Какие растения образуют микоризу с грибами почвы

Симбио́з (греч. συμ-βίωσις  — «совместная жизнь»[1] от συμ-  — совместно + βίος  — жизнь) — форма взаимоотношений, при которой оба партнёра извлекают пользу из другого.

Что такое мутуализм

Определение

Мутуализм (от лат. mutual — взаимный) — биологическое понятие, которое обозначает форму взаимополезного сожительства живых организмов.

Термин нельзя путать с симбиозом. Симбиоз — более обширное понятие, которое подразумевает любой тип взаимоотношений между организмами, главное условие: партнеры живут в непосредственной близости друг от друга.

Формы симбиоза:

  • паразитический — навязанный и невыгодный одному из партнеров;
  • комменсальный — пользу получает один из партнеров;
  • мутуалистический — выгоден обоим партнерам.

Таким образом, мутуализм — это одна из форм симбиоза. Например, паразитизм нельзя отнести к мутуализму, а любые примеры мутуализма можно отнести к симбиозу.

Особенность мутуализма заключается в том, что два организма разных видов могут жить и размножаться друг без друга, но живут рядом, потому что вдвоем им жить комфортнее.

Причины сожительства:

  • добыча пропитания для одного существа;
  • защита от опасных хищников для другого;
  • репродуктивные цели.

Иногда мутуалисты вступают в физическое взаимодействие, например, грибы и растения образуют единый корень — микоризу.

Благодаря мутуализму некоторые организмы способны расти, развиваться. Значение мутуализма в природе определяется их совместным эволюционным развитием.

Яркий пример: сожительство тарантул и лягушек в Южной Америке. Паук защищает земноводное от хищников, а лягушка поедает насекомых и паразитов, атакующих яйца паука. Можно сказать, что лягушки и тарантулы живут в условиях взаимной выгоды. При этом тарантул поедает других земноводных, а лягушку не трогает.

К такому поведению привели миллионы лет эволюции. Тесный контакт приводит к совместному развитию. Например, цветы и их опылители имеют специальные удобные друг для друга приспособления. Виды-мутуалисты, как правило, расселяются на одних и тех же территориях.

Понятие типа взаимодействия

Мутуалистические отношения классифицируются по типам на:

  • обязательные или облигатные;
  • факультативные.

При облигатном типе представители двух популяций в естественной среде обитания не могут друг без друга выжить.

Пример

В организме человека обитают миллионы полезных бактерий, помогая переваривать пищу и попутно питаясь.

Факультативный тип характеризуется видом сожительства, при котором каждый получает выгоду, но может жить и развиваться отдельно от своего партнера. Такой тип отношений называют протокооперацией.

Пример

Птица волоклюй, которая склевывает со шкур млекопитающих животных насекомых и паразитов и питается ими. И те, и другие могут жить друг без друга. Птица может найти себе пищу в другом месте, а животные могут жить и с наружными паразитами.

Итак, при обязательной взаимности выживание одного или обоих вовлеченных организмов зависит от этих отношений. При факультативной взаимности оба организма получают выгоду, но не зависят от отношений для выживания.

Плодовое тело

Плодовые тела у разных грибов по форме и размерам бывают весьма разнообразны. Например, у шляпочных грибов они состоят из шляпок и ножек; у трутовиков бывают копытообразные, языковидные, с ножками и без ножек (сидячие); у дождевиковых — шаровидные, грушевидные, булавовидные; у рогатиковых — ветвистые в виде кустиков, булавовидные; у трюфелей — клубневидные и т.п.

Формы шляпок грибов: 1 — выпуклая; 2 — плоско-выпуклая; 3 — с бугорком и бородавками (хлопьями); 4 — яйцевидная; 5 — колокольчатая; 6 — вдавленная; 7,8 — воронковидные (в разрезе)

У шляпочного гриба шляпка — главная часть плодового тела. На ней расположены органы, производящие споры, посредством которых грибы размножаются. Форма шляпки у разных грибов очень сильно варьирует. Кроме того, она изменяется с возрастом. У молодого гриба шляпка чаще бывает округлой, яйцевидной, колокольчатой. С возрастом шляпка распрямляется и меняет свою форму, становится плоско-выпуклой, плоской или ворончатой, т.е. характерной для данного вида грибов.

Сверху шляпка покрыта кожицей (кутикулой). Окраска её бывает самая разнообразная — красная, зелёная, серая, коричневая, жёлтая и т.п. Она может изменяться в зависимости от возраста гриба, времени года, погодных и почвенных условий.

Читайте также:  Белые маслята (Suillusplacidus): как выглядят грибы, где и как растут

Под кожицей в шляпке расположена мякоть. Толщина её зависит от вида гриба. Например, у белого гриба она достигает нескольких сантиметров, а у ложноопёнка Кандоля измеряется миллиметрами. Цвет мякоти бывает беловатый, беловато-жёлтый. У некоторых грибов он изменяется на изломе или разрезе от сопркосновения с воздухом.

