Симбиоз мицелия гриба с корнем высшего растения, 8 (восемь) букв

Природа и окружающий нас мир довольно интересный и сложный механизм. В огромных лесах живет множество удивительных созданий, в чьем существовании заложена потребность в сожительстве. Ведь вместе нам легче существовать и развиваться. Это явление можно наблюдать везде. От людей, живущих в огромных мегаполисах, до маленьких грибов, соседствующих с деревьями. Сегодня мы поговорим о взаимосвязи между маленьким спорным растеринем и могучим великаном, что является домом не для одного живого создания. Узнаем как связана жизнь гриба и дерева и что способствует данному сожительству.

Грибы являются отдельным царствам живой природы, потому что сочетают в себе признаки растений и животных. На нашей плате встречаются такие сочетания, но это группа самая распространенная. Грибы насчитывают огромное разнообразие своих видов и подвидов, что делает их царство просто огромным.

Как ты думаешь, грибы давно являются “самостоятельными”? Ответ отрицательный. Их стали выделять в отдельную биологическую группу только в конце двадцатого века из-за того, что они сочетают в себе признаки растений и животных. Грибы активно используется человеком в своем хозяйстве. В медицине они используются для создания антибиотиков, пищевая промышленность их применяют для консервации продуктов и многое другое. Также не будем забывать о том, что мы просто употребляем их в пищу, а некоторые собирают их в лесу по осени ради удовольствия и прогулки. Главная цель маленьких организмов заключается в следующем — разлагать различные элементы в земле, создавая питательную почву, которая помогает расти другим растениям. О том как они это делают ты узнаешь сегодня.

Далее мы поговорим подробнее о грибах и как они связаны с деревьями. Ты поймешь к чему приводит такое сотрудничество — оно полезно и вредит лесу?

Что такое симбиоз?

В научной интерпретации — это тесное сообщество организмов, принадлежащих к разным видам. Существуют различные формы симбиоза. Все зависит от характера отношений между видами и полезности отношений между ними. Симбионты — это организмы, участвующие во взаимосвязи с другими, как раз таковыми являются по отношению друг к другу грибы и деревья. В природе встречаются иные типы успешного симбиоза, от бактерий желудка и кишечника до растений. Существует несколько типов симбиоза:

• паразитизм — один организм живет за счет другого, вредя второму. Это может произойти, если вредитель находится внутри пораженной клетки или на ее поверхности;
• мутуализм — это симбиоз в состоянии гармонии, заботясь друг о друге, и между ними существует тесная связь;
• комменсализм — когда один участник приносит пользу, а второй не наносит вред, но и не помогает. Пример такого симбиоза — паук, плетущий свои сети на различных растениях;
• аменсализм — это форма бытия, в которой одно угнетает или разрушает второе. Грецкие орехи убивают растения вокруг себя,а затем съедают остатки;
• синненкроз — редкий вид взаимодействия, это симбиоз, который приводит к разрушению обеих сторон.

Наукой доказано, что стремление к взаимодействию более активно у грибов с хорошо сформированными подпочвенными видами. Микоризный, или грибо-корень, появляется под воздействием симбиоза с деревом. Вхождение в этот контакт полезно для обоих. Например, мицелий подберезовика внедряется в корневища деревьев и занимает место между ними. В результате взаимодействия с этим мицелием образуется микориза. Работая с мицелием, дерево обретает способность вырабатывать естественные антибиотики, данные вещества защищают от заболеваний бактериального характера. Мицелий дает влагу, накопленную древесными корнями, взамен он получает от дерева сахара.

