Особенности симбиоза и взаимоотношений грибов и растений

После установления симбиоза лесных деревьев с почвенными грибами и открытия микоризы вопрос о природе взаимоотношений, существующих между грибом и растением, непрерывно интересовал ботаников, лесоводов и других ученых, работающих в этой области.

Алтухов Ю.П.(ред.) Вертьянов С.Ю. Общая биология: Учебник для 10-кл. общеобразовательных учреждений

  • формат pdf
  • размер МБ
  • добавлен 05 мая 2011 г.

М.: Свято-Троицкая Сергиева Лавра, 2012. — 352 c. Учебник разработан в соответствии с современными образовательными стандартами и школьными программами, структурно соответствует действующим учебникам и содержит весь необходимый материал для успешной сдачи экзаменов. Наряду с общепринятым материалом излагаются самые последние научные данные, дан православный анализ ряда вопросов. Рассмотрены оба существующих в современной науке варианта происхожде…

Разница между грибами и бактериями

Грибы и бактерии смело можно назвать одними из первых существ, заселивших Землю.

Представителей обоих царств можно найти в верхнем слое литосферы, в нижнем слое атмосферы, в гидросфере, на поверхности или внутри других живых организмов.

Существую формы, которые дышат с помощью кислорода, но есть и те, которые приспособились жить без него. Последних называют анаэробными грибами. Такими является основная масса дрожжей.

Грибы могут быть одноклеточными или многоклеточными эукариотами. В составе их живой клетки можно найти от одного до сотни ядер. Клетки грибов «заточены» в клеточную стенку, содержащую хитин, белки и липиды. В составе клетки гриба, кроме цитоплазматической мембраны и ядер, входят митохондрии и вакуоли. В них содержится гликоген, липиды и жирные кислоты.

Основой тела гриба является мицелий,  более известный как грибница. Он состоит из тонких ниток-гифов. Благодаря супер-разветвленной системе гифов, гриб производит всасывание из грунта растворенных в воде останков живых существ.

Сам гриб не способен производить органические вещества, как это делают растения, поэтому считается гетеротрофом. Точнее сапротрофом, то есть потребителем и основным «разлагателем» мертвых тел  растений и животных.

  Конечным продуктом разложения органических веществ является мочевина, которую, как животные, выделяют грибы. Запасают питательные вещества грибы в виде гликогена, или ламинарина.

Размножение грибов весьма многообразно, чем и объясняется их высокий уровень выживаемости и распространения на планете. Многоклеточные грибы размножаются вегетативно, половым способом с помощью специализированных клеток и неполовым способом, продуцируя споры. Одноклеточные дрожжи предпочитают увеличивать свое количество методом почкования или делением клеток пополам.

Бактерии

Бактерии объединены в собственный Домен Бактерии. Раньше он являлся синоним Прокариотов и собирал в своем таксоне все организмы, не имеющие ядра.

Разница между грибами и бактериями

Учитывая миниатюрные размеры представителей домена, затрудняющие изучение, и спор в вопросах классификации, который ведут бактериологи, для упрощения восприятия темы «бактерии» школьниками, в учебниках говорится про Царство Бактерий, такое же, как Царство Грибов, Растений и Животных.

Читайте также:  Какой биосептик лучше для выгребных ям и септиков

В отличие от представителей прочих царств, Бактерии освоили практически все жизненные среды. Найти их можно в почве, в пресной и соленой воде. Даже в термальных источниках с температурой воды  около 90° по Цельсию можно найти представителей данного царства. Бактерии находят в нефтеносных пластах на глубине несколько километров и в атмосфере, на высоте до 25 км.

Форма бактерий весьма разнообразна. Их клетки имеют вид палочек, вибрионов, сфер.

В клетке, ограниченной клеточной стенкой, находятся молекулы ДНК, запасенные питательные вещества, цитоплазматическая мембрана, специфические мембранные образования, «плавающие» в цитоплазме.

Частенько клетки бактерий собираются в колонии в виде ниток или виноградных гроздьев. Некоторые имеют жгутики, с помощью которых передвигаются, иные – недвижимы или пассивно переносятся людьми, ветром,  водой, животными.

Обратите внимание

По способу получения энергии бактерии делятся на автотрофов и гетеротрофов. Цианобактерии, зеленые или пурпурные бактерии самостоятельно синтезируют органические вещества, занимаясь фотосинтезом. Железобактерии, нитрифицирующие и серные бактерии «занимаются» хемосинтезом и брожением, используя энергию  окислительно-восстановительных реакций.

Размножение бактерии чаще всего происходит делением пополам, реже – почкованием. Скорость размножения потрясает. Клетка бактерии может двоиться каждые 20 минут. Неблагоприятные климатические условия бактерии переживают в виде спор или цист, имеющих многовековой термин жизнеспособности.

