Symbiose (griechisch symbioun: zusammenleben), auch Mutualismus, enges Zusammenleben von Organismen verschiedener Arten, das für alle Partner Vorteile bietet.

Eine Symbiose ist ein ökologisches „Tauschgeschäft”, bei dem zumeist zwei Arten einander verschiedene Ressourcen bieten. Meist handelt es sich dabei um Nahrung oder Nährstoffe, Lebensraum oder Schutz vor Feinden oder Parasiten. Die Symbiose unterscheidet sich von anderen ökologischen Wechselbeziehungen zwischen Individuen zweier Arten: Beim Parasitismus ist die Beziehung nur für eine Art von Nutzen, für die andere dagegen zum Schaden. Beim Kommensalismus profitiert eine der beiden Arten – meist die kleinere – von den Nährstoffen der anderen Art, ohne sie zu schädigen. Welcher Art Wechselbeziehungen sind, ist in der Natur oft schwierig zu definieren, denn das Gleichgewicht in solchen Beziehungen schwankt in Abhängigkeit von Umweltfaktoren. Die Mikroorganismen der Darmflora beispielsweise können mit dem Menschen in einer Symbiose leben, indem sie Schadstoffe aus der Nahrung abbauen und Vitamine produzieren. Sie können als Kommensalen bezeichnet werden, wenn sie sich von bestimmten Inhaltsstoffen der menschlichen Nahrung ernähren. Manchmal treten sie auch als Parasiten (Krankheitserreger) auf, z. B. bei einer durch Antibiotika ausgelösten Dysbakterie.

In einer Symbiose wird der größere Partner als Wirt, der kleinere als Symbiont bezeichnet. Analog zu den Begriffen Ektoparasit und Endoparasit unterscheidet man Ektosymbiose und Endosymbiose. Bei der Ektosymbiose lebt der Symbiont außerhalb des Wirtsorganismus, bei der Endosymbiose im Inneren des Wirtes. Letztere besteht beispielsweise zwischen den Mikroorganismen im Pansen von Wiederkäuern und ihrem Wirt. Die Mikroorganismen bauen aus der pflanzlichen Nahrung der Wiederkäuer Cellulose ab und gewinnen dadurch Energie. Dies nützt den Wiederkäuern, die so die Abbauprodukte weiterverdauen können. Ein Beispiel für eine Ektosymbiose ist die Symbiose zwischen einer Seeanemone und einem Einsiedlerkrebs. Der unbewegliche Polyp bietet dem Krebs durch seine Tentakel Schutz vor Fressfeinden; dafür wird er von ihm umhergetragen und bekommt so Zugang zu mehr Nährstoffen.

Fakultative Symbiosen sind Wechselbeziehungen zum Nutzen beider Partner, wobei jeder auch allein ohne nennenswerte Beeinträchtigung leben kann. Ein Beispiel hierfür ist die Symbiose zwischen Putzerfischen und Haien: Die Raubfische bieten den kleineren Fischen Schutz, diese säubern dafür das Haimaul von Parasiten oder Nahrungsresten. Clownfische profitieren von den schützenden Tentakeln von Seeanemonen, während sie diesen im Gegenzug Reste ihrer Nahrung bieten. Ähnlich ist die Beziehung zwischen Ameisen und Blattläusen. Die Ameisen ernähren sich von den zuckerhaltigen Ausscheidungen (Honigtau) der Blattläuse; diese werden dafür vor Feinden geschützt. Der Übergang zu einer engeren Symbiose ist bei vielen derartigen Wechselbeziehungen fließend, da Wachstum, Überleben und Fortpflanzung einer Art von verschiedenen Faktoren abhängen.

