Bitki dünyasında simbiyoz. Bakteriler, mantarlar, algler ve protozoaların pek çok ortak noktası vardır, bu da evrimin bir başka kanıtıdır: Bir mantar ile tek hücreli bir alg arasındaki simbiyoz

Kira Stoletova

Mantar ve alglerin en gizemli simbiyozu liken sınıfıdır. İki bileşenden oluşan bir organizma, likenoloji adı verilen bir bilim tarafından incelenir. Şimdiye kadar bilim adamları bunların oluşumunun doğasını belirleyemediler ve laboratuvar koşullarında büyük zorluklarla elde edildiler.

Vücut kompozisyonu

Daha önce likenlerdeki mantar ve alg simbiyozunun, iki organizmanın bir arada yaşamasının karşılıklı yarar sağlayan bir yolunu temsil ettiği düşünülüyordu:

• mantarlar ikinci bileşen tarafından üretilen karbonhidratları alır;
• Alglerin kuraklıktan korunmak için minerallere ve örtüye ihtiyaçları vardır.

Günümüzde sendika farklı şekilde temsil ediliyor: Mantarın sporları bir hemşire seçiyor, ancak ikincisi birliğe direnebilir. Simbiyozdaki ana kural, karşılıklı yarar sağlayan bir durumdur. Her iki bileşen de yalnız yaşamakta zorluk yaşıyorsa liken ortaya çıkacaktır: beslenme, ışık ve sıcaklıktan yoksundurlar. Olumlu faktörler onları birleşmeye zorlamaz.

Etkileşime giren mantarlar alglerle farklı davranır. Mevcut tüm türlerle hif oluşturur, ancak bazıları basitçe yenir. Sentez yalnızca benzer sınıflarda görünür. Bir arada yaşamada her iki organizma da yapılarını ve görünümlerini değiştirir.

Vücut yapısı

Yapısal olarak liken iki bileşenden oluşur: içlerine yosun dokunmuş mantar hiphaları. Birbirine geçme tekdüze ise buna homeomerik denir ve yalnızca üst topta ise buna heteromerik denir. Bu sözde thallus.

Organizmanın vücuduna thallus denir. Görünüşe göre aşağıdaki türler ayırt edilir:

• ölçek;
• yapraklı;
• gür.

İlki, yüzeye sıkı bir şekilde kaynaşmış ince bir kabuğa benziyor. Yapraklı olanlar hif demetleri tarafından desteklenir. Çalı olanlar asılı bir çalıya veya sakala benzer.

Renk gri, kahverengi, yeşilimsi, sarı veya siyah olabilir. Konsantrasyon ortamdaki spesifik boyalar, demir içeriği ve asitler tarafından düzenlenir.

Üreme yöntemleri ve yaşam döngüsü

Likenlerde her iki bileşen de üreme yeteneğine sahiptir. Mantar, thallusun bazı kısımları veya sporların yardımıyla vejetatif olarak çoğalır. Vücut uzantıları vücuttan koparak hayvanlar, insanlar veya rüzgar tarafından hareket ettirilir. Tartışma da yayılıyor.

İkinci bileşen bitkisel olarak bölünür. Simbiyotik kompleks üreme yeteneğini geliştirir. Ve bazı türler likenlerin dışında pratik olarak mevcut değildir.

Organizmalar yavaş büyür. Yılda 0,25 mm'den 36 mm'ye artış oluşturur. Ancak çevresel koşullara iddiasızlar:

• kayalarda, toprakta, ağaç gövdelerinde ve dallarında, inorganik maddelerde yetişir: cam, metal;
• dehidrasyona dayanabilir.

-47 ila 80°C arasındaki sıcaklıklara toleranslı olan Antarktika'da 200 tür yaşamaktadır. Yaklaşık iki hafta boyunca dünya atmosferinin dışında yaşayabildiler.

Likenlerin rolü

Yaklaşık 20 bin tür var. Ortakyaşar dünya çapında bir dağıtım ağı oluşturur. Organizmalar özellikle tundra ve orman alanlarında önemlidir.

Likenleri mantarlara ve alglere bölme girişimleri uzun süredir yapılıyordu, ancak çoğu zaman başarısızlıkla sonuçlandı: kısırlık koşulları gözlemlense bile, ortaya çıkan kültürün içsel değil liken ortakyaşamı olduğu her zaman kesin değildi. liken paraziti. Ayrıca deneyler genellikle tekrarlanamaz, ancak tekrarlanabilirlik bir deneyin temel gereksinimlerinden biridir. Ancak 20. yüzyılın ortalarında standart bir yöntem geliştirildi ve birkaç düzine liken mantarı (mikobiyont) ve liken alg (fotobiyont) izole edildi. Bu çalışmanın büyük bir kısmı Amerikalı bilim adamı V. Akhmadzhyan'a aittir.

