Πώς τα φυτά αντισταθμίζουν τα συμβιωτικά μικρόβια
- Σταθερό άνθρακα :Τα φυτά είναι αυτόματα, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε οργανικές ενώσεις. Αυτή η διαδικασία, γνωστή ως φωτοσύνθεση, παράγει την ενέργεια που τα φυτά πρέπει να αναπτυχθούν και να αναπαραχθούν. Τα φυτά μοιράζονται μερικούς από αυτόν τον σταθερό άνθρακα με τα μικροβιακά τους συμβόλαια, παρέχοντάς τους μια πηγή ενέργειας και θρεπτικών ουσιών.
- νερό :Τα φυτά απορροφούν νερό από το έδαφος μέσω των ριζών τους. Αυτό το νερό είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών, αλλά μπορεί επίσης να ωφελήσει τα μικροβιακά συμβιόνια. Σε ορισμένες περιπτώσεις, τα φυτά μπορεί να παρέχουν ακόμη και τα συμβιόν τους με νερό απευθείας, μέσω εξειδικευμένων δομών που ονομάζονται Hydathodes.
- Ορυκτά :Τα φυτά απορροφούν μέταλλα από το έδαφος μέσω των ριζών τους. Αυτά τα ορυκτά είναι απαραίτητα για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών, αλλά μπορούν επίσης να ωφελήσουν τα μικροβιακά συμβιόνια. Τα φυτά μπορεί να μοιράζονται μερικά από αυτά τα ορυκτά με τα symbionts τους, παρέχοντάς τους τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται για να ευδοκιμήσουν.
- Προστασία :Τα φυτά παρέχουν τα συμβιωτικά τους μικρόβια με προστασία από το περιβάλλον. Οι ρίζες του φυτού δημιουργούν ένα φυσικό εμπόδιο που προστατεύει τα μικρόβια από επιβλαβείς ουσίες στο έδαφος και τα φύλλα του φυτού παρέχουν σκιά και προστασία από τον ήλιο και τον άνεμο.
- Habitat :Τα φυτά παρέχουν τα συμβιωτικά τους μικρόβια με ένα βιότοπο που είναι κατάλληλο για την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή τους. Οι ρίζες του φυτού παρέχουν ένα υγρό, πλούσιο σε θρεπτικά συστατικά περιβάλλον που είναι ιδανικό για πολλά μικρόβια. Επιπλέον, τα φύλλα του φυτού παρέχουν μια επιφάνεια που μπορούν να προσκολληθούν και να αποικίσουν τα μικρόβια.
Σε αντάλλαγμα για αυτούς τους πόρους, οι μικροβιακές συμβιές παρέχουν στα φυτά διάφορα οφέλη, όπως:
- θρεπτικά συστατικά :Οι μικροβιακές συμβιές βοηθούν τα φυτά να αποκτήσουν θρεπτικά συστατικά από το έδαφος. Ορισμένα μικρόβια, όπως η ριζόβια, μπορούν να μετατρέψουν το ατμοσφαιρικό άζωτο σε μια μορφή που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα φυτά. Άλλα μικρόβια, όπως μυκοριζικοί μύκητες, μπορούν να βοηθήσουν τα φυτά να απορροφήσουν νερό και μέταλλα από το έδαφος.
- Προστασία από παθογόνα :Τα μικροβιακά συμβιόνια μπορούν να βοηθήσουν στην προστασία των φυτών από ασθένειες. Ορισμένα μικρόβια, όπως το Pseudomonas fluorescens, παράγουν αντιβιοτικά που μπορούν να σκοτώσουν ή να αναστέλλουν την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων και μυκήτων. Άλλα μικρόβια, όπως το Trichoderma Harzianum, μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση του ανοσοποιητικού συστήματος του φυτού.