Von einer obligaten Symbiose spricht man, wenn mindestens einer der Symbiosepartner ohne den anderen sterben würde oder nicht fortpflanzungsfähig wäre. Viele Pflanzen und andere festsitzende Lebewesen sind ohne Symbiose deutlich weniger konkurrenzfähig, da sie dann beispielsweise nicht schnell genug wachsen oder manche Gebiete nicht besiedeln können. Bei einer Mykorrhiza, einer Symbiose zwischen Pilzen und höheren Pflanzen (z. B. Orchideen oder Nadelbäumen), umgeben Pilzhyphen die Wurzeln der Pflanzen oder dringen in deren Zellen ein. Die Pilze liefern der Pflanze Nährstoffe aus dem Boden, während sie Kohlenhydrate aus der Photosynthese der Pflanze erhalten. Knöllchenbakterien liefern Hülsenfrüchtlern stickstoffhaltige Nährstoffe, so dass die Pflanzen auf stickstoffarmen Böden gedeihen können. Zooxanthellen (einzellige Algen) sorgen in ihrer Symbiose mit Korallen dafür, dass diese Kalkskelette aufbauen können. Eine komplexe Symbiose nutzen Blattschneiderameisen, die in ihren Nestern Pilze „züchten”. Ein Bakterium produziert Antibiotika gegen einen Parasitenbefall der Pilzkultur und ist somit dritter Symbiosepartner.

Die enge Beziehung von Symbiosepartnern ist oft durch eine länger anhaltende gemeinsame Evolution (Koevolution) entstanden. Viele Blütenpflanzen leben in Symbiose mit Nektar sammelnden Tieren, die ihre Bestäubung garantieren. In einigen Fällen haben die Partner spezielle Organe entwickelt, z. B. Pflanzen besonders geformte Blüten oder Schmetterlinge lange Saugrüssel. So werden bei der Symbiose andere potentielle Partner ausgeschlossen. Der Vorteil für die Pflanze besteht in diesem Fall darin, dass der Pollen immer zur richtigen Blüte transportiert wird. Der Schmetterling profitiert davon, dass er unter anderen Insekten keine Konkurrenten hat. Manchmal entwickelt sich eine vollständig obligate Symbiose, z. B. beim Feigenbaum und einer Art von Feigenwespen: Die Blütezeiten der männlichen und weiblichen Feigenblüten und die Eiablage und Entwicklung der Wespenlarven in den Feigen sind so präzise aufeinander abgestimmt, dass sich keine der beiden Arten ohne die andere fortpflanzen kann.

Manche Symbiosen sind im Lauf der Zeit sogar so eng geworden, dass die Partner dauerhaft miteinander verschmolzen sind. Ein Beispiel hierfür ist die Beziehung zwischen einer Alge und einem Pilz in Flechten. Der Stoffaustausch zwischen beiden Partnern läuft ähnlich wie in einer Mykorrhiza ab. Im Unterschied zu dieser pflanzen sich die beiden Partner in der Flechte aber auch gemeinsam fort, indem sie spezielle Verbreitungsstrukturen (Soredien) bilden. Flechten sind dank der symbiotischen Beziehung der beiden Partner in der Lage, sehr nährstoffarme Standorte zu besiedeln. Dazu gehören Extrembereiche wie die Brandungszone an einer Felsküste oder relativ kalte und trockene Regionen wie die Tundra.

Auch die Entstehung der ersten eukaryontischen Zellen beruht offenbar auf einer Symbiose, die zu einer dauerhaften Verschmelzung der Partner führte. Vermutlich sind früh in der Evolution prokaryontische Zellen (Cyanobakterien) von anderen einfachen Zellen durch Endozytose aufgenommen, jedoch nicht verdaut worden. Stattdessen lieferte die Prokaryontenzelle der größeren Zelle fortan Energie für ihren Stoffwechsel. Im Gegenzug war sie im Zellinneren geschützt, gut versorgt und sogar zur Vermehrung in der Lage. Die Abkömmlinge dieser Prokaryontenzellen sind die Energie liefernden Organellen heutiger Zellen: Mitochondrien und Chloroplasten. Diese Theorie zur Entstehung der Eukaryontenzelle wird auch als Endosymbiontentheorie bezeichnet.