34.19: Значение бактерий и грибков в цепи питания растений
Растения имеют впечатляющую способность создавать свои собственные продукты питания с помощью фотосинтеза. Тем не менее, растения часто нуждаются в помощи организмов в почве, чтобы приобрести питательные вещества, необходимые для правильного функционирования. Как бактерии, так и грибки развивались симбиотические отношения с растениями, которые помогают видам процветать в самых различных средах.
Коллективные бактерии, проживающие в и вокруг корней растений называются ризосфере. Эти почвенные бактериальные виды невероятно разнообразны. Хотя некоторые из них могут быть патогенными, большинство из них играют роль в укреплении здоровья растений. Взамен бактерии получают питание от растений в виде углеводов, аминокислот и нуклеиновых кислот.
Бактерии, называемые ризобактериями, могут защитить растения, производя антибиотики или поглощая токсичные металлы в почве. Кроме того, бактерии помогают растениям, доступ к в противном случае непригодных для использования запасов питательных веществ в почве. Например, растениям не хватает молекулярного механизма для непосредственного использования азота из атмосферы. Вместо этого они берут азот в виде аммония (NH4) и нитрата (NO3- ), который генерируется бактериями, проживающими в почве.
В процессе, называемом фиксацией азота, бактерии, обитаемые в почве, преобразуют атмосферный азот в аммиак. Азот-фиксация требует большого количества АТФ, что бактерии происходят из растительных углеводов. Другие группы бактерий преобразуют аммиак в нитрат в ходе двухшагового 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 взаимные отношения между растениями и грибами mycorrhizae была ключевой адаптацией в успешной колонизации земли, помогая ранним растениям приобретать необходимые элементы из почвы. Современная функция mycorrhizae в приобретении воды, фактор роста сигнализации, и защита растений. Ectomycorrhizae покрывают корни и помогают поглощать воду и минералы. В то же время, арбускулярные mycorrhizae встроены в корневой ткани, увеличивая контакт между клетками растений и ветвясь нити гриба, называется гифа.