Böylece, izole edilmiş liken ortakyaşarları laboratuvarlara, steril test tüplerine ve besin ortamına sahip şişelere yerleşti. Liken ortaklarının saf kültürlerini ellerinin altında bulunduran bilim adamları, en cesur adıma karar verdiler: likenlerin laboratuvarda sentezi. Bu alandaki ilk başarı, 1939'da İsviçre'de miko ve fotobiyontlardan açıkça görülebilen meyve gövdelerine sahip liken Cladonia kılcal damarını elde eden E. Thomas'a aittir. Önceki araştırmacıların aksine Thomas, sentezi steril koşullar altında gerçekleştirdi ve bu da sonucuna güven veriyor. Ne yazık ki sentezi diğer 800 deneyde tekrarlama girişimleri başarısızlıkla sonuçlandı.

V. Akhmadzhyan'ın liken sentezi alanında dünya çapında üne kavuşan en sevdiği araştırma nesnesi Cladonia tarağıdır. Bu liken Kuzey Amerika'da yaygındır ve "İngiliz askerleri" ortak adını almıştır: parlak kırmızı meyve veren gövdeleri, Kuzey Amerika kolonilerinin bağımsızlık savaşı sırasında İngiliz askerlerinin kırmızı üniformalarını anımsatmaktadır. İzole edilmiş mikobiyont Cladonia crestata'nın küçük topakları, aynı likenden ekstrakte edilen bir fotobiyont ile karıştırıldı. Karışım dar mika plakalara yerleştirildi, mineral besin çözeltisine batırıldı ve kapalı şişelere sabitlendi. Şişelerin içinde sıkı bir şekilde kontrol edilen nem, sıcaklık ve ışık koşulları sağlandı. Deneyin önemli bir koşulu, ortamdaki besin maddelerinin minimum miktarıydı. Liken ortakları birbirlerine yakın olarak nasıl davrandılar? Alg hücreleri, mantar hiflerini kendilerine "yapıştıran" özel bir madde salgıladılar ve hifler hemen yeşil hücreleri aktif olarak sarmaya başladı. Alg hücre grupları, hiflerin birincil ölçeklere dallanmasıyla bir arada tutuldu. Bir sonraki aşama, pulların üstünde kalınlaşmış hiflerin daha da gelişmesi ve bunların hücre dışı materyali serbest bırakması ve bunun sonucunda üst kabuk katmanının oluşmasıydı. Daha sonra bile alg tabakası ve çekirdek, tıpkı doğal likenlerin thallusunda olduğu gibi farklılaştı. Bu deneyler Akhmadzhyan'ın laboratuvarında birçok kez tekrarlandı ve her seferinde birincil liken thallusunun ortaya çıkmasına yol açtı.

20. yüzyılın 40'lı yıllarında Alman bilim adamı F. Tobler, Xanthoria wallae sporlarının çimlenmesi için uyarıcı maddelerin eklenmesinin gerekli olduğunu keşfetti: ağaç kabuğundan elde edilen özler, algler, erik meyveleri, bazı vitaminler veya diğer bileşikler. Doğada bazı mantarların çimlenmesinin alglerden gelen maddeler tarafından uyarıldığı öne sürüldü.

Simbiyotik bir ilişkinin ortaya çıkması için her iki partnerin de orta düzeyde veya hatta yetersiz beslenme, sınırlı nem ve aydınlatma alması gerektiği dikkat çekicidir. Mantar ve alglerin varlığı için en uygun koşullar onların yeniden birleşmesini teşvik etmez. Dahası, bol miktarda beslenmenin (örneğin suni gübre ile), thallustaki alglerin hızlı büyümesine, simbiyotikler arasındaki bağlantının bozulmasına ve likenlerin ölümüne yol açtığı durumlar vardır.

Liken thallusunun kesitlerini mikroskop altında incelersek, çoğu zaman alglerin mantar hiphalarına bitişik olduğunu görebiliriz. Bazen hifler alg hücrelerine sıkıca bastırılır. Son olarak, mantar hiphaları veya dalları alglerin içine az çok derinlemesine nüfuz edebilir. Bu projeksiyonlara haustoria denir.

