Symbióza je zákon vzájemné pomoci v přírodě. IA Info-Islam

Některé rostliny vstupují do úzkých symbiotických vztahů s půdními mikroorganismy. Pronikají kořenovým systémem nebo nadzemními tkáněmi rostlin a živí se organickými sloučeninami syntetizovanými hostitelskou rostlinou. Rostliny zase přijímají řadu látek různých typů ze symbiotických mikroorganismů. Symbióza luštěnin s bakteriemi rodu . Rhizobium a rostliny jiných čeledí s aktinomycety rodu Frankia. Bylo také zjištěno, že kořenový systém drtivé většiny suchozemských rostlin tvoří s houbami tzv. mykorhizu, která má nepochybně symbiotickou povahu. Významným milníkem ve vývoji teorie vztahu mezi půdními houbami a vyššími rostlinami byla práce ruského vědce F. M. Kamenský, který na konci 19. století studoval anatomickou strukturu kořenů smrku (Monotropní hypopity). Zjistil, že kořeny této rostliny, zejména jejich konce, jsou pokryty silnou vrstvou houbového mycelia. Vědec dospěl k závěru, že symbiotické vztahy mezi houbou a kořenovým systémem smrku jsou možné.

Na konci 19. století ruský vědec V. K. Varlnch zjistili, že kořeny orchidejí jsou také prostoupeny myceliem houby. Navíc rostliny orchidejí vůbec nerostou bez symbiotické houby. Následná práce, zejména německého výzkumníka V. Franka, umožnilo prokázat přítomnost houbového mycelia na aktivní části kořenů mnoha listnatých a jehličnatých druhů stromů. Frank nazval komplex tvořený kořeny rostlin a houbami mykorhiza, což doslova znamená „kořen houby“. Přítomnost nebo nepřítomnost mykorhizy, stejně jako vlastnosti její struktury, závisí hlavně na systematické poloze hostitelské rostliny. Mezi vyššími sporovými rostlinami nemají sporofyty plavuňů a přesliček mykorhizu. Všechny nahosemenné rostliny jsou mykotrofní. Z krytosemenných rostlin nemají mykorhizu ostřice, sítina, brukvovité rostliny, mák, hřebíček, většina pohanky a ostřice. Luštěniny, které jsou v symbióze s bakteriemi, mají také mykorhizu. Obecně je mykorhiza rozšířená u široké škály skupin rostlin, a to jak semenných, tak archegonických. Vodní rostliny mykorhizu nemají. Vzhled a vnitřní struktura mykorhizy se mohou značně lišit. Rozlišuje se ektotrofní, endotrofní a přechodná (ektoendotrofní) mykorhiza. Mezi těmito typy mykorhizy mohou existovat nejrůznější variace. Typy mykorhizy byly podrobně popsány I. A. Selivanov. Endotrofická mykorhiza. Nejběžnější endotrofní typ mykorhizy. Je charakteristická pro bylinnou vegetaci, mnoho stromů a keřů. Při tvorbě endotrofní mykorhizy se mycelium houby šíří nejen mezi buňkami kůry parenchymu, ale také do nich proniká (obr. 67, B) Buňky kortexového parenchymu zůstávají životaschopné a tráví mycelium, které do nich proniklo. Popsaný proces je obzvláště patrný u buněk umístěných hluboko v parenchymu; připomíná fenomén fagocytózy. Obr. 67. Ektotrofie (A) a enlotrofní (B) mykorhiza: / – hyfy nahrazující kořenové vlásky: 2 – Hartigova síť; 3 – hyfa pronikající do kořene; 4 – vezikuly pod vlivem buněčného obsahu, intracelulární mycelium někdy tvoří kuličky (pelotony) a často stromovité větve (arbuskuly) nebo oteklé konce (sporangioly и vezikuly). Je možné, že sporangioly v některých případech představují lýzující arbuskuly. V kořenech s endotrofní mykorhizou některé myceliální zakončení zasahují do půdy. Takové hyfy se nazývají emise. Nejsou tak husté a netvoří houbovou pochvu jako u ektotrofní mykorhizy. Proto jsou kořenové chloupky rostlin s endotrofní mykorhizou obvykle zachovány. Ektotrofní mykorhiza. Ektotrofní mykorhiza je poměrně běžná. Je charakteristická hlavně pro jehličnany a „jehnědé krytosemenné rostliny“, méně častá je u jiných systematických skupin rostlin. Kořen s mykorhizou tohoto typu je obalen poměrně hustou houbovou pochvou, ze které se do všech směrů rozprostírá hustá síť hyf (obr. 67, A). Ektotrofní mykorhiza se může lišit barvou myceliální pochvy; může být bělavá, šedá, růžová, hnědá a další odstíny. Rozlišují se mykorhizy s plstnatým povrchem, chlupaté nebo štětinaté a hladké (obr. 68).

