Ugrás a tartalomhoz

Agro-ökológia

Dr. Godó Zoltán (2011)

8.3 Szimbiózis

8.3 Szimbiózis

A szimbiózis a kölcsönös hasznosságon alapuló együttélés. Különbözo csoportokra osztható fel:

  1. Baktériumok és baktériumok között, valamint baktériumok és egyéb mikroorganizmusok között.

  2. Gombák és algák között.

  3. Baktériumok és növények gyökerei között.

  4. Actinomycesek és növények gyökerei között.

  5. Gombák és növények gyökerei között.

  6. Állatok (bélszakasz) és mikroorganizmusok között.

Az elso pontban feltüntetett szimbiózisra példa a cellulózbontó baktériumoknak más baktériumokkal való együttélése. A cellulózbontást ilyen típusú szimbiózisban egyideju denitrifikációval anaerob körülmények között két fajta baktérium hajtja végre, az aerob cellulózbontó és az anaerob denitrifikáló baktérium. A cellulóz fontos szénforrás, a cellulózbontó a cellulóz bontási termékeibol biztosít a denitrifikáns számára organikus szénforrást, a denitrifikáló baktérium cserébe az aerobnak szükséges oxigént kap (N2O: „kéjgáz” formában). Az említett Azotobacter és cellulózbontók közötti kapcsolatot is több mikrobiológus ilyen vonatkozású szimbiózisnak tekinti. Az együttélés egy fajtája a fák szétroncsolását végzo gombák és egyes baktériumok között fennálló szimbiózis, melyben a baktériumok biztosítják a gomba fejlodéséhez szükséges organikus anyagot, a gomba pedig lebontó tevékenysége révén szénforráshoz juttatja a baktériumokat.

A gombák és algák közötti szimbiózisra a legmegfelelobb példa a moszatok és gombák között kialakult igen szoros együttélés. A zuzmók egysejtu vagy fonalas kék- vagy zöldmoszatok és foként tömlosgombák együttélésébol kialakult szervezetek. A fotoszintézisre képes moszatsejtek autotróf, a gombafonalak heterotróf anyagcserét tesznek lehetové. Ismerünk olyan zuzmókat, amelyekben a moszatsejtek és a gombafonalak szabadon élnek egymás mellett. Ilyenek például a kocsonyás zuzmófajok. Léteznek olyan fajok is, amelyekben a moszatot szorosan közrefogó hifafonalak mélyen behatolnak a sejtek belsejébe. Más típusukban a moszatsejteket a gombafonalak lazán közrefogják, például számos kéregzuzmó esetében. A zuzmók teleptestét kívülrol tömören rendezodött micéliumból álló gombakéreg védi. Foleg ivartalanul, leváló teleprészletekkel, izídiumokkal, szorédiumokkal szaporodnak. A zuzmó autotróf részei a kékbaktériumok és a zöld moszatok. Heterotróf részei pedig a gombafonalak.

A legismertebb szimbionták a Rhizobiumok (Bacillus radicicola, Bacterium radicicola, gyökérgumó baktérium), melyet eloször Beyerinck izolálta tiszta kultúrában 1888-ban. A Bacillus radicicola egy nitrogénköto baktérium, mely a pillangósok gyökerein él. Hellriegelnek sikerült beigazolnia, hogy a hüvelyesek gyökérzetén képzodött gumócskák az eloidézoi a talaj termékenyebbé válásának, mivel a népi hagyomány is úgy tartotta, hogy a hüvelyesek termesztése után a talaj termékenyebb. Ezek a gumócskák a talajból behatoló baktériumokkal vannak tele. A baktériumok a sejthártyákat helyileg feloldják, ennek következtében a környezo szövetek gyors burjánzásba kezdenek. Így képzodik a növény gyökerein a gumó, amelynek növényi sejtjei továbbra is élnek. A gumót alkotó baktériumok eleinte parazita módon élnek együtt a növénnyel, azonban késobb a levego szabad nitrogénjét oly mértékben kötik meg, hogy a növény számára is boségesen biztosítják azt. A hüvelyes növények a szimbiózisnak, tehát a magas nitrogénfelvételnek köszönhetik magas tápértéküket.

