Симбионты - это организмы, которые питаются... Организмы симбионты. Растения симбионты

это организмы, которые питаются... Организмы симбионты

Симбиоз, или взаимовыгодное сожительство двух или более организмов, известен уже давно. Но это никак не отменяет того факта, что многие нюансы данного явления до сих пор не изучены или изучены слабо.

Впервые это удивительнейшее природное явление обнаружил швейцарский ученый Швенденер в 1877 году. В то время он как раз исследовал лишайники. К его глубочайшему изумлению оказалось, что эти организмы являются составными, образованными колониями грибов и одноклеточных простых водорослей. Сам термин «симбиоз» в научной литературе появился несколько позднее. Точнее, его предложил в 1879 году де Пари.

С самим понятием люди разобрались сравнительно быстро, но зато остался вопрос с трофикой. Чем вообще питаются некоторые виды симбиотических организмов? В случае с теми же лишайниками было понятно, что водоросли живут за счет фотосинтеза, но вот откуда получает питательные вещества грибной компонент? Если вы тоже не знаете ответа на этот вопрос, предлагаем прочесть нашу статью.

Общие сведения

Современные ученые выяснили, что симбионты – это организмы, которые питаются (чаще всего) тем же, что потребляет доминирующий организм. Впрочем, это очень грубое и не слишком корректное определение, а потому следует описать несколько наиболее интересных случаев подробнее.

Вы наверняка сможете привести несколько примеров самостоятельно. Так, полезные бактерии для человека в большом количестве имеются в ацидофильных йогуртах. Люди дают этим простейшим прекрасную среду обитания, а бактерии обеспечивают идеальное функционирование нашего желудочно-кишечного тракта.

К слову, этим воспользовался небезызвестный Кутушов. Симбионты, культуры которых он продает, обеспечивают значительное улучшение функционирования ЖКТ даже у пожилых людей, у которых с этим зачастую наблюдаются большие проблемы.

Водоросли как главные симбионты

Так, взаимовыгодные отношения с грибами способны устанавливать представители максимум пяти-семи родов, причем исторически сложилось так, что к симбионтам относятся следующие: носток (Nostoc), глеокапса (Gloeocapsa), сцитонема (Scytonema) и стигонема (Stigonema).

О водорослях и ленивцах

Многие знают, что в далекой сельве Амазонки живет примечательнейшее во всех отношения животное. Прославилось оно своей медлительностью и неторопливостью. Разумеется, мы говорим о ленивцах. Вот только далеко не все знают о том, что окрас этих животных (грязно-зеленый, бурый) появляется не в результате естественной пигментации шерстного покрова, а благодаря симбиотическим водорослям.

Они живут прямо в шерсти ленивцев и питаются за счет обычного фотосинтеза. Ленивец благодаря им получает превосходную маскировочную окраску. Честно говоря, ученые так и не смогли прийти к единогласному выводу о том, что такое сосуществование дает самим водорослям. В указанном случае симбионты – это организмы, которые питаются за счет веществ, произведенных ими же самими в процессе фотосинтеза.

Необычные формы взаимоотношений водорослей с прочими организмами

Лишайники и ленивцы – пример долгосрочных стабильных отношений между двумя формами жизни. Но далеко не всегда симбионты-бактерии и водоросли образуют с другими организмами столь прочные и длительные союзы. Так, они нередко просто селятся на поверхности живого организма. Конечно, о полноценном симбиозе в этом случае речи не идет. Такое явление называется эпифитированием. Мельчайшая пленка из простейших водорослей часто покрывает не только раковины моллюсков, но и поверхность тела некоторых водоплавающих птиц и морских животных. Так, водоросли-эпифиты в больших количествах селятся даже на гигантских китах.

Эпифиты – симбионты или паразиты?

Ученые до сих пор не могут договориться о том, с какой точки зрения следует рассматривать взаимоотношения между эпифитом и многоклеточным организмом. Некоторые считают, что данное явление лучше принимать как примитивную, первичную версию симбиотических отношений.

Справедливости ради, согласиться с такой точкой зрения сложно. Эпифиты и впрямь не наносят прямого вреда организмам, на поверхности которых они селятся, вот только и пользы (видимой во всяком случае) от них также не наблюдается.

Вред от эпифитов

Мелкие водяные насекомые и клещи, чьи ножки густо облепляют эпифиты, становятся чрезвычайно медлительными, так как быстро плавить они просто физически не могут. Высшие же водные растения, листья которых «почтили вниманием» одноклеточные водоросли, нередко просто погибают от недостатка солнечного света. Кстати говоря, с указанным явлением наверняка сталкивался каждый аквариумист. Можно сказать, что в этом случае симбионты – паразиты, как бы парадоксально это ни звучало.

Но! Явление эпифитизма изучено очень и очень плохо. Вполне возможно, что эти отношения на самом деле приносят пользу не только водорослям, но и многоклеточным организмам. Загадка все еще ждет своего исследователя. А чем питаются симбионты, если обитают внутри клетки высшего животного или растения?

Внутриклеточные симбионты

Не так уж и редко симбионты могут жить внутри клеток своего «хозяина». Если говорить о тех же водорослях, то их называют эндофитами. Они образуют эндосимбиозы, которые уже намного сложнее вышеописанных явлений. Между партнерами в этом случае уже образуются тесные, прочные и долговременные связи. Их главное отличие заключается в том, что выявляются такие симбионты-простейшие только в результате достаточно подробных и сложных цитологических исследований.

Важно! Ученые сравнительно давно доказали, что важнейшие клеточные органоиды – митохондрии у животных и хлоропласты у растений – образовались в незапамятные времена именно благодаря симбиотическим отношениям. Когда-то они были самостоятельными организмами.

В какой-то момент эти внутриклеточные симбионты перешли к полностью «оседлому» существованию внутри живой клетки, а затем и вовсе стали зависимыми от нее, передав управление своим геномом в ее ядро (частично). Так что можно смело заявлять о том, что все ныне известные формы жизни, которые стремятся к взаимовыгодному существованию, имеют все шансы когда-то стать единым целым с теми организмами, с которыми у них сегодня существуют партнерские отношения.

Как симбионты проникают внутрь клетки?

Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник – азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.

Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.

Таким образом, симбионты – это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.

Чем выгодно такое сосуществование?

Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. Сине-зеленые водоросли, которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.

Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами морских губок.

Термиты и внутриклеточные симбионты

Сравнительно долгое время все ученые пребывали в недоумении, размышляя о процессах пищеварения термитов. Как этому биологическому виду удается процветать, питаясь одной только древесиной? Сравнительно недавно было все же выяснено, что за непосредственную переработку древесной целлюлозы отвечают мельчайшие симбионты-бактерии, являющиеся симбионтами простейших, которые обитают в кишечнике самих термитов. Такая вот сложная, но весьма действенная схема.

Вот только исследователи все равно не понимали, откуда насекомые берут достаточное количество энергии: как-никак, целлюлоза в любом случае не отличается особой питательностью. Кроме того, им требуется огромное количество азота. Такого объема в переваренной древесине деревьев нет просто по определению. Недавно ученые из Японии пришли к феноменальному результату, который ими был получен при тщательном изучении генома симбионтов жгутиконосцев, живущих в ЖКТ термитов.

Что же оказалось в их геноме?

Там много интересного. В частности, ученые смогли обнаружить не только те гены, которые отвечают за выработку фермента для разрушения целлюлозы, но и те, которые ответственны за азотфиксацию. Последняя представляет собой сложнейший процесс связывания атмосферного азота с образованием тех его форм, которые могут быть усвоены растительным или животным организмом. Это чрезвычайно важно, так как полученный таким способом азот используется термитами и их жгутиконосцами для синтеза белка.

Проще говоря, в рассмотренном случае симбионты – это организмы, которые питаются древесиной, потребляемой термитами. Симбионты симбионтов (азотфиксирующие бактерии жгутиконосцев) отвечают за фиксацию азота, без которого не сможет жить ни сам термит, ни его «постояльцы».

Бобовые растения и симбионты

Раз уж мы вспомнили об азотфиксирующих бактериях, никак нельзя не сказать о бобовых растениях. Они, как помнит всякий, кто изучал ботанику, отличаются поразительно высоким содержанием растительного белка. Это обстоятельство также с давних пор чрезвычайно удивляло ученых. Бобы умудрялись образовывать достаточное количество протеина даже в тех условиях, когда в почве практически не было азота!

Оказалось, что его поступление обеспечивали организмы симбионты. Да-да, это были все те же азотфиксирующие бактерии, удобно проживающие в клубеньках на корнях всех бобовых растений. Они извлекают драгоценный азот из воздуха, переводя его в хорошо усвояемую форму.

