Физиологические взаимодействия между растениями

1. Физиологические взаимодействия между растениями

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
МЕЖДУ РАСТЕНИЯМИ
Симбиоз: с бактериями,
актиномицетами, цианобактериями
Паразитизм: экто-, эндо-, сверхпаразиты
Выполнила: Попова К. А. ББ 302/2

2.

2
• Входя в состав различных растительных сообществ,
зачастую очень сложно организованных, растения
испытывают многообразные влияния соседних
растений и сами оказывают воздействие на
сообитателей.
• Формы взаимовлияний весьма разнообразны и зависят
от способа и степени контактов растений, проводников
влияний и т.д.

3.

3

4. Симбиоз

4
Симбиоз
• Симбиотическими называются такие отношения между
организмами, относящимися к разным видам и
находящимися в более или менее длительном
контакте, при которых один или оба организма
извлекают из этих отношений пользу и ни один не
испытывает ущерба.
• Первый тип симбиотических отношений, когда пользу
извлекают оба организма, называется мутуализмом,
второй, когда пользу извлекает лишь один из
организмов, — комменсализмом («нахлебничеством»)

5. Бактериотрофия

5
Бактериотрофия
Это сожительство высших бактерий с растениями
Симбиоз азотфиксирующих бактерий с
голосеменными и цветковыми растениями.
• На корнях многих растений встречаются клубеньки,
образованные бактериями или реже грибами. Такие
клубеньки известны на корнях растений из семейства
бобовых, где они образованы бактериями из рода
Ризобиум (Rhyzobium).

6.

6

7.

7
• Клубеньковые бактерии встречаются также на корнях
видов семейства саговниковых, на корнях лисохвоста,
казуарины, лоха, облепихи, цеанотуса, подокарпуса
Саговник
Лох серебристый

8.

8
Симбиоз растений
со свободноживущими
азотфиксирующими бактериями
• Свободноживущие диазотрофы
(Azotobacter , Clostridium) играют
большую роль в определении уровня
обеспеченности растений азотом.
• Источником энергии для поддержания их
жизни и для фиксации атмосферного
азота являются прижизненные
выделения растений (главным образом
корневые) и органическое вещество
почвы. В почве азотфиксаторы в
основном привязаны к ризосфере
растений, поэтому введен термин
"ассоциативная азотфиксация"

9.

9
Симбиотические связи растений с бактериями,
образующими на их листьях желвачки
• У некоторых субтропических и тропических растений
(семейства Мареновых, Мирсиновых и др. на листьях
обнаружены мелкие вздутия (желвачки), видимые
невооруженным глазом; их число может достигать 100—
200 на один лист.
• Установлено, что желвачки образованы бактериями,
которые отдельные исследователи относят к различным
видам; данные об их способности фиксировать азот
противоречивы. В ряде опытов было выяснено, что
бактерия благоприятно влияла на растение, даже при
обеспечении его азотом, т.е. се действие сказывалось на
растении вне зависимости от фиксации азота.

10.

10
Psychotria punctata – дикий кофе, тропическое
растение со специфическими вздутиями на
листьях

11.

11
• Бактериальный листовой узелок на листе Pavetta schumanniana. (а)
Нижняя поверхность листьев с бактериальными желвачками. (б)
поперечное сечение через молодой лист с бактериальным желвачком
; на более поздних стадиях полностью заполнит ширину листа. (в)
Микрофотография бактериального желчного пузыря на верхней
поверхности листа; обратите внимание на поры в середине желчного
пузыря.

12.

12
Симбиоз с актиномицетами (актинориза)
• Например, род Frankia (монотипное семейство
Frankiaceae) - облигатные симбионты, но имеют
свободноживущую в почве стадию. Для процесса
азотфиксации необходим молибден и кобальт.
Отмечается довольно высокая специфичность к
отдельному роду или группе родов цветковых растений.
Ольха вступает в симбиоз с
Frankia и образует корневые
узелки
Разрез через корневой узелок ольхи

13.

13
Актиноризные растения
распространены по всему
миру:
• А) Ольха серая
• Б) Каузарина
хвощевидная
• В) Лох узколистный
• Г) Дриада
восьмилепестковая
• Д) Кориария непальская
• Е) Восковница
пенсильванская

14.

14
• Многие
актиноризные
растения образуют
«кластерные
корни» –
специфические
структуры,
имеющие вид
ёршика

15. Симбиотические связи с цианобактериями

15
Симбиотические связи с
цианобактериями
• Цианобионт получает от хозяина защиту от высыхания и выедания, а
так же снижение парциального давления кислорода, тк нитрогеназа –
анаэробный фермент
• Этот тип симбиоза известен в разных группах растений: диатомеи,
мохообразные, водные папоротники Azolla, саговники и цветковые
растения рода Gunnera
• Цианеи (цианобактерии, синезеленые водоросли): Виды рода Nostoc,
а также Anabaena azollae, таксономически близкая роду Nostoc.

16.

16

17. Микосимбиотрофия

17
Микосимбиотрофия
Это симбиоз растений с грибами (микориза).
• Часто встречается микоризообразование — симбиоз
мицелия гриба с корнем высшего растения. Такие
растения называют микотрофными или микотрофами.
Из изученных в нашей стране 3425 видов сосудистых
растений микориза обнаружена у 79%

18.

