Как грибы помогают деревьям переносить засуху
11 сентября 2016
Один из самых распространённых микоризных грибов нашёл общий язык с деревьями благодаря своим белкам, которые помогают качать воду внутрь клетки.
Грибы и растения начали жить в симбиозе очень давно, и польза от грибов растениям оказалась настолько велика, что даже непонятно, смогли ли бы деревья, кусты и пр. так прочно обосноваться на суше, если бы не их симбионты. Речь идёт, конечно же, о микоризе, когда грибной мицелий оплетает растительные корни, проникая в промежутки между клетками (порой и в сами клетки): гриб получает от растения питательную органику и фитогормоны, а сам облегчает дереву – обычно микориза формируется на древесных корнях – всасывание воды и минеральных веществ, которые без гриба для растения были бы просто недоступны. Для современных деревьев и вообще для лесных экосистем значение грибов симбионтов трудно переоценить, так что понятно, почему биологи пытаются понять механизмы растительно-грибного сотрудничества во всех деталях.
Один из самых распространённых микоризных грибов – Cenococcum geophilum из класса Дотидеомицетов: C. geophilum можно найти в разных географических зонах, от Арктики до субтропиков, но особенно часто он встречается в микоризе у тех растений, которым приходится выживать в экстремальных условиях. (Любопытно, что это вообще единственный симбиотический вид из всех Дотидеомицетов, которых насчитывается около 19 000 видов и среди которых много фитопатогенов.) Исследователи из Объединённого геномного института вместе с коллегами из других научных центров Америки и Европы сравнили геномы C. geophilum с двумя его близкими родственниками, которые никогда не были замечены в микоризе. Авторов работы интересовал транскриптом клеток гриба, то есть полный состав молекул РНК – как известно, если ген активен, на его ДНК синтезируются РНК-копии, и по количеству таких копий и по их «видовому составу» можно многое узнать о том, как клетка себя чувствует, чем она занята и т. д.
Сравнение C. geophilum с двумя родственными грибами показало, что у него действительно есть некоторые особенности, которые выдают в нём, так сказать, профессионального симбионта. Во-первых, как говорится в статье в Nature Communications, у C. geophilum мало ферментов, разрушающих стенку растительных клеток – такие ферменты есть у обычных, не микоризных грибов, которые сами разрушают почвенную органику, делая её пригодной для себя. В то же время у C. geophilum оказались чрезвычайно активны гены, кодирующие белки, которые встраиваются в клеточную мембрану и помогают перекачивать в клетку воду. Активность этих генов настроена на засуху, так что нет ничего удивительного в том, что деревья сформировали симбиоз с C. geophilum – он помогает им добывать воду, особенно когда её мало. (Хотя молекулярные детали процесса тут ещё предстоит выяснить.)
Вряд ли стоит подробно объяснять, какое большое практическое значение у подобных работ: узнав генетические подробности взаимоотношений деревьев и грибов, мы сможем повысить эффективность симбиоза и тем самым, например, ускорить восстановление лесов там, где они – нашими же стараниями – находятся под угрозой исчезновения.
Источник
Кто снабжает деревья водой
Почему почву в лесопосадках заселяют микоризными грибами?
1) Деревья вступают в симбиоз с грибами.
или, Микориза — грибокорень — взаимовыгодное сожительство (симбиоз) мицелия гриба с корнем высшего растения.
2) Мицелии грибов, оплетая корни растений, дают им воду и соли, что улучшает рост деревьев.
Микориза помогает растениям переносить стрессы, засуху, недостаток питания.
| Критерии оценивания ответа на задание С3 | Баллы |
|---|---|
| Ответ включает все названные выше элементы и не содержит биологических ошибок | 2 |
| Ответ включает 1 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 2 из названных выше элементов, но содержит не грубые биологические ошибки | 1 |
| Ответ неправильный | 0 |
| Максимальное количество баллов | 2 |
Мицелии грибов, оплетая корни растений, дают им воду и соли, что улучшает рост деревьев-это же и есть симбиоз, разве в егэ будут ставить 2 балла за такой ответ?
Микоризные грибы, растущие на перегнойной почве, лесной подстилке, разлагающейся древесине.Тем самым разлагая древесину и отдавая питательные вещества дереву. Даже, допустим, клетки камбия очень нежны, разрываются легче других, а потому кора отдирается легко в этом месте от лежащей под ней древесины. А грибы тем самым разлагают ее. Это и есть симбиоз. Один из основных.