Коммерческое использование симбионтов

Неудивительно, что медики с давних пор культивируют полезные бактерии для человека. Сперва это происходило в виде производства йогуртов и других молочнокислых продуктов, но сегодня исследования вышли на совершенно новый уровень.

Особенно известными на сегодняшний день стали симбионты Кутушова. Что это такое? В настоящее время под этой товарной маркой продаются культуры кисломолочных организмов, которые улучшают процессы пищеварения.

Все симбионты Кутушова (точнее, их культуры) основаны исключительно на древних монгольских рецептах блюд из кисломолочных продуктов. Так что они действительно способны улучшить ваше общее самочувствие и даже внешний вид.

Разработал их ученый Кутушов. Симбионты в культурах тщательно подобраны, они обеспечивают организм человека ценными аминокислотами и микроэлементами. Именно за счет этого и достигается положительный эффект.

fb.ru

Симбионты растений - Справочник химика 21

    Отнощения между клубеньковыми бактериями и бобовыми растениями можно определить как мутуализм, т. е. такой вид симбиоза, при котором оба симбионта извлекают выгоду из сожительства растение получает азот, клубеньковые бактерии — углеродсодержащие вещества и минеральные соли. Показана способность различных видов клубеньковых бактерий фиксировать N2 без какой-либо связи с растительными клетками. Для этого необходимо обеспечить клубеньковые бактерии подходящими источниками углерода (преимущественно пентозами), минимальным количеством фиксированного азота и промежуточными соединениями ЦТК. Свободноживущие клубеньковые бактерии синтезируют свой собственный гемоглобин, отличающийся структурно, но не функционально от леггемоглобина. [c.167]

    Количества азота, выведенные денитрифицирующими бактериями из биосферы, компенсируются процессами фиксации азота из атмосферы азотфиксирующими бактериями. Последние подразделяются на две группы живущие самостоятельно и живущие в симбиозе с высшими растениями или с насекомыми. Первая группа бактерий фиксирует примерно 10 кг га. Симбионты высших растений фиксируют значительно большие количества азота. Так, симбионты бобовых культур фиксируют до 350 кг/га. С осадками выпадает азота порядка нескольких килограммов на гектар. [c.10]

    Поспелов В. П. Микроорганизмы-симбионты и их отношение к болезням насекомых,- Защита растений от вредителей, 1929, т. 6, № 1—2, с. 13—20. [c.279]

    Установление между паразитом и хозяином непосредственного контакта приводит, по существу, к возникновению нового сложного организма . Организм этот — растение во взаимодействии с паразитом — не является простой суммой свойств его компонентов, присущих последним до установления взаимодействия. Он представляет собой результат очень сложного взаимовлияния симбионтов, в основе которого лежит свойственная каждому из них специфическая норма реагирования на вмешательство. [c.23]

    Резюмируя, можно сказать, что в ходе эволюции паразитизм мог возникать многими и разнообразными путями. Среди этих путей надо упомянуть и самый древний, восходящий к эпохе возникновения первичных организмов, и приспособление гетеротрофных сапрофитных организмов к использованию питательных веществ живых растений, и появление паразитических свойств у одного из симбионтов, и переход автотрофных организмов к паразитизму в результате более или менее случайных обстоятельств, как это происходит у цветковых паразитов. Различия путей эволюционного развития, приводящих к паразитизму, находят свое отражение в многообразии форм паразитических отношений. [c.29]

    Уже неоднократно подчеркивалось, что в результате установления интимного физиологического контакта между высшим растением и гетеротрофом возникает качественно новая биологическая система — инфицированное растение. Свойства последнего представляют собой результат взаимовлияния симбионтов, в основе которого лежит характерная для каждого из них норма реагирования на вмешательство со стороны другого партнера. [c.226]

    Считается что Л растений выполняют ф-ции запасного и связующего материала семян осуществляют транспорт углеводов и защиту от бактерий и грибов, участвуют в распознавании и прикреплении бактерий-симбионтов (напр., азотфиксирующих бактерий) к корневым волоскам растения-хозяина. Предполагают, что зоолектины участвуют в механизмах клеточного взаимодействия и узнавания, связывания и удаления из кровотока деградированных глико-протеинов. [c.586]

    Вступая в симбиотические отношения с растениями, штаммы Rhizobium стимулируют образование на их корнях клубеньков, где и происходит размножение этих бактерий и фиксация азота. Разумно бьию предположить, что, если с помощью методов генной инженерии удастся создать бактерии, способствующие образованию большего количества клубеньков, конкурентоспособность инокулирующих штаммов Rhizobium в борьбе за место на корнях растений-симбионтов повысится по сравнению со штаммами дикого типа. К сожалению, обнаружилось, что в образовании клубеньков участвует множество разных генов, и эта сложность затрудняет проведение соответствующих молекулярно-генетических экспериментов. [c.328]

    Некоторые фототрофные эубактерии существуют в ассоциациях с другими организмами. Таковы ассоциации ряда зеленых серобактерий с хемоорганотрофными бактериями, прохлорофит с асцидиями, цианобактерий с грибами, мхами, папоротниками, водорослями, высшими растениями. Если в симбиозах один из компонентов — азотфиксирующие цианобактерии, они в первую очередь снабжают партнера связанным азотом. В других случаях конкретная природа связей между симбионтами неясна. [c.325]

    Яркими природными симбиотическими ассоциациями типа мутуализма являются лишайники, где партнерами выступают цианобактерии (или зеленые водоросли) и грибы, муравьи-термиты и некоторые грибы, микробы рубца жвачных животных, грибы-микоризообразователи и соответствующие растения, нитрифицирующие бактерии-симбионты в клубеньках бобовых растений, отдельные представители нормальной микрофлоры кишечника человека, некоторые бактерии — эндосимбионты внутри клеток простейших, и т д [c.237]

    К настоящему времени практически решена проблема увеличения nif-генов в микробах — азотофиксаторах, являющихся симбионтами донника (Rh. meliloti). За счет этого заметно усиливается азотофиксация и, как следствие, повышается урожайность растения — хозяина (рис. 149). [c.518]

    Третий тип питания — голофитный присущ очень немногим простейшим, в клетках которых есть хлорофилл. Автотрофное питание этих протозоа полностью соответствует автотрофному питанию зеленых растений. Они усваивают углекислоту посредством своего хлорофилла либо живут в симбиозе с зеленой одноклеточной водорослью, которая посредством фотосинтеза снабжает органическими соединениями простейших симбионтов. [c.80]

    Наличие прочной, относительно непроницаемой клеточной стенки определяет специфику взаимодействия растительных клеток друг с другом, а также с окружающей средой. Все живые клетки растения связаны между собой пмзмодесмами-миниатюрными регулируемыми цитоплазматическими каналами, выстланными плазматической мембраной, которые пронизывают клеточные стенки и обеспечивают переход многих растворенных веществ из клетки в клетку. Таким образом, все ясивые протопласты растительного организма составляют единую систему-так называемый симпласт. Остальное пространство, занятое клеточными стенками и отмершими пустыми клетг ками, по которым в растении транспортируется большая часть воды, называют апопластом. Фотосинтезирующие клетки производят сахара, которые переходят во все остальные органы и ткани растения через живые клетки флоэмы, составляющие часть симпласта. Клетки корней поглощают из почвы воду и растворенные минеральные вещества, транспортируемые затем к листьям через отмершие клетки ксилемы, т. е. часть апопласта. Почти весь азот, содержащийся в связанном виде в живых организмах, происходит в конечном счете из азота атмосферы азот воздуха фиксируется прокариотами, многие из которых образуют сложные симбиотические ассоциации с корнями растений. Явления специфического узнавания растительных клеток-взаимодействие растений с бактериями-симбионтами и с различными патогенами, избирательность при опылении цветковых растений и т.п.-обусловлены, видимо, узнаванием молекул, содержащих специфические последовательности сахарных остатков. Полагают, что в этих процессах узнавания участвуют лектины-весьма распространенные белки, опознающие те или иные сахара. [c.181]

    Иной способ фиксации азота свойствен растениям семейства бобовых, к которому относятся горох, фасоль, клевер и люцерна. Этот способ фиксации-его называют симбиотической азотфиксацией-основан на взаимодействии растения-хозяина с бактериями-симбионтами, обитающими в его корневых клубеньках. Ферменты, участвующие в фиксации азота, принадлежат клубеньковым бактериям, но и растение в свою очередь поставляет для этого процесса некоторые необходимые компоненты, которые у бактерий отсутствуют (рис. 22-27). Наряду с бобовыми способностью фиксировать атмосферный азот обладают и некоторые другие виды растений однако подавляющее большинство небобовых растений и все виды животных такой способности лишены. [c.675]