V ektotrofní mykorhize pronikají houbové hyfy kořenem do malé hloubky a omezují se hlavně na mezibuněčné prostory ektodermu. Zde se hyfy proplétají a tvoří hustou síť zvanou Hartigovský (pojmenováno po vědci, který jej objevil) R. Hartiga). Hustý houbový obal navíc často obaluje kořeny tak, že kořenové chloupky mizí a mycelium houby absorbuje vodu a živiny z půdy. Vnější vrstva buněk kořenové kůry je víceméně úplně zničena. Pod houbovým obalem se nachází vrstva buněk s velkým množstvím taninů. Hlavní konce kořenů (růstové) jsou vůči houbě imunní a netvoří mykorhizu. Jejich růst do délky pokračuje po celé léto, což umožní kořenům pokrýt větší objem půdy. Ektotrofní mykorhiza je jednoletý útvar, který se každoročně obnovuje. Vznik mykorhizy, znázorněný na obrázku 69, je třeba považovat za diagram; struktura mykorhizy se může značně lišit i u téže rostliny. Ks Jiné typy mykorhizy. Přechodná mykorhiza kombinuje rysy ektotrofní a endotrofní mykorhizy. Někdy se pozoruje i peritrofní mykorhiza. V tomto případě houby nevytvářejí blízký vztah s rostlinami. Usazují se v rhizosféře a obalují kořen. Obr. 68. Mykorhiza na kořenech rostlinných druhů: A – hladký na kořenech borovice (podle: B. Bjorkmana); B – štětinatý na kořenech lýka (podle: A. Hatch) Obr. 69.Tvorba ektotrofní mykorhizy u jeřabin: pozoruje se postupná tvorba Hartigovy sítě a mykorhizní pochvy houbou, což vede k redukci kořenových vlásků. Pravou mykorhizu je třeba odlišovat od pseudomykorhizy tvořené parazitickými houbami. Pseudomykorhiza se pravé mykorhize podobá pouze vzhledem, ale postihuje všechny kořenové tkáně a má odlišný fyziologický základ. Kromě škodlivosti rostlině nic nedělá. Houby tvořící mykorhizu významně posilují a zlepšují vývoj kořene a nadzemních částí rostliny. pšt Význam mykorhizních hub pro rostliny. Ve vztahu k mykorhizním houbám lze vyšší rostliny rozdělit do následujících tří skupin:

• • obligátní mykotrofní rostliny, které se nevyvíjejí bez houby (rýžový, orchidej);
• • rostliny, jejichž růst a vývoj je zlepšen přítomností mykorhizy; tato skupina zahrnuje četné druhy stromů a keřů (dub, habr, jehličnany atd.), a také bylinné rostliny, včetně zemědělských plodin;
• • rostliny, které se vyvíjejí bez mykorhizy – vodní a malá skupina suchozemských.

Mykorhizní houby dřevinné a zejména bylinné vegetace dosud nebyly dostatečně prozkoumány. Bylo však zjištěno, že endomykorhizní houby patří do čeledi Endago-pasea (narození Glomus и Sklerocystis).

Mykorhiza v téže rostlině může být tvořena různými druhy hub schopnými s ní symbiózy. Na druhou stranu, tatáž houba může vytvářet mykorhizu s různými rostlinami. Řada hub však vykazuje určitou specifičnost. To vysvětluje velmi charakteristické složení žampionů v různých lesích.

Podmínky, které podporují dobrý růst rostlin, obvykle zlepšují tvorbu mykorhizy na nich. Organická a většina minerálních hnojiv má příznivý vliv na tvorbu mykorhizy. Zavádění dusíkatých hnojiv však tvorbu mykorhizy potlačuje. To se pravděpodobně vysvětluje tím, že při významném množství dusíku se sacharidy v rostlině zpracovávají na bílkoviny, v důsledku čehož se zhoršuje výživa symbiotické houby.

Studie rozšíření mykorhizy v různých krajinogeografických zónách ukazuje, že v tundrových a pouštních fytocenózách jsou symbiotické vztahy mezi vyššími rostlinami a houbami znatelně oslabeny. V lesních a stepních zónách převažují mykotrofní druhy rostlin nad nemykotrofními.

