التكافل الغذائي

التكافل الغذائي نوعٌ رئيسي من أنواع التكافل البيئي . ويُشير مصطلح "التكافل الغذائي" تحديدًا إلى تبادل الطاقة والمغذيات بين نوعين من الكائنات الحية . ويُعرف هذا النوع أحيانًا بالتكافل بين الموارد. غالبًا ما يحدث التكافل الغذائي بين كائن ذاتي التغذية وكائن غير ذاتي التغذية . ^{[ 1 ]} ورغم وجود أمثلة عديدة على التكافل الغذائي، فإن الكائن غير ذاتي التغذية يكون عادةً فطرًا أو بكتيريا. وقد يكون هذا التكافل إلزاميًا أو انتهازيًا.

• الريزوبيا - الريزوبيا هي بكتيريا تقوم بتثبيت النيتروجين في النباتات البقولية. وتحديدًا، تنتمي هذه البكتيريا إلى أجناس Allorhizobium، وAzorhizobium، وBradyrhizobium، وMesorhizobium، وRhizobium، وSinorhizobium . ^{[ 2 ]} في هذه العلاقة التكافلية، تنمو البكتيريا على أو داخل الشعيرات الجذرية وتخترق أنسجة النبات. ^{[ 3 ]} على الرغم من اختلاف آليات التفاعل بين الريزوبيا والنبات باختلاف الجنس والنوع، إلا أن جميع أشكال هذا التفاعل تتضمن إصابة البكتيريا، واستعمارها، والتحكم في الأكسجين، _وتبادل الكربون والنيتروجين . [ ^{2 ] يُعد} دور الريزوبيا في تثبيت النيتروجين للبقوليات أساسًا لاستخدام البقوليات في تناوب المحاصيل . ^{[ 4 ]}
• الفطريات الجذرية - تشبه الفطريات الجذرية بكتيريا الريزوبيا في تفاعلها مع النباتات عند جذورها. فبينما تُثبّت بكتيريا الريزوبيا النيتروجين، تُزوّد ​​الفطريات الجذرية النباتات بالعناصر الغذائية مقابل الكربون. كما تُحسّن الفطريات الجذرية امتصاص الماء وتُرسل إشارات إلى النباتات المضيفة لمقاومة مسببات الأمراض . ^{[ 5 ]} توجد ثلاثة أنواع رئيسية من الفطريات الجذرية:

1. الأربوسكولا: توجد في النباتات غير الخشبية والاستوائية
2. الفطريات الجذرية الخارجية: توجد في الغابات الشمالية والمعتدلة
3. إريكويد: يوجد في أنواع نباتات الأراضي العشبية. ^{[ 3 ]}

• الكائنات التكافلية الهضمية – تُعدّ الكائنات التكافلية الهضمية مثالًا على علاقة تكافلية غذائية مهمة لا تحدث بين الكائنات ذاتية التغذية وغيرية التغذية. تعيش بكتيريا تُعرف باسم "الكائنات التكافلية خارج الخلوية" ^{[ 3 ]} داخل الجهاز الهضمي للفقاريات ، حيث تُساعد في هضم الطعام. تستفيد البكتيريا من خلال استخلاص المواد الغذائية من الطعام المأكول، بينما تزداد قدرة الحيوان على استيعاب هذه المواد بفضل قدرتها على هضم أنواع معينة من الأطعمة التي لا يستطيع جهازه الهضمي الطبيعي هضمها. (كتاب) إضافةً إلى ذلك، تُنتج هذه البكتيريا أحماضًا دهنية قصيرة السلسلة ، مما يُزوّد ​​الفقاريات بالطاقة بنسبة تتراوح بين 29% و79% من طاقة الصيانة اللازمة لها، وذلك حسب نوعها. ^{[ 6 ]}

بدأ علماء البيئة بفهم التكافل الغذائي في منتصف القرن العشرين من خلال دراسة وفرة العناصر الغذائية وتوزيعها. اكتُشف أحد أوائل أنواع التكافل الغذائي عام 1958 على يد البروفيسور ليونارد موسكاتين من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، وهو العلاقة بين الطحالب الداخلية والشعاب المرجانية. ^{[ 7 ]} في هذه العلاقة، تُزوّد ​​الطحالب الشعاب المرجانية بمصدر للكربون لتكوين هيكلها العظمي من كربونات الكالسيوم _، بينما تُفرز الشعاب المرجانية مخاطًا غنيًا بالعناصر الغذائية يُفيد الطحالب. ولعلّ من أبرز اكتشافات موسكاتين في مجال التكافل الغذائي ما جاء بعد حوالي عشر سنوات في نظام بيئي مائي آخر، ألا وهو العلاقة بين الطحالب وهيدرا المائية. ^{[ 8 ]} كان لهذا العمل أهمية بالغة في إثبات وجود علاقات تكافلية في كل من البيئات المائية والبرية.

لعلّ أشهر مثال على التكافل الغذائي هو اكتشاف نملة قاطعة الأوراق التي تُقيم علاقة تكافلية غذائية مع فطر. ^{[ 9 ]} إذ تُنمّي هذه النملات نوعًا معينًا من الفطريات بتزويدها بالأوراق وغيرها من العناصر الغذائية. وفي المقابل، تتغذى النملات على عنصر غذائي خاص لا يُنتجه إلا الفطر الذي تُنمّيه. وقد دُرست هذه العلاقة التكافلية الغذائية بتفصيل في سبعينيات القرن الماضي وما بعدها.

• علم البيئة
• التكافل (علم الأحياء)
• التكافل