Kakav odnos imaju bakterije koje fiksiraju dušik s biljkama mahunarkama?

Bakterije koje fiksiraju dušik i biljke mahunarke imaju međusobni simbiotski odnos. Bakterije opskrbljuju biljku dušikom, koji biljka ne može sama fiksirati, u zamjenu za zaštićenu okolinu i izvor ugljikohidrata. Evo kako ovaj odnos funkcionira:

1. Fiksacija dušika :Bakterije, najčešće vrste Rhizobium, imaju sposobnost pretvaranja atmosferskog dušika (N2) u amonijak (NH3) putem procesa koji se naziva fiksacija dušika. Dušik je bitan nutrijent za biljke, ali većina biljaka ne može izravno koristiti atmosferski dušik.

2. Formiranje korijenske kvržice :Kada sjeme mahunarke klija, otpušta kemijske signale koji se nazivaju flavonoidi u okolno tlo. Ovi flavonoidi privlače bakterije koje vežu dušik.

Bakterije reagiraju na flavonoide pokrećući stvaranje korijenskih kvržica na korijenju biljke mahunarke. Kvržice korijena su specijalizirane strukture koje pružaju dom bakterijama.

3. Aktivnost nitrogenaze :Unutar korijenskih kvržica, bakterije se množe i stvaraju specijalizirane strukture koje se nazivaju bakteroidi. Bakteroidi sadrže enzim nazvan nitrogenaza, koji je odgovoran za pretvaranje atmosferskog dušika u amonijak. Ovaj proces zahtijeva energiju u obliku ATP-a, a pokreće ga fotosintetska aktivnost biljke.

4. Asimilacija amonijaka :Amonijak koji proizvode bakteroidi biljka mahunarki asimilira i pretvara u različite spojeve koji sadrže dušik, kao što su aminokiseline, proteini i nukleinske kiseline. Ovi spojevi su neophodni za rast i razvoj biljaka.

5. Izmjena hranjivih tvari :U zamjenu za dušik koji primaju, biljka mahunarki opskrbljuje bakterije ugljikohidratima i drugim hranjivim tvarima, poput minerala, vode i vitamina. Ova razmjena osigurava da međusobni odnos koristi i biljci i bakterijama.

6. Prednosti biljaka :Dušik koji osiguravaju bakterije omogućuje mahunarkama da rastu u tlima siromašnim dušikom gdje bi se druge biljke koje nisu mahunarke borile za preživljavanje. Ova sposobnost čini mahunarke vrijednim usjevima u održivoj poljoprivredi i pomaže u poboljšanju plodnosti tla.

Općenito, simbiotski odnos između bakterija koje vežu dušik i biljaka mahunarki fascinantan je primjer uzajamnosti u prirodi, gdje oba organizma imaju koristi od međusobne povezanosti.