- Ανοχή στρες :Τα μικροβιακά συμβιόνια μπορούν να βοηθήσουν τα φυτά να ανεχθούν περιβαλλοντικές πιέσεις, όπως η ξηρασία, η θερμότητα και το άγχος του αλατιού. Ορισμένα μικρόβια, όπως το Bacillus subtilis, παράγουν ορμόνες που μπορούν να βοηθήσουν τα φυτά να ρυθμίσουν την ισορροπία του νερού τους. Άλλα μικρόβια, όπως τα intraradices glomus, μπορούν να βοηθήσουν τα φυτά να απορροφήσουν το νερό και τα θρεπτικά συστατικά από το έδαφος, ακόμη και υπό αγχωτικές συνθήκες.
- Ενισχυμένη ανάπτυξη :Τα μικροβιακά συμβιόνια μπορούν να βοηθήσουν τα φυτά να αναπτυχθούν ταχύτερα και πιο έντονα. Ορισμένα μικρόβια, όπως το Azospirillum brasilense, παράγουν φυτοορμόνες που μπορούν να διεγείρουν την ανάπτυξη των φυτών. Άλλα μικρόβια, όπως το rhizobium leguminosarum, μπορούν να βοηθήσουν τα φυτά να παράγουν περισσότερο άζωτο, το οποίο είναι απαραίτητο για την ανάπτυξη των φυτών.
Η αμοιβαία σχέση μεταξύ φυτών και συμβιωτικών μικροβίων είναι απαραίτητη για την υγεία και την παραγωγικότητα και των δύο οργανισμών. Παρέχοντας ο ένας τον άλλον τους πόρους και τα οφέλη, τα φυτά και τα μικροβιακά symbionts είναι σε θέση να ευδοκιμήσουν σε διάφορα περιβάλλοντα.
Πρόσθετοι τρόποι με τους οποίους τα φυτά αντισταθμίζουν τα συμβιωτικά μικρόβια
Εκτός από τους πόρους και τα οφέλη που αναφέρονται παραπάνω, τα φυτά μπορούν επίσης να αντισταθμίσουν τα συμβιωτικά μικρόβια με τους ακόλουθους τρόπους:
- ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΤΗΣ ρίζας :Τα φυτά απελευθερώνουν μια ποικιλία ενώσεων από τις ρίζες τους, συμπεριλαμβανομένων των σακχάρων, των αμινοξέων, των οργανικών οξέων και των δευτερογενών μεταβολιτών. Αυτές οι ενώσεις μπορούν να προσελκύσουν και να ωφελήσουν τα μικροβιακά συμβιόνια, αναστέλλοντας παράλληλα την ανάπτυξη επιβλαβών μικροβίων.
- ανίχνευση απαρτίας :Τα φυτά μπορούν να χρησιμοποιήσουν χημικά σήματα για να επικοινωνούν με μικροβιακά συμβιόνια. Αυτά τα σήματα μπορούν να ρυθμίσουν την ανάπτυξη και τη δραστηριότητα των μικροβίων και μπορούν να βοηθήσουν στον συντονισμό της αμοιβαίας σχέσης.
- Οριζόντια μεταφορά γονιδίων :Τα φυτά και τα μικροβιακά συμβιόνια μπορούν να ανταλλάξουν γενετικό υλικό μέσω οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επιτρέψει στα μικρόβια να αποκτήσουν νέα γονίδια που προσδίδουν ευεργετικά χαρακτηριστικά, όπως η αυξημένη απόκτηση θρεπτικών ουσιών ή η αντίσταση στα παθογόνα.
Οι πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φυτών και των μικροβιακών συμβιών δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές. Ωστόσο, είναι σαφές ότι αυτές οι σχέσεις είναι απαραίτητες για την υγεία και την παραγωγικότητα και των δύο οργανισμών. Με την κατανόηση των μηχανισμών αυτών των αλληλεπιδράσεων, μπορούμε να αναπτύξουμε νέους τρόπους βελτίωσης των αποδόσεων των καλλιεργειών και να μειώσουμε την εξάρτησή μας από συνθετικά λιπάσματα και φυτοφάρμακα.