Продольный разрез гриба: 1 — пластинчатого; 2 — трубчатого; 3 — ежовикового; 4 — сморчкового; 5 — дождевикового

Ниже мякоти в шляпочном грибе расположен спороносный слой (гимений). Он распространяется по поверхности особых выступов, известных под названием гименофора. У трубчатых грибов гименофор состоит из трубочек или ячеек; у пластинчатых — из пластинок; у лисичковых — из жилок, складок; у ежовиковых — из сосочков или шипиков, похожих на колючки ежа.

Важным признаком для определения грибов считается расположение гименофора по отношению к ножке. У некоторых пластинчатых грибов пластинки бывают совершенно свободны, т.е. не доходят до ножки, у других они прирастают к ножке, у третьих спускаются (нисходят) по ножке, у четвёртых примыкают к ней зубцом, у пятых пластинки образуют вокруг ножки хрящеватое кольцо.

Пластинки у грибов могут быть узкие, широкие, толстые, тонкие, частые, редкие, иногда они соединяются между собой перемычками, тогда гименофор принимает перистый или ячеистый вид.

Расположение пластинок: 1,3 — приросшие к ножке; 2 — приросшие зубцом; 4,7,8 — нисходящие и низбегающие; 5 — прикреплённые к хрящеватому выступу; 6 — свободные

Предлагаем ознакомиться Список бобовых культур. Бобовые

У трубчатых грибов важным признаком является цвет трубочек, форма, цвет и размеры их отверстий; у ежовиковых — размер и форма шипиков.

Строение ножки гриба — также важный признак для определения вида. Преобладающей формой ножки является циллиндрическая и обратно-булавовидная. Встречаются грибы с веретеновидной и корневидно-вытянутой ножкой. У некоторых грибов (мухоморов, зонтиков, паутинников) ножка у основания клубневидно-вздутая, причём вздутие иногда резко обособляется от остальной части ножки.

Виды ножек грибов: 1 — суженная книзу; цилиндрическая; 3 — клубневидная; 4 — утолщённая; 5 — вздутая; 6 — с кольцом; 7 — с влагалищем

Снаружи ножка имеет покровы, сходные с покровами шляпки. Однако у некоторых грибов они могут отличаться. Ножка может быть гладкой, тонковолокнистой, чешуйчатой, покрытой своеобразным рисунком в виде сетки. Внутри ножка бывает плотная или полая. У некоторых грибов внутренняя полость ножки выстлана губчатой рыхлой мякотью.

У мухоморов, толкачиков, вольварий в ранней стадии плодовое тело бывает заключено в оболочку, или покрывало. По мере роста гриба оно разрывается и образует у основания ножки своеобразный чехол, или мешковидное влагалище (вольву), а на поверхности шляпки — хлопьевидные лоскутки, или бородавки.

У мухоморов, опёнка летнего и осеннего, шампиньонов и некоторых других грибов молодая шляпка снизу бывает закрыта плёнкой. В дальнейшем эта плёнка отрывается от краёв шляпки и повисает на ножке в виде кольца. У паутинников покрывало паутинистое, с возрастом оно исчезает и оставляет на ножке более или менее заметные полоски.

Кооперация: описание и примеры

Кооперация – это такая форма взаимоотношений, при которой организмы могут прожить отдельно, но иногда объединяются для общей пользы. Получается, что это необязательный симбиоз. Примеры:

Кооперация: описание и примеры
Кооперация: описание и примеры
Кооперация: описание и примеры
  • Актинии и раки-отшельники, которые селятся в пустой раковине моллюсков; он возит ее повсюду вместе с полипом, увеличивая для того пространство для ловли добычи, а себе обеспечивая тем самым защиту.
  • Крупные рыбы и креветки, которые очищают их тело от паразитов и отмерших клеток.
  • Крупные копытные животные и птицы, которые выклевывают из их шерсти паразитов (клещей) либо при линьке выщипывают клочки зимней шерсти и используют ее для строительства гнезд.
Кооперация: описание и примеры
Кооперация: описание и примеры
Кооперация: описание и примеры

Кооперация: описание и примеры
Кооперация: описание и примеры
Кооперация: описание и примеры

Строение грибов:

Строение грибов дает понимание характера их взаимосвязи с растениями, образования симбиоза грибов и растений (микоризы).

Следует отметить, что грибы относятся к царству живой природы. Они объединяют эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки как растений, так и животных.

