Элементы экологии растений

Взаимодействия растений с микробами и грибами

Трофические симбиозы

Корневая система большинства растений не в состоянии обеспечить их питательными веществами. Прежде всего это касается азота и фосфора — элементов, находящихся в почве, как правило, в составе высокомолекулярных веществ, неусвояемых корнями. Для решения данной экологической задачи в эволюции сформировались трофические симбиозы. Наиболее широко распространенные из них — микоризы и азотфиксирующие симбиозы.

Микориза.

Представляет собой симбиоз грибов с корнями высших растений. Грибы, образующие микоризу, отличаются рядом особенностей: отсутствие полового процесса, высокий уровень генетической изменчивости, большой объем генома, сложная организация ядер- ного аппарата (споры и клетки мицелия содержат тысячи генетически разнородных гаплоидных ядер), неспособность к самостоятельному существованию.

Оба партнера симбиоза находятся в тесном физическом контакте. При этом гифы гриба прорастают в межклеточные пространства растения и нередко проникают внутрь клеток, образуя в цитоплазме особые ветвистые структуры, играющие важную роль в доставке легко усвояемых соединений фосфора. В противоположном направлении через специальные разветвленные гифы (арбускулы) в гриб поступают необходимые для его жизнедеятельности моносахариды (главным образом глюкоза), большая часть которых трансформируется в резервные формы (трегалозу и гликоген).

Процесс формирования микоризы протекает в несколько стадий и находится под строгим генетическим контролем со стороны растения-хозяина (посредством специальных генов, кодирующих определенные факторы роста, белки-рецепторы, ферменты и др.).

Зрелая микориза характеризуется развитым внекорневым мицелием (рис. 8.64), общая длина составляющих его гиф может достигать 70—80 м на 1 м корня. Данный структурный компонент микоризы обеспечивает выполнение ее основных экологически значимых функций: трофической (для растения-хозяина) и репродуктивной (спорообразование, для гриба). Кроме того, внекорневой мицелий способен распространяться на корни соседних растений, благодаря чему между ними может происходить обмен метаболитами и генетическими элементами. В результате формируется единый фитоценоз с достаточно высоким уровнем интегрированности, устойчивости и биоразнообразия.

Зрелая микориза (общий вид). Виден сильно развитый мицелий гриба-симбионта

Рис. 8.64. Зрелая микориза (общий вид). Виден сильно развитый мицелий гриба-симбионта

Клубеньки — специальные органы бобовых растений, в которых происходит фиксация азота

Рис. 8.65. Клубеньки — специальные органы бобовых растений, в которых происходит фиксация азота

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >