Дружба людей и бактерий, дятлов и грибов, водорослей и моллюсков. Что такое симбиоз и почему он — основа жизни на Земле — Нож

Введение

Что такое симбиоз? Ответить на этот вопрос очень легко — и очень трудно. С одной стороны, всё просто: это такое сосуществование живых организмов, при котором их отношения взаимовыгодны. Грубо говоря, это выгодная сделка, которую заключают два (а иногда и больше) организма: в обмен на что-то они получают то, чего им не хватает (обычно питательные вещества или защиту). С другой стороны, симбиоз иногда напоминает легкие формы паразитизма или комменсализм (от греческого слова «сотрапезничество»), когда вклад одного из участников в общее дело уменьшается или вовсе исчезает.

Простой пример симбиоза — лишайник, «семья» водоросли и гриба. Водоросль способна к фотосинтезу, то есть может синтезировать углеводы, используя углекислый газ, воду и солнечный свет. Этими углеводами она делится с грибом, который в ответ обеспечивает ей хорошие жизненные условия — правильную влажность и кислотность субстрата, а также защищает от неблагоприятных условий окружающей среды.

Но никаких веществ гриб водоросли не обеспечивает, и, учитывая, что водоросль в целом способна жить самостоятельно, некоторые ученые считают такой союз не симбиозом в полном смысле слова, а контролируемым паразитизмом со стороны гриба.

Впрочем, на шкале от «обеспечиваем друг другу хорошую жизнь» до «убиваю второго участника, получая от него максимум» отношения гриба и водоросли тяготеют скорее к первому.

Суперорганизм

Большинство из нас слышало о микробиоте, населяющей наш кишечник и другие органы, но что такое микробиота на практике? Это сочетание множества видов самых разных организмов — от бактерий и простейших до грибов, живущих в основном на поверхности слизистых. И количество видов, которые сосуществуют с нами, на самом деле потрясающе велико. Считается, что в организме около 3,9 трлн микроорганизмов, и все вместе они весят 0,2 кг.

Для более точной картины можно добавить, что клеток-симбионтов в 1,3 раза больше, чем наших собственных. Почти 99% из них живут в толстом кишечнике.

Микробиота заселяет организм сразу после его рождения. В кишечнике одноклеточные соседи переваривают то, что наш собственный организм переварить не может. Пользуясь полным доступом ко всей пище, которую мы потребляем, бактерии, грибки и простейшие синтезируют и новые молекулы, которые мы сами синтезировать не можем, в том числе микроэлементы и витамины, необходимые для полноценного развития организма. Кроме того, они, по всей видимости, участвуют в тренировке нашей иммунной системы. Есть даже гипотеза, что именно достижения последних десятилетий в области гигиены, лишившие нас многих бактерий, привели к широкому распространению аллергий.

Она носит название «гипотеза микробного разнообразия», или «гигиеническая гипотеза». Согласно ей, именно симбионты позволяют иммунной системе учиться и правильно выслеживать и уничтожать патогены. Причем важны для этого в первую очередь условно-патогенные микроорганизмы, способные вызывать те или иные заболевания, например E. coli, или кишечная палочка. В ХХ веке гигиена вышла на новый уровень, теперь человек влияет на жизнь в своем кишечнике и уже не так часто встречается с моделирующими иммунную систему микроорганизмами, как раньше, — и уж тем более гораздо реже сталкивается с теми из них, которые живут снаружи, на коже и внешних слизистых.

I hate you, don’t leave me

Если с «обычной» микробиотой всё понятно, то отдельные представители бактерий в нашем кишечнике относятся к нам не как к другу, а скорее как к подчиненному. Таковы, например, представители Bacteroides, в частности Bacteroides thetaiotaomicron, или B. theta. Эти маленькие палочкообразные бактерии обычно вполне мирно живут в нашем организме, метаболизируя полисахариды и создавая среду и питательные вещества для остальных обитателей кишечника. Но всё меняется, когда приходит голод.

Дело в том, что Bacteroides продуцируют фукозидазу, отщепляющую фукозу, которую производит кишечный эпителий. И когда питательных веществ становится меньше, бактерии влияют на эпителий, заставляя его продуцировать больше фукозы. Бактерии хотят есть, и их мало волнует, что организм хозяина голодает.

Было показано, например, что специально выведенные безмикробные мыши в какой-то момент вообще переставали выделять фукозу, но как только им подселяли представителей Bacteroides, синтез возобновлялся. Представителей этих бактерий в кишечнике довольно много — по некоторым оценкам, до 20% всех клеток приходится именно на них.

Несмотря на то что такие «отношения» кажутся специфическими, в спокойное, неголодное время они полезны: бактерии регулируют взаимоотношения организма-хозяина с другими одноклеточными, создавая химически подходящую для гармонии среду.

Второй шанс

Один из самых замечательных примеров симбиоза — митохондрии, маленькие органеллы, живущие в каждой клетке нашего тела (и любого другого ядерного организма на земле — от гриба до домашней кошки) и обеспечивающие нас молекулами АТФ, универсальным энергетическим запасом. Без этих органелл жизнь не была бы такой, какой мы ее знаем. При этом митохондрии довольно самостоятельны: у них есть свой геном, они способны делиться внутри клеток, да и внешне мало отличаются от обычной бактерии, за исключением того, что ряд критически важных генов в их собственном геноме отсутствует — они «перекочевали» в ядро клетки-хозяина.

Дело в том, что митохондрии и пластиды — органеллы, отвечающие за фотосинтез у растений, — это пример эндосимбиоза. Когда-то давно их предки были свободноживущими бактериями — протеобактериями, которые стали митохондриями, и цианобактериями, которые стали пластидами, — но их поглотили более крупные ядерные клетки и оставили в качестве рабочей силы.

Теория о симбиогенезе появилась в 1960-х годах и с тех пор активно развивается, поскольку с каждым годом появляется всё больше и больше данных.

Предполагается, что «слияние» архебактерии и бактерии привело к появлению эукариот — ядерных организмов. Именно поэтому митохондрии и пластиды, в отличие от всех остальных органелл, покрыты дополнительной мембраной — внешней, созданной клеткой-хозяином, и собственной. Поэтому же они самостоятельно делятся и имеют собственный геном (похожий на бактериальный). Но клетка-хозяин подстраховалась, и часть митохондриального генома давно находится в ядре — чтобы органелла не стала слишком уж самостоятельной.

Всемирная сеть

С человеком разобрались. А что в других царствах? Здесь тоже огромное разнообразие — от всё той же микробиоты, например в кишечнике копытных или термитов, до «дружбы» между разными видами.

Рядом с нами есть пример еще одного стабильного союза. Это микориза — симбиоз гриба и корней деревьев. Иногда нити гриба — гифы — проникают прямо в клетки корней, и два организма буквально срастаются между собой. В других случаях гриб просто оплетает корни.

Микоризу создают практически все деревья — 100% голосеменных (это, например, ели и сосны) и около 80% всех остальных видов. Среди грибов любителей симбиоза куда меньше — в нем участвуют представители всего лишь трех отделов.

Деревья, как и большинство других растений, умеют фотосинтезировать. Кроме того, с помощью корней они обеспечивают себе «минеральное питание», то есть всасывают из почвы воду вместе с растворенными в ней минеральными веществами. Чем обширнее корневая сеть, тем больше питательных веществ получает дерево. Гриб, прорастая в корни, становится как бы дополнительными корнями, увеличивая эту сеть во много раз. Он же получает от дерева углеводы, аминокислоты и некоторые другие вещества. Было доказано, что некоторые метаболиты, высвобождаемые деревом, стимулируют рост грибов, влияют на угол ветвления гиф и вызывают другие изменения в строении и метаболизме.

В литературе встречаются данные, что именно от способности образовывать широкую микоризу зависит жизнеспособность дерева, его рост и стабильность. При этом корневая система у тех деревьев, которые не образуют микоризу, гораздо более разветвленная — ей приходится работать в одиночку, тогда как деревья в симбиозе отдают большую часть работы по всасыванию минералов на аутсорс грибам.

Грибное манипулирование
18+
Редакция журнала «Нож» утверждает, что настоящая статья не является пропагандой каких-либо преимуществ в использовании отдельных наркотических средств, психотропных веществ, их аналогов или прекурсоров, новых потенциально опасных психоактивных веществ, наркосодержащих растений, в том числе пропагандой использования в медицинских целях наркотических средств, психотропных веществ, новых потенциально опасных психоактивных веществ, наркосодержащих растений, подавляющих волю человека либо отрицательно влияющих на его психическое или физическое здоровье.
Статья имеет исключительно историческую и культурную ценность, предназначена для использования в научных или медицинских целях либо в образовательной деятельности. Ведите здоровый образ жизни. Используйте свой мозг продуктивно и по назначению!

Грибы вообще любители образовывать симбиозы, причем порой сложно сказать, приносит эта дружба пользу другому организму или нет. Например, давно было замечено, что споры некоторых грибов разносятся по лесу птицами, в частности дятлами. И только недавно ученые из США обнаружили корреляцию: кокардовый дятел (Picoides borealis) и желна (Dryocopus martius) разносят по лесу не просто споры, а споры дереворазмягчающих грибов (например, сосновой губки Porodaedalea pini).