    Мы уже рассматривали ассоциацию растений с азотфиксируюшдми эндо- или эктосимбиотическими бактериями (разд. 13.1). Симбиоз видов Rhizobium с клетками бобовых растений в корневых клубеньках относится к наиболее дифференцированным симбиотическим взаимоотношениям. Он служит прекрасным примером развития тесной ассоциации внутриклеточного симбионта с клеткой-хозяином это один из важнейших фактов, подкрепляющих гипотезу об эндосимбиотическом происхождении некоторых клеточных органелл (с. 26). [c.513]

    Виды Rhizobium заражают корни бобовых и вызывают образование клубеньков, внутри которых они развиваются как внутриклеточные симбионты и фиксируют атмосферный азот. Клетки бактерий проникают в корневые волоски бобовых и передвигаются внутрь корня по специальной трубочке, инфекционной нити . Эта нить, как считают, образуется за счет инвагинации клеточной мембраны, откуда она продолжается до кортекса корня. Здесь ризобактерии заражают клетки и стимулируют их деление для образования молодых клубеньков. Когда-то считалось, что инвазия имеет место только в тетраплоидных клетках, но некоторые данные позволяют думать, что это не единственный случай [551]. Деление происходит также в клетках перед проникновением инфекционной нити. В молодых клубеньках бактерии выглядят преимущественно как палочки, но позднее образуют различные формы, становясь сферическими, ветвистыми или булавообразными такие формы известны как бактероиды [552]. Эти бактероиды собираются в группы и окружаются мембраной хозяина, образуя клубенек. Когда клубеньки образованы большим числом специфических ризо-бактерий, присутствующих в растении-хозяине, происходит деформация корневых волосков с их последующим ветвлением , или завиванием [553]. [c.277]

    В природе, кроме паразитизма, наблюдаются симбиотические взаимоотношения между грибами и растениями, при которых оба симбионта извлекают пользу. Например, сожительство грибов микоризообразователей с корнями высших растений. [c.48]

    Симбиотические микроорганизмы часто составляют важнейшую часть микрофлоры кишечника животных, синтезируя для хозяина дополнительные вещества, не содержащиеся в продуктах питания. Еще один пример — симбионты в ризосфере растений, обеспечивающие их питание. Проникание чужеродных микроорганизмов-антаго-нистов как в микрофлору кишечника, так и в ризосферу может привести к серьезным нарушениям или патологическим изменениям в организме. [c.146]

    Цианобактерии часто существуют в симбиозах с высшими растениями (водный папоротник Azolla + АпаЬаепа) и грибами (лишайники), а представители рода Pro hloron являются симбионтами асцидий. [c.203]

    Считалось, что такие диазотрофы способны фиксировать азот только в симбиозе. В настоящее время показано, что если снизить парциальное давление кислорода, то симбионты смогут фиксировать азот и в чистой культуре, без растения-хозяина. Однако симбиотическая азотфиксация значительно эффективнее. Возникает вопрос, как симбионты находят друг друга Обнаружено, что растения выделяют белковые аттрактанты-лектмнь/, имеющие сродство к микробным полисахаридам, а микроорганизмы могут синтезировать стимуляторы роста растений (гетероауксины, ин-долилуксусную кислоту). [c.212]

    Выделение микроорганизмов из экологических ниш и проблемы, связанные с некультивируемыми формами. По некоторым оценкам, исследователи могут культивировать меньше 0,1 % всего микробного разнообразия. Десятки тысяч видов микроорганизмов, живущих как симбионты животных и растений, нуждаются в выделении и идентификации. Хотя многие из таких микроорганизмов относят к так называемым некультивируемым и таким образом остающимся недоступными классическим микробиологическим методам идентификации, существует несколько способов, позволяющих оценить их разнообразие и распространение. Такие методы объединяют прямые микроскопические наблюдения и различные приемы на основе молекулярной диагностики, включая амплификацию диагностирующих последовательностей генома, кодирующих синтез молекулы 168 рРИК для последующей их расшифровки. [c.245]

    Растения лучше всего сохранять in situ ( на месте ), т. е. в их природном местообитании. Это позволит поддерживать максимальную по размерам популяцию с минимальными затратами сил и средств. Кроме того, таксон будет продолжать свою коэволюцию с опылителями, симбионтами, конкурентами и фитофагами, что не позволит снизиться его адаптивному потенциалу. [c.439]

    Способность к тесному взаимодействию с растениями выявлена во всех группах азотфиксаторов, за исключением архебактерий. Азотфиксирующие микробы, которые вступают в симбиоз с растениями, могут быть разделены на три группы 1) внутриклеточные симбионты Rhizobium, [c.163]

    Диалог симбионтов с защитньши системами хозяина. При образовании симбиоза у бобовых растений индуцируется ряд процессов, весьма сходных с защитными реакциями, наблюдаемыми при внедрении патогенных микробов. Это синтез флавоноидов, фенолов, хитиназ, каллозы и пероксидаз. Однако в клубеньках эти реакции выражены не столь сильно, как при инфицировании патогенами, и их результатом является не инактивация микроорганизмов, а регуляция их размножения и метаболической активности. Это происходит потому, что в процессе развития симбиотической системы наблюдается тонко сбалансированное взаимодействие бактерий с защитными системами растений. [c.176]

    Вместе с тем известно большое количество симбионтов, оказывающих друг на друга стимулирующее влияние, но способных к самостоятельному развитию. К ним относятся, например, взаимоотношения растений с почвенными микроорганизмами, играющими огромную роль в питании высших растений (микориза, бакте-риориза). [c.7]

    Характер взаимоотношений симбионтов не является стабильным. Изменение внешних условий может различно сказываться на каждом из партнеров, ослабляя одного и благоприятствуя другому. В результате симбиотические отношения могут переходить в паразитические. Так, например, клубеньковые бактерии и бобовые растения известны как типичные симбионты. Однако отношения между партнерами могут принимать различные формы, зависящие от физиологического состояния растения и микроорганизма. При ослабленности бактериальных клеток они, проникнув в корни растения, не развиваются в них, а подвергаются растворению. В этом случае растение выступает в роли паразита. Напротив, при ослаблении растения, например при недостаточном освещении, клубеньковые бактерии бурно размножаются, нанося определенный вред растению. При этом, как экспериментально показано Торнтоном (Thornton а. Hugh, 1934), бактерии, распространяющиеся по межклетникам, разрушают цитоплазму и клеточные ядра. При переходе бактерий к паразитизму клубеньки изменяют форму, остаются недоразвитыми и перестают фиксировать атмосферный азот. [c.14]

chem21.info

Как растения-симбионты питают друг друга — КиберПедия

Единство Природы означает существование в ней совершенно определенного, работоспособного механизма Жизни. Было бы слишком мало просто заявить, что в Природе все едино. Надо перевести это понимание в практическую плоскость: включиться в этот природный механизм как его само-осознающая часть, стать со-творцом Природы. Нужно нащупать его элементы и структуры, понять, как они работают, и попытаться в этом процессе соучаствовать.

Растения-симбионты помогают нам это сделать. Многим садоводам и огородникам известно, что некоторые растения хорошо чувствуют себя в присутствии друг друга, помогают друг другу развиваться. А другие растения, наоборот, друг друга угнетают. Но бывают также и несимметричные взаимодействия, в которых одно растение приобретает, а другое – теряет жизненную энергию.

Существует даже простой тест, разработанный Эренфрайдом Пфайфером (Ehrenfried Pfeiffer). Для проведения этого теста растения размалывают и помещают в специальный химический реактив, а затем высушивают раствор. При высыхании кристаллизуется характеристический рисунок – у каждого растения свой. Так вот, при симбиотических взаимодействиях эти рисунки становятся более контрастными, а если растения друг друга угнетают, то рисунок тускнеет и исчезает.

Наблюдая это, мы осознаем, что синергетика жизни – это наука пропорций, которые следует находить и практически реализовывать.

Изучая взаимодействия растений уже таким простым способом, начинаешь осознавать, насколько многообразно соотношение вещей в природе: например, в соотношении 1:1 оба растения угнетают друг друга, но если количество одного из них уменьшить в десять раз, то оба растения начинают процветать.

По-видимому, вообще не существует враждебных друг другу растений (и других живых организмов!), а существуют неправильно выбранные пропорции. Природа поступает мудро: она ничего не предписывает заранее, она позволяет всем цветам расцвести. То, что сочетается хорошо, закрепится во времени, а плохие соединения не получат продолжения и вымрут.

Нам, однако, дается возможность вмешиваться в этот процесс – не для того, чтобы помешать, но чтобы сделать лучше и добиться этого в более короткие сроки.

