Микогетеротрофия

Микогетеротрофия (от греч. μύκης mýkes « гриб » , ἕτερος héteros « другой » , « разный » и τροφή tropé « питание » ) — симбиотические отношения между определенными видами растений и грибов , при которых растение получает все или часть своих питание происходит за счет паразитизма на грибах, а не за счет фотосинтеза . Микогетеротроф партнером растения - является паразита в этих отношениях. Микогетеротрофию считают своего рода мошенническими отношениями, а микогетеротрофов иногда неофициально называют « микоризными мошенниками ». Эти отношения иногда называют микотрофией , хотя этот термин также используется для растений, которые участвуют в мутуалистических микоризных отношениях.
Взаимоотношения между микогетеротрофами и грибами-хозяевами
[ редактировать ]
Полная (или облигатная) микогетеротрофия существует, когда нефотосинтезирующее растение (растение, в значительной степени лишенное хлорофилла или иным образом лишенное 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 питания. Существуют также растения, такие как некоторые виды орхидей , которые являются нефотосинтезирующими и облигатно микогетеротрофными в течение части своего жизненного цикла , а также фотосинтетическими и факультативно микогетеротрофными или немикогетеротрофными в течение остальной части жизненного цикла. [ 2 ] Не все нефотосинтезирующие или « ахлорофилловые » растения являются микогетеротрофными – некоторые нефотосинтезирующие растения, такие как повилика, непосредственно паразитируют в сосудистой ткани других растений. [ 3 ] Частичная или полная потеря фотосинтеза отражается в крайней физической и функциональной редукции пластидных геномов у микогетерофных растений. [ 4 ] продолжающийся эволюционный процесс. [ 5 ]
Раньше ошибочно считалось, что нефотосинтезирующие растения добывают пищу, расщепляя органические вещества аналогично сапротрофным грибам. Поэтому такие растения получили название « сапрофиты ». Сейчас известно, что эти растения физиологически не способны непосредственно расщеплять органическое вещество и что для получения питания нефотосинтезирующие растения должны заниматься паразитизмом либо путем микогетеротрофии, либо путем прямого паразитизма на других растениях. [ 6 ] [ 7 ]
Интерфейс между растением и грибковыми 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). [ 6 ] за исключением того, что при микогетеротрофии поток углерода происходит от гриба к растению, а не наоборот. [ 8 ] [ 9 ]
Таким образом, большинство микогетеротрофов можно рассматривать как эпипаразиты , поскольку они получают энергию от грибов, которые, в свою очередь, получают энергию от сосудистых растений . [ 6 ] [ 7 ] [ 10 ] Действительно, значительная часть микогетеротрофии происходит в контексте общих микоризных сетей . [ 11 ] при котором растения используют микоризные грибы для обмена углеродом и питательными веществами с другими растениями. [ 7 ] В этих системах микогетеротрофы играют роль «микоризных мошенников», забирая углерод из общей сети без какой-либо известной награды. [ 6 ] Особая форма микогетеротрофной ассоциации, представляющая собой химеру между гаусториальным паразитизмом паразитического растения и микогетеротрофией, наблюдается у Parasitaxus usta — единственного микогетеротрофного голосеменного растения . [ 12 ]
В соответствии с более ранними отчетами недавно было показано, что некоторые мико-гетеротрофные орхидеи могут поддерживаться сапротрофными грибами, использующими грибы, разлагающие подстилку или древесину. [ 13 ] Кроме того, было показано, что некоторые зеленые растения (эволюционно близкие к микогетеротрофным видам) обладают частичной микогетеротрофией, то есть способны поглощать углерод из микоризных грибов в дополнение к его фотосинтетическому поступлению. [ 14 ] [ 15 ]
Видовое разнообразие микогетеротрофов и грибов-хозяев
[ редактировать ]Микогетеротрофы встречаются среди нескольких групп растений, преимущественно цветковых . Все монотропы и нефотосинтезирующие орхидеи являются полными микогетеротрофами, как и нефотосинтезирующая печеночница Aneura mirabilis (ранее считавшаяся разновидностью Cryptothallus ). [ 16 ] Частичная микогетеротрофия распространена среди семейства горечавок , при этом несколько родов, таких как Voyria, являются полностью микогетеротрофными; у фотосинтезирующих орхидей; и в ряде других групп растений. Некоторые папоротники и плауны микогетеротрофного гаметофита . имеют стадии [ 2 ] [ 7 ] [ 17 ] 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, образующих обширные мицелиальные сети, таких как Armillaria . [ 7 ] Примеры грибов, паразитирующих на микогетеротрофных растениях, можно найти среди эктомикоризных , арбускулярных микоризных и орхидных микоризных грибов. [ 18 ] Большое разнообразие неродственных семейств растений с микогетеротрофными представителями, а также разнообразие грибов, на которые нацелены микогетеротрофы, предполагают множественную параллельную эволюцию микогетеротрофов от микоризных предков. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ян, С; Д. Х. Пфистер. (2006). « Растения Monotropa uniflora восточного Массачусетса образуют микоризу с разнообразием сыроежек». Микология . 98 (4): 535–540. дои : 10.3852/микология.98.4.535 . ПМИД 17139846 .