Выводы

  1. Клетки грибов имеют ядра, в клетках бактерий ядра отсутствуют.
  2. Грибы могут быть многоклеточными и одноклеточными, бактерии являются исключительно одноклеточными организмами.
  3. Бактерии освоили большее жизненное пространство, чем грибы.
  4. Большинство грибов видно человеческому глазу. Бактерии, имеющие размер от 0,5 до 5 мкм, можно разглядеть лишь с помощью микроскопа.
  5. Грибы принципиально недвижимы, среди бактерий есть типы, обладающие жгутиками.
  6. Грибы являются четкими гетеротрофами, бактерии используют все известные на сегодня способы получения жизненной энергии.
  7. Бактерии имеют более высокий уровень выживаемости и возможности распространения по планете, чем грибы.

Царство Лишайники

Лишайники – это уникальные живые существа. Они представляют со бой симбиоз гриба и водоросли. Их тело называют слоевищем. Оно со стоит из гифов гриба и клеток зелёных водорослей.

Строение лишайников

Поперечный срез лишайника:

1 – гифы гриба, 2 – одноклеточные водоросли, 3 – корнеподобные выросты (ризоиды)

Размножение лишайников:

1 – водоросль, 2 – гифы гриба

Царство Лишайники

Основные признаки Лишайников

Строение Состоит из гифы гриба, одноклеточные водоросли и корнеподобные выросты (ризоиды)
Питание Лишайники впитывают влагу всей поверхностью тела. Для них достаточно влаги росы, туманов.
Размножение Лишайники могут размножаться кусочками слоевища, то есть вегетативно. Но некоторые лишайники образуют особые клубочки, образованные гифами гриба и клетками водоросли. Кроме того, грибы лишайника размножаются, как и положено грибам, спорами, а водоросли – вегетативно.
Значение Роль лишайников в природе значительна:

— Создают почву, пригодную для заселения мхами и другими растениями

— Разрушение горных пород

— Пища для животных

— Использует их в качестве лекарств, красителей

— Показатель чистоты окружающей среды

Типы слоевищ лишайников

Накипные На поверхности субстрата только плодовые тела лишайника
Листоватые Слоевище плоское (ксантория настен­ная, гипогимния, пармелия)
Кустистые Слоевище в виде кустика (кладо­ния, уснея, «оле­ний мох»)

_______________

Царство Лишайники

Источник информации: 1. Биология в таблицах и схемах./ Издание 2е, — СПб.: 2004.

2. и лишайники /, —М.:ВЛАДОС,2012.—256с.

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 растениймикориза. 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.

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.

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.

Симбиоз грибов с насекомыми

Вступают грибы в симбиоз и с насекомыми. Интересным содружеством является связь некоторых видов плесневых грибов с муравьями-листорезами. Эти муравьи специально разводят грибы в своих жилищах. В отдельных камерах муравейника эти насекомые создают целые плантации этих грибов. Они специально готовят почву на этой плантации: заносят кусочки листьев, измельчают их, «удобряют» своими испражнениями и испражнениями гусениц, которых они специально содержат в соседних камерах муравейника, и только потом вносят в этот субстрат мельчайшие гифы грибов. Установлено, что муравьи разводят только грибы определенных родов и видов, которые нигде в природе, кроме муравейников, не встречаются (в основном, грибы родов фузариум и гипомицес), причем, каждый вид муравьев разводит определенные виды грибов.

Муравьи не только создают грибную плантацию, но и активно ухаживают за ней: удобряют, подрезают и пропалывают. Они обрезают появившиеся плодовые тела, не давая им развиться. Кроме того, муравьи откусывают концы грибных гиф, в результате чего на концах откусанных гиф скапливаются белки, образуются наплывы, напоминающие плодовые тела, которыми муравьи затем питаются и кормят своих деток. Кроме того, при подрезании гиф мицелий грибов начинает быстрее расти.

«Прополка» заключается в следующем: если на плантации появляются грибы других видов, муравьи их сразу удаляют.

Симбиоз грибов с насекомыми

Интересно, что при создании нового муравейника будущая матка после брачного полета перелетает на новое место, начинает копать ходы для жилища будущей своей семьи и в одной из камер создает грибную плантацию. Гифы грибов она берет из старого муравейника перед полетом, помещая их в специальную подротовую сумку.

Подобные плантации разводят и термиты. Кроме муравьев и термитов, «грибоводством» занимаются жуки-короеды, насекомые-сверлильщики, некоторые виды мух и ос, и даже комары.

Немецкий ученый Фриц Шаудин обнаружил интересный симбиоз наших обычных комаров-кровососов с дрожжевыми грибками актиномицетами, которые помогают им в процессе сосания крови.