Садоводы и огородники широко используют следующие факты:

• Жгучая крапива делает близлежащие растения более устойчивыми и выносливыми. Во многих травах она увеличивает содержание эссенциальных жирных кислот и эфирных масел. Стимулирует образование гумуса. Концентрирует в себе серу, калий, кальций, железо.

• Валериана увеличивает количество фосфора в почве поблизости от места своего произрастания. Увеличивает здоровье и сопротивляемость растений.

• Ромашка содержит гормон роста. Даже в сочетании 1:100 она помогает росту пшеницы. Концентрирует кальций, серу, калий.

• Одуванчик усиливает ароматические свойства трав. Концентрирует калий и магний.

• Дуб концентрирует в своей коре кальций. Настой его коры помогает многим растениям преодолевать болезни. Под дубом образуется прекрасная плодородная почва. Место неподалеку от дуба хорошо подходит для закладки компостного бурта.

• Чертополох восстанавливает истощенную почву, доставляя питательные вещества своими длинными корнями из ее глубины на поверхность.

Растения не просто оказывают друг другу мелкие взаимные услуги, как многие думают – что вот, мол, одно из них своим запахом прогоняет насекомых, а другое улучшает почву. Нет, между ними складываются глубокие биохимические взаимодействия, и растения становятся частью определенных симбиотических структур окружающей среды. Вырастают незаметные на первый взгляд «супер-растения», в которых, например, корнями является чертополох, листьями – крапива, а цветами – лаванда.

И было бы очень глупо, следуя наивным ограничениям моно-сыроедения, не разрешать к одновременному употреблению в пищу части этих супер-растений. Наоборот, они как раз просятся к одновременному употреблению! Потому что они взаимно усиливают свой метаболизм, а значит, мы от этого также выиграем.

А теперь я просто приведу таблицу, в которой симбиотические отношения прослеживаются сразу между множеством растений. Эта таблица ясно указывает на то, что симбиозы гораздо шире распространены в природе, чем принято об этом думать.

Таблица 1. Растения-симбионты

Не правда ли, очень выразительная таблица? На мой взгляд, она не только указывает, какое растение с каким следует сажать рядом, но, что важнее в контексте этой книги, подсказывает нам, из каких растений сыроеды могут комбинировать свои салаты.

*** Программирование жизни расстановкой обстоятельств

Обычно, говоря о программировании, мы подразумеваем точное предписание, какие действия необходимо выполнить, и в какой последовательности. Это довольно жесткий метод управления, который ставит подконтрольный объект в положение шестеренки. Да и управляющему субъекту в этой ситуации приходится нелегко: необходимо в каждый момент времени вырабатывать корректирующие сигналы, и это отнимает огромное количество управляющего ресурса, иначе говоря – жизни.

Однако возможен значительно более мягкий и гораздо менее затратный метод управления или программирования событий, который я попробую назвать расстановкой внешних обстоятельств.

Например, мы можем поместить мышь в лабиринт с единственным выходом. И, побегав некоторое время, мышь рано или поздно окажется на выходе. Точно указать это время невозможно, оно определяется статистически, и в этом состоит некоторое неудобство. Однако можно быть уверенным, что рано или поздно это произойдет – как бы мышь ни проявляла «свободу воли», при сложившихся (заданных) обстоятельствах она окажется там, где мы ее ожидаем с фотоаппаратами и телекамерами.

Мне кажется, что Природа использует именно этот метод, направляя развитие живых существ. Она не допускает грубого вмешательства в нашу жизнь, и поэтому обычно ее воздействие почти незаметно. Даже находятся люди, которые заявляют, что Господь Бог с момента творения не появлялся в этом мире. Это, конечно, очень наивное заявление. Если бы мышь подняла свои глаза вверх, то она обязательно обнаружила бы, что через стеклянную крышку за ней внимательно наблюдают несколько пар глаз.

И в этом процессе всеобщего программирования обстоятельствами участвуем также и мы. Изменяя, так или иначе, среду, в которой мы обитаем, мы воздействуем на самих себя, и тем самым сегодняшний «я» программирует меня завтрашнего. И, в частности, таким образом, может быть запрограммирована болезнь или недомогание.

Именно поэтому редко какое лекарство способно вылечить человека, который упрямо и настойчиво, изо дня в день, воспроизводит одну и ту же разрушительную схему своей жизни: растрачивает энергию в конфликтах, наедается вредной пищи, не спит по ночам.

О том, сколь сильным может быть влияние даже видимо незначительного жизненного обстоятельства, я не раз убеждался на своем примере. Однажды у меня вдруг начала болеть лодыжка. День ото дня боль нарастала, на кости появилось некое подобие опухоли, которая росла не по дням, а по часам. Все целители и экстрасенсы, с которыми я делился своей проблемой, с участием давали мне разнообразные советы, но ни один из них не возымел действия.

Наконец, однажды ночью я проснулся, ощутив ужаснейшую боль. Она помогла мне проснуться и осознать ситуацию: поворачиваясь с боку на бок, я во сне ударился больным местом о выступ деревянной панели моего дивана. И моя мысль, отметив это обстоятельство, побежала дальше: выходит, каждую ночь я незаметно для себя многократно ударяюсь ногой об это место, не замечая этого во сне!

На следующее же утро я вооружился электро-лобзиком и спилил 15 сантиметров боковины моего дивана. И с этого момента началось обратное развитие моей «опухоли»: боль каждый день немного уменьшалась, и через две недели от этого нароста на кости не осталось и следа.

Мы даже не отдаем себе отчета в том, что в нашей квартире могут находиться предметы или происходить события, которые рано или поздно сделают нас больными. Например, резко пахнущий ковер, каждый день отравляющий нас небольшим количеством летучих химикатов. Или ритуальная чашка чая с медом, которая заставляет нашу поджелудочную железу трудиться в неурочное время. Или курильщик, живущий этажом ниже, который любит высунуться ночью из окна и отравить дымом воздух, которым дышат уже спящие люди.

Именно поэтому я призываю всех, кто встретился в своей жизни с серьезными проблемами, пробудиться в осознанности и внимательно осмотреться. И вы сразу же заметите эти самые критические, программирующие на неудачу или болезнь обстоятельства, которые создали вы сами, или в которых оказались по воле судьбы. Вот он, механизм осуществления кармы!

*** Откуда берутся диеты, возвращающие жизнь

Можно сколь угодно долго фантазировать по поводу создания идеальной диеты. Но меня лично утомляют бесплодные рассуждения, которые основываются на чисто умозрительной выдумке и на последующей «святой» вере в то, что с самого начала было неверным. Например, в то, что сырая пища сама себя переварит в желудке. Серьезный подход состоит в том, что гипотезы надо основательно и усердно проверять. И для этого есть очевидный критерий: совершенная диета должна поднимать больных со смертного одра, давать новые силы, пробуждать творчество и приводить к духовному пробуждению.

Где же нам взять такие диеты? Да надо просто внимательно осмотреться вокруг и увидеть, что такие системы питания уже давно существуют, и с их помощью настоящие целители избавляют огромное число людей от смертельных болезней – и от рака, цирроза и от других напастей.

Если какая-то система питания и соответствующий ей образ жизни позволяет человеку, который уже находился одной ногой на том свете, вновь воскреснуть к жизни, то, как вы думаете, получат ли здоровые люди пользу, если изменят свою жизнь подобным же образом? Если включить в свою жизнь хотя бы элементы протокола Герсона, методов Йоханны Будвиг, доктора Келли? Ведь их подходы проверены в сотнях тысяч случаев. Верность их теорий доказывалась не на трибуне, а судьбами оживших к полноценной жизни больных.

Органическая пища, изобилующая витаминами, микроэлементами и ферментами, интенсивная детоксикация организма, перестройка ближайших и отдаленных жизненных обстоятельств, пребывание в мире и радости, любовь ко всей живой природе – вот базовые принципы, которые делают людей здоровыми.

Пища не должна, так или иначе, обижать, травмировать наше тело. Вместо этого она должна приносить радость, новые силы и открывать новые горизонты. Вот главные принципы, по которым я оцениваю ту или иную диету. И создаю свою собственную.

Надо изучать традиционные способы питания, на которых цивилизации прошлого смогли успешно существовать многие тысячелетия. Надо произвести своеобразные диетологические раскопки и понять, чем питались народы, населявшие территорию современной России, в до-картофельные и до-пшеничные времена. Доктор Прайс показал нам пример, как это надо делать. И это – огромная работа, в которую должны быть вовлечены массы людей и государственные структуры. Потому что это – основа процветания нации.

cyberpedia.su

Как растения-симбионты питают друг друга. Энциклопедия умного сыроедения: победа разума над привычкой

Как растения-симбионты питают друг друга

Единство Природы означает существование в ней совершенно определенного, работоспособного механизма Жизни. Было бы слишком мало просто заявить, что в Природе все едино. Надо перевести это понимание в практическую плоскость: включиться в этот природный механизм как его само-осознающая часть, стать со-творцом Природы. Нужно нащупать его элементы и структуры, понять, как они работают, и попытаться в этом процессе соучаствовать.