- ^ Перейти обратно: а б Лик, младший (1994). «Биология микогетеротрофных («сапрофитных») растений». Новый фитолог . 127 (2): 171–216. дои : 10.1111/j.1469-8137.1994.tb04272.x . ПМИД 33874520 . S2CID 85142620 .
- ^ Доусон, Дж. Х.; Массельман, LJ; Вольсвинкель, П; Дорр, я (1994). «Биология и борьба с кускутой ». Обзоры Weed Science . 6 : 265–317.
- ^ Вике, С.; Науманн, Дж. (2018). «Молекулярная эволюция пластидных геномов паразитических цветковых растений». Достижения в ботанических исследованиях . 85 (1): 315–347. дои : 10.1016/bs.abr.2017.11.014 .
- ^ Барретт, К.; Вике, С.; Сасс, К. (2018). «Плотная внутривидовая выборка обнаруживает быстрые и независимые траектории деградации пластома в гетеротрофном комплексе орхидей» . Новый фитолог . 218 (3): 1192–1204. дои : 10.1111/nph.15072 . ПМК 5902423 . ПМИД 29502351 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Бидартондо, Мичиган (2005). «Эволюционная экология микогетеротрофии» (PDF) . Новый фитолог . 167 (2): 335–352. дои : 10.1111/j.1469-8137.2005.01429.x . ПМИД 15998389 . Архивировано из оригинала (PDF) 11 января 2020 г. Проверено 29 декабря 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Лик, младший (2005). «Растения, паразитирующие на грибах: обнаружение грибов в микогетеротрофах и развенчание мифа о« сапрофитных »растениях» (PDF) . Миколог . 19 : 113–122. дои : 10.1017/S0269915X05003046 . Архивировано из оригинала (PDF) 14 марта 2012 г. Проверено 29 декабря 2010 г.
- ^ Труделл, ЮАР; Рыгеевич, ПТ; Эдмондс, РЛ (2003). «Обилие стабильных изотопов азота и углерода подтверждает мико-гетеротрофную природу и специфичность некоторых ахлорофилловых растений в отношении хозяина» (PDF) . Новый фитолог . 160 (2): 391–401. дои : 10.1046/j.1469-8137.2003.00876.x . ПМИД 33832180 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 сентября 2015 г. Проверено 21 мая 2006 г.
- ^ Бидартондо, Мичиган; Бургхардт, Б; Гебауэр, Г; Брунс, Т.Д.; Читай, диджей (2004). «Смена партнеров в темноте: изотопные и молекулярные доказательства эктомикоризных связей между лесными орхидеями и деревьями» (PDF) . Труды Лондонского королевского общества Б. 271 (1550): 1799–1806. дои : 10.1098/rspb.2004.2807 . ПМК 1691795 . ПМИД 15315895 . Архивировано из оригинала (PDF) 31 марта 2011 г. Проверено 19 августа 2020 г.
- ^ Селоссе, Массачусетс; Вайс, М; Джени, Дж; Тильер, А. (2002). «Сообщества и популяции себациноидных базидиомицетов, связанных с ахлорофилловой орхидеей Neottia nidus-avis (L.) LCM Rich. и соседними эктомикоризами деревьев» (PDF) . Молекулярная экология . 11 (9): 1831–1844. дои : 10.1046/j.1365-294X.2002.01553.x . ПМИД 12207732 . S2CID 17479936 . Архивировано из оригинала (PDF) 30 апреля 2020 г. Проверено 29 декабря 2010 г.
