Talajok és élet

szimbiotikus

Amikor megkezdtem utamat a talajok tudományos kutatásában, arról értesültem, hogy azon belül vannak kétféle organizmus képes megkötni a légköri nitrogént . Az egyik volt szimbiotikus kötelezővé tenni bizonyos növények gyökérzetét, míg a másikat szabad formák amelyek nagyobb függőségek nélkül éltek a földön. Szinte az összes könyv az előbbit hangsúlyozta, alábecsülve az utóbbi hatását. A legújabb felfedezések erről tájékoztatnak minket a szimbiózis elengedhetetlen más taxonómiai csoportokban (például a hangyákban és a termeszekben), míg a szabad formák fontosabbak, mint azt korábban gondolták addigra. Mindkettő játszik a létfontosságú szerepet játszik a nitrogén körforgásában és még sok másban .


Például, a szimbiotikus baktériumok megengedték a hangyák növényevő tulajdonságait, akárcsak ő gombatermesztés, mind ezekért, mind a termeszek . Ők melyik főleg a trópusi és szubtrópusi ökoszisztémák talaját gazdagítja ezzel a vegyülettel biológiailag hozzáférhető formában, mivel a légköri nem. E biomok szerkezete és dinamikája nagyon eltérő lenne nélkülük . Az a tény, hogy ezek az állatok több biomasszát halmoznak fel, mint az összes többi, legalább a nedves trópusi erdőkben, hatalmas értéket képvisel. Valójában az a hangyák egyike azoknak a rovaroknak, amelyek fajainak biodiverzitása a legnagyobb, ilyen szimbiózis eredménye .

Az ilyen baktériumokat Rhizobiales-nak hívják. A Wikipedia szerint:

A Rhizobiales az alfa proteobaktériumok rendje. A nitrogént megkötő és a növények gyökereiben szimbiontaként képződő rizobikák ebbe a csoportba sorolhatók különböző családokban

Mindez megmarad nagyon távol attól a kegyetlen képtől, amelyet az ultradarvinisták a természet látásmódjára és az élet fejlődésére vetnek . A témáról a következő bejegyzésben folytatjuk. Ma hagylak benneteket a repüléssel (az erdők lombkoronájával) kapcsolatos információkkal, hogy beléphessenek a következő bejegyzésre a földön, ahol azok kifinomultsága és strukturálása a növény-rovar-baktérium szimbiont kapcsolat még nagyobb és lenyűgözőbb . Lefordítottam a felajánlott híreket Tudományosan a spanyol-kasztíliai nyelvre, bekezdésenként, elöl és alattuk hagyva az angolszászokat, akiket a mi nyelvünkön megértünk. Maga ítélje meg az együttműködés szerepét az élet alakulásában, az ökoszisztémák és a biogeokémiai ciklusok felépítésében .

Juan José Ibáñez


ScienceDaily (2009. december 2.) - A rhizobiales és a növényevő hangyák közötti több független asszociáció erős bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy a szimbiotikus baktériumok megkönnyítették a hangyák nektár- és exudáttápláló élettörténetének fejlődését és sugárzásukat az egyébként nem vendégszerető esőerdő lombkorona élőhelyekké, újszerű példát nyújtva a szimbiózis révén az innovációra .

ScienceDaily (2009. december 2.) -A Rhizobiales és a növényevő hangyák közötti több független társulás erős bizonyítékot szolgáltat arra vonatkozóan, hogy a szimbiotikus baktériumok elősegítették annak az életciklusnak az evolúcióját, amely magában foglalja a nektárral és más váladékokkal történő táplálást, elősegítve e talajban fészkelő állatok sugárzását a barátságtalan esőerdők lombkorona élőhelyein, feltűnő példával. nak,-nek szimbiózis révén történő innováció .