Растения-симбионты помогают нам это сделать. Многим садоводам и огородникам известно, что некоторые растения хорошо чувствуют себя в присутствии друг друга, помогают друг другу развиваться. А другие растения, наоборот, друг друга угнетают. Но бывают также и несимметричные взаимодействия, в которых одно растение приобретает, а другое – теряет жизненную энергию.

Существует даже простой тест, разработанный Эренфрайдом Пфайфером (Ehrenfried Pfeiffer). Для проведения этого теста растения размалывают и помещают в специальный химический реактив, а затем высушивают раствор. При высыхании кристаллизуется характеристический рисунок – у каждого растения свой. Так вот, при симбиотических взаимодействиях эти рисунки становятся более контрастными, а если растения друг друга угнетают, то рисунок тускнеет и исчезает.

Наблюдая это, мы осознаем, что синергетика жизни – это наука пропорций, которые следует находить и практически реализовывать.

Изучая взаимодействия растений уже таким простым способом, начинаешь осознавать, насколько многообразно соотношение вещей в природе: например, в соотношении 1:1 оба растения угнетают друг друга, но если количество одного из них уменьшить в десять раз, то оба растения начинают процветать.

По-видимому, вообще не существует враждебных друг другу растений (и других живых организмов!), а существуют неправильно выбранные пропорции. Природа поступает мудро: она ничего не предписывает заранее, она позволяет всем цветам расцвести. То, что сочетается хорошо, закрепится во времени, а плохие соединения не получат продолжения и вымрут.

Нам, однако, дается возможность вмешиваться в этот процесс – не для того, чтобы помешать, но чтобы сделать лучше и добиться этого в более короткие сроки.

Садоводы и огородники широко используют следующие факты:

• Жгучая крапива делает близлежащие растения более устойчивыми и выносливыми. Во многих травах она увеличивает содержание эссенциальных жирных кислот и эфирных масел. Стимулирует образование гумуса. Концентрирует в себе серу, калий, кальций, железо.

• Валериана увеличивает количество фосфора в почве поблизости от места своего произрастания. Увеличивает здоровье и сопротивляемость растений.

• Ромашка содержит гормон роста. Даже в сочетании 1:100 она помогает росту пшеницы. Концентрирует кальций, серу, калий.

• Одуванчик усиливает ароматические свойства трав. Концентрирует калий и магний.

• Дуб концентрирует в своей коре кальций. Настой его коры помогает многим растениям преодолевать болезни. Под дубом образуется прекрасная плодородная почва. Место неподалеку от дуба хорошо подходит для закладки компостного бурта.

• Чертополох восстанавливает истощенную почву, доставляя питательные вещества своими длинными корнями из ее глубины на поверхность.

Растения не просто оказывают друг другу мелкие взаимные услуги, как многие думают – что вот, мол, одно из них своим запахом прогоняет насекомых, а другое улучшает почву. Нет, между ними складываются глубокие биохимические взаимодействия, и растения становятся частью определенных симбиотических структур окружающей среды. Вырастают незаметные на первый взгляд «супер-растения», в которых, например, корнями является чертополох, листьями – крапива, а цветами – лаванда.

И было бы очень глупо, следуя наивным ограничениям моно-сыроедения, не разрешать к одновременному употреблению в пищу части этих супер-растений. Наоборот, они как раз просятся к одновременному употреблению! Потому что они взаимно усиливают свой метаболизм, а значит, мы от этого также выиграем.

А теперь я просто приведу таблицу, в которой симбиотические отношения прослеживаются сразу между множеством растений. Эта таблица ясно указывает на то, что симбиозы гораздо шире распространены в природе, чем принято об этом думать.

Таблица 1. Растения-симбионты

Не правда ли, очень выразительная таблица? На мой взгляд, она не только указывает, какое растение с каким следует сажать рядом, но, что важнее в контексте этой книги, подсказывает нам, из каких растений сыроеды могут комбинировать свои салаты.

Следующая глава >

self.wikireading.ru

это организмы, которые питаются... Организмы симбионты

Симбиоз, или взаимовыгодное сожительство двух или более организмов, известен уже давно. Но это никак не отменяет того факта, что многие нюансы данного явления до сих пор не изучены или изучены слабо.

Впервые это удивительнейшее природное явление обнаружил швейцарский ученый Швенденер в 1877 году. В то время он как раз исследовал лишайники. К его глубочайшему изумлению оказалось, что эти организмы являются составными, образованными колониями грибов и одноклеточных простых водорослей. Сам термин «симбиоз» в научной литературе появился несколько позднее. Точнее, его предложил в 1879 году де Пари.

С самим понятием люди разобрались сравнительно быстро, но зато остался вопрос с трофикой. Чем вообще питаются некоторые виды симбиотических организмов? В случае с теми же лишайниками было понятно, что водоросли живут за счет фотосинтеза, но вот откуда получает питательные вещества грибной компонент? Если вы тоже не знаете ответа на этот вопрос, предлагаем прочесть нашу статью.

Общие сведения

Современные ученые выяснили, что симбионты – это организмы, которые питаются (чаще всего) тем же, что потребляет доминирующий организм. Впрочем, это очень грубое и не слишком корректное определение, а потому следует описать несколько наиболее интересных случаев подробнее.

Вы наверняка сможете привести несколько примеров самостоятельно. Так, полезные бактерии для человека в большом количестве имеются в ацидофильных йогуртах. Люди дают этим простейшим прекрасную среду обитания, а бактерии обеспечивают идеальное функционирование нашего желудочно-кишечного тракта.

К слову, этим воспользовался небезызвестный Кутушов. Симбионты, культуры которых он продает, обеспечивают значительное улучшение функционирования ЖКТ даже у пожилых людей, у которых с этим зачастую наблюдаются большие проблемы.

Водоросли как главные симбионты

Биологи давно выяснили, что без участия водорослей не обходится ни одна симбиотическая пара организмов. Причем речь идет не только о водных, но и о сугубо сухопутных организмах. Они умудряются вступать во взаимовыгодные отношения как друг с другом, так и с бактериями, грибами, многоклеточными организмами. Следует знать, что перечень водорослей, которые способны к симбиозу, довольно ограничен.

Так, взаимовыгодные отношения с грибами способны устанавливать представители максимум пяти-семи родов, причем исторически сложилось так, что к симбионтам относятся следующие: носток (Nostoc), глеокапса (Gloeocapsa), сцитонема (Scytonema) и стигонема (Stigonema).

Видео по теме

О водорослях и ленивцах

Многие знают, что в далекой сельве Амазонки живет примечательнейшее во всех отношения животное. Прославилось оно своей медлительностью и неторопливостью. Разумеется, мы говорим о ленивцах. Вот только далеко не все знают о том, что окрас этих животных (грязно-зеленый, бурый) появляется не в результате естественной пигментации шерстного покрова, а благодаря симбиотическим водорослям.

Они живут прямо в шерсти ленивцев и питаются за счет обычного фотосинтеза. Ленивец благодаря им получает превосходную маскировочную окраску. Честно говоря, ученые так и не смогли прийти к единогласному выводу о том, что такое сосуществование дает самим водорослям. В указанном случае симбионты – это организмы, которые питаются за счет веществ, произведенных ими же самими в процессе фотосинтеза.

Необычные формы взаимоотношений водорослей с прочими организмами

Лишайники и ленивцы – пример долгосрочных стабильных отношений между двумя формами жизни. Но далеко не всегда симбионты-бактерии и водоросли образуют с другими организмами столь прочные и длительные союзы. Так, они нередко просто селятся на поверхности живого организма. Конечно, о полноценном симбиозе в этом случае речи не идет. Такое явление называется эпифитированием. Мельчайшая пленка из простейших водорослей часто покрывает не только раковины моллюсков, но и поверхность тела некоторых водоплавающих птиц и морских животных. Так, водоросли-эпифиты в больших количествах селятся даже на гигантских китах.

Эпифиты – симбионты или паразиты?

Ученые до сих пор не могут договориться о том, с какой точки зрения следует рассматривать взаимоотношения между эпифитом и многоклеточным организмом. Некоторые считают, что данное явление лучше принимать как примитивную, первичную версию симбиотических отношений.