18
• Польза, извлекаемая микотрофным растением из
сожительства с грибом, это прежде всего увеличение
поглощающей поверхности корня.
• У микотрофных растений корневая система слабо развита
(отношение поверхности корней к поверхности надземных
органов значительно меньше, чем у немикотрофных) и
потому без дополнительной поглощающей поверхности
мицелия им было бы трудно обеспечить получение нужного
количества воды и минеральных веществ.

19. Паразитизм

19
Паразитизм
• Паразитизм — наиболее яркий пример прямых
физиологических взаимодействий между растениями
— переход одного из партнеров на гетеротрофный
способ питания и существование за счет организмахозяина.
• Паразиты многочисленны среди грибов и бактерий,
гораздо меньше распространены они среди цветковых
растений (всего 518 видов). Известны некоторые
паразитические водоросли. Совсем нет паразитов
среди мхов, папоротников, голосеменных.

20. Эктопаразиты

20
Эктопаразиты
• У растений-эктопаразитов большая часть тела
находится вне хозянна, а в него внедряются и
вступают в контакт с живыми клетками лишь органы
чужеядного питания — присоски (гаустории).

21.

21
В связи с паразитическим
образом жизни у растений
редуцируется ряд
физиологических функций и
соответствующих органов :
• Отсутствуют (или сильно
Повилика, паразитирующая
на акации
редуцированы) корни.
• Потеря способности к
фотосинтезу привела к
отсутствию хлорофилла (у
некоторых заразих удается
обнаружить лишь его следы).
• Сокращается ферментный
аппарат, остаются лишь
специализированные
ферменты, позволяющие
паразитировать на узком круге
хозяев.

22.

22
• Повилика европейская
Тело растения представлено тонкими желтоватыми стеблями, напоминающими нити.
Они обвиваются вокруг стеблей растения-хозяина, нередко переплетаясь друг с
другом. Внедрение в ткани хозяина происходит с помощью гаусторий. Листья у
повилик полностью отсутствуют, а после прикрепления к хозяину отмирает и весьма
слабо развитый корень, так что стебли повилики не имеют связи с почвой. В середине
лета на нитях появляются шаровидные клубочки мелких бледно-розовых цветков.

23.

23
• Петров крест
На корнях древесных и кустарниковых пород (ольхи, лещины, клена, липы и др.)
паразитирует Петров крест — растение, ведущее большую часть года подземный образ
жизни. На глубине 10—20 см располагаются подземные побеги, покрытые толстыми
беловатыми чешуями — видоизмененными листьями, лишенными хлорофилла. На
слаборазвитых корнях, лишенных корневых волосков, имеются округлые расширенные
присоски, с помощью которых паразит прикрепляется к корням древесных пород и
высасывает из них воду и питательные вещества.

24.

24
• Род Заразиха (на фото –
подсолнечная)
Поражает многие виды сельскохозяйственных культур

25.

25
• Паразиты из рода Cistanche
По строению и образу жизни близки к заразихам . Можно встретить в
среднеазиатских пустынях на корнях пустынных кустарников (саксаула,
песчаной акации и др.). Толстые стебли, густо покрытые крупными лимонножелтыми цветками, иногда достигают 1—1,5 м в высоту.

26.

26
• Langsdorffia hypogaea
В тропических лесах на корнях древесных пород паразитируют
разнообразные булавоносцы (из родов Langsdorffia и Balanophora).

27. Эндопаразиты

27
Эндопаразиты
• У растений-эндопаразитов
почти все тело помещается
внутри тканей хозяина, наружу
выходят лишь органы
размножения.
• Классический пример —
виды рода Rafflesia,
у которых вегетативное тело это нити, напоминающие гифы
гриба, погруженные в ткани
питающего растения (виды
рода Cissus и др.);
• Cнаружи развиваются лишь
огромные (до 1 м в диаметре)
цветки.

28. Полупаразиты

28
Полупаразиты
• Полупаразиты, или «зеленые паразиты», — растения,
частично или полностью утратившие способность
поглощать из почвы воду и питательные вещества, но
сохранившие хлорофилл и возможность
самостоятельного фотосинтеза.
• Полупаразиты лишают хозяина значительной
части минерального питания. Имея повышенное
осмотическое давление, облегчающее процесс
поглощения, и достаточно развитую
транспирирующую листовую поверхность,
полупаразиты оказывают на хозяина и иссушающее
действие.

29. Луговые полупаразиты

29
Луговые полупаразиты
• Погремок малый (слева) и
большой (справа)

30.

30
• Очанка (слева) и Мытник (справа)
Обилие полупаразитов на луговых растениях может привести к
заметному снижению продуктивности луговых травостоев

31. Полупаразиты древесных растений

31
Полупаразиты древесных растений
• Омела
белая (Viscum album)
Паразиты такого типа вызывают снижение
прироста и усыхание расстения

32.

32
• Viscum album subsp. abietis
омела паразитирующая на ветвях хвойных
–

33.

33
• Ремнецветник европейский (Loranthus
europaeum)

34. Сверхпаразитизм

34
Сверхпаразитизм
• Явления сверхпаразитизма (существование паразита
на паразите) в растительном мире довольно редки. К
ним относятся, например, случаи поселения одного
вида омелы (Viscum moniliforme) на другом (V.
orientale) в лесах тропической Индии.

35.

35

36.

36
• Viscum moniliforme на V. orientale

37.

37
Спасибо за внимание!