Mikoheterotrofija — kas tas ir? Definīcija, mehānisms un piemēri
Mikoheterotrofija: kas tas ir? Uzzini definīciju, mehānismus un piemērus — kā daži augi iegūst barību, parazitējot uz sēnēm, nevis fotosintēzējot.
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.
Monotropa uniflora ar Russula brevipes micēliju miceliju mikoheterotrofas saknes
Monotropa uniflora jeb spoku augs ir parazīts. Šis mikoheterotrofs visu uzturu saņem no Russulaceae dzimtas sēnes.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir mikoheterotropija?
A: Mikheterotrofija ir dažu augu un sēņu attiecības, kad augs visu vai daļu barības iegūst, parazitējot uz sēnēm, nevis fotosintēzes ceļā.
J: Kā agrāk tika uzskatīts, ka nefotosintezējoši augi nodarbojas ar nefotosintēzi?
A: Agrāk tika uzskatīts, ka nefotosintētiskie augi iegūst barību, sadalot organiskās vielas tāpat kā sēnes, tāpēc tos sauca par saprofītiem.
J: Vai iepriekšējā izpratne par nefotosintētiskajiem augiem bija pareiza?
A: Nē, tagad ir zināms, ka neviens augs fizioloģiski nespēj tieši sadalīt organiskās vielas.
J: Kā nefotosintētiskie augi iegūst barību?
A: Lai iegūtu barību, nefotosintētiskie augi parazitē, izmantojot mikohetotrofiju vai citu augu tiešu parazitēšanu.
J: Kur ir saskares punkts starp augu un sēņu partneriem mikoheterotrofijā?
A: Saskares punkts starp augu un sēņu partneriem mikoheterotrofijā ir starp auga saknēm un sēnes micēliju.
J: Kam ļoti līdzinās mikheterotrofija?
A: Mikheterotrofija ļoti atgādina mikorizu.
J: Kāds ir uzskats par to, kā attīstījusies mikheterotrofija?
A: Tiek uzskatīts, ka mikoheterotrofija ir attīstījusies no mikorizas.
Meklēt