Houbové mycelium obklopující kořen zvětšuje jeho pracovní plochu. Díky tomu jsou rostliny schopny aktivněji absorbovat živiny z půdy. Fosfor, zejména ve formě polyfosfátů, je tak houbovými hyfami transportován do rostlinných tkání významnou rychlostí. Mykorhizní houbové hyfy jsou schopny absorbovat tento prvek z půdy mimo kořenovou zónu, kterou vyčerpaly. Jsou také schopny využít výrazně nižší koncentrace fosforu z půdního roztoku než kořeny rostlin. Mykorhizní houby zřejmě asimilují fosforečnany hliníku a železa, které jsou pro rostliny obtížně dostupné.

Rostliny s mykorhizou snáze absorbují vlhkost, když je jí v půdě nedostatek, a proto snáze snášejí sucho. Houby tvořící mykorhizu mineralizují mnoho organických sloučenin, což zlepšuje výživu rostlin.

Kromě toho mykorhizní houby produkují biologicky aktivní látky a tím podporují růst rostlin. Některé symbiotické houby ničí humus.

Vznik mykorhizy je možný, pokud jsou v půdě přítomny vhodné houby. Obvykle jsou přítomny v mikrobiální cenóze půdy. V některých případech, například při stepním zalesňování a melioraci, kdy se v půdě nevyskytují mykorhizní houby dřevin, je však vhodné je do půdy přidat.

Naši planetu obývají desítky milionů druhů živých organismů, od nejprimitivnějších bakterií až po nejsložitější obratlovce. Všechny tyto druhy jsou v neustálé a úzké interakci mezi sebou.

Organismy mezi sebou soupeří o prostředí, o zdroje potravy, parazitují na sobě, nebo si naopak pomáhají při získávání potravy, jejím zpracování, při ochraně před společnými nepřáteli nebo v procesech rozmnožování. V ekologii se takové vztahy mezi živými organismy nazývají symbiotické – od slova symbióza (řecky συμ- – „spolu“ a βίος – „život“).

V přírodě existuje široká škála příkladů vzájemně prospěšné symbiózy. Od bakterií žaludku a střev, bez kterých by trávení nebylo možné, až po rostliny, jejichž pyl může šířit pouze jeden specifický druh hmyzu. Na příkladu symbiotických vztahů vidíme, že Nejvyšší Stvořitel stanovil v přírodě živých bytostí úžasný zákon vzájemné pomoci – všechny druhy zvířat, rostlin, hub, bakterií jsou v intenzivním kontaktu a vzájemně si pomáhají v životních procesech. Během těchto kontaktů dochází k činnostem nebo vznikají látky, které jsou pro partnery nezbytné a nenahraditelné. V tomto článku se budeme zabývat nejtypičtějšími příklady vzájemně prospěšné symbiózy, která je definována i jiným termínem – mutualismus.

Včely a květiny

16,63 KbNejvýraznějším a nejznámějším příkladem symbiózy, který známe z dětských učebnic přírodopisu a který můžeme pozorovat v našem každodenním životě – jak na příkladu pokojových rostlin, tak v přírodě – je partnerství včel a květin. Tento typ symbiózy slouží k pokračování života rostlin i samotného hmyzu. Včela odebírá nektar a pyl z květů a létající z květu na květ dodává pyl potřebný k opylování jiným květům. Díky této společné práci se rostliny rozmnožují. Samotná včela se díky květům živí sladkým nektarem a produkuje zdravý med.

Květiny mají speciální mechanismy k přilákání hmyzu – některé druhy vydávají vůně a pachy, které hmyz přitahují z velkých vzdáleností, jiné nabývají jasných, elegantních barev. Ale po opylení v květech nezůstává žádný nektar. A aby se včela k prázdné rostlině znovu nepřiblížila, mají květy mnoho způsobů, jak včelám o tom sdělit: ztrácejí vůni, ohazují okvětní lístky, otáčejí hlavičky opačným směrem nebo mění barvu a blednou.

Kromě včel se na opylování rostlin podílí obrovské množství dalšího hmyzu – mezi hmyz, který je v našem regionu známý, patří vosy, čmeláci, všechny druhy brouků atd. Vědci tvrdí, že 70 procent kvetoucích rostlin existuje díky hmyzu. Kromě toho 30 procent potravinářských produktů tvoří plodiny opylované včelami (V. Pokidko).

