Kakšen odnos imajo bakterije, ki vežejo dušik, s stročnicami?

Bakterije, ki vežejo dušik, in rastline stročnic imajo medsebojno simbiotično razmerje. Bakterije rastlini v zameno za zaščiteno okolje in vir ogljikovih hidratov zagotavljajo dušik, ki ga rastlina ne more fiksirati sama. To razmerje deluje tako:

1. Fiksacija dušika :Bakterije, najpogosteje vrste Rhizobium, imajo sposobnost pretvoriti atmosferski dušik (N2) v amoniak (NH3) s postopkom, imenovanim fiksacija dušika. Dušik je bistveno hranilo za rastline, vendar večina rastlin ne more neposredno uporabiti atmosferskega dušika.

2. Tvorba koreninskih gomoljev :Ko seme stročnic vzklije, sprosti kemične signale, imenovane flavonoidi, v okoliško zemljo. Ti flavonoidi pritegnejo bakterije, ki vežejo dušik.

Bakterije se na flavonoide odzovejo tako, da sprožijo tvorbo koreninskih vozličkov na koreninah metuljnic. Koreninski noduli so specializirane strukture, ki zagotavljajo dom bakterijam.

3. Nitrogenazna aktivnost :Znotraj koreninskih gomoljev se bakterije razmnožujejo in tvorijo posebne strukture, imenovane bakteroidi. Bakteroidi vsebujejo encim, imenovan nitrogenaza, ki je odgovoren za pretvorbo atmosferskega dušika v amoniak. Ta proces zahteva energijo v obliki ATP, poganjajo pa ga fotosintetske dejavnosti rastline.

4. Asimilacija amoniaka :amoniak, ki ga proizvajajo bakteroidi, rastlina stročnice asimilira in pretvori v različne spojine, ki vsebujejo dušik, kot so aminokisline, beljakovine in nukleinske kisline. Te spojine so bistvene za rast in razvoj rastlin.

5. Izmenjava hranil :V zameno za dušik, ki ga prejmejo, stročnice oskrbujejo bakterije z ogljikovimi hidrati in drugimi hranili, kot so minerali, voda in vitamini. Ta izmenjava zagotavlja, da vzajemni odnos koristi tako rastlini kot bakterijam.

6. Prednosti rastlin :Dušik, ki ga zagotavljajo bakterije, omogoča rast stročnic v tleh, revnih z dušikom, kjer bi druge rastline, ki niso stročnice, težko preživele. Zaradi te sposobnosti so stročnice dragoceni pridelki v trajnostnem kmetijstvu in pomagajo izboljšati rodovitnost tal.

Na splošno je simbiotsko razmerje med bakterijami, ki vežejo dušik, in rastlinami stročnic fascinanten primer vzajemnosti v naravi, kjer imata oba organizma koristi od medsebojnega povezovanja.