NUTRITIA PLANTELOR SI ANIMALELOR AFLATE IN SIMBIOZA

NUTRITIA PLANTELOR SI ANIMALELOR AFLATE IN SIMBIOZA

In lumea vie sunt raspandite 2 modalitati de nutritie: autotrof, care este cel mai raspandit mod de nutritie in regnul vegetal, heterotrof, care este intalnit atat la plante cat si la animale.

Plantele autotrofe, datorita procesului de fotosinteza si chimiosinteza (capacitatea unor plante de a realiza sinteza substantelor organice din substante minerale cu ajutorul energiei chimice eliberate in procesele de oxidare a unor substante organice ca H₂, H₂S, Fe, NH₃, HNO₃), se hranesc cu substante anorganice, pe cand nutritia heterotrofa este intalnita la plantele lipsite de corofila, deci care nu sunt capabile sa anihileze carbonul mineral din CO₂. In natura traiesc 2 grupe mari de plante heterotrofe: saprofite - plante care se hranesc cu substante organice din cadavrele plantelor si animalelor, parazite - plante care se hranesc cu substante organice luate de la organismele vii.

In afara de aceste 2 grupe intalnim la unele plante nutritie mixta, atat autotrofa cat si heterotrofa care determina si relatii strans morfologice. Raspanditi in toata lumea de la campie pana in varf de munte si al caror numar atinge 20000 de specii - aceste plante numite licheni - au un organism mixt rezultat din asocierea unei alge unicelulare verzi (Pleurococcus) sau albastre, cu miceliul unei ciuperci din clasele Ascomycetes, mai rar Basidiomycetes. Lichenii sunt plante extrem de rezistente la frig si uscaciune, au un tal colorat in alb, rosu, galben, verzui, portocaliu, albastru, negru si au infatisari variate: in forma de frunze (Lobaria), cruste (Xantoria), trompete (Cladonia), barbi (Usnea), coarne (Cetraria). Legatura dintre alga si ciuperca se numeste simbioza, si este atat de profunda si durabila incat organismul simbiontilor a suferit modificari considerabile care le-ar pune in imposibilitate traiul separat.

Cercetari noi au scos la iveala ca exista totusi in aceasta relatie un profitor: ciuperca, ale carei hife se lipesc strans de gonidii si emit mici ramificatii, care patrund in interiorul algei, omorand gonidiile prin istovire. La licheni alga ia de la ciuperca substantele minerale si le sintetizeaza cu ajutorul    clorofilei producand si o substanta hidrocarbonata specifica numita lichenina si aproape 500 de acizi specifici(lecanoric, cetraric). Amoniacul este preluat de planta care il introduce in circuitul vital dand bacteriei hidrati de carbon sintetizati de ea.

Cercetarile au scos la iveala rolul cosmic al acestor bacterii. La scara planetara cele aproximativ 120 milioane de hectare cultivate cu leguminoase aduc anual in sol din atmosfera peste 10 milioane tone de azot fara nici un effort din partea omului. Pe ansamblul planetei microorganismele produc 10⁸ tone azot asimilabil.

Dar nu numai leguminoasele strang azotul din atmosfera. De exemplu arinul este in simbioza cu actinomicetul - Streptomyces alni. In regiunile tropicale cele mai active strangatoare de azot sunt: Desmodium intortum care fixeaza 370kg/ha/an si Crotolaria insakomenis cu 500 kg/ha/an, reprezentand un record deoarece leguminoasele cele mai active strang 150-180 kg/ha/an.

La conifere este observata la Libocedrus bidwillii ca in nodozitati se gasesc ciuperci filamentoase capabile sa fixeze azotul molecular.