Дятел долбит дерево и заносит споры в кору, там гриб развивается, разрушая древесину и делая ее рыхлой. Вернувшемуся позже (иногда через несколько лет) дятлу работать с такой древесиной гораздо проще.

Другие грибы и вовсе мастера манипуляций. Хорошо известен этим род грибов-паразитов Conidiobolus — они манипулируют поведением насекомых, в частности цикад. Грибы заражают еще личинок и долго живут в насекомом, дожидаясь момента, когда цикада передаст как можно больше спор другим особям. Гриб постепенно замещает ткани цикады, буквально пожирая ее изнутри, и к концу недолгой жизни часть брюшка насекомого становится не более чем пузырем, наполненным грибом и спорами. Кроме этого, гриб, выделяя молекулы катинона, меняет поведение цикады, делая ее более активной — цикада старается спариться с как можно большим числом партнеров, заражая каждого. Катинон — родственник амфетаминов и действует на организм похожим образом. В некоторых случаях в пораженных цикадах обнаруживается еще и псилоцибин, психоактивное вещество, выделяемое многими грибами.

Странная полезная дружба

Симбиоз часто нужен для того, чтобы обеспечить защиту. На таком принципе основан союз сурикатов и дронго, тропических родственников воробьев. Дронго летают и просматривают территорию, а при виде опасности предупреждают сурикатов громкими криками. Какая же здесь выгода для дронго? Этот вопрос интересовал зоологов и этологов довольно долго, пока не удалось выяснить, что иногда птички обманывают сурикатов, устраивая ложную тревогу. Это позволяет им съедать оставленную грызунами пищу.

Такие случаи относительно редки, но для дронго это хороший способ прокормиться, когда самостоятельно пропитание они найти не могут.

Примеров похожих отношений в природе довольно много. Более того, иногда животные и птицы охотно вступают в симбиоз с людьми, причем не только домашние и сельскохозяйственные животные. Например, птички из рода с забавным названием — медоуказчики (Indicator) — помогают одному из племен в Танзании (ханза) искать мед, а потом едят то, что осталось после того, как люди разобрали большую часть улья. Сами птицы не могут разорить улей, а люди окуривают его, и он становится безопасным. Медоуказчики способны указывать именно на те улья, в которых больше всего меда, и людям это в итоге обеспечивает до 10% всего рациона. Судя по всему, такие симбиотические отношения сложились очень давно.

Мегамоллюск

Иногда в природе встречаются очень неожиданные примеры симбиоза. Выше мы упоминали о митохондриях, чьи предки когда-то были обыкновенными свободноживущими бактериями. Оказывается, такой же процесс происходит прямо сейчас с некоторыми водорослями.

В роли организма-хозяина здесь выступают… брюхоногие моллюски из рода Elysia. Они поглощают водоросли, но вместо того, чтобы переварить их, сохраняют водорослевые хлоропласты. Те фотосинтезируют и питают моллюска.

Но один вид — Elysia rufescens — пошел еще дальше. Он не сохраняет водоросли в живых, а переваривает их, накапливая токсичное вещество кахалалид — это позволяет ему не бояться абсолютно никаких хищников. Само по себе это уже удивительно, но не так давно ученым удалось доказать, что водоросли, попавшие в «сети» моллюска, и сами приручили тем же образом бактерию Endobryopsis kahalalidefaciens. Эта бактерия живет внутри водоросли и выделяет кахалалид, который после переваривания водоросли моллюском остается в нем самом.

Симбиотические отношения встречаются практически на всех уровнях организации — от клеточной до видовой. Некоторые из таких связей жизненно необходимы, но большинство скорее просто повышает общее качество жизни участников. Между симбиозом, паразитизмом и комменсализмом непросто провести границу и можно рассматривать все эти отношения как разные проявления одной сущности — попытки организмов сосуществовать друг с другом.

Симбиозы у растений

Древесные и другие представители флоры способны устанавливать между собой взаимовыгодные отношения. Формы таких положительных контактов многообразны и чрезвычайно разнородны – от косвенных и временных взаимодействий до тесного постоянного сожительства, когда сосуществование с соседом является необходимым условием для жизни. Каким же образом растения оказывают друг другу помощь и поддержку?

Желательно и обязательно

Отношения, при которых растительные организмы получают обоюдную выгоду, можно отнести к мутуалистическим (мутуализм – от лат. mutuus – «взаимный»). Обычно разделяют факультативный и облигатный (от лат. obligatus – «непременный», «обязательный») мутуализм.