Bir arada yaşama, her iki liken ortakyaşamının yapısı üzerinde de bir iz bırakır. Bu nedenle, Nostoc, Scytonema ve diğerleri cinsinin serbest yaşayan mavi-yeşil algleri uzun, bazen dallanan filamentler oluşturursa, o zaman simbiyozdaki aynı alglerde filamentler ya yoğun toplar halinde bükülür ya da tek hücrelere kısaltılır. Ek olarak, serbest yaşayan ve likenleşmiş mavi-yeşil alglerde hücresel yapıların boyutu ve düzenindeki farklılıklar da dikkat çekmektedir. Yeşil algler de simbiyotik bir durumda değişir. Bu öncelikle üremeleriyle ilgilidir. “Özgürlük içinde” yaşayan yeşil alglerin çoğu, hareketli ince duvarlı hücreler olan zoosporlar tarafından çoğalır. Thallusta genellikle zoosporlar oluşmaz. Bunun yerine, kuru koşullara iyi adapte olmuş, kalın duvarlı nispeten küçük hücreler olan aplanosporlar ortaya çıkar. Yeşil fotobiyontların hücresel yapıları arasında en büyük değişiklikler membranda görülür. "Vahşi doğada" aynı alglerden daha incedir ve bir dizi biyokimyasal farklılığa sahiptir. Simbiyotik hücrelerin içinde sıklıkla yağ benzeri tanecikler gözlenir ve algler thallustan çıkarıldıktan sonra ortadan kaybolur. Bu farklılıkların nedenlerinden bahsedecek olursak, bunların alglerin mantar komşusunun bir tür kimyasal etkisi ile ilişkili olduğunu varsayabiliriz. Mikobiyont'un kendisi de alg ortağından etkilenir. Sıkıca iç içe geçmiş hiphalardan oluşan yoğun izole mikobiyont yığınları, likenleşmiş mantarlara hiç benzemiyor. Hiflerin iç yapısı da farklıdır. Simbiyotik durumdaki hiflerin hücre duvarları çok daha incedir.

Böylece simbiyoz halinde yaşam, alglerin ve mantarların dış görünümlerini ve iç yapılarını değiştirmelerini teşvik eder.

Birlikte yaşayanlar birbirlerinden ne alıyor, birlikte yaşamaktan ne gibi faydalar elde ediyorlar? Algler, liken simbiyozunda komşusu olan mantara, fotosentez işlemi sırasında elde edilen karbonhidratları sağlar. Bir veya başka bir karbonhidratı sentezleyen alg, onu hızlı ve neredeyse tamamen mantar "arkadaşına" verir. Mantar alglerden sadece karbonhidrat almaz. Mavi-yeşil fotobiyont atmosferik nitrojeni sabitlerse, ortaya çıkan amonyumun alglerin mantar komşularına hızlı ve istikrarlı bir şekilde çıkışı olur. Açıkçası algler, Dünya çapında geniş bir alana yayılma fırsatını yakalıyor. D. Smith'e göre, "Likenler arasında en yaygın alg olan Trebuxia, likenlerin dışında çok nadiren yaşar. Likenlerin içinde belki de serbest yaşayan herhangi bir alg türünden daha yaygındır. Bu nişi işgal etmenin bedeli, mantarları karbonhidratlarla barındırır.

Site materyallerini kullanırken, bu siteye kullanıcılar ve arama robotları tarafından görülebilecek aktif bağlantılar yerleştirmek gerekir.

Bilim adamlarının likenlerin gizemini kimin ve ne zaman düşündüğünü bilenlerin sorusuna? yazar tarafından verilmiştir Nöropatolog en iyi cevap Likenlerin sıra dışı bitkiler olduğudur. Açıkça tanımlanmış yaprakları ve gövdeleri yoktur, sporlar kullanarak dağılırlar. Uzun bir süre bilim adamları, K. A. Timiryazev'in dediği gibi "sfenks bitkisi" likenlerinin gizemini çözemediler. Sonunda likenlerin bağımsız organizmalar olmadığını tespit etmek mümkün oldu ama... mantar ve alglerin birleşimi! Birbirlerine faydalı etki yapan bu iki bitki, o kadar bütünüyle birleşti ki, eşsiz bir organizma ortaya çıktı. Hatta bazı bilim adamları bu kadar şaşırtıcı bir gerçeğe inanmayı bile reddettiler. Ancak likenlerin, kendisini oluşturan mantar ve alglerden “yapay sentezi”nin gerçekleştirilmesinin mümkün olmasıyla şüpheleri sona erdi.Mantarın alglerle birlikte yaşamasından elde ettiği faydalar açıktır. Algler kendisini ve birlikte yaşadığı canlıları, havadan veya sudan emilen karbondioksitten hayat veren güneş ışınlarının yardımıyla sentezlediği organik maddelerle besler.Mantarlar alglere mineral tuzları sağlar. Ayrıca hifler ve birbirine dolanan alglerle büyüme yerlerine nüfuz ederek toprağın, ağaç kabuğunun, kayaların sert yüzeyinde kalmalarına, soğuktan ve kuraklıktan korunmalarına yardımcı olurlar. Likenlerin bu kadar dayanıklı olmasının nedeni budur, hem bunaltıcı sıcağa hem de dona kolayca dayanabilirler.Farklı organizmaların karşılıklı faydaya dayalı bu şekilde bir arada yaşaması genellikle doğada bulunur. Buna simbiyoz deniyordu.