Грибы состоят из мицелия (грибницы) – совокупности тонких ветвящихся грибных нитей, называемых гифами. Гиф (в переводе с греческого – “паутина”) представляет собой тонкое ветвящееся нитевидное образование у грибов, состоящее из многих клеток или содержащее множество ядер. Основная функция гиф заключается в поглощении воды и питательных веществ. Гифы растут путем верхушечного роста. Они (гифы) обильно ветвятся и плотно переплетаются.

Читайте также:  Как и сколько хранить шампиньоны в холодильнике?

Строение грибов:

Более крупные продольные, шнуровидные сплетения грибных нитей – гиф в несколько метров длиной и несколько миллиметров шириной называются ризоморфами.

Особые плотные и тесные сплетения грибных гифов, служащие для перенесения тяжёлых и неблагоприятных природных условий, называются склероциями, из которых развивается новый мицелий или органы плодоношения.

При образовании органов спороношения, а иногда и вегетативных структур гифы плотно переплетаются, образуя ложную ткань, называемую плектенхима. Плектенхима внешне представляет собой привычное плодовое тело гриба или просто “гриб”, растущее на поверхности почвы.

Физиология грибов

ПИТАНИЕ ГРИБОВ

По используемым источникам органических веществ грибы делятся на 4 группы.

  • Сапрофитные грибы: питаются мёртвой органикой, разлагая остатки животных и растений. Это делает их важнейшей группой редуцентов. Таких грибов много в почве, особенно в лесной подстилке.
  • Паразитические грибы: проникают внутрь организмов животных и растений, иногда гифы врастают внутрь клеток хозяина и всасывают его вещества.
Физиология грибов

Молекулы органических веществ, составляющих живые организмы и их остатки, не могут пройти через клеточную стенку грибов, поэтому грибы выделяют пищеварительные ферменты в субстрат. Эти ферменты расщепляют органические вещества до низкомолекулярных соединений, которые гриб может поглощать своей поверхностью (осмотрофный тип питания). Таким образом происходит наружное пищеварение грибов.

  • Хищные грибы: активно ловят добычу с помощью видоизмененных гиф (ловчие петли и т.п.).
  • Симбиотические грибы: вступают в симбиоз с различными автотрофными организмами (низшими и высшими растениями), получая от них органические вещества, а взамен поставляют им минеральное питание. 

СИМБИОЗ

  •  Микориза (грибокорень): симбиоз грибов с корнями семенных растений. Так как площадь всасывания у гиф грибов значительно больше, чем площадь зоны всасывания корней, растение получает гораздо больше минеральных веществ, что позволяет ему более активно расти. Растение, в свою очередь, отдаёт грибу часть углеводов, продуктов фотосинтеза.

Рис. Микориза

ГРИБЫ-СИМБИОНТЫ 

Физиология грибов
  • Лишайник — симбиоз гриба и одноклеточных зеленых водорослей.
  • Рис. Лишайник

РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ

Бесполое размножение:

  • многоклеточными и одноклеточными частями мицелия
  • спорообразованиеэндогенные споры (спорангиеспоры) образуются в спорангияхэкзогенные споры (конидиоспоры = конидии) образуются в конидиях
  • почкование (у дрожжей)

Рис. Спороношение плесневых грибов: конидии пеницилла (а) и аспергилла (б); спорангиоспоры мукора (в) 

Половое размножение:

Физиология грибов

У настоящих грибов нет подвижных клеток, поэтому слияние клеток двух особей происходит путём роста и сближения гиф.

  • слияния гамет, образующихся в гаметангиях (изогамия, гетерогамия, оогамия);
  • соматогамия: слияние двух клеток вегетативного мицелия;
  • гаметангиогамия: слияние двух половых структур, не дифференцированных на гаметы;
  • хологамия: слияние клеток одноклеточных грибов.

Кроме бесполого спороношения, у грибов происходит и половое спороношение: образование спор путем мейоза после слияния генетического материала гамет или ядер.

Характеристика бактерий

Древнейшими живыми организмами по праву могут называться бактерии. Зародились они приблизительно 3,5 млрд. лет назад, примитивное строение позволило им просуществовать на Земле до наших дней.

Эти одноклеточные организмы можно классифицировать по нескольким признакам:

  1. По форме клеток:
    • шаровидные (кокки),
    • палочковидные (бациллы),
    • изогнутые (вибрионы).
  2. По способу питания:
    • гетеротрофные — питаются готовой органикой;
    • автотрофные — синтезируют органические вещества с помощью энергии солнца или химических связей.
  3. По употреблению кислорода:
    • аэробы — для жизнедеятельности необходим кислород;
    • анаэробы — обитают в бескислородной среде.

Размножаются бактерии делением каждые 15-20 минут. При благоприятных условиях они способны формировать колонии из десятков тысяч клеток.

Жизнестойкость этих микроорганизмов поразительна. Они выживают и при низких, и при высоких температурах, образуя споры – защитную форму.