Lišejníky

7,65 KbV každodenním životě se často setkáváme s různými druhy lišejníků. Lišejníky se často vyskytují na chatkách, zahradách, na skalách, větvích stromů nebo na stěnách budov. Málokdo však ví, že lišejníky se skládají ze dvou zcela odlišných organismů patřících do různých říší živého světa. Lišejníky jsou symbiotická společenství hub a mikroskopických zelených řas a/nebo sinic. Symbiotická povaha lišejníků byla objevena až v polovině 1866. století; předtím je někteří vědci klasifikovali jako mechy, zatímco jiní jako řasy. V roce XNUMX ruští botanici A. Famincyn a O. Baranetsky objevili, že zelené buňky v lišejnících jsou jednobuněčné řasy. V té době byly tyto objevy vnímány jako „nejúžasnější“.

V lišejnících houba a řasa koexistují jako jeden organismus – houba přijímá živiny z řas, které vznikají v důsledku fotosyntézy. Ze zelených řas pocházejí vícesytné alkoholy, které houba snadno vstřebává. Sinice dodávají houbě glukózu a také látky obsahující dusík, které vznikají v důsledku fixace dusíku, kterou provádějí. Houba vytváří pro řasy optimálnější mikroklima: chrání je před vysycháním, chrání je před ultrafialovým zářením, zajišťuje život na kyselých substrátech a zmírňuje účinky řady dalších nepříznivých faktorů.

Za zmínku stojí, že lišejníky hrají důležitou roli v životě biosféry. Například významně přispívají k procesům tvorby půdy, jejich role je důležitá v životě zvířat v podmínkách Dálného severu, kde je vegetace vzácná, v zimních měsících tvoří asi 90 % stravy jelenů. Pro jeleny je obzvláště důležitý sobí mech. Lišejníky lidé používají také jako potravinu a léčivo.

Luštěniny a „nodulové“ bakterie

Jedním z učebnicových příkladů vztahů mezi živými organismy je klasická symbióza – vztah mezi luštěninami a bakteriemi fixujícími dusík. Rostliny nemají schopnost absorbovat dusík obsažený v atmosférickém vzduchu, a tak jim na pomoc přicházejí bakterie rodu Rhizobium. Tyto bakterie mají schopnost fixovat atmosférický dusík, přeměňovat ho na přístupné formy a přenášet ho do rostlin. Dusík je jednou z hlavních složek proteinové struktury, proto je pro živé organismy obzvláště důležité získávat dusík v přístupné formě.

Bakterie se nacházejí v kořenech luštěnin ve formě speciálních uzlíků, odtud pochází název „uzlíkové bakterie“. Mezi rostlinou a bakteriemi dochází k výměně různých chemických sloučenin – produktů metabolismu. Mikroby přijímají živiny (zejména cukry) a energii pro svou vlastní životní činnost a na oplátku rostlině poskytují dusíkaté sloučeniny a fyziologicky aktivní látky, které stimulují její růst a vývoj.

Luštěniny díky symbióze s bakteriemi vázajícími dusík obohacují půdu o dusíkaté sloučeniny. Proto se luštěniny v zemědělství často používají k obohacení půdy dusíkem.

Luštěniny však nejsou jediným příkladem vytváření vazeb s mikroorganismy vázajícími dusík. Známá dřevina, olše, může s luštěninami konkurovat v míře akumulace dostupných dusíkatých sloučenin v půdě. Symbionty olše jsou další mikroorganismy – houby z čeledi aktinomycetů. Symbiózy s aktinomycety rostlin, jako je rakytník řešetlákový, oliva a voskovka, jsou také široce známé. Dřevnaté symbiontní rostliny lze široce využívat ke zlepšení půdy. Olše černá a šedá, vysazené podél břehů nádrží, je nejen fixují a chrání půdu před erozí, ale také ji významně obohacují o dusík, což zase stimuluje vznik travního porostu.

Za zmínku stojí i další případ neobvyklé symbiózy rostlin s mikroorganismy. Řeč je o vodní kapradině azolle a její symbióze s sinicemi fixujícími dusík. Neobvyklé vlastnosti kapradiny se vysvětlují tím, že interaguje také s mikroby fixujícími dusík a díky tomu obohacuje rýži rostoucí v okolí dostupným dusíkem. Proto se azolla používá jako hnojivo pro rýžová pole. Schopnosti azolly vázat dusík v symbióze jsou působivé: v laboratorních podmínkách kapradina akumuluje až 7 mg čistého dusíku na 1 g sušiny za den. Na poli každý hektar, na kterém azolla roste, produkuje až 1000 – 1400 kg dusíku ročně. (S.V. Melnikova).

Vztahy mezi mikroorganismy a lidmi a savci

Člověk neznalý mikrobiologii vidí praktický význam mikroorganismů především ve škodách, které způsobují lidem, zvířatům a rostlinám. Ačkoli mikroorganismy někdy působí jako škůdci, jejich role jako prospěšných organismů výrazně převažuje.