Yanıtlayan: Marina Karpukhina (Masko)[guru]
Onların bir sırrı var mı?

Yanıtlayan: Kırsal[guru]
Likenler ilk kez 3. yüzyılda Theophrastus tarafından tanımlanmıştır. M.Ö e. Bunlardan yalnızca iki türünü biliyordu; usnea ve rochella. 18. yüzyılda C. Linnaeus, yosun olarak kabul ettiği 80 likeni tanımladı. Likenler, 19. yüzyılda botanik - likenolojide yeni bir yön kuran İsveçli bilim adamı E. Acharius tarafından ayrı bir bitki grubu olarak tanımlandı. 2Likenlerin ikili doğası 1867'de S. Schwender tarafından keşfedildi. Bugüne kadar likenologlar, son derece yavaş büyüme ve en zorlu koşullarda hayatta kalma konusunda inanılmaz bir yetenek ile karakterize edilen bu bitkilerin 25.000 bin türünü keşfettiler. Likenler karasal bitkilerdir ve 60 derecelik sıcağa dayanmanız gereken sıcak tropik çöllerden, 50 derecelik donlara dayanmanız gereken çıplak Arktik ve Antarktika çöllerine kadar karada her yerde yaygındırlar (bu arada, Antarktika likenlerinde 350'ye kadar tür bulunur). Likenlerin kökeni gizemin karanlığında gizlidir. Oluşum süreci, mantar hiphaları tarafından alg hücrelerinin aranmasını belli belirsiz anımsatıyor. Bilim adamları, liken Cladonia tarağının mikobiyontlarından biri olan mantarla bir deney yaptılar. Mantar iplikleri, şekli ve boyutu yosun hücrelerine benzeyen cam toplar da dahil olmak üzere her şeyi açgözlülükle dolaştırıyordu. Bilim insanları, deneyde mantarlarla hiçbir ortak yanı olmayan serbest yaşayan türler de dahil olmak üzere toplam 13 alg hücresini kullandı. Cladonia hiphaları hepsini dolaştırdı Likenlerin dış yapısı Likenlerin gövdesi bir thallus veya thallus ile temsil edilir. Yapraklı ve gür çeşitleri vardır. Likenlerin görünümü son derece çeşitlidir. Taşları ve kayaların yüzeyini kaplayan ince bir filme benzeyebilirler. Ancak çubuklar, yapraklar, çalılar, taretler, karışık "sakallar" ve muhteşem cüce kapları şeklindeki gövdeler nadir değildir. Bazı likenlerin gövdesi meyvelerle (üreme organları) noktalıdır veya küçük pullarla (phyllocladia) kaplıdır. Vücudun kendisine Latince thallus veya thallus denir. Thallusun yapısına bağlı olarak, likenlerin birkaç ana morfolojik organizasyonu türü ayırt edilir. Bazen kabuklu olarak da adlandırılan pul, alt tabaka ile sıkı bir şekilde büyüyen ve yüzeyi boyunca yayılan film benzeri bir thallusa sahiptir. Her şey alt tabaka görevi görebilir: taşlar, ağaç gövdeleri, herhangi bir binanın yüzeyi, toprağın çıplak yüzeyi. Yaprak thallusunda daha karmaşık organize edilmiş likenler bulunur. Açıkça iç katmanlara bölünmüş gövdeleri, alt tabaka boyunca yayılan ve özel mantar iplikleri (rizoidler veya rizinler) demetleri yardımıyla ona bağlanan yaprak plakaları şeklindedir. Çalı likenler, alt tabakaya yalnızca tabanlarından tutturulmuş sütunlar, dallar, çubuklar ve uzun şeritler şeklinde büyür. Mantar iplikleri, thallusun dış (kortikal) ve iç katmanlarını oluşturarak yoğun bir kütleye dönüşür. Bunlar alglerin bulunduğu koruyucu tabakalardır. Mantar bitkiyi sıcaklık değişimlerinden, kurumadan ve aşırı ışıktan korur. Genel olarak, bu simbiyozdaki algler yaprakların rolünü, mantarlar ise köklerin rolünü oynar. Yani bitkiler fotosentez yapar ve mantarlar tarafından emilen, alglere su ve oksijen sağlayan ve minerallerin emilmesine yardımcı olan organik madde üretir. Likenler metalleri aktif olarak emer, bu da onlara farklı renkler verir ve liken asitlerinin sentezi için başlangıç ​​​​maddesi görevi görür. İkincisi, liken thallusunun dokuları dışında doğada başka hiçbir yerde bulunmayan spesifik karmaşık maddelerdir. Likenler mantarlar gibi sporlar yoluyla thallus parçalarıyla çoğalırlar. Birçok liken türünün sporları, sözde özel organlarda olgunlaşır. çantalar. Sporlar mantar tarafından oluşturulur ve yayılma süreci, alg hücreleriyle birlikte daha da dağılacak şekilde ilerler. Spor çimlenmesinden sonra mantar hifleri algleri hemen dolaştırır, böylece simbiyoz yeniden sağlanır.