Справедливости ради, согласиться с такой точкой зрения сложно. Эпифиты и впрямь не наносят прямого вреда организмам, на поверхности которых они селятся, вот только и пользы (видимой во всяком случае) от них также не наблюдается.

Вред от эпифитов

Мелкие водяные насекомые и клещи, чьи ножки густо облепляют эпифиты, становятся чрезвычайно медлительными, так как быстро плавить они просто физически не могут. Высшие же водные растения, листья которых «почтили вниманием» одноклеточные водоросли, нередко просто погибают от недостатка солнечного света. Кстати говоря, с указанным явлением наверняка сталкивался каждый аквариумист. Можно сказать, что в этом случае симбионты – паразиты, как бы парадоксально это ни звучало.

Но! Явление эпифитизма изучено очень и очень плохо. Вполне возможно, что эти отношения на самом деле приносят пользу не только водорослям, но и многоклеточным организмам. Загадка все еще ждет своего исследователя. А чем питаются симбионты, если обитают внутри клетки высшего животного или растения?

Внутриклеточные симбионты

Не так уж и редко симбионты могут жить внутри клеток своего «хозяина». Если говорить о тех же водорослях, то их называют эндофитами. Они образуют эндосимбиозы, которые уже намного сложнее вышеописанных явлений. Между партнерами в этом случае уже образуются тесные, прочные и долговременные связи. Их главное отличие заключается в том, что выявляются такие симбионты-простейшие только в результате достаточно подробных и сложных цитологических исследований.

Важно! Ученые сравнительно давно доказали, что важнейшие клеточные органоиды – митохондрии у животных и хлоропласты у растений – образовались в незапамятные времена именно благодаря симбиотическим отношениям. Когда-то они были самостоятельными организмами.

В какой-то момент эти внутриклеточные симбионты перешли к полностью «оседлому» существованию внутри живой клетки, а затем и вовсе стали зависимыми от нее, передав управление своим геномом в ее ядро (частично). Так что можно смело заявлять о том, что все ныне известные формы жизни, которые стремятся к взаимовыгодному существованию, имеют все шансы когда-то стать единым целым с теми организмами, с которыми у них сегодня существуют партнерские отношения.

Как симбионты проникают внутрь клетки?

Как микроорганизмы оказываются в клетках высших животных и растений? Некоторые виды обладают специально предназначенными для этого механизмами. Причем нередко они имеются не у самого симбионта, а у «принимающей стороны». Есть такой мелкий водный папоротник – азолла (Azolla). На нижней полости его листьев имеются узкие проходы, которые ведут в каверны, специализирующиеся на выделении слизи. Вот в эти-то полости и попадают сине-зеленые водоросли анабены (Anahaena azollae), которые заплывают в каверны вместе с током воды.

Папоротник растет, каналы зарастают, водоросли остаются в полной изоляции. Ученые долго пытались создать на базе азоллы колонии других видов, но никакого успеха они так и не достигли. Можно с уверенностью говорить о том, что образование симбиотической связи возможно только в случае полного совпадения ряда параметров. Кроме того, подобный союз отличается ярко выраженной видовой специфичностью.

Таким образом, симбионты – это организмы, которые питаются благодаря специфичным для своего вида процессам (азотфиксирующие микроорганизмы), разделяют ценные вещества с партнером, но при этом нуждаются в определенных условиях, которые может предоставить только он.

Чем выгодно такое сосуществование?

Отметим, что внутри полостей азоллы находится много азотистых соединений. Сине-зеленые водоросли, которые попадают внутрь организма папоротника, не только активно их усваивают, но и полностью лишаются способности к самостоятельной фиксации атмосферного азота. Организмы-симбионты отвечают взаимностью, снабжая папоротник кислородом и некоторыми органическими веществами.

Следует заметить, что эти симбионты не претерпевают практически никаких изменений в своей внутренней организации. Впрочем, так дела обстоят далеко не во всех случаях внутриклеточного симбиоза. Чаще всего те водоросли, которые вступают во взаимовыгодное сотрудничество с другими организмами, отличаются полной редукцией клеточной оболочки. К примеру, такое происходит у сине-зеленых водорослей, которые образуют симбиотическую связь с некоторыми видами морских губок.

Термиты и внутриклеточные симбионты

Сравнительно долгое время все ученые пребывали в недоумении, размышляя о процессах пищеварения термитов. Как этому биологическому виду удается процветать, питаясь одной только древесиной? Сравнительно недавно было все же выяснено, что за непосредственную переработку древесной целлюлозы отвечают мельчайшие симбионты-бактерии, являющиеся симбионтами простейших, которые обитают в кишечнике самих термитов. Такая вот сложная, но весьма действенная схема.

Вот только исследователи все равно не понимали, откуда насекомые берут достаточное количество энергии: как-никак, целлюлоза в любом случае не отличается особой питательностью. Кроме того, им требуется огромное количество азота. Такого объема в переваренной древесине деревьев нет просто по определению. Недавно ученые из Японии пришли к феноменальному результату, который ими был получен при тщательном изучении генома симбионтов жгутиконосцев, живущих в ЖКТ термитов.

Что же оказалось в их геноме?

Там много интересного. В частности, ученые смогли обнаружить не только те гены, которые отвечают за выработку фермента для разрушения целлюлозы, но и те, которые ответственны за азотфиксацию. Последняя представляет собой сложнейший процесс связывания атмосферного азота с образованием тех его форм, которые могут быть усвоены растительным или животным организмом. Это чрезвычайно важно, так как полученный таким способом азот используется термитами и их жгутиконосцами для синтеза белка.

Проще говоря, в рассмотренном случае симбионты – это организмы, которые питаются древесиной, потребляемой термитами. Симбионты симбионтов (азотфиксирующие бактерии жгутиконосцев) отвечают за фиксацию азота, без которого не сможет жить ни сам термит, ни его «постояльцы».

Бобовые растения и симбионты

Раз уж мы вспомнили об азотфиксирующих бактериях, никак нельзя не сказать о бобовых растениях. Они, как помнит всякий, кто изучал ботанику, отличаются поразительно высоким содержанием растительного белка. Это обстоятельство также с давних пор чрезвычайно удивляло ученых. Бобы умудрялись образовывать достаточное количество протеина даже в тех условиях, когда в почве практически не было азота!

Оказалось, что его поступление обеспечивали организмы симбионты. Да-да, это были все те же азотфиксирующие бактерии, удобно проживающие в клубеньках на корнях всех бобовых растений. Они извлекают драгоценный азот из воздуха, переводя его в хорошо усвояемую форму.

Коммерческое использование симбионтов

Неудивительно, что медики с давних пор культивируют полезные бактерии для человека. Сперва это происходило в виде производства йогуртов и других молочнокислых продуктов, но сегодня исследования вышли на совершенно новый уровень.

Особенно известными на сегодняшний день стали симбионты Кутушова. Что это такое? В настоящее время под этой товарной маркой продаются культуры кисломолочных организмов, которые улучшают процессы пищеварения.

Все симбионты Кутушова (точнее, их культуры) основаны исключительно на древних монгольских рецептах блюд из кисломолочных продуктов. Так что они действительно способны улучшить ваше общее самочувствие и даже внешний вид.

Разработал их ученый Кутушов. Симбионты в культурах тщательно подобраны, они обеспечивают организм человека ценными аминокислотами и микроэлементами. Именно за счет этого и достигается положительный эффект.

Комментарии

Похожие материалы

Жизненный цикл многих паразитов удивительно сложен. Чтобы пройти все стадии развития, им необходимо несколько раз сменить хозяина. Один из этих хозяев будет основным. В его организме паразит получит возможность размно...

Эукариоты - это наиболее прогрессивно устроенные организмы. В нашей статье мы рассмотрим, кто из представителей живой природы относится к этой группе и какие черты организации позволили занять им господствующее положе...

Существует достаточно много систематических групп живых организмов. В основе их классификации находятся разные признаки. Один из них – тип питания. Гетеротрофы, автотрофы – что это такое? Ответ найдем в ст...

Ассортимент современной бытовой техники поражает своим разнообразием. Однако такой девайс, как мультиварка, заслуживает особого внимания. Она создана для максимально быстрой и комфортной готовки любимых блюд. В этой с...

Тему садового туалета нельзя назвать новой. Напротив, этот вопрос вечен. В каждом загородном саду эта задача решается по-разному. Не стоит отказываться от маленького домика на природе, который можно назвать традиционн...

Как бы удивительно ни звучало, но отделочные и строительные материалы тоже подвержены влиянию моды, как и различные предметы интерьера. В нынешнем году в моде опять классический стиль, следовательно, для отделки комна...