Симбиоз грибов с насекомыми

Вступают грибы в симбиоз и с насекомыми. Интересным содружеством является связь некоторых видов плесневых грибов с муравьями-листорезами. Эти муравьи специально разводят грибы в своих жилищах. В отдельных камерах муравейника эти насекомые создают целые плантации этих грибов. Они специально готовят почву на этой плантации: заносят кусочки листьев, измельчают их, «удобряют» своими испражнениями и испражнениями гусениц, которых они специально содержат в соседних камерах муравейника, и только потом вносят в этот субстрат мельчайшие гифы грибов. Установлено, что муравьи разводят только грибы определенных родов и видов, которые нигде в природе, кроме муравейников, не встречаются (в основном, грибы родов фузариум и гипомицес), причем, каждый вид муравьев разводит определенные виды грибов.

Муравьи не только создают грибную плантацию, но и активно ухаживают за ней: удобряют, подрезают и пропалывают. Они обрезают появившиеся плодовые тела, не давая им развиться. Кроме того, муравьи откусывают концы грибных гиф, в результате чего на концах откусанных гиф скапливаются белки, образуются наплывы, напоминающие плодовые тела, которыми муравьи затем питаются и кормят своих деток. Кроме того, при подрезании гиф мицелий грибов начинает быстрее расти.

«Прополка» заключается в следующем: если на плантации появляются грибы других видов, муравьи их сразу удаляют.

Интересно, что при создании нового муравейника будущая матка после брачного полета перелетает на новое место, начинает копать ходы для жилища будущей своей семьи и в одной из камер создает грибную плантацию. Гифы грибов она берет из старого муравейника перед полетом, помещая их в специальную подротовую сумку.

Подобные плантации разводят и термиты. Кроме муравьев и термитов, «грибоводством» занимаются жуки-короеды, насекомые-сверлильщики, некоторые виды мух и ос, и даже комары.

Как спелись разные виды?

Этот союз очень интересен. Корни растения выделяют особый гормон, который пробуждает грибные споры. В дальнейшем эти споры образуют тонкие нити, переплетаются и часто распускаются на растениях. Это называется микориза. Когда гриб только начинает оседать в корнях, дерево сопротивляется ему. Это обычная реакция на подобные явления. Дерево считает, что это вирус, и пытается избавиться от него. Но растения со спорами преодолевают иммунную систему способами, неизвестными науке. Дерево должно принять новых соседей и жить. Для нормального сожительства дереву нужно перестроить обмен веществ так, чтобы новый сосед не высосал весь сок.

Защитные вещества появляются на корнях и других частях растения, но действуют не на грибы, а на вредных насекомых и микроорганизмы.

Остальные нити растут под землей. Они не поглощают солнечную энергию, как растения, которые получают ее через листья, им нужно искать подземные питательные вещества. То есть они находится в почве. Кончик мицелия толщиной в несколько микрометров врезается в скалу и медленно растворяется с пищеварительной кислотой. В литре лесной почвы содержится миллион грибковых нитей. В течение года они создают поры длиной 150 метров, превращая твердые камни в почву, богатую минералами. Если бы земля не переработалась таким образом, то около 385 миллионов лет назад растения вообще не появились бы. Но сами грибы не могут существовать без соседей. Они дают им сахар, образующийся на листьях на свету,и их собственную гнилые отходы.

Какие грибы образуют микоризу — виды

Грибокорни в биологии подразделяют на четыре типа:

1. Эндотрофная отличается проникновением гифа гриба в клетки корневой системы, где остается в виде клубков или ответвлений. Присуща несовершенным грибам, которые вступают в симбиоз с травянистыми растениями и кустарниками.
2. Эктотрофная образуется за счет сети Гартига – грибных гифов, занимающих межклеточные пространства в молодых корнях. Характерна для деревьев и кустарников, в симбиотические отношения с которыми вступает, как правило, строго определенный гриб.
3. Эктоэндотрофная предполагает проникновение гифов и в клетки, и в межклеточные пространства корневища трав.
4. Эрикоидная микориза встречается у культур семейства Вересковых.