Simbiyoz - Bu, iki veya daha fazla farklı bitki veya hayvan türünün organizmalarının, birbirleriyle ilişkileri çok yakın ve genellikle karşılıklı yarara dayalı olduğunda, uzun süreli bir arada yaşamasıdır. Simbiyoz bu organizmalara daha iyi beslenme sağlar. Simbiyoz sayesinde organizmaların çevrenin olumsuz etkilerinin üstesinden gelmesi daha kolay olur.

Tropikal ülkelerde çok ilginç bir bitki var - myrmecodia. Bu bir karınca yuvası bitkisidir. Diğer bitkilerin dallarında veya gövdelerinde yaşar. Sapının alt kısmı oldukça genişlemiş ve büyük bir soğana benzemektedir. Ampulün tamamı birbiriyle iletişim kuran kanallarla kaplıdır. Karıncalar onlara yerleşir. Bu kanallar kalınlaşmış bir gövdenin gelişimi sırasında ortaya çıkar ve karıncalar tarafından kemirilmez. Sonuç olarak karıncalar bitkiden hazır bir yuva alırlar. Ancak bitki, içinde yaşayan karıncalardan da yararlanır. Gerçek şu ki tropik bölgelerde var Yaprak kesici karıncalar. Bitkilere büyük zarar verirler. Başka türlerin karıncaları myrmecodia'ya yerleşir ve yaprak kesici karıncalarla savaş halindedir. Myrmecodia sakinleri yaprak kesicilerin tepeye ulaşmasına ve körpe yapraklarını yemelerine izin vermezler. Böylece bitki, hayvana yuva sağlar, hayvan da bitkiyi düşmanlarından korur. Myrmecodia'ya ek olarak tropik bölgelerde karıncalarla işbirliği içinde olan birçok bitki yetişir.

Karınca yuvası bitkisi - myrmecody: 1 - bir ağaç dalına yerleşmiş iki bitki; 2 - myrmecodia sapının bölümü.

Bitkiler ve hayvanlar arasında daha da yakın simbiyoz biçimleri vardır. Bu, örneğin tek hücreli alglerin amipler, güneş balığı, siliatlar ve diğer protozoalarla simbiyozudur. Bu tek hücreli hayvanlar zoochlorella gibi yeşil algleri barındırır. Uzun bir süre, en basit hayvanların hücrelerindeki yeşil cisimler organeller, yani tek hücreli hayvanın kalıcı parçaları olarak kabul edildi ve yalnızca 1871'de ünlü Rus botanikçi L. S. Tsenkovsky, farklı basit organizmaların bir arada yaşadığını tespit etti. Daha sonra bu fenomene simbiyoz adı verildi.

En basit hayvan amipinin vücudunda yaşayan Zoochlorella, olumsuz dış etkenlerden daha iyi korunur. Amiplerin gövdesi şeffaftır, bu nedenle alglerde fotosentez süreci normal olarak gerçekleşir. Hayvan, alglerden çözünebilir fotosentez ürünlerini (çoğunlukla karbonhidratlar - şeker) alır ve onlarla beslenir. Ayrıca fotosentez sırasında algler oksijeni serbest bırakır ve hayvan bunu solunum için kullanır. Buna karşılık hayvan, alglere beslenmesi için gerekli olan azotlu bileşikleri sağlar. Simbiyozun hayvan ve bitkiye sağladığı karşılıklı fayda açıktır.

Hayvanların vücudundaki algler: 1 - amip, a - zoochlorella algleri, b - amip çekirdeği, c - amip kasılma vakuolü; 2 - paulinella köksapı, a - köksapın çekirdeği, b - yeşil algler, c - köksapın psödopodisi.

