34.19 : Значение бактерий и грибков в цепи питания растений

Растения обладают впечатляющей способностью создавать себе пищу посредством фотосинтеза. Однако растениям часто требуется помощь организмов в почве для получения питательных веществ, необходимых для правильного функционирования. И бактерии, и грибы развили симбиотические отношения с растениями, которые помогают этому виду процветать в самых разных средах.

Коллективные бактерии, обитающие в корнях растений и вокруг них, называются ризосферой. Эти обитающие в почве виды бактерий невероятно разнообразны. Хотя некоторые из них могут быть патогенными, большинство из них способствует здоровью растений. Взамен бактерии получают питание от растений в виде углеводов, аминокислот и нуклеиновых кислот.

Бактерии, называемые ризобактериями, могут защищать растения, производя антибиотики или поглощая токсичные металлы из почвы. Кроме того, бактерии помогают растениям получать доступ к непригодным для использования запасам питательных веществ в почве. Например, растениям не хватает молекулярного оборудования для непосредственного использования азота из атмосферы. Вместо этого они поглощают азот в виде аммония (NH4 +) и нитрата (NO3-), который вырабатывается почвенными бактериями.

Во время процесса, называемого азотфиксацией, почвенные бактерии превращают атмосферный азот в аммиак. Для фиксации азота требуется большое количество АТФ, который бактерии получают из углеводов, поступающих из растений. Другие группы бактерий превращают аммиак в нитрат в ходе двухэтапного процесса, называемого нитрификацией. Эти процессы обеспечивают растения формами азота, которые они могут использовать для синтеза белков и нуклеиновых кислот.

Грибы также участвуют в симбиотических отношениях с растениями. Ученые считают, что мутуалистические отношения между растениями и грибами-микоризами были ключевым методом адаптации в успешном заселении Земли, помогая ранним растениям получать необходимые элементы из почвы. Современные микоризы участвуют в поглощении воды, передаче сигналов факторов роста и защите растений. Эктомикориза покрывает корни и помогает впитывать воду и минералы. В то же время арбускулярная микориза внедряется в ткань корня, увеличивая контакт между растительными клетками и ветвящимися нитями гриба, называемыми гифами.