А про мицелии грибов это тоже немаловажный аргумент.
То есть если я укажу только симбиоз мне засчитают только один балл?
К тому же помимо Мицелии есть множество других случаев симбиоза и микоризных грибов
да засчитают только один балл (если не будет комментария). Поясните второе предложение. не понятно, что Вы пытаетесь им сказать?
Подскажите, пожалуйста, почему во втором пункте нельзя написать о том, что грибы являются редуцентами, и поэтому при опаде листьев они способствуют их перегниванию?
В вопросе спрашивают именно про значение микоризы, а Вы даете ответ на другой вопрос 🙁
Симбиоз — это сожительство двух организмов разных видов, приносящее им ВЗАИМНУЮ пользу. Во втором пояснении говориться лишь о пользе для деревьев, почему в пояснении не указана польза для грибов? В частности то, что грибы получают органические вещества от деревьев?
Источник
Что такое микориза? Или для чего грибам нужны деревья, а деревьям нужны грибы
Глубоко заблуждаются российские (и не только!) грибники, когда наивно считают, что грибы в лесу растут для того, чтобы их собирали!
Это, по-детски наивное, утверждение имеет под собой столько же оснований, как и предположения о том, что на Дальнем Востоке деревья росли десятилетиями только для того, чтобы их срубили и в Китай вывезли. Да и природный газ в недрах России образовался, видимо, специально для «Северного потока — 2».
Зря что ли, американцы всеми силами ему препятствуют? В их недрах тоже газ есть. Но нет ни одного «Северного потока». Да, даже южного, ну или «турецкого».
Грибы тоже у них растут. Часто такие, о которых большинство из вас и не слыхивало. Не думаю, что эти знания вам пригодятся в дальнейшем, если вы только не решите эмигрировать.
Поэтому, давайте просто о грибах поговорим и о деревьях, под которыми они растут.
Для чего грибам нужны деревья?
Многие виды грибов (но не все!) образуют симбиоз с высшими растениями (деревьями и кустарниками). И ошибаются те, кто считает, что и с травами всякими тоже. Нет! Все лесные травинки-былинки, цветочки и ягодки для этого не подходят!
А вообще, конечно же, этот союз очень и очень интересное явление природы. Ведь совершенно разные по строению и образу жизни организмы объединяются, чтобы оказать друг другу помощь в существовании.
Ведь грибы лишены способности использовать солнечную энергию, не могут превращать простые, энергетически бедные материалы — углекислый газ, воду, минеральные вещества в органическую массу собственного тела. Поэтому они, по способу питания, полностью зависят от органических веществ, образованных растениями или животными.
Грибы получают от корней деревьев органические (главным образом безазотистые) вещества, образующиеся в их зелёных листьях.
Разумеется, что грибница «привязана» в своем обитании к своему растению-партнёру. Таковых может быть от одного до нескольких.
И только наивные, до глубины души, грибники могут считать, что те же подберёзовики растут исключительно под берёзами, а подосиновики — под осинами!
Есть разные виды как одних, так и других, которые образуют микоризу например с сосной, елью или грабом и никогда не вырастут под осинами или берёзами.
Что такое микориза?
Русские учёные Ф. М. Каменский, И. С. Фаминицын и И. В. Баранецкий ещё в конце 19 века выяснили, что грибы не просто растут по соседству с избранными ими деревьями. Скажем подосиновик под осиной, подберёзовик под берёзой, маслята под соснами.
Это соседство оказалось гораздо более тесным, чем можно было предположить изначально.
Каменский обнаружил и описал,что разветвления грибницы многих (но не всех!) грибов при встрече с мелкими боковыми корешками деревьев, оплетают их и образуют на них более или менее плотный чехол.
Не могу понять, как это ему удалось. Одними перекапываниями почвы очень трудно, почти невозможно, добиться таких результатов. Попробуйте покапать почву рядом с грибами в лесу.
Удастся вам обнаружить грибные чехольчики на корешках деревьев? У меня не получилось. Может не там копал?
Несколько позже после публикации научных работ Каменского, немецкий ученый А. Франк предложил назвать такое соединение микоризой, или грибокорнем (от древнегреческих слов «микес» — гриб и «ридза» — корень).