Sadece en basit tek hücreli hayvanlar değil, aynı zamanda bazı çok hücreli hayvanlar da alglerle simbiyoza adapte olmuşlardır. Algler hidraların, süngerlerin, solucanların, derisi dikenlilerin ve yumuşakçaların hücrelerinde bulunur. Bazı hayvanlar için alglerle simbiyoz o kadar gerekli hale geldi ki onların Hücrelerinde yosun yoksa bir organizma normal şekilde gelişemez.

Yukarıda - alt bitkilerin yaşamındaki simbiyoz. Likenler: 1 - cladonia; 2 - parmelia; 3 - ksaiatoryum; 4 - çeşitli likenlerin thallusunun bir bölümünde mikroskopla görülebilen zincirler ve küresel alg hücreleri. Aşağıda - orkide ailesinden bitkiler: 1 - hava (a) ve şerit benzeri (b) kökleri olan epifitik tropikal orkideler; 2 - ılıman bölgenin karasal orkidesi - Bayan terliği.

Her iki katılımcı da bitki olduğunda simbiyoz özellikle ilginçtir. Belki de iki bitki organizmasının simbiyozunun en çarpıcı örneği likenlerdir. Liken herkes tarafından tek bir organizma olarak algılanmaktadır. Aslında mantar ve alglerden oluşur. Mantarın iç içe geçmiş hiphalarına (ipliklerine) dayanmaktadır. Likenin yüzeyinde, bu hifler sıkı bir şekilde iç içe geçmiş durumdadır ve algler, yüzeyin altındaki gevşek tabakadaki hiflerin arasında yuva yapar. Çoğu zaman bunlar tek hücreli yeşil alglerdir. Çok hücreli mavi-yeşil alglere sahip likenler daha az yaygındır. Alg hücreleri mantar hiphaları ile dolanmıştır. Bazen hif üzerinde emiciler oluşur ve alg hücrelerine nüfuz eder. Birlikte yaşama hem mantar hem de algler için faydalıdır. Mantar, alglere çözünmüş mineral tuzları içeren su sağlar ve alglerden fotosentez sırasında ürettiği organik bileşikleri, özellikle karbonhidratları alır.

Simbiyoz likenlerin varoluş mücadelesine o kadar iyi yardımcı olur ki, likenler kumlu topraklara, çıplak, kıraç kayalara, cam üzerine, sac üzerine yani başka hiçbir bitkinin var olamayacağı yerlere yerleşebilirler. Likenler Uzak Kuzey'de, yüksek dağlarda, çöllerde bulunur - ışık olduğu sürece: ışık olmadan likenlerdeki algler karbondioksiti ememez ve ölür. Mantarlar ve algler likenlerde birbirine o kadar yakın yaşarlar ki, o kadar tek bir organizmadırlar ki, çoğu zaman birlikte ürerler.

Uzun süre likenler sıradan bitkilerle karıştırıldı ve yosun olarak sınıflandırıldı. Likendeki yeşil hücreler, yeşil bir bitkinin klorofil taneleri ile karıştırıldı. Bu görüş ancak 1867'de Rus bilim adamları A. S. Famintsyn ve O. V. Baranetsky'nin araştırmalarıyla sarsıldı. Yeşil hücreleri ksantoryum likeninden ayırmayı başardılar ve bunların sadece likenin gövdesi dışında yaşamakla kalmayıp aynı zamanda bölünme ve sporlar yoluyla da çoğalabildiklerini tespit ettiler. Sonuç olarak yeşil liken hücreleri bağımsız alglerdir.

Örneğin, kavakların yetiştiği yerde çöreklerin ve huş ormanlarında boletüslerin aranması gerektiğini herkes bilir. Kap mantarlarının belirli ağaçların yakınında yetişmesinin bir nedeni olduğu ortaya çıktı. Ormanda topladığımız o “mantarlar” sadece onların meyve veren gövdeleridir. Mantarın gövdesi - miselyum veya miselyum - yeraltında yaşar ve toprağa nüfuz eden iplik benzeri hiflerden oluşur ("Mantarlar" makalesine bakın). Toprağın yüzeyinden ağaç köklerinin uçlarına kadar uzanırlar. Mikroskop altında, keçe gibi hiflerin kökün ucunu nasıl dolaştırdığını görebilirsiniz.Bir mantarın daha yüksek bitkilerin kökleriyle simbiyozuna denir. mikoriza(Yunancadan çevrilmiştir - “mantar kökü”).