Tot in zona tropicala traieste Pavetta, o rubiacee tropicala care are pe frunze nodozitati produse de bacteria Klebsiella. Exista in natura micorizele - simbioze intre radacina plantelor superioare si hifele unor ciuperci care asigura cresterea viguroasa a ambilor parteneri, ceea ce prezinta o deosebita importanta ecologica si economica. Fie ca sunt ectotrofe, ex: ciupercile Boletusm, Russula, Lactorius, nu fac palarii decat in prezenta simbiontului, iar speciile lemnoase (conifere), capata un spor de vigoare si rezistenta, fie ca sunt endotrofe ex: coacazul (Bruckenthalia), orhideele (mai ales cele saprofite), rudele crinului (Liliacee), rodul pamantului, aceste micorize au o importanta deosebita in viata plantei. Una din cele mai originale plante    ierbacee, Sarcodes sarguinea, numita si planta zapezilor, este intalnita in padurile californiene si are aspectul sparanghelului. Florile rosii carnoase apar din mustul zapezii din covorul uscat format din acele coniferelor. Fiind lipsita complet de frunze si traind intr-un sol arid, ea depinde in mod obligatoriu de relatia cu un fung endomicoritic.

In intestinul gandacilor care se hranesc cu materie lemnoasa (scilofagi), moliilor, tantarilor, care sug sangele omului, traiesc bacterii care ajuta la fermentatia hranei lor unilaterale, substantele rezultate sunt absorbite de intestinul lor si se raspandesc in corp ajutand la crestere si dezvoltare. De exemplu flagelatele simbionte din intestinul termitelor, descompun substantele complexe din lemn in produsi mai simpli pe care termitele ii folosesc in nutritia lor. La randul lor flagelatele au hrana si adapost astfel ca se realizeaza o asociatie foarte stransa, ambii parteneri neputand traii independent. Ex: soarecii si cobaii isi consuma propriile fecale, deoarece ele contin pilule vitaminizante numite cecotrofe. In lipsa lor animalele mor.

Chiar si in intestinul gros al omului exista o mare cantitate de bacterii care imbogatesc in albumina si vitamine hrana pe care o consumam. Vitaminele sunt produse de Bacterium    coli si Bacterium bifidum.

S-a observat ca algele unicelulare (chlorella), aliment ideal pentru cosmonauti, dau ajutor animalelor. Astfel Tridacna, uriasul scoicilor(200kg), poarta in spatiile intracelulare ale mantalei zooxanthele care ofera scoicii glucoza, aminoacizi si oxigenul rezultat din fotosinteza. La randul ei tridacna ii da CO₂ + sarurile de azot si fosfatii pe care ii extrage din apa oceanului.

Coralii vietuiesc tot cu ajutorul plantelor inferioare. Algele ce traiesc printre coloniile de polipi preiau CO₂ si elibereaza O₂. Calciul necesar cresterii coloniei este absorbit de o alta alga cu care coralii traiesc in simbioza.

In general in padurile tropicale traiesc epifitele (orhidee, bromeliacee, cactusi), care in conditii normale, neprimind o cantitate suficienta de lumina s-au adaptat la un mod de existenta simbiotic, ducandu-si viata nu pe sol ci pe trunchiul copacilor, la inaltimi variabile, acolo unde gasesc "ochiuri" prin care razele solare se mai pot strecura.

Deficitul de substante azotoase pe care nu si le pot procura in mediul lor de viata au facut din frunze adevarate organe digestive la plantele carnivore. Capcanele sub forma de urne (Nepenthes), saculeti (Utricularia), foaie de carte (Pinguicula alpina), peri cu bobite stralucitoare (Drossera), au sucuri digestive care digera insectele. Dar s-a dovedit ca in lichidul digestiv traiesc bacterii si protozoare care se hranesc cu aceste bacterii, planta folosind substantele rezultate din dezintegrarea insectelor cazute in lichidul proteolitic de catre bacterii. Deci se realizeaza un lant trofic simbiotic. Bacteriile dau plantei substantele azotoase rezultate din dezintegrarea insectelor si sunt consumate de protozoare.

