiento, el intercambio de nutrientes y la coevolución de las distintas especies involucradas. Los insectos y los animales son agentes polinizadores para las plantas. Como hemos visto, abejas, mariposas, colibríes y otras aves polinizadoras tienen un papel fundamental en la reproducción de las plantas angiospermas. Las plantas con flores dependen, en gran medida, de los animales e insectos que ayudan a la polinización. Los animales herbívoros son necesarios para la reproducción de varias de las plantas de las que se alimentan. Al comer de sus frutos, los animales, luego, devuelven su semilla en los desechos y contribuyen a la distribución de la planta en otras regiones. En las simbiosis entre animales o entre ellos y plantas, son comunes los comensalismos, donde una especie se beneficia de la otra sin causarle daños. Ya sea por locomoción, refugio u obtención de nutrientes, múltiples animales establecen entre sí relaciones de comensalismo que contribuyen a su desarrollo. Por ejemplo: el pájaro que realiza su nido en el árbol (inquilinismo); insectos que se adhieren al cuerpo de los animales para trasladarse (foresis), como los ciempiés en las aves, o los seudoescorpiones en algunos mamíferos.
• Simbiosis en el cuerpo humano: La microbiota es un claro ejemplo de la complejidad que pueden alcanzar las relaciones simbióticas en el cuerpo humano. La microbiota es esencial para la salud humana y está compuesta de comunidades de microorganismos que se desarrollan dentro del cuerpo y ayudan, en gran medida, al mantenimiento y la salud del organismo humano. La microbiota es un conjunto compuesto de varias especies de microorganismos (bacterias, hongos, levaduras) que establecen relaciones simbióticas en el interior del organismo humano, especialmente en el intestino. Estos microorganismos ayudan al desarrollo del sistema inmune, digieren la fibra de los alimentos y son capaces de sintetizar vitaminas que el cuerpo humano no consigue reducir por sí mismo.

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Aci, E. M. (6 de marzo de 2024). Definición de simbiosis. Características, clasificación, tipos y mecanismos simbióticos. Definicion.com. https://definicion.com/simbiosis/