Enlemlerimizdeki ağaçların büyük çoğunluğu ve çok sayıda otsu bitki (buğday dahil) mantarlarla mikoriza oluşturur. Bilim adamları, mantarın katılımı olmadan birçok ağacın normal büyümesinin imkansız olduğunu bulmuşlardır, ancak huş ağacı ve ıhlamur gibi onlarsız gelişebilecek ağaçlar vardır. Bir mantarın daha yüksek bir bitki ile simbiyozu, karasal floranın başlangıcında mevcuttu. İlk yüksek bitkiler - psilotaceae - zaten mantar hiphalarıyla yakından ilişkili yeraltı organlarına sahipti. Çoğu zaman, mantar sadece kökü hiphasıyla sarar ve kökün dış dokusu gibi bir kılıf oluşturur. Daha az yaygın olan, mantarın kök hücrelere yerleştiği simbiyoz formlarıdır. Bu simbiyoz, özellikle mantarın katılımı olmadan genellikle gelişemeyen orkidelerde belirgindir.

Mantarın beslenmesi için kökler tarafından salgılanan karbonhidratları (şeker) kullandığı ve daha yüksek bitkinin topraktaki azotlu organik maddelerin ayrışma ürünlerini mantardan aldığı varsayılabilir. Ağaç kökü bu ürünleri tek başına elde edemez. Mantarların daha yüksek bitkilerin büyümesini artıran vitamin benzeri maddeler ürettiği de varsayılmaktadır. Ayrıca hiç şüphe yok ki bir ağacın kökünü saran ve toprakta çok sayıda dal bulunan mantar örtüsü, bitkinin yaşamında çok önemli olan suyu emen kök sisteminin yüzeyini büyük ölçüde artırır.

Bir mantarın ve daha yüksek bir bitkinin simbiyozu birçok pratik aktivitede dikkate alınmalıdır. Yani örneğin orman dikerken, barınak kurarken, dikilen ağaç türleriyle simbiyoza giren mantarların toprağa "enfekte edilmesi" zorunludur.

Nitrojeni asimile eden bakterilerin baklagil ailesinden daha yüksek bitkilerle (fasulye, bezelye, fasulye, yonca ve diğerleri) simbiyozu büyük pratik öneme sahiptir. Kalınlaşmalar genellikle baklagil bitkisinin köklerinde görülür - hücreleri bitkiyi ve ardından toprağı nitrojenle zenginleştiren bakteriler içeren nodüller ("Yeşil bir bitki nasıl çalışır ve beslenir" makalesine bakın).

Bir önceki bölümde bitkilerle mikroplar arasındaki, her iki tarafa da fayda sağlayan ve simbiyoz adı verilen ilişkiyi öğrenmiştik. Bu birliğin bazı yönlerine daha yakından bakalım.

Baklagil bitkileri fotosentez yoluyla şeker üretebilir, ancak atmosferik nitrojeni özümseyemezler. Nodül bakterileri ise tam tersine bu görevi başarıyla yerine getirir ancak klorofilleri olmadığı için şeker sentezleyemezler. Ancak bu iki organizma birleşip ürettikleri ürünleri takas ettiklerinde hayatları güvence altına alınır.

Kızılağaç kökleri aynı zamanda havadaki nitrojeni emen mikropların yaşadığı nodüller de içerir. Bu aynı zamanda baklagillerde olduğu gibi simbiyozun bir örneğidir.

Son derece ilginç bitkiler likenlerdir. Kutup tundrasında otçul hayvanların neredeyse tek yiyeceği budur. İlginçtirler çünkü mantar ve alg kombinasyonlarını temsil ederler: Mantar hücreleri arasında yeşil veya mavi-yeşil alglerden oluşan daha küçük hücreler yaşar.

Bir tür veya başka bir likenin gövdesi genellikle kalıcı bir tür alg içerir. Doğru, Alp bölgesinde yetişen bazı likenlerin tamamen farklı gruplara ait iki tür alg vardır (bir tür yeşil, diğeri mavi-yeşil alglerdir) ve burada zaten üçlü bir simbiyozla karşı karşıyayız: mantar + yeşil alg + mavi- yeşil alg. Bu durumda mavi-yeşil algler, fotosentez yoluyla sistemin geri kalanına karbon beslemesi sağladığı ve atmosferdeki nitrojeni emdiği için özel bir rol oynar.

Likenologlar (likenoloji - liken bilimi), her iki partneri de likenlerden (hem mantar hem de alg) izole etmeyi ve bunları saf kültürlerde ayrı ayrı yetiştirmeyi başardılar. Bu tür saf kültürlerden, bu organizmaların şekilde şematik olarak gösterilen likenlere ters "sentezini" gerçekleştirdiler.

