[Биология ғажабы] Микориза құпиялары

«Пән ғажабы неде» жобаның барлық мақалалары
«Биология ғажабы» циклдың басқа мақалалары
Биологиялық сағаттар және олардың сағатшылары
Менмендіктің биологиясы
Есірткі адам өмірінде
Глюкозаның зат алмасу жолы
«Ішек-ми» осі

«Өсімдік» сөзін еске алғанда ойымызға алдымен не келеді? Тығыз жасыл бөрікбас, шөптердің жіңішке сабақтары немесе жарқын жапырақтары бар хош иісті гүлдер — бұл өсімдіктердің ең айқын компоненттері және бұларды барлығы біледі. Бірақ тамырлар туралы не деуге болады? Біздің жасыл достарымыздың жер асты бөлігі сіздің алғашқы қауымдастығыңыз болуы екіталай. Алайда көзге көрінбейтін тамырларды — жерді сілкіндіретін ынтымақтастықтың өзіндік алаңына айналатын, бүкіл ғаламшардағы тіршіліктің маңызды мүшелерінің бірі деп сеніммен айта аламыз. Микоризамен таныс болыңыздар!

Микориза дегеніміз не және ол неге қажет?

Грек тілінен микориза «саңырауқұлақ тамыры» деп аударылады, тікелей мағынасы да сол. Микориза — бұл саңырауқұлақ пен өсімдік арасындағы, атап айтқанда, оның тамыр жүйесі арасындағы өзара тиімді байланыс. Микориза қарым-қатынастың «жақындығымен» ерекшеленуі мүмкін. Ең айқын жағдайда, мицелий саңырауқұлақтары тамырмен ғана тығыз байланысты. Мұндай микоризалар эктомикоризалар деп аталады және олар көптеген саңырауқұлақтарға тән: ашық шыбынжұттардан трюфельдерге дейін.

Көбінесе эктомикоризальды саңырауқұлақтар орман ағаштарымен симбиотикалық қатынас жасайды, өйткені бұл ортаға тән топырақтар, ағаштардың ешқандай сыртқы көмексіз қалыпты өсуіне жеткілікті түрде қоректік бола алмайды.

Өсімдіктер мен саңырауқұлақтар арасындағы кейбір қатынастар жаңа деңгейге көтеріледі: басқа жағдайларда саңырауқұлақ талшықтары өсімдік жасушаларына енеді, ал бұл эндомикоризаның мысалы. Ол Гломеромицет тобына жататын саңырауқұлақтардан түзіліп, құрлықтағы өсімдіктердің \(70\)%-нан \(90\)% тамырларында болады. Эндомикоризаны арбускулярлы деп те атайды, өйткені тамыр жасушаларының ішіндегі гифалардың бөліктері ұсақ ағаштарға (арбускулаларға) ұқсайды, бұл метаболизм үшін қол жетімді аймақты көбейтеді.

Біз микоризаның қасиеттері мен сипаттамалары туралы шексіз сөйлесе аламыз, бірақ мүмкін сізде қазірдің өзінде келесідей логикалық сұрақ туындаған шығар: «Бізге оның қандай қатысы бар?». Саңырауқұлақтар өсімдікпен бірдей жұмыс істесін, яғни қыналар сияқты егер саңырауқұлақтар мен балдырлар арасында минералдар мен қант алмасуы болса, ештеңе қызықтырмайды. Кейде мұндай қатынастар паразиттік болуы мүмкін, алайда бұл таңқаларлық емес. Көптеген өсімдіктер арасында кең таралған болса да, жалпы симбиоз ретінде барлық жерде кездесетін микориза ешкімді қызықтыра бермейді.

Алайда бұл қарапайымдылық пен оның барлық жерде болуында, микоризаның бірінші құпиясы жатыр.

Ұзақ хикая

Бұл қарапайым симбиоз форматы ежелден бері өсімдіктермен болған шығар. \(400\) миллион жыл бұрын қазба қалдықтарынан табылған алғашқы жер үсті өсімдіктерінде эндомикоризальды саңырауқұлақтарымен ассоциация қалдықтары бар. Фотоавтотрофты және көпжасушалы жердегі эукариоттар көбінесе жақын және хитинмен қапталған жақын туыстарына тәуелді. Олардың тамыр жүйесіне жақсы бейімдегені соншалық, қазір симбиозды сәтті қалыптастыру үшін бүкіл сигналдық жолдар бар. Тамырлы өсімдіктердің көпшілігі қалыпты дамуы үшін микоризаны қажет етеді, ал қазіргі кезде микоризаны түзбейтін өсімдіктер оны қайтадан жоғалтып алуы мүмкін. Экто немесе эндомикориза ешқандай ерекшеліксіз, оның экожүйедегі рөлі және элементтер циклдары туралы айтпағанда, өсімдіктердің толық тіршілік етуі, әсіресе, қоректенуі үшін қажет. Сонымен қатар, микоризалды саңырауқұлақтар өздерінің мицелийінен тығыз шиеленіскен торлар түзеді. Олардың ұзындығы бірнеше метрге жетеді және өз функцияларын өте жақсы орындайтындығы соншалық, тіпті, тамыр түктері өсімдіктерден қажетсіз болып жиі жоғалады. Саңырауқұлақ жіпшелерінің жерасты желісі осыншама үлкен екені таңғажайып емес пе?!

