Трохан А.М. Таинственный мир, в котором мы живем
Симбиоз растений и …
Симбиоз – сожительство двух различных организмов (симбионтов) с целью оптимального приспособления к условиям существования совместными усилиями. Термин симбиоз впервые введен немецким ботаником А. де Барии (1879г.) в применении к лишайникам.
Лишайники представляют собой специализированную группу грибов, находящихся в постоянном сожительстве с водорослями, и представленную 26-ю тысячами видов, объединяемых 400 родами. Живучесть этих организмов исключительно высока. «Выступит ли где из под вод океана подводный утес, – писал К.А. Тимирязев, – оторвется ли обломок скалы, обнажив свежий, не выветрившийся излом, выпашется ли валун, века пролежавший под землей, – всегда, везде на голой, бесплодной поверхности первым появляется лишайник. Он добирается далее всех растений на север, выше всех в горы; ему нипочем зимняя стужа, летний зной; медленно, но упорно завоевывает он каждую пядь земли, и только по его следам, по проторенному им пути появляются более сложные формы жизни».
Яркий пример симбиоза среди растений представляет микориза – сожительство мицелия гриба с корнями высшего растения. Гифы грибов оплетают корни растения и способствуют поступлению в них воды и минеральных веществ из почвы. В свою очередь грибы питаются отмирающими частями растения. В одном кубическом сантиметре почвы суммарная длина содержащихся в нем гифов достигает двух километров.
Взаимоотношения высших растений и почвенных микроорганизмов являются одной из интереснейших и сложнейших проблем биологии. В фитоценозах за счет симбиоза с микроорганизмами растения обеспечиваются минеральным питанием, защитой от патогенов и растительноядных животных, а иногда регуляцией развития. Эти функции выполняют различные внутриклеточные симбионты.
Растения и микроорганизмы образуют единую систему, обладающую такими функциями, которые ни микробы, ни растения в отдельности не могут выполнить. Растения, лишенные возможности пользоваться услугами микроорганизмов, с которыми они прошли долгий и сложный путь эволюции, часто оказываются весьма беспомощными в этом мире, одна из наиболее важных потребностей растений – потребность в азоте. На корнях бобовых растений легко различить образования самой разной формы – клубеньки. На срезе они имеют ярко-красный цвет благодаря ферменту леггемоглобину, который, так же как и его ближайший родственник – гемоглобин крови, регулирует поступление кислорода и защищает от разрушающего воздействия нитрогеназу – один из наиболее сложных природных ферментов. Он переводит недоступный живым существам атмосферный газообразный азот в «съедобную» форму иона аммония NH4+. Некоторые бактерии могут заниматься этой деятельностью в одиночку, обеспечивая азотом только себя, другие же предпочли передать съедобный азот растениям. В благодарность за такой дефицитный и незаменимый азот растение предлагает микроорганизмам пищу и кров. Среди древних поверий и ритуальных действий редко встречаются такие, которые не имеют под собой реального основания. Так, например, среди древних русских обычаев хочу отметить два, касающихся яблони: при посещении кладбища положено класть возле надгробия яблоко, но яблоню на кладбище сажать запрещено. Первое автор объяснить не берется, а второе – да. Через несколько лет под выросшей яблоней нельзя обнаружить даже костей. Их съела яблоня с помощью грибов и микробов.
Широко развит симбиоз растений с насекомыми. Возьмем, например, муравьев. В некоторых растениях обитают особые виды муравьев, которые живут в их листьях, стволах и даже в колючках. Растение и муравьи помогают друг другу выжить. Так, например, на акации «бычий рог» обитают целые армии муравьев. Они живут в ее крупных колючках. Дерево предоставляет муравьям безопасное укрытие и вырабатывает для них специальные, съедобные частицы, а некоторые железы на листьях, даже вырабатывают нектар для муравьев. Муравьи в свою очередь за пищу, и укрытие несут охрану дерева. Они отпугивают и убивают других существ, особенно насекомых, которые пытаются обосноваться на дереве и найти себе пищу на нем. Они отпугивают также другие растения-паразиты, которые пытаются взобраться на дерево, и уничтожают всходы других растений, растущих слишком близко от ствола дерева. Другой пример, растение гиднофит имеет витой стебель, пронизанный сетью внутренних каналов. Стенки одних каналов – шероховатые, стенки других – гладкие. Муравьи обычно обживают каналы с гладкими стенками, а отходы, остатки других насекомых и т.п. выбрасывают в каналы с неровными стенками. Растение использует все эти отбросы в качестве питания.
Возьмем другой пример симбиоза растений и насекомых. Цветковые растения выделяют для насекомых (пчел, бабочек, шмелей и т.д.) нектар, а те, в свою очередь – опыляют их.
Тема симбиоза растений безгранична, поэтому, закончим последним примером: все сельское хозяйство – симбиоз человека и растений. Растения обеспечивают человеку пищу. Человек обеспечивает растению уход и защиту. А также дальнейшее развитие: каждый представитель сельскохозяйственных культур был когда-то «сорняком» и имел более скромные возможности для своего существования.
Спасибо. Интересная и полезная статья.
Как хочется что бы в жизни и работе было больше симбиотических связей!