34.19 : أدوار البكتيريا والفطريات في تغذية النبات

تتمتع النباتات بقدرة رائعة على إنتاج طعامها من خلال عملية التمثيل الضوئي. ومع ذلك ، غالباً ما تتطلب النباتات مساعدة من الكائنات الحية في التربة للحصول على العناصر الغذائية التي تحتاجها لتعمل بشكل صحيح. طورت كل من البكتيريا والفطريات علاقات تكافلية مع النباتات التي تساعدها على الازدهار في مجموعة متنوعة من البيئات.

يُطلق على البكتيريا الجماعية الموجودة في جذور النباتات وحولها اسم محيط الجذور. هذه الأنواع البكتيرية التي تعيش في التربة متنوعة بشكل لا يصدق. على الرغم من أن بعضها قد يكون ممرضاً ، إلا أن معظمها له دور في تعزيز صحة النبات. في المقابل ، تتلقى البكتيريا التغذية من النباتات على شكل كربوهيدرات وأحماض أمينية وأحماض نووية.

يمكن للبكتيريا المسماة بالبكتيريا الجذرية حماية النباتات عن طريق إنتاج المضادات الحيوية أو امتصاص المعادن السامة في التربة. بالإضافة إلى ذلك ، تساعد البكتيريا النباتات من خلال الوصول إلى مخازن العناصر الغذائية غير الصالحة للاستخدام في التربة. على سبيل المثال ، تفتقر النباتات إلى الآلية الجزيئية لاستخدام النيتروجين من الغلاف الجوي مباشرة. وبدلاً من ذلك ، فإنها تمتص النيتروجين على شكل أمونيوم (NH4 +) ونترات (NO3-) ، والتي تتولد عن طريق البكتيريا التي تعيش في التربة.

أثناء عملية تسمى تثبيت النيتروجين ، تحول البكتيريا التي تعيش في التربة النيتروجين الجوي إلى أمونيا. يتطلب تثبيت النيتروجين كميات كبيرة من أدينوسين ثلاثي الفوسفات التي تشتقها البكتيريا من الكربوهيدرات التي يوفرها النبات. تقوم مجموعات أخرى من البكتيريا بتحويل الأمونيا إلى نترات خلال عملية من خطوتين تسمى النترجة. تزود هذه العمليات النباتات بأشكال من النيتروجين يمكن استخدامها في تصنيع البروتينات والأحماض النووية.

تشارك الفطريات أيضاً في علاقات تكافلية مع النباتات. يعتقد العلماء أن العلاقة المتبادلة بين النباتات و الفطريات الجذرية كانت تكيفاً رئيسياً في الاستعمار الناجح للأرض ، مما ساعد النباتات المبكرة على اكتساب العناصر الأساسية من التربة. تعمل الفطريات الفطرية الحديثة في اكتساب المياه ، و إشارات عامل النمو ، و وقاية النبات. تغطي الفطريات الجذرية الخارجية الجذور و تساعد على امتصاص الماء والمعادن. في الوقت نفسه ، يتم تضمين الفطريات الجذرية الشجرية داخل أنسجة الجذر ، مما يزيد من الاتصال بين الخلايا النباتية والخيوط المتفرعة للفطر ، والتي تسمى خيوط فطرية.