Христианская религия канонична. Она построена не только на искренней и глубокой вере, но и на конкретных законах, прописных истинах, которые через святых людей были переданы Богом простым людям для искупления их грехо...

Разобраться в большом количестве алкогольных напитков достаточно сложно. Как употреблять их, с чем смешивать и чем дополнять? Поговорим об одном из экзотических спиртных напитков. Мескаль – что это? Производят е...

В любом гражданском деле, требующем рассмотрения в судебном порядке, предстают две стороны, занимающие диаметрально противоположные позиции: истец и ответчик. Для того чтобы не происходило дальнейшей путаницы в поняти...

Анализируя теорию уголовного права и закон, можно часто столкнуться с таким понятием, как "преступление", которое является неотъемлемой частью уголовно-правовых отношений. В связи с этим есть необходимость в его четко...

monateka.com

Как растения-симбионты питают друг друга

Как растения-симбионты питают друг друга

Единство Природы означает существование в ней совершенно определённого, работоспособного механизма Жизни. Было бы слишком мало просто заявлять, что в Природе всё едино. Надо перевести это понимание в практическую плоскость: включиться в этот природный механизм как его самоосознающая часть, стать сотворцом Природы. Нужно нащупать его элементы и структуры, понять, как они работают и попытаться в этом процессе соучаствовать.

Растения-симбионты помогают нам это сделать. Многим садоводам и огородникам известно, что некоторые растения хорошо чувствуют себя в присутствии друг друга, помогают друг другу развиваться. А другие растения, наоборот, друг друга угнетают. Но бывают также и несимметричные взаимодействия, в которых одно растение приобретает, а другое – теряет жизненную энергию.

Существует даже простой тест, разработанный Эренфрайдом Пфайфером (Ehrenfried Pfeiffer). Для проведения этого теста растения размалывают и помещают в специальный химический реактив, а затем высушивают раствор. При высыхании кристаллизуется характеристический рисунок – у каждого растения свой. Так вот, при симбиотических взаимодействиях эти рисунки становятся более контрастными, а если растения друг друга угнетают, то рисунок тускнеет и исчезает.

Изучая взаимодействия растений уже таким простым способом, начинаешь осознавать, насколько многообразно соотношение вещей в природе: например, в соотношении 1:1 оба растения угнетают друг друга, но если количество одного из них уменьшить в десять раз, то оба растения начинают процветать. Наблюдая это, мы осознаём, что синергетика жизни – это наука пропорций, которые следует находить и практически реализовывать. По-видимому, вообще не существует враждебных друг другу растений (и других живых организмов!), а существуют неправильно выбранные пропорции. Природа поступает мудро: она ничего не предписывает заранее, она позволяет всем цветам расцвести. То, что сочетается хорошо, закрепится во времени, а плохие соединения не получат продолжения и вымрут.

Нам, однако, даётся возможность вмешиваться в этот процесс – не для того, чтобы помешать, но чтобы сделать лучше и добиться этого в более короткие сроки.

Садоводы и огородники широко используют следующие факты:

• Жгучая крапива делает близлежащие растения более устойчивыми и выносливыми. Во многих травах она увеличивает содержание эссенциальных жирных кислот. Стимулирует образование гумуса. Концентрирует в себе серу, калий, кальций, железо.

• Валериана стимулирует активность фосфора в почве поблизости от своего произрастания. Увеличивает здоровье и сопротивляемость растений.

• Ромашка содержит гормон роста. Даже в сочетании 1:100 она помогает росту пшеницы. Концентрирует кальций, серу, калий.

• Одуванчик усиливает ароматические свойства трав. Концентрирует калий и магний.

• Дуб концентрирует в своей коре кальций. Настой его коры помогает многим растениям преодолевать болезни. Под дубом образуется прекрасная плодородная почва. Место неподалёку от дуба хорошо подходит для закладки компостного бурта.

• Чертополох восстанавливает истощённую почву, доставляя питательные вещества своими длинными корнями из глубины на поверхность.

Растения не просто оказывают друг другу мелкие взаимные услуги, как многие думают – что вот, мол, одно из них своим запахом прогоняет насекомых, а другое улучшает почву. Нет, между ними складываются глубокие биохимические взаимодействия, и растения становятся частью определённых симбиотических структур окружающей среды. Вырастают незаметные на первый взгляд «суперрастения», в которых, например, корнями является чертополох, а листьями – крапива.

И было бы очень глупо, следуя наивным ограничениям моносыроедения, не разрешать к одновременному употреблению в пищу части этих суперрастений. Наоборот, они как раз просятся к одновременному употреблению! Потому что они взаимно усиливают свой метаболизм, а значит, мы от этого также выиграем.

А теперь я просто приведу таблицу, в которой симбиотические отношения прослеживаются сразу между множеством растений. Эта таблица ясно указывает на то, что симбиозы гораздо шире распространены в природе, чем принято об этом думать.

Не правда ли, очень выразительная таблица? На мой взгляд, она не только указывает, какое растение с каким следует сажать рядом, но, что важнее в контексте этой книги, подсказывает нам, из каких растений сыроеды могут комбинировать свои салаты.

Следующая глава >

eda.wikireading.ru

Растительно-микробные симбиозы как эволюционный континуум • Н. А. Проворов • Журнал общей биологии • Выпуск 1 • Том 70, 2009 г.

Высшие растения жили в симбиозе с грибами и бактериями в течение всей своей истории. Выход растений на сушу во многом был обусловлен симбиозом с грибами (микориза). Генетические системы, обеспечивающие взаимодействие растений с микоризными грибами, в дальнейшем многократно менялись в связи с вовлечением в симбиоз новых грибов и бактерий. Первичная функция корней состояла в обеспечении симбиоза с почвенными микроорганизмами, и лишь потом корни приобрели способность самостоятельно усваивать питательные вещества из почвы.

Статья Н.А.Проворова представляет собой большой аналитический обзор, содержащий так много важных фактов и идей, что его переложение в виде краткой популярной заметки представляется делом довольно неблагодарным. Однако это необходимо сделать, поскольку мы не можем публиковать полные тексты статей (напомним, что организация, именуемая «МАИК Наука – Интерпериодика», владеет монопольным правом на торговлю этими текстами).

Ранее на нашем сайте уже был опубликован пересказ статьи Н.А.Проворова и Е.А.Долгих (см.: От биохимического сотрудничества – к общему геному ; там же есть подборка ссылок по новейшим открытиям в области изучения симбиотических систем).

В своей новой статье Н.А.Проворов показывает, что, несмотря на огромное разнообразие растительно-микробных симбиозов, большинство из них, по-видимому, имеют единое эволюционное происхождение.

К концу XX века стало ясно, что внешне различные формы растительно-микробных симбиозов основаны на очень сходных генетических, клеточных и молекулярных механизмах. Их изучение привело большинство специалистов к выводу о том, что все наблюдаемое многообразие симбиозов растений с почвенными грибами и бактериями произошло от одной самой древней, первичной формы такого симбиоза – арбускулярной микоризы (АМ). Грибы, участвующие в АМ, проникают внутрь растительных клеток, образуя там особые внутриклеточные струкутуры – арбускулы (см.: Изменение гена, необходимого для симбиоза растений с грибами, привело к формированию симбиоза с азотфиксирующими бактериями. «Элементы», 12.03.08).

1. Происхождение арбускулярной микоризы и происхождение наземных растений. Уже самые древние и примитивные наземные растения – псилофиты – жили в симбиозе с грибами и имели АМ (см.: W Remy, T N Taylor, H Hass, H Kerp. Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae // PNAS. 1994. V. 91. P. 11841-11843). У псилофитов еще не было настоящих корней. Их подземную часть представляли ризоиды, которые могли служить для закрепления растения в грунте, но не для питания. Поэтому для первых наземных растений симбиоз с грибами, по-видимому, был абсолютно необходим. АМ характерна и для большинства современных растений (а те, у которых ее нет, скорее всего, происходят от предков, имевших АМ).

На этом основании еще в 1970-х годах была предложена гипотеза о том, что выход растений на сушу состоялся именно благодаря симбиозу с АМ-грибами (Pirozinski, Malloch, 1975). Эта гипотеза впоследствии блестяще подтвердилась не только палеонтологическими данными, но и молекулярно-филогенетическими: анализ генов 18S рРНК показал, что АМ-грибы происходят от общего предка, жившего 400-500 млн лет назад, т.е. как раз в то время, когда на суше появились первые растения.

По-видимому, «уже на заре эволюции наземных растений у них сложилась способность регулировать жизнедеятельность микроорганизмов, колонизирующих подземные органы». Генные системы АМ довольно универсальны (это подверждается низкой специфичностью АМ-грибов по отношению к растениям), и в последствии они многократно перестраивались для организации различных симбиозов в различных группах растений.