В зависимости от степени проникновения грибного мицелия в клетки корней выделяется несколько типов грибокорня.
Большинство растений способны вступать в симбиоз с грибницами (двудольные, однодольные, голосеменные, споровые), однако не все грибы могут стать микоризообразователями. Наиболее распространенные – лисички, подберезовики, опята, мухоморы, маслята и др. Рекордсменом среди симбионтов является белый гриб: он вступает в сожительство с двумя десятками хвойных и лиственных деревьев и кустарников. Некоторые представители образуют грибокорень только с определенным “соседом”, благодаря чему и получает свое название (например, подосиновик растет лишь рядом с осиной).

Существуют грибы, не образующие микоризу:

• сапрофиты, способные самостоятельно получать углеводы из останков растений и животных;
• симбионты, ведущие паразитический образ жизни.

Зачем нужны мицеливые сетки?

Сетки из мицелия, или попросту мицелий, как его обычно называют, для большинства людей называется просто грибницей, состоящую из тончайших переплетенных ниток. Эти нитчатые мицелии образуют особые органы, которые помогают им закрепиться в пригодной для жизни среде. Такой средой может быть почвенная поверхность, само дерево или его корни. Мицелий выполняет множество очень важных задач:

• переработка целлюлозы ферментами для производства естественных удобрений;
• адаптация к внешним условиям;
• синтез спор и их сохранение.

Мицелий по внешнему виду напоминает белый пух или сеть, так как представлен тончайшими нитями. В этих нитях есть много ветвей, которые называются гифами. Их толщина составляет 1,5-10 мкм. Чтобы понять этот размер,нужно сказать, что 1 микрон равен 0,001 мм. Набор мицелия состоит из пучков, напоминающих корни обычных растений. Они делают возможным закрепление на различных поверхностях, от мягкой почвы до твердой древесины. В микоризе образуются иные нити, обогащенные питательными элементами. Они черные, их назначение в защите. Они позволяют мицелию выжить и выдерживать низкие температуры. Существует определенный цикл развития и мицелия:

• все начинается с мелких спор, которые образуют мицелий первичного типа;
• скрещивания клеток от пары спор способствует появлению вторичного;
• затем идет фаза роста вторичного;
• после того, как вегетативные мицелиевые сети созрели, клетка начинает очень активно делиться, и когда данный процесс достигает своего максимальной активности, запускается производство плодового тела;
• после последнего изменения он становится третичным.

Есть и иная классификация:

• полностью погруженный находится под питательным субстратом. То есть он скрыт под ним;
• воздушный связан только с окружающей средой.

И еще одна классификация:

• ценотические или неклеточные. Между ячейками нет боковых перегородок. Представляет собой одну клетку с большим количеством ядер внутри;
• септированный или клеточный. Клетки делятся на поперечные отсеки, в результате чего каждая клетка может содержать какое-то количество ядер.

Грибницы живут на пнях, старых корневищах, древесной коре или внутри ствола. Это помогает понять какие грибы связаны с деревьями, о чем мы поговорим дальше.

Роль в жизни растения

Микориза играет важнейшую роль для полноценной растительной жизни — благодаря ей к корням доставляются минеральные соли, вода, витамины и ферменты. Корневая система становится способной поглотить такие необходимые вещества, как калий, фосфор и другие стимуляторы. Однако мицелий не просто доставляет корням все необходимое в избытке, он еще и правильно дозирует поступление всех этих элементов.

Грибы образуют микоризу с корнями, и из-за этого растения лучше растут, активнее цветут и обильнее плодоносят. Более того, мицелий гарантирует устойчивость к перепадам погодных условий, засухе, обильному увлажнению, резкому похолоданию, а также защищает хозяина от некоторых заболеваний, например, от фитофтороза. Микориза расщепляет органические и неорганические соединения, переваривает их и, таким образом, очищает почву от избытка солей, а также предупреждает закисление грунта.

Какие именно связаны?

