За останні десятиліття вражене людство дізналося, що ми не в змозі жити без мікробіома, тобто набору мікроорганізмів, що мешкають у нас. Вони допомагають нам перетравлювати їжу, беруть участь у виробленні вітамінів, підтримують імунітет і навіть впливають на наші емоції та вчинки. Але подібні «екосистеми» є не лише люди. Ними мають і тварини, і навіть рослини. Сьогодні поговоримо якраз про останні.
Мікробіом рослин складається переважно з ендофітів – грибків та бактерій, які певну частину свого життя проводять усередині господарських організмів. Вони не завдають шкоди, на відміну від мікробів, що викликають плісняву та кореневу гниль. Рослини та ендофіти чудово уживаються один з одним, а іноді взагалі існують як єдиний організм.
Мікроби, що належать до облігатних, інтегруються в насіння і разом з генами створюють «заготівлю» нової рослини. Таким чином, вони присутні у своєму «господарі» ще до того, як народиться по-справжньому. Якщо насіння вдається прорости, мікроби починають одержувати поживні речовини та воду. Вони захищені від ультрафіолетового випромінювання, спеки та холоду.
Ендофітам не доводиться конкурувати за ресурси з іншими мікроорганізмами, рослині ж це майже нічого не варте з точки зору витрати життєвої енергії. Потім бактерії та грибки починають розмножуватися і поширюватися, опиняючись на листі та кінчиках пагонів, де розпускаються квіти, зрештою вони впроваджуються в насіння. Далі все повторюється по колу.
Схема можливої присутності ендофітів у різних органах рослин.
Факультативні ендофіти проводять усередині рослини лише частину свого життя. Решту часу вони перебувають у грунті, комах, інших «локаціях». Вони могли б існувати і самі по собі, але комфортніше їм все ж таки в дружньому союзі з господарем. При першій можливості вони перебираються на травинки, кущики і дерева – зокрема, крізь природні тріщини в корінні.
Пасивні ендофіти потрапляють до рослин опортуністично, без особливого, так би мовити, прагнення. Вони можуть оселитися у «відкритих ранах», якщо натраплять на них серед свого перебування. Ці мікроби не надто пристосовані до життя в цих умовах, тому ніколи не стають симбіотичні.
Ендофити не є паразитами – вони дуже багато дають своїм господарям. Деякі виділяють хімічні сполуки, що дозволяють рослині захищатись від травоїдних тварин, а також від комах. Інші регулюють розмір пір. У жарку та суху погоду вони допомагають закривати їх, щоб скоротити втрату вологи. Через ці отвори надходить вуглекислий газ і виходить кисень, тобто вони беруть участь безпосередньо в процесі фотосинтезу. Вміле управління порами дозволяє ефективніше переробляти сонячне світло на життєву енергію.
Бульбякові бактерії всередині бульба.
Нарешті, рослини можуть розраховувати на те, що мікроби, що живуть в них, будуть допомагати засвоювати поживні речовини. Бактерії та грибки, оселившись у корінні, збільшують площу їх поверхні. Крім того, вони поглинають азот, що знаходиться в повітрі, і переробляють його в більш складні сполуки. Деякі мікроби виділяють гормони, що ще більше підвищують ефективність харчування. Як бачимо, ендофіти є надзвичайно важливими для виживання рослин. І цей зв'язок сформувався дуже давно.
Викопний літопис свідчить про те, що грибки вступили в союз із найпершими сухопутними рослинами, тобто десь 400 мільйонів років тому. Цілком можливо, що останні вижили виключно завдяки цій співпраці.
У 2008 році було опубліковано статтю, автори якої встановили, що в будь-якій відомій науці рослині присутні ендофіти як мінімум одного типу. Протягом сотень мільйонів років обидві сторони спільно еволюціонували.
Колись вважалося, що природний відбір діє за дуже простим принципом: окремі організми, які мають кращий набір генів, з найбільшою ймовірністю передадуть свою ДНК наступним поколінням. Саме це позиціонувалося як рушійна сила еволюції видів. Але потім були виявлені ендофіти і як мінімум щодо рослин все почало сприйматися трохи інакше.
Сьогодні вже превалює думка, що на природний відбір впливає мікробіом того чи іншого виду рослин. «Виживання найбільш пристосованих» визначається генами як господаря, і всіх функціонуючих всередині нього мікробів. Тобто як єдиний організм тут сприймається вся екосистема.
Источник: zefirka.net