Связь с деревьями

Микориза, или грибокорень, является результатом симбиоза грибов с деревьями. Вступать в такой контакт выгодно обоим. Например, гифы подберезовика (или белого гриба) проникают в мелкие корни древесных организмов и располагаются между клетками. Так, благодаря взаимодействию с грибницей и образовывается микориза. Научно подтверждено, что отдельные виды деревьев создают ее во взаимосвязи с десятками разных грибов.

Читайте также:  Вывести глистов народными средствами у взрослых

Ирина Селютина (Биолог):

В микологии выделяют такие виды микоризы, различающиеся по особенностям своего строения:

  1. Эктотрофная: гифы гриба просто оплетают поверхность молоденького корня растения, формируя микоризные трубки или своеобразный чехол. При этом гифы, проникая в ризодерму корня распространяются только по межклетникам, не затрагивая полость клетки. В случае формирования такого типа микоризы у растения атрофируются корневые волоски – их функцию выполняют гифы гриба. Также происходит редукция корневого чехлика – его аналогично заменяют гифы, сформировавшие свой «чехлик». В результате идет деление корня на зоны с формированием сети Гартига.
  2. Эндотрофная: гифы гриба проходят внутрь клеток коры корня через поры в их оболочках и формируют там скопления, напоминающие клубки. При этом снаружи корня микориза слабо просматривается.
  3. Эктоэндомикориза: представляет что-то среднее, сочетающее в себе признаки предыдущих видов микоризы.
Связь с деревьями

Они удачно обмениваются между собой необходимыми веществами.

Лишайники могут жить до 100 лет

В союзе с грибницей деревья способны вырабатывать антибиотики, надежно защищающие организмы от бактерий и болезней. Например, грибница отдает воду, наполненную минералами для корневой системы, а дерево взамен поставляет сахар.

Лишайники: в чем проявляется симбиоз грибов и водорослей

Другим примером симбиоза низших грибов с организмами других видов являются лишайники, которые представляют собой союз грибов (в основном аскомицетов) с микроскопическими водорослями. В чем же проявляется симбиоз грибов и водорослей, и как происходит такое «сотрудничество»?

До середины XIX века считалось, что лишайники являются отдельными организмами, но в 1867 году русские ученые-ботаники А. С. Фаминцын и О. В. Баранецкий установили, что лишайники — не отдельные организмы, а содружество грибов и водорослей. От этого союза выигрывают оба симбионта. Водоросли с помощью хлорофилла синтезируют органические вещества (сахара), которыми питается и грибница, а грибница снабжает водоросли водой и минеральными веществами, которые она высасывает из субстрата, а также защищает их от высыхания.

Благодаря симбиозу гриба и водоросли лишайники живут в таких местах, где не могут отдельно существовать ни грибы, ни водоросли. Они заселяют знойные пустыни, высокогорные районы и суровые северные регионы.

Лишайники являются еще более загадочными созданиями природы, чем грибы. В них меняются все функции, которые присущи отдельно живущим грибам и водорослям. Все процессы жизнедеятельности в них протекают очень медленно, они медленно растут (от 0,0004 до нескольких мм в год), и так же медленно старятся. Эти необычные создания отличаются очень большой продолжительностью жизни — ученые предполагают, это возраст одного из лишайников в Антарктиде превышает 10 тысяч лет, а возраст самых обычных лишайников, которые встречаются везде, не менее 50-100 лет.

Лишайники благодаря содружеству грибов и водорослей намного выносливее мхов. Они могут жить на таких субстратах, на которых не могут существовать ни один другой организм нашей планеты. Их находят на камне, металле, костях, стекле и многих других субстратах.

Лишайники: в чем проявляется симбиоз грибов и водорослей

Лишайники до сих пор продолжают удивлять ученых. В них обнаружены вещества, которых больше нет в природе и которые стали известны людям только благодаря лишайникам (некоторые органические кислоты и спирты, углеводы, антибиотики и др.). В состав лишайников, образованных симбиозом грибов и водорослей, также входят дубильные вещества, пектины, аминокислоты, ферменты, витамины и многие другие соединения. Они накапливают различные металлы. Из более 300 соединений, содержащихся в лишайниках, не менее 80 из них нигде больше в живом мире Земли не встречаются. Каждый год ученые находят в них все новые вещества, не встречающиеся больше ни в каких других живых организмах. В настоящее время уже известно более 20 тысяч видов лишайников, и ежегодно ученые открывают еще по несколько десятков новых видов этих организмов.

Из этого примера видно, что симбиоз не всегда является простым сожительством, а иногда рождает новые свойства, которых не было ни у одного из симбионтов в отдельности.

В природе таких симбиозов великое множество. При таком содружестве выигрывают оба симбионта.

Установлено, что стремление к объединению больше всего развито у грибов.