Роль грибов в стабилизации фитоценозов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Роль грибов в стабилизации фитоценозов

Куатбекова К.П.

Халмурзаева Б.А.

С целью изучения антибактериальной и антифунгальной активности экстрактов грибов-эндофитов, любезно предоставленных лабораторией биохимии и биотехнологии физиологически активных соединений, выделенных из растений юго-западного Кызылкума было отобрано 33 штамма, выделенные из базилика душистого (Ocimumbasilicum), мелиссы лекарственной(Melissaofficinalis), мяты перечной(Menthapiperita),ферулы вонючей (Ferulafoetida) и шафрана посевного (Crocussativus).

Базилик душистый, мелисса лекарственная, мята перечная и шафран посевной - древнейшие пряности, применяемые на территории Центральной Азии, в частности, в Южно-Казахстанской области.Авиценна (Ибн Сина) ценил и использовал эти растения как средства борьбы с сердечно-сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, заболеваниями кожных покровов, суставов и желудочно-кишечного тракта. Ферулу вонючую Авиценна применял для восстановления защитных сил организма. Он также с успехом использовал ферулу при лечении инфекционных, глазных, нервно-психических и кожных заболеваний. В китайской медицине засохший млечный сок из корня ферулы (камедь) издревле применяется как укрепляющее и тонизирующее средство при истерии, неврастении и вегетоневрозах. Таджикские народные целители с успехом применяют ферулу при лечении сердечных, кожных, нервных заболеваний, туберкулеза, при воспалении желудка и кишечника, а также в качестве противоопухолевого средства.

Известный зоолог Н.Н. Беклемишев считал паразитов важным стабилизирующим компонентом биоценозов. [1,2]. Рассмотрим, как влияют грибы на гомеостаз фитоценозов. Прежде всего они формируют биологическое разнообразие. Поскольку степень пораженности зависит от густоты стояния растений, наиболее чувствительны к патогенам конкурентоспособные и, следовательно, плотно растущие растения. Снижение их жизнеспособности (продуктивности фотосинтеза, урожая и всхожести семян) под влиянием болезни позволяет менее конкурентоспособным видам сосуществовать с ними в популяции. Например, гриб Stachybotryschartarum вызывает корневую гниль проростков ветренницы дубравной Anemonanemorosa. В результате примерно 20% семенных проростков погибает, не достигая поверхности почвы. У звездчатки Ustilagoviolacea возбудитель головни, стерилизуя цветки, резко снижает семенную продукцию зараженной популяции. Ржавчинный гриб Gymnosporangiumjuniperinum паразитирует на можжевельнике и рябине. Развиваясь в лесах, верхний ярус которых образует рябина, а подлесок - можжевельник, ржавчина вызывает частичную дефолиацию рябины и просветление леса, обеспечивающее рост можжевельника. Разнообразию фитоценозов способствуют не только паразитические, но и микоризные грибы. патоген фитоценоз ферула

Недавно было высказано соображение (принцип Янцена--Коннела) о роли патогенов в пространственном распределении растений в фитоценозах, которое уже экспериментально подтвердилось. Например, в лесах Канады всходы дикой вишни около породившего их дерева поражаются сильнее, чем вдали от него [3,4]. Объяснение простое: патогенные штаммы рода Pythium, вызывающие корневые гнили, накапливаются вблизи деревьев, причем степень их влияния тем сильнее, чем больше густота всходов.

Грибы обеспечивают сукцессию видов растений в бедных фитоценозах. На песчаных дюнах вдоль побережья Северо-Западной Европы растут многолетние злаки и осоки, размножающиеся клонально (видимо, вследствие присутствия эндофитных грибов). Развитие каждого вида проходит через несколько этапов: колонизацию, оптимальный рост, дегенерацию, замену другим видом. Причины такой сукцессии - разная степень толерантности к погодным условиям и к возбудителям корневых гнилей. При замене каждый новый вид чувствителен к заражению микроорганизмами, выделенными из почвы в области его корневой системы, но устойчив к микроорганизмам из зоны корневой системы предыдущего вида.

