Mi az a mikoheterotrófia? Definíció, mikorrhiza és gombák szerepe
Ismerje meg a mikoheterotrófia lényegét: hogyan táplálkoznak nem fotoszintetizáló növények gombák révén, és mi a mikorrhiza szerepe.
A miko-heterotrófia bizonyos növények és gombák közötti kapcsolat, amelyben a növény a táplálékát részben vagy egészben a gombák parazitizmusából szerzi, nem pedig a hagyományos fotoszintézisből. A miko-heterotrófia tehát olyan életmód, ahol a növény szén- és nitrogénforrásait a gombák szállítják.
Miért nem "szaprofiták"?
A múltban úgy gondolták, hogy a nem fotoszintetizáló növények a gombákhoz hasonlóan szerves anyagok lebontásával jutnak táplálékhoz. Az ilyen növényeket ezért "szaprofitáknak" nevezték. Ez tévedés volt. Ma már tudjuk, hogy fiziológiailag egyetlen növény sem képes a szerves anyagok közvetlen lebontására vagy azok felszívására úgy, ahogy a gombák és baktériumok teszik. Ehelyett a miko-heterotróf növények gombákon keresztül jutnak szerves vegyületekhez.
Hogyan működik a kapcsolat?
A táplálékszerzés érdekében a nem fotoszintetizáló növények parazitizmusba kezdenek, mégpedig más növények myko-heterotrófiája vagy közvetlen parazitizmusa révén. A kapcsolat közvetlen kapcsolódási pontja a növény gyökerei és a gomba micéliuma között van: a gomba micéliuma behatolhat vagy kapcsolódhat a növényi gyökérszövethez, ezáltal szerves anyagokat és ásványi sókat ad át.
Gyakran a folyamat közvetett: sok miko-heterotróf növény olyan gombákhoz csatlakozik, amelyek maguk mikorrhizális kapcsolatban állnak fototróf (fotoszintetizáló) növényekkel. Ebben az esetben a miko-heterotróf növény a gombán keresztül a másik növény által termelt szénhez jut — ezért tekintik sok miko-heterotrófiát epiparazitizmusnak vagy "háromszereplős" hálózatnak (fotoszintetizáló növény — gomba — miko-heterotróf növény).
Típusai
- Teljes (obligát) miko-heterotrófia: a növény teljesen elvesztette a fotoszintézis képességét (nincs klorofill), és egész életében a gombákon keresztül táplálkozik. Ilyenek például bizonyos Monotropa- és Corallorhiza-fajok.
- Részleges (mixotrófia): a növény fotoszintetizál valamennyit, de jelentős mennyiségű szénhez jut gombáktól is. Sok erdei orchidea és néhány erdei lágy szárú növény ilyen.
- Gomba-függőség típusa szerint: egyes miko-heterotróf növények főként ektomikorrhizális gombákkal állnak kapcsolatban, mások arbuszkuláris mikorrhizális (AM) gombákat használnak — az orchideák például speciális orchideamikorrhizától függnek magvetéstől kezdve.
Példák és ökológiai jelentőség
A miko-heterotrófia számos növényi csoportban függetlenül alakult ki. Ismert példa a fehércső (Monotropa uniflora), több korallorchidea (Corallorhiza spp.), számos erdei orchidea és egyes trofikus módosulatok a Mohák és évelők között.
Ökológiai jelentősége többek között:
- feltárja a talaj ökológiai hálózatait és a gombák szerepét a szén- és tápanyagáramlásban,
- jelezheti az erdei mikorrhizális hálózatok egészségét (miko-heterotróf fajok gyakran érzékenyek a környezetváltozásra),
- táplálkozási kapcsolatokat hoz létre, amelyek bonyolítják a növényközösségek közötti interakciókat (például egyes növények „ellophatják” a fotoszintetizáló növények által termelt szén egy részét).
Hogyan vizsgálják?
A kutatók különböző módszereket használnak a miko-heterotrófia feltárására:
- Stabil izotópos analízis: a 13C és 15N arányok vizsgálata jól jelzi, hogy egy növény mennyi szén- és nitrogénforrást kap heterotróf úton (a miko-heterotrófok gyakran nehezebb szénizotóppal vannak gazdagítva).
- Molekuláris azonosítás: DNS-alapú módszerekkel feltérképezik, mely gombafajokkal áll kapcsolatban a növény.
- Ökológiai és fiziológiai vizsgálatok: kísérletekkel és megfigyelésekkel tanulmányozzák a kapcsolat irányát és mértékét.
Megőrzés és fenyegetettség
Sok miko-heterotróf növény különösen érzékeny a környezeti változásokra, mert specializált gombapartnerektől függnek és gyakran szűk élőhelyre korlátozódnak. Az erdők tisztítása, talajromlás vagy a mikorrhizális gombaközösségben bekövetkező változások veszélyeztethetik őket. A megőrzéshez ezért nem elég csak a növényt védni: a gombás közösségek és a kapcsolódó ökoszisztéma egészének védelme is szükséges.
Összefoglalás
A miko-heterotrófia egy különleges, sokszor összetett és evolúciósan többször kialakult táplálkozási stratégia, amelyben a növények gombákon keresztül jutnak szerves anyagokhoz. Bár látszólag hasonlít a saprotrofikus táplálkozáshoz, valójában a növények nem képesek közvetlenül lebontani a szerves anyagokat; mindig közvetít a gomba. A jelenség kutatása nemcsak a növény–gomba kapcsolatok megértését segíti, hanem fontos betekintést ad az erdei tápanyagáramlás és a biodiverzitás megőrzése szempontjából is.
A Monotropa uniflora , vagyis a szellemnövény egy parazita. Ez a miko-heterotróf növény minden táplálékát a Russulaceae családba tartozó gombától kapja.
Monotropa uniflora mio-heterotróf gyökerei Russula brevipes micéliummal
Kérdések és válaszok
K: Mi az a miko-heterotrófia?
V: A miko-heterotrófia bizonyos növények és gombák közötti kapcsolat, ahol a növény a táplálékát részben vagy egészben nem fotoszintézisből, hanem gombákon való parazitizmusból szerzi.
K: Mit gondoltak a múltban a nem fotoszintetizáló növényekről?
V: A múltban úgy gondolták, hogy a nem fotoszintetizáló növények a gombákhoz hasonlóan szerves anyagok lebontásával szerzik be táplálékukat, ezért "szaprofitáknak" nevezték őket.
K: Helyes volt a nem fotoszintetizáló növényekről alkotott korábbi elképzelés?
V: Nem, ma már tudjuk, hogy fiziológiailag egyetlen növény sem képes a szerves anyag közvetlen lebontására.
K: Hogyan jutnak táplálékhoz a nem fotoszintetikus növények?
V: A táplálékszerzés érdekében a nem fotoszintetikus növények parazitáznak, mégpedig miko-heterotrófia vagy más növények közvetlen parazitizmusa révén.
K: Hol van a kapcsolódási pont a növény és a gombapartnerek között a miko-heterotrófiában?
V: A myco-heterotrófiában a növény és a gombapartnerek közötti kapcsolódási pont a növény gyökerei és a gomba micéliuma között van.
K: Mihez hasonlít a miko-heterotrófia?
V: A miko-heterotrófia nagyon hasonlít a mikorrhizához.
K: Mi a hiedelem a miko-heterotrófia kialakulásáról?
V: Úgy gondolják, hogy a miko-heterotrófia a mikorrhizából fejlődött ki.
Keres