- ^ Питер Кеннеди (ноябрь 2005 г.). «Общие микоризные сети: важный экологический феномен» . MykoWeb (первоначально опубликовано на Mycena News) . Проверено 19 января 2012 г.
- ^ Поле, ТС; Бродрипп, Ти Джей (2005). «Уникальный способ паразитизма хвойного кораллового дерева Parasitaxus ustus (Podocarpaceae)» . Окружающая среда растительной клетки . 28 (10): 1316–1325. дои : 10.1111/j.1365-3040.2005.01378.x .
- ^ Мартос, Ф; Дюлормн, М; Пайллер, Т; Бонфанте, П; Фаччо, А; Фурнель, Дж; Дюбуа, член парламента; Селоссе, Массачусетс (2009). «Независимое привлечение сапротрофных грибов в качестве партнеров микоризы тропическими ахлорофиллическими орхидеями» (PDF) . Новый фитолог . 184 (3): 668–681. дои : 10.1111/j.1469-8137.2009.02987.x . ПМИД 19694964 . Архивировано из оригинала (PDF) 30 апреля 2020 г. Проверено 29 декабря 2010 г.
- ^ Гебауэр, Г; Мейер, М (2003). «Естественное изобилие 15N и 13C автотрофных и мико-гетеротрофных орхидей дает представление о поступлении азота и углерода в результате ассоциации грибов». Новый фитолог . 160 (1): 209–223. дои : 10.1046/j.1469-8137.2003.00872.x . ПМИД 33873535 .
- ^ Селоссе, Массачусетс; Рой, М (2009). «Зеленые растения, поедающие грибы: факты и вопросы о миксотрофии». Тенденции в науке о растениях . 14 (2): 64–70. doi : 10.1016/j.tplants.2008.11.004 . ПМИД 19162524 .
- ^ Уикетт, Норман; Гоффине, Бернар (2008). «Происхождение и родство микогетеротрофного печеночника Cryptothallus mirabilis Malmb. (Metzgeriales, Marchantiophyta)» . Ботанический журнал Линнеевского общества . 156 (1): 1–12. дои : 10.1111/j.1095-8339.2007.00743.x . Проверено 23 октября 2023 г.
- ^ Тейлор Д.Л., Брунс Т.Д., Лик-младший, Рид-ди-джей. 2002. Специфика и функция микоризы у микогетеротрофных растений. В: Экология микоризы (Сандерс И.Р., ван дер Хейден М., ред.), Ecoological Studies vol. 157, стр. 375–414. Берлин: Springer-Verlag. ISBN 3-540-00204-9 . (ПРИМЕЧАНИЕ: этот PDF-файл взят из корректуры и не идентичен опубликованной версии)
- ^ Перейти обратно: а б Имхоф, С (2009). «Арбускулярные, эктородственные микоризы орхидей - три независимые структурные линии микогетеротрофии: значение для классификации?» (PDF) . Микориза . 19 (6): 357–363. дои : 10.1007/s00572-009-0240-7 . ПМИД 19326151 . S2CID 85629763 . Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Проверено 19 ноября 2011 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Херши, доктор медицинских наук (1999). «Микогетерофиты и растения-паразиты в пищевых цепях». Американский учитель биологии . 61 (8): 575–578. дои : 10.2307/4450771 . JSTOR 4450771 .
- Хиббетт, DS (2002). «Когда хорошие отношения портятся» (PDF) . Природа . 419 (6905): 345–346. дои : 10.1038/419345a . ПМИД 12353014 . S2CID 17311635 . Архивировано из оригинала (PDF) 16 декабря 2008 г.
- Вернер П.Г. 2006. Микогетеротрофы: взлом микоризной сети. Mycena News 57(3): 1,8.
- Доктор Мартин Бидартондо: Избранные публикации
- Лаборатория Д. Ли Тейлора: недавние публикации
- М.-А. Публикации Селоссе
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Странные и чудесные мико-гетеротрофы. Связь с паразитическими растениями , SIU Carbondale , Научный колледж.
- Примечательное растение по словам Уэйна на июнь 1997 года: Цветы грибов - цветковые растения, напоминающие грибы. Архивировано 24 августа 2006 г. в Wayback Machine У. П. Армстронгом.
- Грибы месяца в октябре 2002 г.: Monotropa uniflora Тома Волка, TomVolkFungi.net
- Сундук с сокровищами Мартина - изображения микогетеротрофов, сделанные микологом Мартином Бидартондо.