Рассматривая по способу питания, можно выделить следующие три группы:

• сапротрофы поедают остатки мертвых растений. Он может поглощать гнить листья, ветки деревья и многое другое. Их можно назвать грибными падальщиками;
• симбиоты могут получать питательные вещества не только из мертвых растений, но и через корни деревьев. Сосуществуют с деревьями, образуют на их корнях свои. Однако, не все могут создать такое соединение. Например, подберезовик растет только под березой и т. д.;
• паразиты живут за счет организмов, в которых они поселяются. Они вызывают различные заболевания, приводящие к смерти зараженного.

Симбиоты сосуществуют с деревьями. Мицелий имеет ряд преимуществ для них обоих. Используя подходящий мицелий, дерево может увеличить поглощение воды и питательных веществ,что способствует более быстрому обогащению. Кроме того, дружественные к грибам растения содержат много азота и фосфора, которые необходимы дереву для жизни. Кроме того, мицелий может расти вне корней своего дерева-партнера и связываться с другими корневыми системами и грибницами. Затем создается сеть, в которой происходит обмен питательными веществами между многими организмами. Деревья делятся сахаром с грибами, необходимыми для нормального развития, и вместо этого фильтруют почву от тяжелых металлов, которые разрушают дерево.

Теперь ты знаешь, как связана жизнь гриба и дерева. Это очень интересный и увлекательный процесс.

Лишайники: в чем проявляется симбиоз грибов и водорослей

На фото Лишайник
Другим примером симбиоза низших грибов с организмами других видов являются лишайники, которые представляют собой союз грибов (в основном аскомицетов) с микроскопическими водорослями. В чем же проявляется симбиоз грибов и водорослей, и как происходит такое «сотрудничество»?

До середины XIX века считалось, что лишайники являются отдельными организмами, но в 1867 году русские ученые-ботаники А. С. Фаминцын и О. В. Баранецкий установили, что лишайники — не отдельные организмы, а содружество грибов и водорослей. От этого союза выигрывают оба симбионта. Водоросли с помощью хлорофилла синтезируют органические вещества (сахара), которыми питается и грибница, а грибница снабжает водоросли водой и минеральными веществами, которые она высасывает из субстрата, а также защищает их от высыхания.

Благодаря симбиозу гриба и водоросли лишайники живут в таких местах, где не могут отдельно существовать ни грибы, ни водоросли. Они заселяют знойные пустыни, высокогорные районы и суровые северные регионы.

Лишайники являются еще более загадочными созданиями природы, чем грибы. В них меняются все функции, которые присущи отдельно живущим грибам и водорослям. Все процессы жизнедеятельности в них протекают очень медленно, они медленно растут (от 0,0004 до нескольких мм в год), и так же медленно старятся. Эти необычные создания отличаются очень большой продолжительностью жизни — ученые предполагают, это возраст одного из лишайников в Антарктиде превышает 10 тысяч лет, а возраст самых обычных лишайников, которые встречаются везде, не менее 50-100 лет.

Лишайники благодаря содружеству грибов и водорослей намного выносливее мхов. Они могут жить на таких субстратах, на которых не могут существовать ни один другой организм нашей планеты. Их находят на камне, металле, костях, стекле и многих других субстратах.

Лишайники до сих пор продолжают удивлять ученых. В них обнаружены вещества, которых больше нет в природе и которые стали известны людям только благодаря лишайникам (некоторые органические кислоты и спирты, углеводы, антибиотики и др.). В состав лишайников, образованных симбиозом грибов и водорослей, также входят дубильные вещества, пектины, аминокислоты, ферменты, витамины и многие другие соединения. Они накапливают различные металлы. Из более 300 соединений, содержащихся в лишайниках, не менее 80 из них нигде больше в живом мире Земли не встречаются. Каждый год ученые находят в них все новые вещества, не встречающиеся больше ни в каких других живых организмах. В настоящее время уже известно более 20 тысяч видов лишайников, и ежегодно ученые открывают еще по несколько десятков новых видов этих организмов.