Для чего деревьям нужны грибы?
Грибы снабжают дерево водой и азотистыми веществами, которые они берут из разлагающихся растительных остатков, при помощи своего пышно разветвленного в почве мицелия.
И не думайте, что в этом есть какая-то ошибка! Мол, смешно сравнивать размеры грибов и деревьев! Ошибаетесь! Грибницы могут занимать площадь в десятки, а то и сотни квадратных метров! Корневая система ни одного дерева, не может занимать такие площади.
Можно, конечно же, вспомнить про американские гигантские секвойи. Но я про Россию пишу, а не про США.
Поэтому, грибы очень важны для деревьев в лесу. Особенно в период засухи. Грибница не будет в такой период выпускать на поверхность земли свои плодовые тела, что вовсе не мешает ей собирать влагу под многолетним опавшим слоем листвы и хвои и снабжать ею деревья-партнёры.
Но не только влагой помогают грибы высшим растениям. Использовав растительные остатки, в качестве источника питания, грибы перерабатывают их и возвращают в почву в виде простых органических соединений, которые становятся доступны деревьям.
Стало быть, от такого союза получается взаимная выгода, как для деревьев, так и для грибов.
В настоящее время известно несколько сотен видов микоризных грибов. Но, конечно же, не все, известные науке на данный момент грибы являются таковыми. И за примерами ходить далеко не нужно. Всем известные шампиньоны, как выращенные искусственно, так и дикоросы, таковыми не являются!
Спасибо всем, кто прочитал! Комментарии и «лайки» приветствуются!
Источник
Лесной интернет. Сотрудничество грибов и деревьев.
Деревья очень настроены на социум и помогают друг другу. Однако для успешного выживания в лесной экосистеме этого еще недостаточно. Каждый вид деревьев пытается занять больше места, повысить эффективность и таким образом вытеснить другие виды. Исход этого соревнования определяет не только свет, но и борьба за воду. Корни деревьев мастерски умеют осваивать влажную почву. Они образуют тончайшие волоски, чтобы увеличить свою поверхность и всасывать как можно больше. В нормальных условиях этого вполне достаточно, но больше – всегда лучше. Поэтому деревья уже миллионы лет назад заключили союз с грибами.
Грибы – удивительные существа. Наше общее разделение живой природы на растения и животных их обходит. Растения отличаются тем, что сами производят пищу из неживой материи, то есть полностью независимы. Неудивительно, что на скудных безжизненных почвах сначала должна появиться растительность, прежде чем за ней смогут последовать животные. Грибы – это что-то среднее. Их клеточные стенки образованы хитином, и в этом отношении они напоминают скорее насекомых, у растений это вещество не встречается. К тому же они неспособны к фотосинтезу и зависят от органических соединений других живых организмов, которых они поедают. Десятками лет сплетение их нитей, мицелий, распространяется под землей вширь. Так, в Швейцарии растет один опенок, размер которого – почти половина квадратного километра, а возраст – 1000 лет. Возраст еще одного опенка из американского штата Орегон оценивается и вовсе в 2400 лет, при этом его тело простирается на 9 квадратных километров и весит 600 тонн. Таким образом, именно грибы – самые большие из известных живых организмов на планете.
Впрочем, как раз эти гиганты – враги деревьев, они убивают деревья в поисках съедобных живых тканей. Поэтому рассмотрим лучше мирные контакты между грибом и деревом. С помощью мицелия подходящего гриба (например, для дуба это может быть млечник нейтральный) дерево может в несколько раз увеличить активную поверхность корней, то есть всасывать гораздо больше воды и питательных веществ. В растениях, которые сотрудничают с грибами, обнаруживается вдвое больше необходимых для жизни азота и фосфора, чем в тех, что рассчитывают только на собственные корни. Чтобы вступить в партнерство с одним из более тысячи видов грибов, дерево должно быть открытым такому союзу. Открытым в буквальном смысле, потому что грибные нити врастают внутрь нежных тонких корешков. Больно ли это, наукой не исследовано. Так или иначе, но теперь партнеры работают в одной упряжке.
