Mikorizė – kas tai? Grybų ir augalų šaknų simbiozė, tipai
Mikorizė — kas tai? Sužinokite apie grybų ir augalų šaknų simbiozę, jos tipus (ektomikorizė, endomikorizė) ir reikšmę augalų augimui bei ekosistemoms.
Mikorizė (graikiškai – grybų šaknys) yra simbiozė tarp grybo ir augalo šaknų. Tai glaudus tarpusavio ryšys, kurio metu tiek grybas, tiek augalas gauna naudos: grybas gauna iš augalo angliavandenių, o augalas – pagerintą prieigą prie vandens ir maisto medžiagų.
Kaip veikia mikorizė?
Grybo hifai sudaro tankias plonų siūliukų tinklus, kurie įsiskverbia į dirvą ir šaknų zoną. Šie tinklai efektyviau nei augalų šaknys pasisavina maisto medžiagas (ypač fosforą, azotą bei mikroelementus) ir vandenį, todėl augalas gauna papildomų išteklių. Mainais augalas tiekia grybui angliavandenius (sacharozę, gliukozę), kurių grybas pats nesugeba pagaminti.
Tipai
Mikorizės tradiciškai skirstomos į dvi pagrindines grupes:
- Ektomikorizė – grybų hifai dengia šaknį išorėje (sudaro mantiją) ir tarpšakninių audinių tarpusavyje sukurią Hartig tinklą, tačiau neprasiskverbia į atskiras šaknies ląsteles. Ektomikorizė dažna medžiams (pvz., pušims, ąžuolams, beržams) ir dažniausiai susijusi su Basidiomycota bei kai kuriomis Ascomycota grupėmis.
- Endomikorizė – grybų hifai prasiskverbia pro ląstelės sienelę ir formuoja struktūras ląstelės viduje ar prie membranos. Tai apima kelis potipius, iš kurių svarbiausias yra arbuskulinė (arbuscular) mikorizė, kurią sudaro Glomeromycota grybai ir kuri paplitusi žolėms ir daugumai kultūrinių augalų.
Endomikorizės potipiai:
- Arbuskulinė (arbuscular) mikorizė – formuoja arbuskules (detalesnius kontakto taškus) bei dažnai vakuoles (vesikules).
- Orchidėdų (orchid) mikorizė – būtina daugeliui orchidėjų sėklų sudygimui; grybas maitina ankstyvą augalo vystymąsi.
- Erikinių augalų (ericoid) mikorizė – leidžia Ericaceae šeimos augalams gyventi rūgščiose, maistingųjų medžiagų stokojančiose dirvose.
Nauda augalams
- Pagerintas maisto medžiagų įsisavinimas – ypač fosforo, bet ir azoto bei mikroelementų.
- Geresnis vandens tiekimas – hifai pasiekia mažesnius dirvos porų tarpus ir papildomai aprūpina vandenį.
- Apsauga nuo patogenų – mikorizė gali sumažinti šaknų ligų intensyvumą, konkurenciją su žalingomis mikroorganizmų rūšimis ir apsaugoti nuo nepalankių sąlygų.
- Dirvos struktūros gerinimas – hifų tinklai stabilizuoja dirvožemio daleles, skatina humuso formavimąsi ir oro pralaidumą.
- Ryšiai tarp augalų – mikoriziniai tinklai gali sujungti skirtingus augalus ir leisti perduoti gliukozę, signalus apie stresą ar net vandenį bei maisto medžiagas („wood wide web“ fenomenas).
Ekologinė ir ūkinė reikšmė
Mikorizės yra svarbios augalų augimui daugelyje ekosistemų. Apie 80 % sausumos augalų rūšių (ir daugiau kaip 90 % šeimų) sudaro santykius su mikoriziniais grybais. Jos lemia biologinę įvairovę, augalų bendrijų struktūrą, medžių sveikatą miškuose ir sėkmingą augimo pradžią restauruojamose teritorijose.
Ūkinėje praktikoje mikoriziniai inokuliantai naudojami medelynams, želdynams, daržininkystei ir ekologinei žemdirbystei: tinkamas mikorizės palaikymas gali sumažinti trąšų ir vandens poreikį bei pagerinti augalų atsparumą stresui.
Kas veikia mikorizės susidarymą?
- Dirvos cheminės savybės: pH, fosforo kiekis (per didelis P slopina mikorizę), drėgmė ir organinė medžiaga.
- Žemės ūkio praktikos: intensyvus dirvos purenimas, pesticidai ir fungicidai gali mažinti mikorizinių grybų populiacijas.
- Aplinkos tarša: sunkieji metalai, druskos ir kitos teršalų medžiagos trikdo santykį.
- Augalų ir grybų suderinamumas: kai kuriais atvejais mikorizė yra labai specifinė – ne visi grybai gali susijungti su visomis augalų rūšimis.
Kaip skatinti mikorizę sode ar ūkyje?
- Atsargiai naudoti fosforo trąšas — venkite perteklinių dozių.
- Mažinti intensyvų žemės dirbimą ir palaikyti dirvos organinę medžiagą.
- Naudoti patikrintus mikorizinius inokuliantus pasodinant jaunus medžius ar sodinukus.
- Išsaugoti biologinę įvairovę ir vengti nereikalingų fungicidų.
Tyrimai ir istorija
Mikorizės simbiozė yra sena – ji atsirado mažiausiai prieš 400 milijonų metų; tai patvirtina fosiliniai radiniai (pvz., Rhynie chert augalai ir jų mikoriziniai ryšiai). Šiuolaikiniai tyrimai naudoja molekulinius metodus, šaknų dažymą, izotopų žymėjimą ir ekosistemų lygmens eksperimentus, kad suprastų mikorizės funkcijas, rūšių sąveikas ir panaudojimo galimybes žemės ūkyje bei miškininkystėje.
