NaslovnaŽivi svetBiljkeMikoriza – tajno prijateljstvo između biljaka i gljiva

Mikoriza – tajno prijateljstvo između biljaka i gljiva

848
0

Mikoriza je mutualistička simbioza gljive i korena biljke, međusobni odnos u kome obe strane imaju korist. Biljka od gljive dobija vodu i mineralne materije potrebne za rast i metaboličke procese, dok gljiva od nje dobija šećere koje nije u mogućnosti sama da proizvede jer je heterotrofna (hrani se unošenjem već gotovih organskih materija). Ime mikoriza nastaje od grčkih reči mykes – gljiva i rhiza – koren. Najrasprostranjenija je simbioza na zemlji. Trenutno je opisano 7 tipova podeljenih u dve osnovne kategorije: ekto- i endomikorizu. Različiti tipovi mikorize obuhvataju razne gljive, biljke i staništa, svaki najbolje prilagođen svom.

Muhara (Amanita muscaria)

Neke mikorizne gljive grade različite tipove mikorize zavisno od toga sa kojom biljkom je sklapaju. Mikorizne gljive mogu biti isključive i neisključive, Boletus elegans gradi mikorizu samo sa jednom vrstom drveta, arišom, dok muhara (Amanita muscaria) sa preko dvadeset različitih vrsta. Osobina neisključivosti daje im mogućnost da međusobno povezuju drveće gradeći podzemnu šumsku mrežu – wood wide web. Ovu mrežu biljke koriste za komunikaciju, npr. upozorenje o nekom parazitu, ili se ispomažu međusobno, šaljući šećere drvetu kojem je to potrebno, recimo roditeljsko drvo mladici. Postoje i biljke koje uopšte ne grade mikorizu, a to su uglavnom korovske biljke, karnivorne (mesožderke) i parazitske biljke.

Najveći procenat kopnenih biljaka gradi endomikorizu, kojoj se većina hifa (končastih struktura funkcije slične kao koren biljke) nalazi unutar korena. Arbuskularna mikoriza je prvi otkriveni i najzastupljeniji podpit endomikorize. Dve trećine svih biljaka, odnosno 90% svih vaskularnih biljaka grade arbuskularnu mikorizu. Sve ove gljive su obavezni biotrofi, što znači da se mogu uzgajati samo u mikorizi. Gljive arbuskularne mikorize su veoma efikasne u uzimanju fosfata iz zemljišta jer glavninu svoje mase pružaju u zemljište, a ne u koren. Stoga su ove gljive, kao i biljke sa kojima su u simbiozi, veoma uspešne na zemljištu sa nepristupačnim fosfatom.

Mikrografija arbuskula – hifa kod arbuskularne mikorize koje uranjaju (ali ne probijaju) membranu ćelije korena biljke

Značajan podtip endomikorize je i erikoidna mikoriza, simbioza sa biljkama reda Ericales. Najpoznatiji biljni predstavnici su rodovi iz porodice vresova. One rastu na kiseloj neplodnoj zemlji – vrištini. Vriština, koja uglavnom nastaje ljudskom rukom, je peskovita i stoga podložna suši. Požari su česti, pa ih nastanjuju smolaste biljke, manje podložne požaru. Zemljište je kiselo i osiromašeno pa se smatra da uspeh biljaka na ovom tlu zavisi od mikorize. Gljive koje je formiraju nisu obavezni biotrofi, što olakšava njihovo uzgajanje za komercijalne potrebe. Sem klasične mutualističke mikorize postoje i parazitski oblici simbioze biljke i gljive. Ono što je neočekivano je da određene biljke parazitiraju na gljivama, a ne obrnuto. U pitanju su biljke iz porodice Monotropoideae i orhideje. Monotropoidne biljke su ahlorofilne. Nemaju hlorofil, zeleni pigment koji vrši fotosintezu, stoga je njihovo zeljasto telo bele boje. Kako ne obavljaju fotosintezu, neophodan im je drugi izvor glukoze. Nju dobijaju konverzijom gljivnih šećera, trehaloze i manoze. Kako ni gljiva ne može sama da pravi šećere ona ih uzima iz drugog drveća sa kojima je u mikorizi. Neobično je što gljiva započinje ovaj odnos, kao i kod drugih tipova miorize, iako ovde nema nikakvu korist. Postoje određene sumnje da odnos između monotropnih biljaka i gljiva nije potpuno parazitski jer su markirani nutrijenti iz biljke nađeni u okolnom drveću. Za razliku od njih, orhideje nemaju parazitski odnos tokom celog životnog ciklusa, sa izuzetkom dvestotinak porodica koje su ahlorofilne ceo život. Većina orhideja zavisi od gljive u periodu klice. Razlog tome je što imaju vrlo malo seme koje ne sadži mnogo šećera. Šećere uzimaju od gljive dok ne razviju listove i tada se uspostavlja klasična mutualistička mikoriza.

Ektomikoriza  je dobila ime po tome što hife ne prodiru unutar zida ćelije. Umesto toga jedan deo hifa gradi Hartigovu mrežu koja čini interfejs između ćelija, dok drugi, veći deo, formira omotač oko korena. Prisutna kod 3% semenica, uglavnom drveća i žbunja. Najrasprostranjenija je u umerenoj klimi. Neke od predstavnika ektomikoriznog drveća su bor, jela, smreka, topola, breza, vrba i bukva. Uprkos maloj raznovrsnosti biljaka, raznovrsnost gljiva je velika, uključujući neke od najčešćih šumskih gljiva kao što su vrganj i muharaZa razliku od većine endomikoriznih gljiva koje nemaju nadzemno plodonosno telo, gljive koje su ektomikorizne imaju. To znači da imaju veliku primenu, prvenstveno u ishrani. Ne samo da je lakše uzgajati ih u mikorizi nego ih nije moguće gajiti izolovano, zato su na primer tartufi, takođe ektomikorizne gljive, veoma skupe. 