Особенности и свойства мицелия гриба (грибницы):

Мицелий гриба (грибница) распространяется на сотни метров вокруг растения, а его масса достигает порой нескольких тонн. В одном кубическом сантиметре почвы, окружающей корни, общая протяженность грибных нитей (гифов) составляет от 20 до 40 метров.

Грибы имеют мощный ферментативный аппарат, способный перерабатывать (расщеплять и переваривать) самые разные питательные вещества в почве, как органического (гуматы и пр.), так и неорганического происхождения (калий, фосфор и пр. минералы), в нужную и усвояемую растениями форму. Известно, что минеральные вещества в огромных количествах содержатся в почве, но сами растения не могут их извлечь и поэтому испытывают голод.

Гифы гриба более, чем на порядок тоньше корневых волосков и поэтому способны проникать в тончайшие поры почвенных минералов, впоследствии расщепляя их на необходимые компоненты.

Польза от агрокультуры, выращенной с помощью микоризы:

– растения содержат свои собственных витамины и минералы,

– более высокая питательная ценность продуктов,

– выращивание продуктов питания так, как это делает природа,

– больший срок годности, меньше отходов,

– здоровее растения – здоровее люди,

– любой может участвовать, получив нужное образование,

– точно знаем – то, что поступает в продукты, поступает в нас.

Микоризация как технология будущего

В связи с таким положением вещей агрономы предложили решить проблему путем искусственного внесения частиц мицелия в почву для улучшения роста и развития растений. Сейчас эти технологии еще находятся на тестировании и не распространены в широких масштабах, но начало грандиозному проекту уже положено, и научно-исследовательские институты многих стран уже активно занимаются разработкой этой колоссальной идеи.

Раньше залогом плодородия земли считалось большое наличие в ней гумуса, теперь же ученые делают акцент на содержание в почве особого белка — гломалина, который накапливается в ней как раз благодаря микоризным грибам. А без него, как выяснила современная наука, вообще невозможно существование растительного мира.

Кроме того, гифы грибов улучшают структуру верхнего слоя почвы, усиливают аэрацию, а также способствуют усилению защитной системы растения, что предупреждает его заражение болезнетворными бактериями и повышает устойчивость к резкой смене погодных условий.

Применение микоризных прививок обеспечивает увеличение урожайности, а вместе с тем уменьшает расходы на удобрения и уменьшает количество требуемого полива. В засушливое время микориза защищает корневую систему от пересыхания, а в периоды повышенной влажности, наоборот, придерживает воду, не позволяя корням вымокать.

В почвах очень бедных по определению (на месте бывших карьеров, промышленных территорий и других поврежденных земель) микоризная система способствует восстановлению плодородия и защите растительного организма от токсических включений — солей тяжелых металлов и химикатов. С точки зрения биологии, эта методика поможет возрождению почвы на отработанных территориях, загрязненных различными вредными веществами.

Виды взаимодействий

Микробиология дает несколько классификаций бактериальных симбиозов:

1. По входящим компонентам (макро- и микросимбиоз).
2. По расположению компонентов друг относительно друга: эндосимбиоз (внутриорганизменный) и экзосимбиоз (внешнее расположение взаимодействующих организмов).
3. По характеру взаимоотношений, в которые вступают организмы (взаимовыгодный муталистический, подавляющий паразитизм, безразличный нейтрализм).
4. По зависимости друг от друга (облигатный – партнеры не могут существовать вне симбиоза, факультативный – каждый симбионт может жить отдельной жизнью).

Отдельным порядком стоит комменсализм. Это такая связь между бактерией и другим организмом, при которой один из участников получает выгоду, а другой безразличен к установленной связи и к ее продуктам.

Указанные свойства симбиозов нельзя назвать стабильной характеристикой, поскольку при определенных условиях вид совместного сожительства может меняться. Так, муталистическое сожительство может перейти в паразитизм или в нейтрализм и наоборот.