Научная статья «Как связана жизнь гриба и дерева»

Как связана жизнь гриба и дерева

Аннотация. Что скрывает сотрудничество гриба и дерева - вред или пользу? Как именно это происходит и на основании каких предпочтений делают они свой выбор подробно описано в статье.

Ключевые слова: симбиоз, мутуализм, симбионты, микориза.

Знаете ли вы, что деревья разговаривают друг с другом? Как они общаются без голосов? Ученые полагают, что деревья обмениваются сообщениями через грибы (грибы), живущие среди их корней в мутуалистических отношениях. Эти грибы образуют сложную сеть коммуникаций между корнями деревьев в лесу, помогая распределять сообщения и питательные вещества между широкой сетью взаимосвязанных деревьев. По данным Гарвардского университета, некоторые экологи называют это "нервной системой леса" или "широкой лесной сетью".

Природа и окружающий нас мир довольно интересный и сложный механизм. В огромных лесах живет множество удивительных созданий, в чьем существовании заложена потребность в сожительстве. Ведь вместе нам легче существовать и развиваться. Это явление можно наблюдать везде. От людей, живущих в огромных мегаполисах, до маленьких грибов, соседствующих с деревьями. Сегодня мы поговорим о взаимосвязи между маленьким спорным растеринем и могучим великаном, что является домом не для одного живого создания. Узнаем как связана жизнь гриба и дерева и что способствует данному сожительству.

Грибы являются отдельным царствам живой природы, потому что сочетают в себе признаки растений и животных. На нашей плате встречаются такие сочетания, но это группа самая распространенная. Грибы насчитывают огромное разнообразие своих видов и подвидов, что делает их царство просто огромным.

Далее мы поговорим подробнее о грибах и как они связаны с деревьями. Ты поймешь к чему приводит такое сотрудничество - оно полезно и вредит лесу?

Что такое симбиоз?

В научной интерпретации — это тесное сообщество организмов, принадлежащих к разным видам. Существуют различные формы симбиоза. Все зависит от характера отношений между видами и полезности отношений между ними. Симбионты - это организмы, участвующие во взаимосвязи с другими, как раз таковыми являются по отношению друг к другу грибы и деревья. В природе встречаются иные типы успешного симбиоза, от бактерий желудка и кишечника до растений. Существует несколько типов симбиоза:

• паразитизм — один организм живет за счет другого, вредя второму. Это может произойти, если вредитель находится внутри пораженной клетки или на ее поверхности;
• мутуализм — это симбиоз в состоянии гармонии, заботясь друг о друге, и между ними существует тесная связь;
• комменсализм — когда один участник приносит пользу, а второй не наносит вред, но и не помогает. Пример такого симбиоза - паук, плетущий свои сети на различных растениях;
• аменсализм — это форма бытия, в которой одно угнетает или разрушает второе. Грецкие орехи убивают растения вокруг себя,а затем съедают остатки;
• синненкроз — редкий вид взаимодействия, это симбиоз, который приводит к разрушению обеих сторон.

Наукой доказано, что стремление к взаимодействию более активно у грибов с хорошо сформированными подпочвенными видами. Микоризный, или грибо-корень, появляется под воздействием симбиоза с деревом. Вхождение в этот контакт полезно для обоих. Например, мицелий подберезовика внедряется в корневища деревьев и занимает место между ними. В результате взаимодействия с этим мицелием образуется микориза. Работая с мицелием, дерево обретает способность вырабатывать естественные антибиотики, данные вещества защищают от заболеваний бактериального характера. Мицелий дает влагу, накопленную древесными корнями, взамен он получает от дерева сахара.

Как спелись разные виды? 

Этот союз очень интересен. Корни растения выделяют особый гормон, который пробуждает грибные споры. В дальнейшем эти споры образуют тонкие нити, переплетаются и часто распускаются на растениях. Это называется микориза. Когда гриб только начинает оседать в корнях, дерево сопротивляется ему. Это обычная реакция на подобные явления. Дерево считает, что это вирус, и пытается избавиться от него. Но растения со спорами преодолевают иммунную систему способами, неизвестными науке. Дерево должно принять новых соседей и жить. Для нормального сожительства дереву нужно перестроить обмен веществ так, чтобы новый сосед не высосал весь сок. Защитные вещества появляются на корнях и других частях растения, но действуют не на грибы, а на вредных насекомых и микроорганизмы.