  • В первом случае взаимное сотрудничество помогает выживанию, но не является обязательным для организмов.
  • Во втором – сотрудничество жизненно необходимо для обоих партнеров-участников.

Если при этом сосуществующие партнеры неразделимы и зависят друг от друга, то подобные связи называют симбиотическими (симбиоз – от греч. symbiosis – «совместная жизнь»).

Совместная жизнь

Характерным примером тесного симбиоза является сожительство гриба и водоросли, в результате которого образуется единый организм – лишайник. Гифы грибов оплетают клетки и нити водорослей, получая органические питательные компоненты, ассимилированные партнером. В свою очередь грибы поставляют водорослям воду и минеральные вещества, смягчают действие неблагоприятных факторов (защищают от пересыхания, экранируют УФ-излучение).

Считается, что такой тип связей эволюционно возник как следствие паразитизма грибов на водорослях. Тем не менее взаимоотношения «сожителей» тонко сбалансированны и согласованны и в результате приносят взаимную пользу, что говорит об успехе такого способа сосуществования.

Эпифитные лишайники

Широко известен симбиоз между грибным мицелием и корнями

высших растений – микориза. При взаимодействии гиф гриба и клеток корня всасывающая поверхность корневой системы многократно увеличивается, что способствует более интенсивному поступлению питательных веществ и воды из почвы и (как следствие) лучшему развитию растения-хозяина. В ответ гриб получает от растительного организма углеводы, витамины, фитогормоны и т. п. Кроме того, сами микоризообразующие грибы синтезируют многие биологически активные вещества, используемые растениями, переводят в растворимую форму трудноусвояемые почвенные соединения фосфора, защищают корни от заражения потенциальными патогенами, участвуют в обмене метаболитами между растениями.

В настоящее время микоризообразование выявлено практически для всех голосеменных и большинства покрытосеменных. Многие растения (орхидные, грушанковые, некоторые вересковые и древесные) без микоризы развиваются очень плохо либо не развиваются вообще, особенно на бедных почвах. У черники и брусники грибы-микоризообразователи находят даже в зародышах семян. В целом микориза не только помогает стратегии выживания отдельных растительных организмов, но и объединяет их в единое целостное сообщество.

Еще один классический пример тесных мутуалистических отношений в фитоценозе –

симбиоз растений (например, бобовых и мимозовых – около 90 % изученных видов) с азотфиксирующими бактериями, способными усваивать атмосферный азот и переводить его в доступную для высших растений форму. Колонии бактерий поселяются на корневых волосках растения-хозяина, вызывая разрастание тканей корня с образованием утолщений – клубеньков. В результате такого «сожительства» бактериям достаются растительные ассимиляты, а к растениям поступает фиксированный азот (чаще всего в виде аспарагина).

Аналогичные симбиотические связи с корнями различных деревьев и кустарников образуют

актиномицеты. Симбиоз с азотфиксирующими микроорганизмами дает возможность растениям-партнерам успешно расти в условиях азотного дефицита (например, на торфяниках или песчаных участках).

Срастание корней дает деревьям возможность обмениваться между собой влагой, минеральными и органическими веществами

Часто у близко растущих деревьев (одного вида или близкородственных) наблюдают срастание корней, что дает им возможность обмениваться между собой влагой, минеральными и органическими веществами. Такой своеобразный симбиоз делает их более устойчивыми к засухе, морозу, повреждению насекомыми и т. д.

При отмирании надземных частей у отдельных деревьев их сохранившаяся корневая система используется соседними, что улучшает рост и устойчивость всей группы в целом.

После вырубок в таких случаях могут образовываться «живые» пни, у которых длительное время сохраняется камбиальный прирост.

[stextbox id=»info» bgcolor=»A6DB56″ cbgcolor=»A6DB56″ bgcolorto=»A6DB56″ cbgcolorto=»A6DB56″]Существенный минус корневого срастания – возможность более легкого распространения токсинов и возбудителей вирусных и грибных заболеваний. Однако для сближенных деревьев такое взаимоинфицирование в любом случае может происходить достаточно быстро.[/stextbox]

Срастание корневых систем выявлено у деревьев разных возрастов, причем у представителей как голосеменных, так и покрытосеменных. Наиболее часто это явление отмечают для березы повислой, ясеня зеленого, дуба черешчатого, вяза обыкновенного, клена остролистного, различных хвойных – сосны, ели, лиственницы, пихты. Корневое срастание характерно также для плодовых (груши, яблони, сливы, рябины). Садоводы создают искусственные системы «многокорневых» деревьев за счет прививок корней для улучшения роста и повышения урожайности.