Как растения, так и грибы, по-видимому, могли «подготовиться» к долгой совместной жизни задолго до выхода растений на сушу. Возможно, предки высших растений уже в водной среде вступали в симбиозы с различными водными грибами, как это делают сегодня зеленые и красные водоросли. Грибы, вышедшие на сушу намного раньше растений, могли вступать здесь в симбиоз с цианобактериями. Гриб Geosiphon, считающийся наиболее вероятным предком АМ-грибов, вступает в симбиоз с цианобактериями Nostoc, которые не только фотосинтезируют, но и фиксируют атмосферный азот. Это позволяет грибу жить на крайне бедных субстратах. Симбиозы такого типа могли быть широко распространены на суше до ее освоения растениями. Таким образом, еще до выхода растений на сушу почвенные грибы могли выработать эффективные системы для усвоения органики, производимой фотосинтезирующими симбионтами, а также для снабжения этих симбионтов фосфатами, поглощаемыми грибом из почвы.

В отличие от цианобактерий, растения могут снабжать симбиотические грибы гораздо большим количеством органики. Недостаток азота в симбиотической системе мог быть компенсирован симбиозом АМ-грибов с другими азотфиксирующими микробами.

2. Для чего нужны корни? Н.А.Проворов предполагает, что «поддержание микоризных грибов могло быть более древней функцией корней, чем самостоятельное усвоение питательных веществ из почвы». В дальнейшем корни «научились» самостоятельно всасывать минеральные вещества из почвы, и зависимость от микоризных грибов у некоторых растений стала слабее. Часть цветковых травянистых растений, а также некоторые культурные растения вообще утратили микоризу (у последних это во многом было связано с переходом растений на питание минеральными удобрениями). Однако большинство растений так и не перешли к полностью самостоятельному корневому питанию, а некоторые орхидные вообще утратили фотосинтез и стали получать весь углерод от симбиотических грибов. Иные из этих удивительных растений (орхидея Galeola) достигают гигантских размеров и имеют широкие ареалы. Эти орхидеи фактически паразитируют на других растительно-грибных симбиозах (грибы, от которых орхидеи получают органику, сами получают ее от других растений). Таким образом, «в ходе коэволюции растений с грибами потоки питательных веществ, которыми они обмениваются, могли достаточно легко менять свое направление». Растения, утратившие фотосинтез и перешедшие к паразитизму на грибах – симбионтах других растений известны и за пределами семейства орхидных (они есть среди двудольных, папоротников, мхов и печеночников).

3. Эволюция грибов – симбионтов растений. Симбиотические отношения растений с грибами очень разнообразны и вовсе не исчерпываются арбускулярной микоризой. Раньше считалось, что многие грибы, находящиеся с растениями в мутуалистических (взаимовыгодных) отношениях в прошлом были паразитами. Однако современные данные, в том числе молекулярно-филогенетические реконструкции, не подтверждают этого. По-видимому, переход от паразитизма к мутуализму был явлением весьма редким. Гораздо чаще симбионтами растений становились грибы-сапрофиты (питающиеся мертвой органикой). Многократно происходили и обратные переходы от мутуализма с растениями к свободному существованию в качестве сапрофитов. Многие адаптации, связанные с мутуализмом, возможно, вырабатывались независимо (конвергентно) у разных грибов-сапрофитов при переходе к мутуализму с растениями. Однако «эволюцию симбиотических признаков в разных группах высших грибов нельзя считать полностью независимой, поскольку такие их фундаментальные свойства, как образование мицелия и осмотрофное питание, могли возникать в процессе адаптации к развитию в тканях растений». Иными словами, вполне возможно, что эволюция основных групп высших грибов (аскомицетов и базидиомицетов) с самого начала была теснейшим образом связана с растениями. «По некоторым данным, до 90% аскомицетов и базидиомицетов имеют в своих жизненных циклах стадии симбиозов с растениями, образование которых можно считать одним из древнейших свойств мицелиальных грибов». По-видимому, не только наземные растения, но и основные группы грибов сумели стать столь разнообразными и процветающими в первую очередь благодаря симбиозу и коэволюции.

4. Симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Генетические системы, обеспечивающие возможность симбиоза растений с азотфиксирующими бактериями, по-видимому, являются результатом модификации генетических систем АМ (см.: Изменение гена, необходимого для симбиоза растений с грибами, привело к формированию симбиоза с азотфиксирующими бактериями. «Элементы», 12.03.08). Кроме того, Н. А. Проворов предполагает, что «в ходе эволюции АМ гломусовые грибы служили для растений донорами азотфиксирующих симбионтов». Гломусовые грибы, участвующие в АМ, часто вступают в симбиоз с азотфиксирующими бактериями. «Учитывая поистине планетарный масштаб происходящего при развитии АМ смешивания грибной и растительной цитоплазмы, логично предположить, что отбор мог подхватывать даже очень редко возникающие эндосимбионты грибов, способные сохранять жизнеспособность в цитоплазме растений».

В статье подробно разбираются возможные пути эволюции симбиоза растений с азотфиксирующими бактериями – ризобиями и актинобактериями. Отмечается, что большую роль в развитии этих сибмиозов сыграли преадаптации, развившиеся в ходе эволюции АМ, однако для налаживания взаимоотношений с новыми симбионтами были рекрутированы и многие гены и генные комплексы растений, которые ранее выполняли другие функции.

По-видимому, «приобретение двудольными способности к азотфиксирующим клубеньковым симбиозам было связано с последовательным замещением различных типов микроорганизмов, которые могут заселять межклеточные и субклеточные симбиотические компартменты в кортексе корня. При этом прокариотические азотфиксаторы использовали анцестральную программу размещения («хостинга») микросимбионтов, которая возникла при коэволюции древнейших наземных растений с АМ-грибами и претерпевала закономерные усложнения, происходившие параллельно в различных семействах».

Начальным этапом этого процесса, возможно, было замещение АМ-грибов азотфиксирующими актинобактериями Frankia. Эти бактерии внешне очень похожи на грибы (поэтому их раньше называли актиномицетами). Как и грибы, они образуют мицелий. Поначалу азотфиксирующая активность новых симбионтов была низкой, но потом растения выработали средства для ее интенсификации (в частности, более интенсивно стали откачиваться в надземную часть растения азотистые соединения, которые ингибируют азотфиксацию).

Симбиоз с Frankia создал предпосылки для вступления растений в симбиоз и с другими азотфиксаторами, которые могли вытеснять актинобактерий из программы развития симбиоза, в частности, благодаря своему более быстрому росту. Бактерии-конкуренты научились быстрее, чем Frankia, активировать у растений программу «хостинга», т.е. стимулировать растение к приему симбионтов. Проникновению Frankia в корень предшествует долгий (в несколько суток) период накопления актинобактерий у поверхности корней, тогда как ризобии проходят этот предварительный этап всего за несколько часов.

Однако замена «грибоподобных» актинобактерий другими бактериальными симбионтами (ризобиями) была сопряжена с опасностью, поскольку это открывало дорогу в организм растения множеству других бактерий, в том числе патогенных. Возможно, именно поэтому симбиоз с ризобиями сложился лишь у бобовых и некоторых вязовых (это могло быть связано с особенностями защитных систем этих растений).

Замещение микоризных грибов азотфиксаторами вовсе не означало отказ от микоризы. Напротив, у подавляющего большинства бобовых и «актиноризных» растений имееется также и АМ. При этом азотфиксирующие симбионты снабжают растение азотом, а грибы – фосфором. Однако растения, живущие в симбиозе с ризобиями, не образуют актиноризу, потому что нет смысла поддерживать два дублирующих друг друга азотфиксирующих симбиоза (на их поддержание растению приходится тратить много энергии).

Таким образом, развитие разнообразных растительно-грибных и растительно-бактериальных симбиозов представляет собой единый эволюционный континуум.

См. также: От биохимического сотрудничества – к общему геному. По статье: Н. А. Проворов, Е. А. Долгих Метаболическая интеграция организмов в системах симбиоза// Журнал общей биологии. 2006. Т. 67. С. 403-422.Изменение гена, необходимого для симбиоза растений с грибами, привело к формированию симбиоза с азотфиксирующими бактериями. «Элементы», 12.03.08Remy et al., 1994. Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae

elementy.ru

Смотрите также

• 
  Растения водолея
• 
  Растение лобелия
• 
  Лобелия растение
• 
  Милые растения
• 
  Растение эухарис
• 
  Эухарис растение
• 
  Настенные растения
• 
  Дудки растения
• 
  Растения экваториальные
• 
  Средиземноморские растения
• 
  Болотистые растения