Какие взаимоотношения между азотфиксирующими бактериями и бобовыми растениями?

Азотфиксирующие бактерии и бобовые растения находятся в мутуалистических симбиотических отношениях. Бактерии снабжают растение азотом, который растение не может усвоить самостоятельно, в обмен на защищенную среду и источник углеводов. Вот как работают эти отношения:

1. Азотфиксация :Бактерии, чаще всего виды Rhizobium, обладают способностью превращать атмосферный азот (N2) в аммиак (NH3) посредством процесса, называемого азотфиксацией. Азот является важным питательным веществом для растений, но большинство растений не могут напрямую использовать атмосферный азот.

2. Формирование корневых узелков :Когда семена бобовых прорастают, они выделяют в окружающую почву химические сигналы, называемые флавоноидами. Эти флавоноиды привлекают азотфиксирующие бактерии.

Бактерии реагируют на флавоноиды, инициируя образование клубеньков на корнях бобовых растений. Корневые узелки представляют собой специализированные структуры, которые служат домом для бактерий.

3. Активность нитрогеназы :Внутри корневых клубеньков бактерии размножаются и образуют специализированные структуры, называемые бактероидами. Бактероиды содержат фермент нитрогеназу, который отвечает за преобразование атмосферного азота в аммиак. Этот процесс требует энергии в виде АТФ и поддерживается фотосинтетической деятельностью растения.

4. Ассимиляция аммиака :Аммиак, вырабатываемый бактероидами, усваивается бобовыми растениями и превращается в различные азотсодержащие соединения, такие как аминокислоты, белки и нуклеиновые кислоты. Эти соединения необходимы для роста и развития растений.

5. Обмен питательными веществами :В обмен на азот, который они получают, бобовые растения снабжают бактерии углеводами и другими питательными веществами, такими как минералы, вода и витамины. Этот обмен гарантирует, что мутуалистические отношения приносят пользу как растению, так и бактериям.

6. Польза растений :Азот, обеспечиваемый бактериями, позволяет бобовым расти на бедных азотом почвах, где другим небобовым растениям было бы трудно выжить. Эта способность делает бобовые ценными культурами в устойчивом сельском хозяйстве и помогает улучшить плодородие почвы.

В целом, симбиотические отношения между азотфиксирующими бактериями и бобовыми растениями являются захватывающим примером мутуализма в природе, когда оба организма извлекают выгоду из ассоциации друг с другом.