Остальные нити растут под землей. Они не поглощают солнечную энергию, как растения, которые получают ее через листья, им нужно искать подземные питательные вещества. То есть они находится в почве. Кончик мицелия толщиной в несколько микрометров врезается в скалу и медленно растворяется с пищеварительной кислотой. В литре лесной почвы содержится миллион грибковых нитей. В течение года они создают поры длиной 150 метров, превращая твердые камни в почву, богатую минералами. Если бы земля не переработалась таким образом, то около 385 миллионов лет назад растения вообще не появились бы. Но сами грибы не могут существовать без соседей. Они дают им сахар, образующийся на листьях на свету,и их собственную гнилые отходы.

Зачем нужны мицеливые сетки?

Сетки из мицелия, или попросту мицелий, как его обычно называют, для большинства людей называется просто грибницей, состоящую из тончайших переплетенных ниток. Эти нитчатые мицелии образуют особые органы, которые помогают им закрепиться в пригодной для жизни среде. Такой средой может быть почвенная поверхность, само дерево или его корни. Мицелий выполняет множество очень важных задач:

• переработка целлюлозы ферментами для производства естественных удобрений;
• адаптация к внешним условиям;
• синтез спор и их сохранение.

Мицелий по внешнему виду напоминает белый пух или сеть, так как представлен тончайшими нитями. В этих нитях есть много ветвей, которые называются гифами. Их толщина составляет 1,5-10 мкм. Чтобы понять этот размер,нужно сказать, что 1 микрон равен 0,001 мм. Набор мицелия состоит из пучков, напоминающих корни обычных растений. Они делают возможным закрепление на различных поверхностях, от мягкой почвы до твердой древесины. В микоризе образуются иные нити, обогащенные питательными элементами. Они черные, их назначение в защите. Они позволяют мицелию выжить и выдерживать низкие температуры

Симбиоты сосуществуют с деревьями. Мицелий имеет ряд преимуществ для них обоих. Используя подходящий мицелий, дерево может увеличить поглощение воды и питательных веществ,что способствует более быстрому обогащению. Кроме того, дружественные к грибам растения содержат много азота и фосфора, которые необходимы дереву для жизни. Кроме того, мицелий может расти вне корней своего дерева-партнера и связываться с другими корневыми системами и грибницами. Затем создается сеть, в которой происходит обмен питательными веществами между многими организмами. Деревья делятся сахаром с грибами, необходимыми для нормального развития, и вместо этого фильтруют почву от тяжелых металлов, которые разрушают дерево.

Что такое мутуализм?

По данным Колледжа штата Флорида в Джексонвилле, мутуализм - это отношения между двумя видами, при которых оба вида извлекают выгоду из ассоциации. Каждый вид, находящийся во взаимных отношениях, вносит свой вклад в то, что нужно другому. В случае мутуалистических отношений между растением и насекомым растение может обеспечивать пищу в виде пыльцы, а насекомое выполняет важную функцию, перенося пыльцу с одного растения на другое, перекрестно опыляя представителей вида.

Существует два типа мутуализма: симбиоз и несимбиотический мутуализм. В симбиотических отношениях один из видов должен быть вовлечен в другой, чтобы выжить; термин для этого - облигатный. В некоторых симбиотических отношениях выживание обоих вовлеченных видов зависит от ассоциации. При несимбиотическом мутуализме ни один из видов не зависит от другого в плане выживания, но оба выигрывают, когда живут вместе.

Мутуализм отличается от комменсализма, отношений, при которых один вид выигрывает, а другой остается незатронутым. Другим типом взаимоотношений между двумя организмами является паразитизм, когда один вид извлекает выгоду, в то время как на другой отрицательно влияет ассоциация.

Как грибы и деревья приносят пользу

Мутуализм между грибами и деревьями носит симбиотический характер. Это происходит потому, что грибы не могут сами производить себе пищу - термин для этого - гетеротрофный. Выживание грибов зависит от взаимоотношений с другими видами, будь то мутуалистические или паразитические. Этот мутуализм не обязателен для деревьев, а это значит, что он им не нужен, но они извлекают из него пользу.