Алмастыра алмаушылық

Микоризаның екінші құпиясы оның ауыстыра алмауында. Микориза топырақтың толық қалыптасуы үшін өте қажет. Сау топырақ минералдар мен органикалық заттардың дұрыс тепе-теңдігімен ғана емес, сонымен қатар, микоризалды саңырауқұлақтардың бай флорасымен сипатталады. Микориза болмаса, өсімдік тамырлары саз, құм және қиыршықтас бөлшектерін ұстап тұруға жеткіліксіз болар еді. Өйткені, топырақ эрозиямен мұхитқа апарып, құнарлы топырақтың жалаң қабаттарына жиналмайды. Өзендердің нақты ағысы болмас еді, ал кең алқаптар дамымаған жер беті тіршілік ету үшін жеткілікті ылғалды ұстай алмайтын қуаң шөл болар еді.

Осылайша микоризаның пайда болуы — бұл Жердегі барлық тіршілік көзін құтқаруы! Микоризалды саңырауқұлақтардың мицелийлік тығыз желісі өсімдік тамырларына таулы жыныстардың ұсақ бөлшектерін ұстап тұруға көмектеседі, сонымен қатар, осы жыныстардың жойылуындағы басқа табиғи күштерге ықпал етеді. Саңырауқұлақ жіпшелері тастағы еріген және әлсірететін заттарды бөліп, тау жыныстарындағы ең кіші жарықтарға дейін өседі. Бұл заттардың күшті болғаны соншалық, миллиондаған жылдар бойы жел, су және температураның өзгеруімен бірге, тіпті, Гималайды құмға дейін өзгерте алады. Саңырауқұлақтар минералдарды өсімдіктердің тамырларының өздері ала алмайтын жерлерден алады. Қорғаныс қабаты, озон қабатын қалыптасуының арқасында Күн «өлім лазері» болуын тоқтатқан кезде құрлықтағы өмір микоризаға көп қарыздар болып табылады. Егер микоризаның пайда болуы мен топырақтың біз үйреніп қалған түрінде одан әрі дамуы болмаса, жердегі флора мен фаунаның қандай болатынын елестету қиын болар еді. Ақиқатында, біздің ғұмырымыз барлық жерде кездесетін саңырауқұлақтар тамырының арқасы!

Енді микоризаның соңғы құпиясын бізге ормандардың тез жұқаруы ашады.

Орманды тор

Біздің өмірлік симбиоз минералдардың метаболизмінен және топырақтың құрылымдық тірегінен басқа, ағаштар үшін «дабыл шамшырақтарының» рөлін атқаратын шығар. Микоризаның сигнал беру қабілеттері зерттеудің жаңа бағыты болғанымен, қызықты гипотезалар қазірдің өзінде де бар. Мысалы, өсімдіктерге жаңа инфекциялар немесе келе жатқан шөпқоректі жануарлар туралы ескерту беру үшін топырақтың микоризасының кең желісін қолдану ұсынылды. Экожүйе масштабында саңырауқұлақтар өсімдіктердің барлық қауымдастықтарын біріктіретін, байланыс үшін «алаң» беретін ғажап байланыс өрісін құрайды.

Әсер ету механизмі сол организм бір уақытта бірнеше ағашпен бірге микоризаны құра алады. Сөйтіп, өсімдіктер арасында байланыс пайда болады, сигналды молекулалардың бөлінуі және ауысуы арқылы олар болашақта бір-біріне ескерту жасай алады. Тірі саңырауқұлақтардан телеграф кабельдері. Бұдан керемет не болуы мүмкін?

Қорытынды

Ғалымдардың таңғажайып және бір-бірімен тығыз байланысты әлемнің сахнасын көруге тырысуы микоризаның қаншалықты ерекше екенін, оның бүкіл табиғат үшін қаншалықты маңызды екенін және оның ауылшаруашылығынан бастап тозған топырақты қалпына келтіруге дейінгі әлеуеті қаншалықты үлкен екенін тағы бір рет дәлелдейді. Микориза — бұл біздің аяғымыздың астына жасырылған, есімі аталмайтын батырдан басқа ештеңе емес. Ең байырғы саңырауқұлақ және саңырауқұлақтың ең байырғы тамыры, микориза, жасасын!

«Beyond Curriculum» қоры «Пән ғажабы неде» циклы материалдарын «Караван знаний» жобасымен серіктестікте және «Шеврон» компаниясының қолдауымен жариялауда. «Караван знаний» – жетекші қазақстандық және халықаралық сарапшылардың қатысуымен орындалған алдыңғы қатарлы білім тәжірибелерін зерттеу мен талқылау бойынша бастама.

Аударған: Альбина Хасанова

Редактор: Ердос Қайыркен