Mikoheterotrofija ir īpaša pierobežas attiecība starp dažu augu un sēņu sugu pārstāvjiem, kurā augs visu vai daļu barības (galvenokārt oglekļa) iegūst, parazitējot uz sēnēm, nevis ar fotosintēzi ražojot organiskās vielas pats.

Kas tas īsti ir un kāpēc senāk bija nepareizi saukt par saprofītismu

Agrāk tika uzskatīts, ka nefotosintētiskie augi iegūst barību, sadalot organiskās vielas, tādējādi rīkojoties kā saprofīti, līdzīgi sēnēm. Tas bija nepareizi. Tagad ir zināms, ka neviens augs fizioloģiski nav spējīgs tieši sadalīt organiskās vielas, tāpēc gudrāk ir runāt par mikoheterotrofiju — barības iegūšanu no sēnēm vai no sēņu un augu tīkliem.

Mehānisms — kā notiek barības pārvade

Augu un sēņu partneru saskarne šajā asociācijā parasti notiek starp auga saknēm un sēnes micēliju. Tieši caur šo kontaktpunktu ogleklis, slāpeklis un citas barības vielas pāriet no sēnes uz augu. Mikoheterotrofija bieži ir ļoti līdzīga mikorizai, un tiek uzskatīts, ka tā ir attīstījusies no mikorizas. Tomēr atšķirība ir tajā, kurš organisms galvenokārt iegūst no šīs savienības — mikorizā abi partneri parasti gūst labumu, bet mikoheterotrofijā augs iegūst barību no sēnes (dažkārt sēne savukārt saņem oglekli no citiem augiem).

Ir divi galvenie mehānismi:

  • tieša parazitēšana uz sēnes — augs saņem organiskās vielas tieši no sēnes micēlija;
  • epiparazitisms (tīkla izmantošana) — mycoheterotrofiskais augs izmanto sēni, kas ir savienota ar fotosintētiskiem augiem, tādējādi netieši saņemot no tiem ražoto oglekli (dažkārt to sauc arī par “apiphotoheterotrofiju” vai “tīkla parazitismu”).

Veidi un to pazīmes

  • Obligātā mikoheterotrofija — augs zaudējis vai praktiski zaudējis fotosintēzes spēju un pilnībā ir atkarīgs no sēnēm (piem., daudzi bezklorofilie augi).
  • Daļējā (fakultatīvā) mikoheterotrofija — augs spēj fotosintēt, bet papildus iegūst barību no sēnēm; bieži sastopama orchideju dzimtas pārstāvjos, īpaši to agrīnajā attīstības stadijā (protokormā).

Paraugpiemēri

Tipiski mikoheterotrofiskie augi ietver vairākas ģintis un sugas, piemēram:

  • Monotropa un citas Monotropeae grupas sugas (bieži sastopamas mežos; obligāti mikoheterotrofiskas);
  • Neottia nidus-avis (bērzu putnu ligzda / tīklains tārpnieks), Corallorhiza un Gastrodia — daudzās no tām ir obligāta mikoheterotrofija;
  • Daudzas orhidejas — protokormi (sēkliņu attīstības sākumstadijas) ir pilnīgi atkarīgi no sēnēm, un daži pieauguši orhideju sugu pārstāvji saglabā daļēju mikoheterotrofiju (piem., Cephalanthera un Epipactis sugas).

Ar kuriem sēnēm tās saistās?

Mikoheterotrofiskie augi saistās ar dažādiem mikorizas tipiem: daži partneri ir ar ektomikorizu saistītas sēnes (bieži mežu kokiem piesaistītas sēnes), citi — ar arbuskulāro mikorizu vai speciālām saprotrofiskām sēnēm. Daudzi obligātie mikoheterotrofi izmanto ektomikorizas sēnes, kas savukārt ir saistītas ar kokiem, tādējādi nodrošinot oglekli no fotosintētiskiem augiem.

Kā zinātnieki to nosaka?

Tipiskas noteikšanas metodes:

  • stabila oglekļa (13C) un slāpekļa (15N) izotopu analīze — mikoheterotrofiski augi parasti ir bagātāki ar šiem izotopiem salīdzinājumā ar fotosintētiskiem augiem;
  • molekulārie pētījumi (DNS sekvenēšana) sēņu partneru identifikācijai;
  • mikroskopiska novērošana, lai redzētu hyfu kontaktus ar auga audiem un mijiedarbības veidu.

Ekoloģiskā nozīme un aizsardzība

Mikoheterotrofija ir svarīga meža ekosistēmu oglekļa un barības vielu plūsmas daļa — tā sasaista sēņu tīklus ar augu kopienām un var ietekmēt bioloģisko daudzveidību. Tā kā mikoheterotrofiski augi bieži ir speciālisti, kuriem nepieciešama konkrēta sēnes-partnera klātbūtne, tie ir īpaši jutīgi pret mežu izciršanu, augsnes traucējumiem un mainīgiem vides apstākļiem. Daudzas no šīm sugām ir reģionāli retas vai aizsargājamas, tāpēc to saglabāšana prasa uzmanību arī sēņu un meža tīklojumam kopumā.

Kopsavilkums

Visbeidzot, mikoheterotrofija nav saprotama kā saprotrofisms — tas ir īpašs parazitārisks vai pusparazitārisks dzīves veids, kur augs izmanto sēnu micēliju, lai iegūtu barības vielas. Tā ir bieži saistīta ar mikorizas evolūciju un ir attīstījusies vairākkārt neatkarīgi dažādās augu grupās. Mikoheterotrofiju pētīt palīdz modernās izotopu un molekulārās metodes, un tās izpratne ir svarīga gan ekoloģijai, gan sugu saglabāšanai.