Science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe aasetende schimmels de beste vriend van een plant werden

Toen de eerste planten in de oudheid het land begonnen te koloniseren, werden ze geconfronteerd met talloze uitdagingen, waaronder barre milieuomstandigheden en concurrentie om hulpbronnen. Een van de grootste obstakels die ze tegenkwamen was de afbraak van dood plantmateriaal, waardoor essentiële voedingsstoffen konden worden vastgehouden en een remmende omgeving voor nieuwe groei kon worden gecreëerd. Voer wegvangende schimmels in, een soort schimmels die gespecialiseerd zijn in het afbreken van organisch materiaal. Deze schimmels vormden een opmerkelijke samenwerking met planten, waardoor een van de meest succesvolle samenwerkingen in de natuur ontstond:mycorrhiza.

Mycorrhizae, wat ‘schimmelwortels’ betekent, vertegenwoordigt een symbiotische relatie tussen bepaalde schimmels en de wortels van planten. Door deze alliantie komen de planten op verschillende manieren ten goede aan het wegvangende vermogen van de schimmels:

Opname van voedingsstoffen :De aasetende schimmels breiden hun hyfen (draadvormige structuren) uit in de grond, waardoor het wortelsysteem van de plant enorm wordt uitgebreid. Dankzij dit uitgebreide netwerk heeft de plant toegang tot voedingsstoffen, zoals fosfor, kalium en stikstof, uit een groter volume grond. Deze voedingsstoffen zijn essentieel voor de groei en ontwikkeling van planten, maar kunnen in beperkte hoeveelheden aanwezig zijn of in vormen die niet direct beschikbaar zijn voor plantenwortels. De schimmels kunnen zelfs fosfor halen uit bronnen die voor planten doorgaans ontoegankelijk zijn, zoals organische stof en bodemmineralen.

Verbeterde absorptie :Sommige aasetende schimmels vormen gespecialiseerde structuren die "arbuscules" worden genoemd in de wortelcellen. Deze arbuscules vergroten het oppervlak voor de uitwisseling van voedingsstoffen, waardoor het opnamevermogen van de plant aanzienlijk wordt verbeterd.

Stresstolerantie :Het schimmelnetwerk helpt planten ook bij het omgaan met omgevingsfactoren, waaronder droogte, zoutgehalte en toxiciteit voor zware metalen. De hyfen van de schimmels fungeren als een beschermende barrière en beschermen het delicate wortelweefsel tegen zware omstandigheden. Bovendien kunnen de wegvangende schimmels helpen de waterbalans van de plant te reguleren, waardoor overmatig waterverlies tijdens droogte wordt voorkomen.

Biotische interacties :Opruimende schimmels kunnen planten een extra verdedigingslaag bieden tegen ongedierte en ziekteverwekkers. Mycorrhiza-schimmels kunnen fungeren als een fysieke barrière en voorkomen dat schadelijke organismen het wortelstelsel binnendringen. Ze kunnen ook antimicrobiële verbindingen produceren die deze bedreigingen afschrikken of direct bestrijden.

In ruil voor deze onschatbare diensten voorziet de plant de aasetende schimmels van koolhydraten, voornamelijk in de vorm van suikers die door fotosynthese worden geproduceerd. De uit planten afkomstige koolstof ondersteunt de groei en het onderhoud van de schimmelhyfen, waardoor de gunstige samenwerking kan voortduren.

In de loop van miljoenen jaren is deze succesvolle mycorrhiza-associatie wijdverspreid geworden, waarbij ongeveer 90% van alle landplanten mycorrhiza-relaties vormt. Deze wederzijds voordelige regeling speelde een cruciale rol in de diversificatie en dominantie van planten op het land, waardoor ze werden getransformeerd van kwetsbare pioniers in invloedrijke ecosysteemingenieurs. Tegenwoordig blijven opruimende schimmels een belangrijke rol spelen bij het in stand houden van gezonde ecosystemen, het ondersteunen van de plantengroei en het in stand houden van de biodiversiteit.