По словам СУНИ Кортланд, микоризные грибы - это виды грибов, которые образуют мутуалистические отношения с деревьями. Они распространяют тонкие нитевидные структуры, называемые мицелием (единственное число: мицелий), среди корней деревьев, увеличивая площадь поверхности растения под землей.

Эти мицелии поглощают богатые питательными веществами сахара из корней деревьев, что важно для их выживания, потому что они не могут самостоятельно добывать себе пищу. Деревья, которые могут сами добывать себе пищу с помощью фотосинтеза, извлекают выгоду из этой взаимосвязи, потому что грибы обеспечивают необходимые питательные вещества, такие как азот и фосфор, через корни растения. Микоризные грибы также образуют сеть для общения между деревьями.

О чем говорят деревья

Как одни из старейших живых организмов на планете, деревья должны приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды, и их мутуалистические отношения с грибами помогают им в этом. Поскольку они укоренены и неподвижны, они не могут прятаться или убегать от опасностей, таких как хищники и болезни. Их микоризные сети помогают деревьям передавать сообщения об экологических стрессорах, передавая сигналы с помощью химических веществ, которые передаются через грибы.

Деревья посылают сигналы стресса через свою "лесную сеть", предупреждая соседей о надвигающихся опасностях, таких как патогенные насекомые, токсины и вырубка лесов. Хотя соседние деревья не могут вырваться с корнем и уйти от надвигающейся опасности, они могут выделять гормоны и химические вещества, чтобы защититься от некоторых хищников.

Микоризные сети также помогают деревьям развивать ассоциации с другими представителями своего вида, обмениваясь питательными веществами и сообщениями посредством поведения, называемого "распознаванием родственников". Эти подземные сети также обеспечивают связь между различными породами деревьев, такими как березы и ели.

В то время как люди все еще расшифровывают сложный язык деревьев и сложные отношения между деревьями и грибами, они знают одно: этот мутуализм помог обоим организмам адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды. Устойчивость и долговечность как деревьев, так и микоризных грибов отчасти обусловлены этими симбиотическими отношениями.

Симбиоз между грибами и деревьями позволяет обеспечить ускоренное развитие растения. Так, если их надземная часть и не увеличивается сильно, то в корневой системе точно происходят изменения. Микоризные растения, как правило, получают более сбалансированное питание, позволяющее укреплять и поддерживать его в здоровом состоянии. Кроме этого, растет и сопротивляемость а/биотическим факторам.

Подтверждено, что желание к объединению сильнее развито у грибов, имеющих четко сформированные надпочвенные плодовые тела. Симбиоз растений и грибов – яркий пример надёжного контакта двух биологических организмов. Эти уникальные эукариотические создания способны сотрудничать со многими другими. Например, грибы образуют связь с корнями многих организмов.

Человек активно вмешивается в природные процессы. Вносятся химические удобрения, применяется тяжелая техника, проводятся строительные работы, прокладывается трубопровод, бетон, асфальт, загрязняется вода и воздух, возводятся дамбы, обрабатывается почва и тому подобное. То есть растения подвергаются невиданному для них ранее стрессу. Это ослабляет иммунитет и приводит к гибели. Следует отметить, что симбиотические организмы обладают рядом интересных свойств. Так, к примеру, грибы можно получить из корня дерева, с которым они вступили во взаимоотношения.

Список используемой литературы

1. Д.В. Колесов, Р.Д. Маш, И.Н. Беляев Биология 9 кл.
2. Кудрявцева­Молодчикова Л. "Грибная быль"
3. Научная библиотека диссертаций и авторефератов  disserCat  http://www.dissercat.com/content/issledovanie ­kachestva­sedobnykh­ gribov­pri­marinovanii­i­khranenii#ixzz3l4cFeEKp;
4. Словарь – справочник по биологии для школьников. /Сост. Таршиц Л.Г., Таршиц Г.И. – Екатеринбург: У-Фактория, 2000.
5. Тайны живой природы. Под ред. Кожемякина Н.М., Гагарина М.А. – М.: РОСМЕН, 2002.
6. Федоров Ф.В. Грибы. – М.:Росагропром, 2000.
7. Энциклопедия для детей. Биология т.2. /Гл. ред. М.Д.Аксенова. – М.: Аванта +, 2003.