Сотрапезники

В растительных сообществах не менее распространен еще один тип положительных связей – комменсализм (от позднелат. commensalis – «сотрапезник»), когда одни из взаимодействующих партнеров получают пользу от «сожительства», а другим это безразлично. Обычно один из организмов при этом использует соседа в качестве среды обитания и источника питания. Подобные формы взаимоотношений характерны для эпифитов, лиан, почвенных и наземных сапрофитов.

Сапрофитная гнездовка обыкновенная

Эпифиты развиваются на поверхности древесных стволов и ветвей, используя их только как место поселения. Благодаря этому они избавлены от конкуренции за свет и питательные компоненты со стороны растений, живущих на поверхности почвы. В отличие от паразитов, эпифиты не вступают в прямой физиологический контакт с растением-субстратом. Они питаются за счет отмирающих тканей и выделений растения-хозяина или за счет фотосинтеза, а влагу получают из воздуха и осадков. Часто их корни образуют микоризу с грибами.

В наших широтах такая форма сосуществования характерна в основном для мхов, лишайников, некоторых папоротников, водорослей, цветковых. При чрезмерном разрастании они могут способствовать подгниванию тканей хозяина.

Эпифитные мхи

К лианам относят вьющиеся растения со слабыми однолетними или многолетними стеблями. Среди лиан встречаются как деревянистые, так и травянистые формы. Они используют деревья и кустарники в качестве опоры и поднимаются по ним достаточно высоко, используя усики, придаточные корни, колючки. Для лиан характерны длинные и крупные водоносные сосуды, что связано с необходимостью «перекачивать» значительные объемы воды в крону на достаточно большую высоту.

Древесные виды могут развивать мощную крону и отличаются долголетием (например, винограды доживают до 200 лет). Лианы обычно занимают малую площадь на поверхности почвы, многие обладают красивыми цветками и листвой, некоторые плодоносят. Благодаря этим качествам их широко используют как декоративные растения для озеленения в искусственных насаждениях. В наших широтах с умеренным климатом наиболее часто высаживают актинидию, лимонник, различные виды винограда, плющи, хмель.

Сапрофиты живут (частично или полностью) за счет питания органическим веществом отмерших организмов. В основном представлены грибами, бактериями, актиномицетами. Редко встречаются среди цветковых (некоторые представители семейств грушанковых, орхидных), мхов, папоротников. Примером цветковых растений, перешедших на гетеротрофное питание, являются сапрофиты хвойных лесов – подъельник обыкновенный, надбородник безлистый.

Сапрофиты играют важную роль в жизни лесного сообщества, разлагая мертвые растительные остатки и переводя сложные органические соединения в более простые формы, тем самым способствуя повышению плодородия почвы.

Сапрофитные грибы

Лиана

Древесные помогают друг другу

Помимо прямых контактных отношений для растений не менее важны опосредованные, косвенные взаимодействия. Наиболее распространенный тип подобных положительных связей – влияние одних растений на другие через улучшение условий их совместного обитания: изменение температурных режимов, влажности воздуха и почвы, направления и скорости ветра, интенсивности освещенности, изменение почвенного состава за счет опада и химических выделений. Такой тип взаимопомощи наиболее характерен для древесных.

Так, примесь бука в сосновых и дубовых культурах на песках и супесях повышает плодородие почв и способствует улучшению роста основной породы. Присутствие лиственницы в дубравах повышает влажность верхних слоев почвы, способствует увеличению количества подвижного фосфора, калия. Кроме того, в северных районах произрастания дуба лиственница предохраняет его от заморозков, не создавая при этом сильного затенения. Еще одним хорошим «другом» для дуба может быть липа. В опаде липы содержится много азота, фосфора, кальция. Быстрое истребление опада дождевыми червями ускоряет переход этих веществ в усвояемую для деревьев форму. Чем ниже плодородие почвы и хуже ее физические свойства, тем значительнее положительный эффект от липы.

Позитивны взаимоотношения дуба и граба, особенно в кальцефильных условиях, где сказывается подкисляющее влияние грабового опада.

Высокой способностью удобрять почву, аккумулируя в лесной подстилке запасы питательных компонентов, обладают также черемуха, береза, бузина, лещина, клен – их опад дает наибольшее количество минеральных веществ.

