Wat voor soort relatie hebben stikstofbindende bacteriën met peulvruchtplanten?

Stikstofbindende bacteriën en peulvruchtenplanten hebben een mutualistische symbiotische relatie. De bacteriën voorzien de plant van stikstof, die de plant niet zelf kan vastleggen, in ruil voor een beschutte omgeving en een bron van koolhydraten. Zo werkt deze relatie:

1. Stikstoffixatie :De bacteriën, meestal soorten van Rhizobium, hebben het vermogen om atmosferische stikstof (N2) om te zetten in ammoniak (NH3) via een proces dat stikstoffixatie wordt genoemd. Stikstof is een essentiële voedingsstof voor planten, maar de meeste planten kunnen stikstof uit de lucht niet rechtstreeks gebruiken.

2. Vorming van wortelknobbeltjes :Wanneer een peulvruchtzaad ontkiemt, geeft het chemische signalen, flavonoïden genaamd, af in de omringende grond. Deze flavonoïden trekken de stikstofbindende bacteriën aan.

De bacteriën reageren op de flavonoïden door de vorming van wortelknolletjes op de wortels van de peulvruchtplant te initiëren. Wortelknobbeltjes zijn gespecialiseerde structuren die de bacteriën onderdak bieden.

3. Nitrogenase-activiteit :In de wortelknobbeltjes vermenigvuldigen de bacteriën zich en vormen gespecialiseerde structuren die bacteroïden worden genoemd. Bacteroïden bevatten een enzym genaamd stikstofase, dat verantwoordelijk is voor het omzetten van stikstof uit de lucht in ammoniak. Dit proces vereist energie in de vorm van ATP en wordt mogelijk gemaakt door de fotosynthetische activiteiten van de plant.

4. Ammoniakassimilatie :De door de bacteroïden geproduceerde ammoniak wordt door de peulvruchtplant opgenomen en omgezet in verschillende stikstofhoudende verbindingen, zoals aminozuren, eiwitten en nucleïnezuren. Deze verbindingen zijn essentieel voor de groei en ontwikkeling van planten.

5. Voedingsstofuitwisseling :In ruil voor de stikstof die ze krijgen, voorziet de peulvruchtplant de bacteriën van koolhydraten en andere voedingsstoffen, zoals mineralen, water en vitamines. Deze uitwisseling zorgt ervoor dat de mutualistische relatie zowel de plant als de bacteriën ten goede komt.

6. Plantvoordelen :De stikstof die door de bacteriën wordt geleverd, zorgt ervoor dat peulvruchten kunnen groeien in stikstofarme bodems waar andere niet-bloemrijke planten moeite zouden hebben om te overleven. Dit vermogen maakt peulvruchten waardevolle gewassen in duurzame landbouw en helpt de bodemvruchtbaarheid te verbeteren.

Over het geheel genomen is de symbiotische relatie tussen stikstofbindende bacteriën en peulvruchtplanten een fascinerend voorbeeld van mutualisme in de natuur, waarbij beide organismen profiteren van hun associatie met elkaar.