Гриб не только пронизывает и обволакивает корни, но и пускает свои нити – гифы – вокруг, в окружающую лесную почву. При этом он выходит за границы обычной зоны распространения корней и растет дальше, к другим деревьям. Здесь он связывается с их грибами-партнерами и самими корнями. Возникает сеть, через которую идет оживленный обмен питательными веществами и даже информацией, например о предстоящем нашествии вредителей. Таким образом, грибы образуют что-то вроде лесного Интернета. Эта кабельная система имеет свою цену. Как мы знаем, жизнь грибов зависит от других организмов, ведь они во многом близки с животными. Без притока органики они просто погибли бы от голода. Так что они требуют от дерева-партнера оплаты в форме сахара и других углеводов, причем не особенно стесняются в цене. За свои услуги они требуют от дерева около трети всего, что оно производит!
Логично, что в ситуации такой зависимости ничего нельзя оставлять на волю случая. Поэтому нежные сплетения нитей начинают манипулировать окутанными ими кончиками корней. В первую очередь нужно подслушать, что именно рассказывает дерево через свои подземные побеги. Оценив, полезна ли им полученная информация, грибы начинают производить растительные гормоны, которые направляют рост клеток так, как нужно грибам . За щедрую оплату сахаром грибы предоставляют еще парочку услуг в подарок, например, фильтрацию тяжелых металлов. Деревьям они ничего хорошего не принесли бы, а грибам эти металлы не мешают. Выделенные вредные вещества каждую осень появляются над землей в тех прекрасных плодовых телах, белых или моховиках, которые мы с удовольствием собираем и приносим домой.
Медицинское обслуживание также входит в ассортимент. Нападут ли на дерево бактерии или его начнут разрушать коллеги-грибы – нежная грибная сеть защитит его от любых вторженцев. Грибы вместе со своими деревьями могут жить очень долго, сотни лет, пока у них все хорошо. Однако если условия окружающей среды меняются, например, в воздухе появляются вредные примеси, грибы испускают дух. Их зеленые партнеры, однако, скорбят недолго, вместо этого они быстро налаживают отношения с другим видом, который теперь уютно устраивается у их ног. Каждое дерево может сотрудничать с несколькими видами грибов, и только лишившись последнего из них, попадает в действительно трудную ситуацию. Грибы в этом отношении более чувствительны. Многие виды сами выискивают для себя подходящее дерево и, заняв его, будут связаны с ним и в горе, и в радости. Такое свойство, когда гриб предпочитает конкретный вид дерева, к примеру, только березу или только лиственницу, называется «хозяиноспецифичность». Другие, такие как лисички, уживаются с деревьями многих видов – пусть будет дуб, бук, ель, главное, чтобы под землей еще оставалось свободное местечко. Конкуренция здесь немалая: в одних только дубравах насчитывается больше 100 видов грибов, часть из которых встречается на корнях одних и тех же деревьев. Для дуба это, наоборот, очень удобно: ведь если условия изменятся и какой-то гриб исчезнет, то на пороге уже ждет следующий кандидат.
Правда, исследователи обнаружили, что и у грибов есть страховка. Так, связаны между собой мицелии не только деревьев одного вида, но и разных. Радиоактивный углерод, которым ученые пометили березу, прошел через почву и грибные сети в растущую поблизости дугласию. Как жестоко ни боролись бы деревья между собой в своей надземной части, как ни теснили бы друг друга их корневые системы, грибы, видимо, очень заинтересованы в компенсации и распределении. Действительно ли они хотят поддержать «чужие» деревья-хозяева или же только своих грибных родственников, которым нужна помощь (а те уж затем передают ее «своим» деревьям), пока не выяснено.Разнообразие – гарант существования естественных лесов, и поскольку грибы тоже нуждаются в постоянных условиях, они под землей компенсируют слишком успешные достижения одного вида деревьев, поддерживая и предохраняя от полной гибели другие виды.
Если, несмотря на взаимопомощь, грибу и дереву приходится туго, гриб может перейти к радикальным действиям, как демонстрирует веймутова сосна со своим партнером – лаковицей двухцветной (Laccaria bicolor). При недостатке азота лаковица выделяет в почву смертельный яд, который убивает всякую мелочь вроде ногохвосток, высвобождая содержащийся в них азот. Они невольно становятся удобрением для деревьев и самого гриба
Из книги «Тайная жизнь деревьев». Автор Петер Вольлебен.
Источник