Santrauka: mikorizė – tai plačiai paplitusi ir evoliuciškai reikšminga simbiozė, kuri gerokai pagerina augalų gebėjimą pasisavinti maisto medžiagas ir vandenį, apsaugo nuo ligų ir daro didelę įtaką ekosistemų sveikatai bei produktyvumui.
Kviečiai yra mikorizinis augalas
Mikorizės schema su terminais ispanų kalba. Tai endomikorizė: arbuskulės arba pūslelės yra augalo ląstelės sienelės viduje ir yra prisitvirtinusios prie ląstelės membranos.
Ektomikoriziniai bukai
Kaip tai veikia
Dėl šios abipusės priklausomybės grybas gauna cukraus, pavyzdžiui, gliukozės ir sacharozės, kuriuos augalas gamina fotosintezės metu. Angliavandeniai iš šaltinio (dažniausiai lapų) patenka į šaknis, o iš ten - į grybo partnerį. Mainais už tai augalas gali naudotis labai dideliu grybienos paviršiaus plotu vandeniui ir mineralinėms maisto medžiagoms, ypač fosforui, iš dirvožemio sugerti.
Padidėjusios absorbcijos mechanizmai yra fiziniai ir cheminiai. Mikorizės miceliai yra daug mažesnio skersmens nei mažiausios šaknys. Jie gali ištirti didesnį dirvožemio tūrį, todėl absorbcijos paviršiaus plotas yra didesnis: "Apskaičiuota, kad kiekviename dirvožemio kilograme yra mažiausiai 200 km grybų gijų.
Privalumai
Mikorizės augalai dažnai būna atsparesni ligoms, pavyzdžiui, sukeliamoms mikrobinių dirvožemio patogenų, taip pat atsparesni sausros poveikiui. Šį poveikį galbūt lemia geresnis vandens ir mineralinių medžiagų pasisavinimas mikoriziniuose augaluose.
Mikorizė ypač naudinga augalams, augantiems skurdžiame dirvožemyje. Steriliame dirvožemyje ir auginimo terpėse auginami augalai dažnai būna prasti, jei nepridedama mikorizinių grybų sporų ar hifų, kurios kolonizuoja augalų šaknis ir padeda pasisavinti mineralines dirvožemio maisto medžiagas. Mikorizinių grybų nebuvimas taip pat gali sulėtinti augalų augimą atšiauriose vietovėse.
Grybų partneriai taip pat gali padėti augalui perduoti cukrų ir kitas maistines medžiagas. Tokios mikorizės bendrijos vadinamos bendraisiais mikorizės tinklais. Kai kurios rūšys apsigyvena šaknų, stiebų ir lapų viduje esančiuose audiniuose, tokiu atveju jos vadinamos endofitais. Panašiai kaip mikorizė, endofitų kolonizacija grybais gali būti naudinga abiem partneriams. Žolių endofitai suteikia savo šeimininkui didesnį atsparumą ganytojams, o mainais iš augalo gauna maisto ir prieglobstį.
Bakterijos mikorizoje
Mikorizinės šaknys yra puiki ekologinė niša kitiems mikrobams. Mikoriziniai grybai gali būti bakterijų, kurios savo gyvenimo ciklą užbaigia grybo ląstelėse, šeimininkai. Vienas iš geriausiai žinomų yra Geosiphon pyriforme, kuris gali priimti cianobakterijas būdingose pūslėse. Arbuskulinės mikorizės (AM) grybai unikalūs tuo, kad jų citoplazmoje gyvena bakterijos. Viduląstelinės struktūros, labai panašios į bakterijas, pirmą kartą aprašytos XX a. septintajame dešimtmetyje. Vėliau tyrimais jos buvo identifikuotos kaip tikros bakterijos.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra mikorizė?
Atsakymas: Mikorizė - tai simbiozė tarp grybo ir augalo šaknų, kai grybas gyvena augalo šaknų viduje ir žemėje.
K: Kodėl mikorizės yra svarbios augalų augimui daugelyje ekosistemų?
A: Mikorizės yra svarbios augalų augimui daugelyje ekosistemų, nes grybų hifai efektyviau nei augalų šaknys pasisavina maisto medžiagas.
K: Kiek procentų visų sausumos augalų rūšių turi mikorizę?
A: Bent 80 % visų sausumos augalų rūšių (ir daugiau kaip 90 % šeimų) turi mikorizę.
K: Kiek grybų ir augalų rūšių dalyvauja mikorizėje?
A: Mikorizėje dalyvauja apie 6000 grybų rūšių ir 240 000 augalų rūšių.
K: Kokie yra du pagrindiniai mikorizės tipai?
A: Du pagrindiniai mikorizės tipai yra ektomikorizė ir endomikorizė.
K: Kuo skiriasi ektomikoriziniai ir endomikoriziniai grybai?
A: Ektomikoriziniai ir endomikoriziniai grybai skiriasi tuo, kad ektomikorizinių grybų hifai neprasiskverbia į atskiras šaknies ląsteles, o endomikorizinių grybų hifai prasiskverbia pro ląstelės sienelę ir įsiskverbia į ląstelės membraną.
Klausimas: Kas yra medžio plačiajuostis tinklas?
A: "Wood Wide Web" - tai terminas, vartojamas mikorizės tinklams miškuose apibūdinti.
Ieškoti