Bakterie obývají gastrointestinální trakt zvířat i lidí a jsou nezbytné pro normální trávení. Jsou obzvláště důležité pro býložravce, kteří se živí ne tolik rostlinnou potravou, jako spíše produkty její bakteriální přeměny, a bakterie částečně tráví sami. Teprve díky bakteriím obsaženým v trávicím traktu si zvířata i lidé vyvinuli schopnost trávit rostlinnou potravu.

Lidské střevo obvykle obsahuje 300 až 1000 druhů bakterií o celkové hmotnosti až 1 kg a počet jejich buněk je řádově větší než počet buněk v lidském těle (Sears C.). Hrají důležitou roli při trávení sacharidů, syntetizují vitamíny a vytlačují patogenní bakterie. Obrazně řečeno, lidská mikroflóra je další „orgán“, který je zodpovědný za ochranu těla před infekcemi a trávení.

Dalším úžasným příkladem vztahu mezi mikroorganismy a zvířaty je trávicí systém přežvýkavců. Například kráva, díky které máme možnost jíst nejcennější produkt – mléko, má velmi složitý trávicí systém, speciálně navržený pro zpracování rostlinné potravy. Pouze kravský žaludek se skládá ze čtyř částí: bachoru, retikula, knihy a slezu. Asi 85 % objemu žaludku je v bachoru. Bachor zvířete je osídlen mikroorganismy, kterým tělo zvířete poskytuje optimální podmínky pro existenci a ty zase rozkládají organickou hmotu a přeměňují ji na stravitelnou formu a poskytují zvířatům nejdůležitější nutriční prvky. K tomu mají k dispozici sadu všech potřebných enzymů.

Bachor lze považovat za velkou fermentační komoru, která poskytuje nejvhodnější podmínky pro vývoj nesčetného množství mikroskopických organismů. Jejich počet je skutečně obrovský a může dosáhnout 10 % obsahu bachoru, tj. v bachoru krávy o hmotnosti 500–600 kg se nachází asi 7 kg těchto nenápadných zakrslých organismů.

Podobný vztah existuje i mezi lidským tělem a jeho kožní flórou. Naše kůže má charakteristickou bakteriální flóru, která konzumuje živiny obsažené v potu. Normální kožní flóra nezpůsobuje žádné nežádoucí účinky, s výjimkou produkce zapáchajících látek. Prospěšné funkce kožní flóry se projeví, když při vnějším užívání antibiotik nebo vnitřním přesycení těla jimi dojde i k ovlivnění kožních bakterií. V tomto případě se na lidské kůži začnou množit kvasinky a další patogenní houby (Obecná mikrobiologie).

Zákon vzájemné pomoci v přírodě

V tomto článku jsme se podívali jen na několik typických příkladů symbiotických vztahů mezi živými organismy, které můžeme pozorovat v každodenním životě. Ve skutečnosti existuje v přírodě mnoho takových příkladů – každá živá bytost vstupuje do vztahů s ostatními organismy kolem sebe. Téměř všechny takové vztahy jsou vzájemně prospěšné a vzájemně prospěšné.

Příklad symbiotických vztahů lze použít ke sledování úžasného zákona vzájemné pomoci, který Stvořitel stanovil v živém světě. Každý organismus žije v úzkém kontaktu s ostatními organismy, navzájem si pomáhají a zachraňují se. Na příkladu téže včely a květiny lze předpokládat, že mezi nimi existuje vzájemná dohoda o výměně nektaru za šíření pylu. A tato dohoda funguje v ideální formě, je zachována po miliony let a předávána z generace na generaci. Jak mohou tvorové, kteří nemají rozum, plnit vzájemné závazky v tak dokonalé formě? Ani lidé s nejrozvinutějším intelektem mezi živými tvory nejsou schopni plnit všechny podmínky dohod se svými obchodními partnery v ideální formě.

To lze vysvětlit pouze působením speciálního programu, který je do zvířat a rostlin vložen zvenčí a který je neustále pod něčí kontrolou. Jako by všechny živé organismy obývající planetu byly částicemi jediného naprogramovaného mechanismu, pracujícího bez poruch a zastavení po miliardy let. Každá částice tohoto zařízení striktně plní svou funkci, která vede ke společnému výsledku. Tvůrcem takové struktury je Všemohoucí Stvořitel, jehož vůlí se udržuje harmonie, řád a vzájemná pomoc ve vztazích mezi částicemi tohoto mechanismu.

Iskander NABIULLIN