Jaki związek mają bakterie wiążące azot z roślinami strączkowymi?

Bakterie wiążące azot i rośliny strączkowe pozostają w wzajemnej symbiozie. Bakterie dostarczają roślinie azot, którego roślina nie jest w stanie sama wytworzyć, w zamian za osłonięte środowisko i źródło węglowodanów. Oto jak działa ta relacja:

1. Wiązanie azotu :Bakterie, najczęściej gatunki Rhizobium, mają zdolność przekształcania azotu atmosferycznego (N2) w amoniak (NH3) w ​​procesie zwanym wiązaniem azotu. Azot jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla roślin, ale większość roślin nie może bezpośrednio wykorzystywać azotu atmosferycznego.

2. Tworzenie guzków korzeniowych :Kiedy nasiona roślin strączkowych kiełkują, uwalniają do otaczającej gleby sygnały chemiczne zwane flawonoidami. Te flawonoidy przyciągają bakterie wiążące azot.

Bakterie reagują na flawonoidy, inicjując tworzenie się brodawek korzeniowych na korzeniach roślin strączkowych. Guzki korzeniowe to wyspecjalizowane struktury, które stanowią siedlisko bakterii.

3. Aktywność nitrogenazy :Wewnątrz guzków korzeniowych bakterie namnażają się i tworzą wyspecjalizowane struktury zwane bakteroidami. Bakteroidy zawierają enzym zwany azotazą, który jest odpowiedzialny za przekształcanie azotu atmosferycznego w amoniak. Proces ten wymaga energii w postaci ATP i jest napędzany aktywnością fotosyntetyczną rośliny.

4. Asymilacja amoniaku :Amoniak wytwarzany przez bakteroidy jest przyswajany przez rośliny strączkowe i przekształcany w różne związki zawierające azot, takie jak aminokwasy, białka i kwasy nukleinowe. Związki te są niezbędne do wzrostu i rozwoju roślin.

5. Wymiana składników odżywczych :W zamian za otrzymywany azot roślina strączkowa dostarcza bakteriom węglowodanów i innych składników odżywczych, takich jak minerały, woda i witaminy. Ta wymiana zapewnia, że ​​wzajemna relacja przynosi korzyści zarówno roślinie, jak i bakteriom.

6. Korzyści dla roślin :Azot dostarczany przez bakterie umożliwia wzrost roślin strączkowych na glebach ubogich w azot, gdzie inne rośliny niebędące roślinami strączkowymi miałyby trudności z przetrwaniem. Ta zdolność sprawia, że ​​rośliny strączkowe są cennymi uprawami w zrównoważonym rolnictwie i pomagają poprawić żyzność gleby.

Ogólnie rzecz biorąc, symbiotyczny związek między bakteriami wiążącymi azot a roślinami strączkowymi jest fascynującym przykładem mutualizmu w przyrodzie, w którym oba organizmy czerpią korzyści ze swojego wzajemnego powiązania.