A gyökérszimbiózis egyik következo lehetséges kialakulása a mykorrhiza gomba és a növény gyökere között létrejövo együttélés. A mykorrhiza elnevezést Frank 1885-ben írta le eloször, német erdokkel kapcsolatos munkájában. A mikorrhizák fobb típusai az arbuszkuláris, ekto- és ektendo-mikorrhizák, valamint elkülönítették a gazdanövények alapján az arbutoid-, erikoid- és orchid-mikorrhizákat. Az egyes típusokra jellemzo, hogy milyen gomba taxon és növénycsoport képzi oket. A mykorrhiza fo funkciója a növény szempontjából a humusz ammonifikálása. Sok növényrol vannak mikorrhizáltságukra vonatkozó adatok, de annak a tulajdonságnak, hogy egy növény képez-e mikorrhizát, és ha igen, milyen típusút, mind az egyed, mind az egyed feletti szinteken megnyilvánuló magas variabilitása miatt sok információra lenne még szükség, hogy alaposabban megismerjük különbözo típusainak gyakoriságát. Erre a típusú szimbiózisra jó példa a bükk mykorrhizája, melynek jellegzetessége a korall alakú gyökércsúcs, valamint a gyökércsúcsot körülnövo gomba.

Az égerfák (Alnus sp.) és ezüstfák (Elaeagnus sp.) gyökerein bizonyos Actinomycesek élnek szimbiózisban (pl.: Actinomyces alni). Ezek nitrogénköto sugárgombákhoz tartozó baktériumok. Az általuk létrehozott gumókat rhizothamiumoknak, gyökérdaganatoknak vagy gombalakásoknak nevezik. A gyökérgümoknél nagyobb, ökölnyi nagyságú képzodmények.

A szimbiózisnak számos típusa ismert foleg a cellulózbontó baktériumok között, a cellulózt fogyasztó rovarok bélfalában. Az Azotobakterhez hasonló szervezetek alkotják ezt az igen jelentos szimbiózist. Ennél is fontosabb azoknak a mikroorganizmusoknak a szerepe, amelyek bizonyos állatok bélflóráját alkotják. Az állatok egyes béltraktus-szakaszainak lumenjében élo mikroszervezetek egészséges bélmuködés esetén létfontosságú feladatot látnak el. Az emlosök esetén ezek a baktériumok foként az elso táplálkozás során jutnak a béltraktus megfelelo szakaszaiba, a bélbe, vagy a gyomorba. A bélbaktériumok közül kiemelendo az Eserichia coli bélbaktérium, amely a meleg és hidegvéru állatok, valamint az ember bélrendszerében is jelen van. A bélbaktériumok szabályozzák a lebontási folyamatokat, valamint a K-, B6-, B12-vitaminok szintetizálását. Ezen vitaminok fontossága megkérdojelezhetetlen, de sem az állatok, sem az ember önmaga nem képes szintetizálni. Az E. coli ezen kívül gátolja a rothasztó baktériumok tevékenységét, ezzel egyensúlyt alakítva ki a gyomor illetve bélrendszerben. Egyes esetekben parazitaként van jelen a szervezetben. A bélben és húgyutakban jelen lévo E. coli krónikus hasmenést és magas lázas állapotot vált ki. A cellulózbontó baktériumok jelentoségét a kérodzo állatok táplálkozásának hatékonyabbá tétele is bizonyítja. A szimbiózis e típusában az anaerob cellulózbontók a kérodzok bendojében, a lovak, valamint a sertések vakbelében vannak jelen. Ezeknek az emlosöknek nincsen külön a cellulózbontásra specializálódott enzimük, tehát a baktériumok jelenléte elengedhetetlen. A cellulózbontáson túl a baktériumok hozzájárulnak a kérodzok fehérjeszükségletének kielégítéséhez is, hiszen nagy tömegük és állandó szaporodás jellemzi oket.