По признанию энтомологов, в смешанных сосново-березовых древостоях сосна меньше страдает от вредителей (пилильщика, соснового шелкопряда и подкорного клопа), чем в чистых сосняках. По-видимому, это связано с более неблагоприятными условиями перезимовки насекомых в подстилке, состоящей из смеси опада березы и сосны. В чистых сосняках, по сравнению с сосново-лиственными, быстрее распространяется корневая губка.

Наличие подлеска на засушливых участках способствует затенению почвы, защите ее от пересушивания, от чрезмерного задернения и зарастания травами.

Береза в заболоченных местах улучшает условия произрастания соседних пород (например, сосны). Корни березы больше приспособлены к плохим условиям аэрации и могут проникать в более глубокие почвенные горизонты, помогая интенсивно отсасывать избыточную влагу.

Показано, что присутствие азотсобирателей в фитоценозе – белой и желтой акации, черной и серой ольхи, лоха, облепихи и других пород – приводит к увеличению количества азота в почве и способствует более интенсивному развитию соседних деревьев. Типичный случай такого благоприятствования – увеличение в 2–3 раза прироста у тополя, растущего рядом с ольхой. Корни тополя эффективно используют выгодное соседство, проникая в желваки на корнях ольхи и получая дополнительное азотное питание.

Еще один пример – соседство ясеня с ольхой черной и с лиственницей. Ясень является нитро- и фосфорофилом, а ольха и лиственница как раз обогащают почву соответственно азотом и фосфором. Способности азотсобирателей к обогащению почв также широко используют при создании долговечных декоративных насаждений, в лесоводстве и сельскохозяйственной практике.

Лиственница в дубравах повышает верхних слоев слоев почвы, способствует увеличению количества подвижного фосфора и калия

Нередко взрослые растения одного вида помогают возобновлению и росту молодняка других пород. Так, осину считают деревом-нянькой по отношению к подросту ели. Под более светлой кроной осины возобновление и развитие еловой поросли происходит с меньшими потерями. Кроме того, листья осины разлагаются быстрее, чем листья многих других пород, и хорошо обогащают почву. Наконец, корни ели получают возможность значительно углубляться в почву по ходам, образовавшимся от сгнивших корней осины.

В косвенных положительных взаимоотношениях с древесными растениями нередко участвуют микроорганизмы. Микоризообразование у древесных может способствовать изменению состава почвы и ее кислотности, создавая благоприятные условия для поселения различных бактерий (в частности, PGPRP – от Plant Growth Promotion Rhizosphere Pseudomonas. ), которые питаются выделениями корней и микоризообразующих грибов. В свою очередь бактерии синтезируют соединения с антибиотической активностью, защищая соседей от патогенов.

Все представленные типы положительных связей можно обнаружить в любом растительном сообществе, при этом формы взаимодействия растений очень динамичны и могут меняться в зависимости от этапов их развития, смены условий окружающей среды, при появлении новых партнеров. Один и тот же растительный организм одновременно может находиться в различных (порой совершенно противоположных) отношениях с соседями: с одними – в комменсалистских, с другими – в симбиотических, с третьими – в конкурентных и т. д.

Чем разнообразнее и долговечнее сотрудничество, поддерживающее совместную жизнь растений, тем продуктивнее их сожительство. Обычно со временем отбираются комбинации видов с максимальной взаимной приспособленностью, наиболее соответствующие конкретным условиям обитания. Именно поэтому, как правило, естественные лесные сообщества, имеющие длительную историю постепенного развития, гораздо устойчивее тех, которые создаются человеком (парков, ландшафтных садов, пр. ). Формирование жизнеспособных искусственных насаждений наиболее вероятно в тех случаях, когда подбор растений для них максимально приближен к природным сочетаниям с преобладанием взаимопомощи, а не борьбы.

_______________________________________________

Актиномицеты — бактерии, имеющие способность к формированию на некоторых стадиях развития ветвящегося мицелия.

 

Грибы и их связь с деревьями

Хотя деревья могут быть знаменитостями леса, они сосуществуют там с другими, более мелкими организмами, некоторые из которых очень ценятся: дикие грибы! Эти грибы, некоторые из которых можно найти в Грузии, не просто соседи деревьев. Скорее, руководства по сбору грибов для начинающих подробно описывают, на каких видах деревьев вы, вероятно, найдете те или иные грибы, на, под или рядом с ними. Разные грибы имеют разные предпочтения и соответственно растут — некоторые безвредно; другие, не очень.

