Микогетеротрофия - Myco-heterotrophy

Monotropa uniflora , облигатный микогетеротроф, который, как известно, паразитирует на грибах, принадлежащих к Russulaceae .

Микогетеротрофия (от греческого μύκης mykes , «гриб», ἕτερος heteros , «другой», «другой» и τροφή trophe , «питание») - это симбиотические отношения между определенными видами растений и грибов , при которых растение получает все или часть его пищи от паразитизма на грибах, а не от фотосинтеза . Мико-гетеротрофов является паразитическое растение партнером в этих отношениях. Микогетеротрофия считается разновидностью обмана, а микогетеротрофов иногда неофициально называют « микоризными обманщиками ». Эти отношения иногда называют микотрофией , хотя этот термин также используется для растений, которые участвуют в мутуалистических микоризных отношениях.

Взаимосвязь микогетеротрофов и грибов-хозяев

Микогетеротрофные корни Monotropa uniflora с мицелием Russula brevipes

Полная (или облигатная) микогетеротрофия существует, когда нефотосинтезирующее растение (растение, в значительной степени лишенное хлорофилла или иным образом не имеющее функциональной фотосистемы ) получает всю свою пищу от грибов, на которых оно паразитирует. Частичная (или факультативная) микогетеротрофия существует, когда растение способно к фотосинтезу, но паразитирует на грибах в качестве дополнительного источника пищи. Есть также растения, такие как некоторые виды орхидей , которые являются нефотосинтезирующими и обязательно микогетеротрофными на протяжении части своего жизненного цикла , а фотосинтезирующие и факультативно микогетеротрофными или немикогетеротрофными на протяжении оставшейся части своего жизненного цикла. Не все нефотосинтезирующие или « ахлорофильные » растения являются микогетеротрофными - некоторые нефотосинтезирующие растения, такие как повилика, напрямую паразитируют в сосудистой ткани других растений. Частичная или полная потеря фотосинтеза отражается в экстремальных физических и функциональных редукциях пластидных геномов у микогетерофных растений, что является продолжающимся эволюционным процессом.

В прошлом ошибочно считалось, что нефотосинтезирующие растения получают пищу, расщепляя органические вещества , подобно сапротрофным грибам. Поэтому такие растения были названы « сапрофитами ». Теперь известно, что эти растения физиологически не способны непосредственно расщеплять органические вещества и что для получения пищи нефотосинтезирующие растения должны участвовать в паразитизме либо через микогетеротрофию, либо через прямое паразитирование других растений.

Взаимодействие между растением и грибами-партнерами в этой ассоциации находится между корнями растения и мицелием гриба. Таким образом , микогетеротрофия очень похожа на микоризу (и действительно считается, что она произошла от микоризы), за исключением того, что при микогетеротрофии поток углерода идет от гриба к растению, а не наоборот.

Поэтому большинство микогетеротрофов можно рассматривать как в конечном итоге эпипаразитов , поскольку они получают энергию от грибов, которые, в свою очередь, получают энергию от сосудистых растений . Действительно, большая часть микогетеротрофии происходит в контексте общих микоризных сетей , в которых растения используют микоризные грибы для обмена углерода и питательных веществ с другими растениями. В этих системах микогетеротрофы играют роль «микоризных читеров», забирая углерод из общей сети без известной награды. Особая форма микогетеротрофной ассоциации, которая, по-видимому, представляет собой химеру между гаусториальным паразитизмом паразитического растения и микогетеротрофией, наблюдается у Parasitaxus usta , единственного микогетеротрофного голосеменного.

В соответствии с более ранними сообщениями, недавно было показано, что некоторые микогетеротрофные орхидеи могут поддерживаться сапротрофными грибами, эксплуатирующими подстилочные или разрушающие древесину грибы. Кроме того, было показано, что несколько зеленых растений (эволюционно близких к микогетеротрофным видам) участвуют в частичной микогетеротрофии, то есть они способны принимать углерод микоризных грибов в дополнение к их фотосинтетическому потреблению.

Видовое разнообразие микогетеротрофов и грибов-хозяев

Микогетеротрофы встречаются среди ряда групп растений. Все монотропные и нефотосинтетические орхидеи являются полными микогетеротрофами, как и нефотосинтезирующий печеночник Cryptothallus . Частичная микогетеротрофия распространена в семействе горечавок , некоторые роды, такие как Voyria , полностью микогетеротрофны; у фотосинтезирующих орхидей; и в ряде других групп растений. Некоторые папоротники и косолапости имеют стадии микогетеротрофных гаметофитов . Грибы, на которых паразитируют микогетеротрофы, обычно представляют собой грибы с большими запасами энергии, обычно микоризные грибы, хотя есть некоторые свидетельства того, что они также могут паразитировать на паразитических грибах, которые образуют обширные мицелиальные сети, такие как Armillaria . Примеры грибов, паразитирующих микогетеротрофными растениями, можно найти среди эктомикоризных , арбускулярных микоризных и орхидных микоризных грибов. Большое разнообразие неродственных семейств растений с микогетеротрофными членами, а также разнообразие грибов, пораженных микогетеротрофами, предполагает множественные параллельные эволюции микогетеротрофов от микоризных предков.

Рекомендации

дальнейшее чтение

Внешние ссылки

• Странные и замечательные микогетеротрофы Связь с паразитическими растениями , SIU Carbondale , Колледж наук.
• Слово Уэйна, примечательное растение для июня 1997 года: цветы грибов - цветущие растения, похожие на грибы, автор В.П. Армстронг.
• Гриб месяца за октябрь 2002 года: Monotropa uniflora , Том Волк, TomVolkFungi.net
• Сундук с сокровищами Мартина - изображения микогетеротрофов, сделанные микологом Мартином Бидартондо.