Radyoaktif karbon 14 C kullanılarak alglerin likenler için karbonhidratlı besin sağladığı kanıtlandı. İkincisi, fotosentez sırasında karbondioksiti bağlar, karbondioksit ve sudan şeker üretir ve bunları mantar hücrelerine taşır. Deneylerden birinde, radyoaktif karbonun mantar hücrelerine ulaşmasından 45 dakika sonra, fotosentez sürecinden geçen karbonun% 60'ının bulunduğu bulundu.

Lund Üniversitesi'nden İsveçli araştırmacı K. Mosbach, nispeten karmaşık jiroforik asidin likenler tarafından sentezlenme oranını anlatıyor. Radyoaktif karbon dioksitin gelişinden bir dakika sonra bileşiminde karbon 14 C bulundu.Bu, radyoaktif karbonun önce alg hücreleri tarafından emilmesi ve daha sonra fotosentez reaksiyonları sırasında şekerin bileşimine dahil edilmesiyle açıklanabilir. moleküller. Şeker molekülleri likenin mantar hücrelerine aktarıldı ve orada enzimlerin etkisi altında önce diatomik karbonlu daha basit bileşiklere ayrıştırıldı ve daha sonra diğer enzimlerin yardımıyla bunlardan jiroforik asit oluşturuldu. Molekülünde 24 karbon atomu vardır. Radyoaktif karbon atomlarının tüm yolu aşağıdaki şekilde basitleştirilebilir:

Bir biyokimyacı, fotosentez, ayrışma ve yeniden sentez gibi karmaşık işlemleri birçok aşamadan geçerek gerçekleştirecek ve bireysel kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için en az 10 enzim kullanacaktır. Ancak mikroorganizmaların hücrelerinde tüm bu işlemler bir dakikadan daha kısa sürede gerçekleştirilir; bir dakika sonra ilk ürünler - jiroforik asit molekülleri - hazırdır. Fabrikalarımızdaki otomatik taşıma bandı, bu maddenin doğadaki “üretimi” ile karşılaştırıldığında ne kadar ilkel ve kusurlu! Ancak aynı anda, aynı hücrelerde yüzlerce kimyasal reaksiyonun mükemmel bir uyum içinde gerçekleştiğini de unutmamalıyız!

Likenlerdeki algler, -5° C dış sıcaklıkta, hatta bazı durumlarda -24° C sıcaklıkta bile fotosentez işlemini gerçekleştirebilmektedir.

Likenologların deneylerinin gösterdiği gibi, algler aynı zamanda mantar "partnerine" vitaminler sağlarken, mavi-yeşil algler de azotlu besin sağlar. Mantar ise alglere sulu mineral tuz çözeltileri sağlar ve dış ortamın olumsuz etkilerinden koruma sağlar.

Yine de alglerin mantarlar için bir nevi tutsak ve zorla çalıştırıldığı görülüyor. Eşleri birbirinden ayırırken mantarlar “yapay” beslenmeye ihtiyaç duyarken, yeşil ve mavi-yeşil algler tamamen bağımsız organizmalardır ve gerekli tüm organik bileşikleri kendileri sentezlerler.

Mikropların diğer organizmalarla birlikte yaşamasının doğada pek çok örneği vardır. Mantar hiphaları toprakta ağaç köklerinde yaşar ve kök dokusuna nüfuz eder. Mantarlar bu ağaçların daimi yoldaşlarıdır. Ağaç türleri için köklerdeki yaşamın büyük önem taşıdığı ortaya çıktı. Bitkiler, mantarlar tarafından kullanılan kökleri aracılığıyla karbonhidratları toprağa salarlar. Hifler ayrıca köklere de nüfuz eder, ancak bitki kök sistemindeki aktivitelerini düzenler ve hiflerin apikal hücreleri bazen köklerin salgılarında bulunan maddeler tarafından çözülür. Bitkiler de hiflerde bulunan maddeleri kullanırlar ve dolayısıyla mantarlar da onların beslenmesine bir ölçüde katkıda bulunur. Mantarların bitkilerle birlikte yaşamasına mikoriza adı verilir. Bu bağlantı, mikoriza mantarlarının (porcini, boletus ve chanterelles) meyve veren gövdelerini toplayan mantar toplayıcıları tarafından iyi bilinmektedir. Meyve veren cisimler miselyumdan (toprakta ağaç kökleriyle yakın temas halinde bulunan hif pleksusları) büyür. Bu nedenle en çok meşe ağaçlarının altında porcini mantarlarına, huş ağaçlarının altında boletus mantarlarına ve kavak ağaçlarının altında boletus mantarlarına rastlıyoruz.