Nagyjából, a hangyáknak két különböző etetési stratégiája van. Az összes faj nagy része "húsevő",Azt jelenti, hogy vannak generalista ragadozók más apró állatok etetése vagy maradványaik felkutatása. Néhány azonban "növényevő". Ez nem azt jelenti, hogy csak növényeket esznek; étrendjük nagy része növényi eredetű anyagból áll. Például néhány takarmány a növények által a hangyák vonzására előállított ragadós folyadékok, úgynevezett virágon kívüli nektár; mások a feldolgozott üzemben táplálkoznak növényi szívó rovarok, például pikkelyes rovarok és levéltetvek által kiválasztott nedv. A növényevő hangyák valószínűleg a globális fauna nagyon alulbecsült elemét képezik, mivel sok trópusi erdős lombkorona szakember van köztük, és az erdő lombkoronája a mai napig meglepően feltáratlan maradt .

Általánosságban, a hangyáknak két különböző etetési stratégiája van . A fajok nagy része "húsevő". Ők olyan generalista ragadozók, amelyek más kis állatokkal vagy maradványaikkal táplálkoznak. Néhány azonban "növényevő". Ez nem azt jelenti, hogy csak növényeket esznek, hanem azt, hogy étrendjük nagy része zöldségből nyert alapanyagokból áll. Például, egyesek takarmányoznak vagy zabálják a növények által termelt ragacsos folyadékokat, amelyek feladata maguk a hangyák vonzása, az úgynevezett extraforal nektár, míg mások nedvet fogyasztanak korábban feldolgozott és szopogató rovarok, például lisztes rovarok és levéltetvek által kiválasztott. A növényevő hangyák impotenciáját alábecsülhették, mint a világ fauna alkotóelemeit, mivel sok olyan szakember van, akiknek élőhelye kiderül, hogy a trópusi erdők arborealis lombkoronája, miközben ezeket a fülkéket manapság az ökológia szakemberei meglepően nem tárják fel biológiai sokféleség .

Régóta rejtély, hogy a növényevő hangyafajok hogyan szerzik meg az összes szükséges tápanyagot. Növényi eredetű étrendjük alapvetően vizet és cukrokat tartalmaz; fehérje- és/vagy nitrogénalapú vegyületekben hiányos amelyek a fehérjék építőkövei. A húsevő hangyáknak kevés ilyen táplálkozási nehézséggel kell szembenézniük, mivel étrendjük általában minden szükséges kémiai vegyületet tartalmaz. A legtöbb hangya nem arról ismert, hogy mikrobákkal áll kapcsolatban - a rovarok fedélzeti mikrobiális szimbiontusainak legismertebb csomagja a termeszekben található, amelyek belében baktériumok találhatók, amelyek megkönnyítik a termesz étrendet képező faanyag emésztését - de a közelmúltban feltételezték, hogy a növényevő hangyák számos őshonos szimbiontusok, amelyek biztosítják a növényevő hangyák étrendjének hiányzó összetevőit .

Régóta rejtély, hogy a növényevő hangyafajok hogyan szerezték meg az ételhez szükséges összes tápanyagot. Étrendjük főleg vizet és cukrokat tartalmaz, fehérje- és/vagy nitrogénvegyületek hiányában szenvednek, vagyis a fehérjék építőkövei. A húsevő hangyáknak viszont nincsenek ilyen táplálkozási hiányosságaik, mivel zsákmányuk általában minden szükséges vegyületet tartalmaz. A hangyák többségéről nem ismert, hogy összefüggésben lennének mikroorganizmusokkal - ellentétben a ternitákkal, ahol szoros kapcsolatukat tanulmányozták a belükben elhelyezkedő baktériumos szimbiontokkal annak érdekében, hogy megkönnyítsék az étrendet alkotó fás anyag emésztését. Mindazonáltal, A közelmúltban felvetették azt a hipotézist, hogy a növényevő hangyák számos őshonos szimbiontot is befogadhatnak, amelyek az általuk fogyasztott növényi anyagokban hiányzó összetevőket biztosítanák számukra. ".

Ezt a hipotézist molekuláris genetikai technikák segítségével teszteltük a mikrobák jelenlétének kimutatására a 21 hangya alcsaládból 18 283 hangyafajban. . Az egyes hangyafajokat húsevő vagy növényevő kategóriába tudtuk sorolni a nehéz és könnyű nitrogén (15N/14N) mennyisége a hangyák szöveteiben. A két adatsor egyesítésével meg tudtuk állapítani, hogy a mikrobiális szimbiontok különösképpen összefüggenek-e a növényevő hangyákkal .