Микориза описывает симбиотические отношения, которые формируются между грибами и корневой системой сосудистого растения, такого как дерево. Как и во всех симбиозах, и грибок, и хозяин получают выгоду от отношений, хотя и по-разному. Грибок колонизирует корневые ткани своего хозяина, улучшая способность хозяина поглощать влагу и питательные вещества. Взамен растение-хозяин обеспечивает гриб углеводами, образующимися в результате фотосинтеза. Некоторые высоко ценимые сорта съедобных грибов, такие как золотистые лисички ( Cantharellus cibarius ) и подберезовики ( Boletus edulis ) являются микоризными грибами, каждый из которых имеет особые предпочтения в отношении своего симбиотического партнера. Подберезовики чаще всего встречаются под елями ( Picea ), соснами ( Pinus ), березами ( Betula ) и дубами ( Quercus ), но и другие виды семейства Boletaceae — многие из которых съедобны — можно немного привередничать. Американский скользкий Джек ( Suillus americanus ) и подберезовики ( Leccinum insigne ), например, будут расти в симбиозе только с сосной белой ( Pinus strobus ) и осиной ( Populus ) соответственно. Золотые лисички растут в северной Грузии, чаще всего в сосновых лесах или под другими хвойными деревьями.

Другой знакомый гриб, в просторечии называемый Лесная курица ( Grifola frondosa ), менее гостеприимен к своему хозяину. Паразитическая лесная курица может вызывать торцевую гниль лиственных пород, особенно дубов. Комлевая гниль ослабляет ствол и препятствует переносу питательных веществ по дереву. Однако гораздо более губительным для деревьев является опята ( Armillaria gallica ), еще один дикорастущий гриб, популярный благодаря своему богатому вкусу. Эти непритязательные «грибы» могут убить стрессовые деревья, особенно дубы и хвойные деревья. Каким бы захватывающим ни было наткнуться на улов вкусных опят, соседние деревья могут быть не в таком восторге.

Однако не все немикоризные грибы вредны для здоровья деревьев. Многие грибы известны как сапротрофы, они перерабатывают мертвые и разлагающиеся органические вещества. Грибы, растущие на пне или поваленном дереве, в куче щепы — это наши сапрофиты. Возможно, вы знакомы с вешенками ( Pleurotus populinus ), которые напоминают скопление устриц. Хотя вешенки могут быть паразитами, разлагая заболонь лиственных пород, таких как осина, в основном они сапротрофы. Как ни странно, устрицы — один из немногих известных плотоядных грибов! Они едят нематод или круглых червей в дополнение к диете из разлагающихся веществ. «Ты то, что ты ешь» здесь не применимо — вешенки являются деликатесом во многих кухнях!

Сморчки ( Morchella esculenta ), возможно, самые известные из этих изысканных «грибов», похоже, ведут себя сапротрофно, хотя в некоторых случаях сморчки действуют симбиотически с деревьями и другими растениями. Виды деревьев, связанные со сморчками, значительно различаются в зависимости от региона, вида сморчков и других факторов, но лучше всего начать поиски с американских вязов (9).0005 Ulmus americana ), платаны американские ( Platanus occidentalis ), ели и другие лиственные породы. Сапрофиты чрезвычайно важны для лесной экосистемы, поскольку, расщепляя органическое вещество на неорганическое, они обеспечивают растения питательными веществами.

(Это должно быть само собой разумеющимся, но прежде чем собирать свои собственные грибы, обратитесь за советом к специалисту. Если у вас есть какие-либо сомнения, выбросьте гриб!)

Источники:

https://www.fs.fed. us/nrs/pubs/gtr/gtr_nrs79.pdf
http://sciweb.nybg.org/Science2/hcol/mycorrhizae.asp.html
http://mushroom-collecting.com/mushroomtips.html
http://homeguides.sfgate.com/elm-trees -mushrooms-68262.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Микориза
http://eol.org/pages/1028614/details
https://www.wildedible.com/foraging-chanterelles
https ://en.wikipedia.org

Является ли связь между деревьями и грибами симбиотической?

С раннего возраста нас учат опасаться новообразований на еде, стенах, напитках и многом другом. Если появляется рост, подобный плесени, мы воспринимаем это как плохие новости. На какой бы поверхности ни образовался нарост, предполагается, что он подвергся негативному воздействию, и часто его необходимо выбрасывать. Вот почему вы можете нервничать, когда обнаружите один или несколько грибов, прорастающих на ваших деревьях, но пока не паникуйте.

Грибы и деревья во многом выигрывают от существования друг друга. То, что на вашем дереве пророс гриб, часто является признаком здорового дерева. Есть несколько грибов, которые негативно влияют на ваши деревья, поэтому вам нужно быть в курсе и убедиться, что вы осознаете, нужно ли вам принимать меры. Вот почему мы решили поделиться этой информацией с вами здесь.