Грибы могут быть причиной эволюционной сегрегации видов растений. Ржавчинные грибы из рода Uromyces в уредиальной (дикариотической) стадии поражают дикие виды ячменя Hordeum, а в гаплоидной - виды семейства лилейных Liliaceae. При экспериментальном заражении наиболее восприимчиво к ржавчине луковичное --Leopoldiaeburnea. Она растет в пустыне Негев на Ближнем Востоке и цветет только в короткий период дождей. В остальное время даже не выходит на поверхность и никогда в природе не поражается ржавчиной. Полагают, что болезнь оттеснила Leopoldia как очень восприимчивый вид из генетического центра ячменя на периферию, где экологические условия неблагоприятны для ячменя и нет ржавчины.

Грибы защищают сложившийся фитоценоз от внедрения новых членов. Механизмы устойчивости к эндемичным болезням выработались как результат сопряженной эволюции. Виды растений, не эволюционирующие вместе с паразитами, попадая в новые районы, жестоко страдают от эндемичных болезней. Следовательно, эндемичные грибы ведут себя как рэкетиры, которые, снимая с растений некоторую долю фотосинтетической продукции, обеспечивают им "крышу".

Схема, показывающая как увеличивается площадь питания микоризованного растения

Агроценозы. Итак, высший и низший организмы (растение и патогенный гриб) составляют целостную систему, в которой осуществляется взаимный отбор. Правила игры в ней таковы: оба вида находятся в равновесии лишь при определенных условиях. Их изменение может сдвинуть равновесие, чаще всего в пользу паразита. Колебания природных условий вызывают временные флуктуации, а антропогенные воздействия - приводят к необратимым последствиям. Такие изменения можно свести к четырем главным типам:

-пахотное земледелие с внесением удобрений резко меняет соотношение разных групп микроорганизмов в почве, давая преимущества в основном фитопатогенным видам. Снижается число микоризообразующих и сапротрофных грибов - антагонистов фитопаразитов;

-снижение фитоценологического и популяционного разнообразия растений в агроценозах по сравнению с природными ценозами обусловливает массовое накопление вирулентных штаммов фитопатогенов;

-завоз с растительным материалом новых патогенных грибов вызывает эпифитотии местных видов растений, не обладающих устойчивостью к ним. Так, гибель веймутовой сосны от ржавчины и каштанов от рака коры произошли вследствие вселения паразитов в новые районы и нападения на эндемичные растения;

-ухудшение условий жизни дикорастущих растений из-за накопления ксенобиотиков в воде, почве и воздухе, высокой рекреационной нагрузки и других факторов, связанных с деятельностью людей, делает их высоко чувствительными к патогенным грибам. Так, эвкалиптовые леса в Восточной Австралии погибли от корневой гнили, вызванной Phytophthoracinnamomi. От болезни страдали леса в местах с высокой рекреационной нагрузкой, где из-за уплотнения почвы и вытеснения воздуха корешки отмирали, открывая ворота инфекции.

Как писал известный зоолог В.Л. Контримавичус, "конфликт между стабилизирующим экосистемы механизмом, каковым являются паразиты, и человеческой деятельностью - вероятно, наиболее драматический конфликт человечества с законами существования биосферы" [5,6]. В перспективе ожидается усиление этого конфликта, связанное с глобальным потеплением.

Список литературы

1. Голиков, Н.Н. Клещевина, устойчивая к фузариозу/Н.Н. Голиков//Защита и карантин растений. - 2003. - № 3. - С. 44.

2. Иващенко, В.Г. Географическое распространение и особенности биоэкологииFusariumgraminearumSchwabe/В.Г. Иващенко, Л.А. Назаровская//Микология и фитопатология. - 1998. - Т. 32, Вып. 5.- С.1-10.

3. Красильников, H.A. Антибиотики в растениеводстве / H.A. Красильников // Природа. 1952. - № 7. - С. 17-27.

4. Лавренов В.К., Лавренова Г.В. Современная энциклопедия лекарственных растений. - М.: ЗАО "ОЛМА Медиа Групп", 2009. - С. 37--38. - 272 с.

5. Малюга, А.А. Видовой состав и патогенность грибов рода Fusarium, вызывающих сухую гниль клубней картофеля в Западной Сибири/А.А. Малюга//Микология и фитопатология. - 2003. - Т.37, Вып.4.- С. 84-91.

6. Роль бактерий антагонистов фитопатогенов в защите сельскохозяйственных растений от болезней / О.Н. Логинов и др. - Уфа: Гилем, 2001. -66 с.

Размещено на Allbest.ru