Ezt a hipotézist molekuláris genetikai technikák segítségével teszteltük mikrobák jelenlétének kimutatására 283 hangyafajban, amelyek a taxonómiai csoportot alkotó 21 alcsalád 18-hoz tartoznak. . Az egyes hangyafajokat húsevőnek vagy növényevőnek tudtuk osztályozni a szövetekben található nehéz és könnyű nitrogén (15N/14N) mennyisége alapján. A két adatbázis összehasonlításával meg tudtuk állapítani, hogy a mikrobiális szimbiontok különösképpen összefüggenek-e a növényevő hangyákkal. .

A rövid válasz: igen. A Rhizobiales nevű rendből származó baktériumok általában a növényevő hangyák bélében vannak jelen, a húsevők azonban nem . Figyelemre méltó, hogy ez a baktériumcsoport jól ismert hüvelyes növényekkel társuló és nitrogénmegkötésre képes mikrobákat tartalmaznak - a légköri nitrogén átalakítása biológiailag hozzáférhető és hasznos vegyületekké. Tehát a növényevő hangyák valószínűleg pótolják étrendbeli hiányosságaikat azáltal, hogy a belükben lévő fedélzeti baktériumok osztagát látják el, amelyek rögzítéssel vagy alternatív útvonalon képesek nitrogént dúsítani. .

A válasz a tes-re igen. A Rhizobiales nevű rend baktériumai általában a növényevő hangyák belében vannak., de nem a húsevők. Meglepően, Ez a baktériumcsoport közismerten a hüvelyesekhez kapcsolódik, mivel képesek biológiai nitrogénmegkötésre.: a légköri nitrogént növényekké biológiailag asszimilálható vegyületekké alakítják. Ezért úgy tűnik, hogy a növényevő hangyák kompenzálják a növényi étrend hiányosságait a belükben elhelyezkedő baktériumok révén, ezáltal nitrogénmegkötéssel gazdagítják étrendjüket., ilyen alternatív útvonalon.

Annak eldöntésére, hogy a növényevő hangyákban megfigyelt bélszimbiontusok trendjeit valamilyen módon megzavarta-e a hangyák története, elemeztük a növényevő és a bélszimbionták eloszlását a hangya családfán - vagy a filogenitáson -, és felmértük, hogy ezek milyen gyakran fejlődtek. Nagyon feltűnő minta alakult ki: növényevő növény többször is felmerült a hangyákban, és ezek közül a nem rokon növényevő családok közül legalább öt szimbiotikusan társul a Rhizobiales baktériumokkal . Ezért valószínűnek tűnik, hogy a táplálék bélbaktériumok megszerzése lehetővé tette a növényevő, nitrogénben szegény étrend kialakulását és fenntartását a hangyákon.

Még csak most kezdjük felmérni a mikrobák központi szerepét az ökológiában, különösen az ilyen rendszerekben, ahol a szerepüket alábecsülik. Ez jó példa arra, hogy a mikrobák ismét megadják az evolúciós puzzle hiányzó darabját.

A tudósok még mindig kezdik felmérni a mikrobák jelentőségét az ökológiában, különösen az ehhez hasonló rendszerekben, ahol szerepüket alábecsülik. Ez jó példa arra, hogy miként válnak a mikrobák ismét az evolúciós rejtvény eddig elfeledett vagy figyelmen kívül hagyott láncolatává.

Ezt a munkát a Harvard Egyetem Szervezet- és Evolúciós Biológia Tanszékén, a Drexel Egyetem Biológiai Tanszékén és a Természettudományi Múzeum Állattani Tanszékén végezték. A kutatást a Baker Fund, a Tides Alapítvány, a Harvardi Egyetem Környezetvédelmi Központja, a Harvard Egyetem Zöld Emlékalapja, az Összehasonlító Állattani Múzeum Putnam Expedíciós Alapja és a Nemzeti Tudományos Alapítvány támogatta.

Bővebben: Történet Forrás: A Field Museum anyagaiból adaptálva, az EurekAlert segítségével!, az AAAS szolgáltatása.

Ha tetszett ez a bejegyzés, folytassa, írjon megjegyzést, vagy iratkozzon fel a hírcsatornára, és a jövőbeni cikkeket vegye fel a hírolvasóba.