Деревья и грибы разделяют два разных типа мутуализма: симбиотический мутуализм и несимбиотический. Симбиотический мутуализм означает, что по крайней мере один из организмов нуждается в другом, чтобы выжить, в то время как несимбиотический означает, что, хотя две поверхности (в данном случае, грибы и деревья) могут не находиться близко друг к другу, они извлекают выгоду друг из друга, когда они снова вместе.

В этом посте мы собираемся поделиться информацией о симбиотических отношениях между грибами и деревьями. Мы включим информацию о преимуществах их отношений и о том, какие грибы на самом деле вредны для вашего дерева.

Как это работает

Гриб — это разновидность грибка. Когда грибок связан с деревом, его часто называют корневым грибком (или микоризой). Корневой гриб часто прорастает большими репродуктивными телами, похожими на грибы, вдоль основания вашего дерева. Что касается симбиотических грибов, о которых мы будем говорить в этой статье, вы можете ожидать, что они будут расти на таких деревьях, как буки, железное дерево, эвкалипт, ели, сосны, ольха и дубы.

Грибок обычно начинается с кончиков корней деревьев. Находясь там, он собирает минералы, которые пытаются просочиться сквозь почву, а не в дерево. Грибок фактически улавливает эти необходимые минералы и вместо этого передает их дереву. Это только один из способов, которыми грибы приносят пользу деревьям, но обо всем этом мы поговорим в следующем разделе. А пока давайте закончим с тем, как именно грибы размножаются и влияют на дерево.

Первоначально грибы собираются на кончиках корней, но благодаря своим спорам грибы часто распространяются на другие области. Это означает, что один гриб со временем может превратиться в несколько грибов. Они часто являются признаком здоровых рабочих симбиотических отношений с деревом, потому что грибы не производят эти тела, если все идет хорошо. Так что найти гриб на своем дереве может быть очень хорошим знаком, и его, вероятно, не следует удалять.

Преимущества симбиотических отношений грибов и деревьев

Симбиотические отношения выгодны обеим сторонам. Описание отношений между грибами и деревьями как симбиотических особенно точно, учитывая, что оба организма зависят друг от друга в отношении необходимых питательных веществ. Они работают вместе, чтобы оставаться здоровыми и живыми, поэтому мы должны позволить им творить свое волшебство.

Существует множество способов, которыми они помогают друг другу, но, возможно, самым важным является то, что гриб обеспечивает дерево питательными веществами, в то время как дерево обеспечивает гриб углеводами и местом для жизни грибов. Некоторые из этих питательных веществ включают азот и фосфаты, которые имеют жизненно важное значение для питания деревьев. Но грибы также защищают корни дерева от паразитов, тем самым защищая дерево от вредоносных болезней. Они производят растительные гормоны и переносят необходимые углеводы, доказывая, насколько полезны грибы для здоровья дерева, независимо от того, насколько они малы по сравнению с деревом.

Тем временем деревья отдают грибу избыток сахара. Они также имеют общий белок там, где грибы и корни деревьев связаны. Поскольку для роста грибам нужен белок, это соотношение хорошо для обоих видов. Когда корневой грибок обнаруживается в корневой системе дерева, вы часто можете ожидать, что деревья будут процветать не только быстрее, но и в целом более здоровыми.

Эти симбиотические отношения между деревьями и грибами не только чрезвычайно полезны для роста обоих организмов, но также могут принести пользу и защитить окружающую среду. Деревья приносят огромную пользу окружающей среде, помогая переносить полезный кислород в воздух, поэтому чем здоровее дерево благодаря грибам, тем лучше может быть климат.

Когда грибы и деревья вредят друг другу

К этому моменту вы должны знать, что если вы обнаружите грибы, растущие на ваших деревьях, вероятно, не время паниковать. Наоборот, это, скорее всего, признак того, что дела с вашим деревом идут очень хорошо и что природа идет своим чередом, чтобы создать долговременное здоровье.

Однако есть грибы, которые потенциально могут нанести вред вашему дереву. Серовато-белый щележаберный гриб, конк художника и бифштексный гриб — это лишь несколько примеров видов грибков, которые могут вызвать белую или коричневую гниль, которая может нанести вред вашему дереву.

Если вы найдете грибы на своем дереве, может быть полезно сфотографировать их и провести исследование, чтобы выяснить, что это за грибы. Некоторые люди принимают меры и начинают сразу срезать грибы с дерева, но мы бы не советовали этого делать. Грибы могут помочь вашему дереву, и, срезая их, вы фактически лишаете дерево полезных питательных веществ и в процессе еще больше наносите ему вред.