Vrganj (Boletus edulis)

Ektomikorizne gljive imaju način da dodatno izvuku azot razlažući proteine iz suvog lišća. To je veoma važno za drveće subborealnih šuma jer žive na mlakom i kiselom tlu sa slabim protokom minerala, čineći snabdevanje azotom od strane gljiva ključnim. A da bi omogućile sve to, mikorizne gljive takođe uklanjaju saprofitnu (razlagačku) konkurenciju ispuštajući organske kiseline u okolno zemljište. 

Materije putuju mikorizom u dva smera – ka biljci i ka gljivi. Do biljke se prenosi voda kao i mineralne materije (najviše fosfor i azot) koje gljiva apsorbuje iz zemlje. Biljka zauzvrat gljivi doprema šećere. Biljku ova usluga košta 10-20% proizvoda fotosinteze. Azot se unosi u obliku nitrata, amonijuma i peptida u gljivu. Nitrat je mobilniji od amonijuma, stoga je je najčešći izvor azota za biljku, sem u slučajevima kiselih zemljišta, gde je amonijum u izobilju. Najefikasnija mikoriza za unos azota je erikoidna, a zatim ektomikoriza koja nije karakteristična za kisela staništa već stvara prednost u oskudici azota. Za razliku od azota, fosfor je mnogo češći limitirajući faktor, u čijem nabavljanju je najefikasnija arbuskularna mikoriza. To može objasniti zašto ona i jeste najprisutnija mikorizna zajednica. Mikoriza može imati široku upotrebu u mnogim granama ljudske delatnosti.

Iako je najčešći oblik simbioze na kopnu, ljudi se do skora nisu mnogo interesovali za nju. Veću pažnju mikoriza je dobila zahvaljujući jednom američkom šumaru, Majku Amarantusu (MikeAmaranthus). Nakon studija dobio je zadatak da pošumi jedno područje. Susreo se sa velikim problemom – čak 50% sadnica nije uspevalo. Bio je naučen da se to rešava đubrivom i ubrzo je prevelika količina azota iz đubriva zemljište ostavila neplodnim. Nije bio spreman da se pomiri sa neuspehom te je krenuo u potragu za rešenjem. Našao ga je kod baštovana koji mu je rekao da uzme malo šumske zemlje, samelje i pospe oko drveća. Nakon što je poslušao baštovana 90% sadnica je preživelo i danas je Amarantus vlasnik firme koja proizvodi mikorizne gljive. Gljive zaslužne za poboljšanje rasta šumskog drveća su ektomikorizne gljive. 

Sa leva na desno: biljka sa mikorizom i adekvatnim đubrivom, samo sa adekvatnim đubrivom i bez mikorize i đubriva

Agrokultura takođe može biti uspešnija u prisustvu mikorize. To ne znači da je mikoriza propast za industriju đubriva, već se oba mogu simultano koristiti i zajedno dati najbolje rezultate. Mikoriza pruža šanse održivosti organskom uzgoju. 

Mikorizom se ovakvi efekti postižu zato što su hife gljiva znatno tanje od korenovih dlačica što im omogućava i do 700 puta veću zapreminu zemlje iz koje crpe vodu i nutrijente. Gljiva mobiliše biljci nedostupne nutrijente. Povećava i brzinu apsorpcije kalijuma, kalcijuma, bakra, cinka i gvožđa. Omotač od hifa oko korena olakšava biljkama koje rastu u prisustvu teških metala – kadmijum i arsenik se akumulišu i imobilišu u hifama gljiva, tako da ne dostižu biljku i ne štete njenom tkivu. Povećavaju i otpornost biljke na patogene. Paradajz u 32% slučajeva oboljeva od Fusariuma, parazitske gljive, bez mikorize, dok je sa mikorizom to slučaj kod samo 9%. Ne zna se tačno kako gljiva to postiže, ali postoji par pretpostavki: lučenje antifungalnih i antibiotičkih supstanci, kontrolisanje proizvodnje antibiotika od strane biljke i fizička zaštita strukturom samog omotača.

Fusarium

Pored poboljšanja prinosa, mikoriza može da se koristi i za obnovu neplodnog zemljišta. Ta zemljišta su obično uništena ljudskom rukom – prekomernim đubrenjem ili industrijskim otpadom. Utvrđeno je da je erikoidna mikoriza rešenje ovom problemu, zbog prilagođenosti životu na kiselom i neplodnom tlu. Erikoidne gljive su odlične u crpljenju azota, koji je u ovakvom zemljištu najprisutniji. Ne samo da uz mikorizu mogu da rastu erikoidne biljke, već se intenzivnim radom gljiva može smanjiti koncentracija azota i teških metala i time omogućiti rast i drugih biljaka. Danas kada imamo velike probleme sa obradivim zemljištem mikoriza se može pokazati kao idealna u rešavanju vodećih svetskih problema i smanjenju ekološkog otisaka.

Izvori:

  1. David Moore, David Moore’s World of Fungi: where mycology starts, www.davidmoore.org.uk
  2. Pierre-Luc Chagnon, Robert L. Bradley, Hafiz Maherali, John N. Klironomos, A trait-based framework to understand life history of mycorrhizal fungi, September 2013.
  3. https://mycorrhizae.com

ODGOVORI

Molimo upišite komentar!
Molimo ovde upišite ime