In apele marilor traiesc lampasii adancurilor, la care simbioza este realizata de bacteriile luminiscente si fiintele din adancuri. De exemplu ibericii folosesc pentru momirea scrumbiilor " carnea de fuego", care este fasie subtire de rechin frecat pe burta unui peste (Malacocephalus), ruda cu mibaltul de la noi. Fasia capata dintr-o data o luminiscenta albastruie datorita bacteriilor luminiscente de pe burta Malacocephalului.

Pe tarmul Marii Banda (situata intre insulele Kalimantan, Noua Guinee si Timor), traiesc 2 pesti lant si bantu care au sub fiecare ochi 2 umflaturi. In aceste umflaturi traiesc bacterii luminiscente care-i ajuta sa fie fosforescenti printre recifele de corali. Lumina felinarelor bacteriene este atat de stralucitoare incat poti descifra ora pe cadranul ceasului la o distanta de 2m.

Pestii unditari folosesc drept momeala un mic glob care lumineaza in intuneric. In glob se gasesc bacterii fosforescente care gasesc aici adapost si hrana. Indusi in eroare, pestii, calmarii si crustaceii se arunca asupra luminitei si nimeresc in gura unditarului.

Cel mai perfect, mai puternic si mai economicos far al lampasilor marini este ochiul telescopic al caracatitei. Becul cefalopodei este constituit din straturi deosebite. Lumina este produsa de celulele stratului intern, unde sunt adapostite bacteriile luminoase. Fiind reflectata de celulele argintii ale stratului mijlociu, ea traverseaza capatul transparent al becului si iese afara. "Oglinda" plasata langa bec, amplifica lumina si o dirijeaza asemenea unui far in directia dorita.

Sacul cu bacterii comunica direct cu apa marina de unde caracatita si rudele ei isi procura direct din mare rezervele de generatori de lumina necesari felinarului.

In lumea furnicilor, care trebuie sa asigure hrana zilnica unui numar de cateva zeci sau sute de indivizi, se observa o simbioza intre ele si paduchii de frunze - afidele, care au o capacitate fantastica de inmultire. Urmasii unui singur afid, ar putea, inmultindu-se, sa acopere intr-un an intreaga suprafata a pamantului cu o pelicula de paduchi de plante. Furnicile acorda o extraordinara ingrijire acestor paduchi numiti de popor "vacile furnicilor".

Afidele sunt mici fabrici de substante zaharoase eliminate prin capatul posterior al abdomenului. Acestea sunt excrementele afidelor, formate din seva plantelor transformata in sirop de zahar care apare sub forma unor bobite care, daca insecta nu e crescuta de furnici ce consuma aceste "bobite de miere", aduc necazuri plantei astupand stomatele cu o pelicula de lac dulce.

Formatiunile cecidologice "galele", intalnite la stejar, maces, sunt o dovada originala a colaborarii stranse intre lumea animala si cea vegetala.

Gheboasele viespi Cynipine obliga planta sa construiasca pentru larvele lor un adapost bun, calduros si trainic si sa le aduca zilnic mancare proaspata. Plantele folosesc aceeasi simbioza. S-a observat ca acei copaci incarcati de gale sunt mai putin atacati sau chiar ocoliti de omizile procesionare si de alti pradatori datorita cantitatii mai mari de onalat de calciu si tanin din frunze.

Una dintre cele mai deosebite prietenii este cea dintre pasarea Indicator si viezurele cautator de miere. Pasarea este unicul animal in afara de molia cerii care se poate hrani cu acest produs indigest. Ea reuseste acest lucru datorita bacteriilor simbionte si fermentilor aflati in stomacul pasarii. Pasarea descopera cuibul albinelor tericole (Africa), zboara catre vizuina viezurelui melifer, zbarnaie din aripi, se invarte in jurul vizuinii bursucului. El aude samnalul , iese degraba afara si urmeaza cercetasul care odata ajuns la cuib se ascunde si asteapta. Viezurele distruge cuibul, mananca mierea, lasandu-i calauzei fagurii goliti. Deci fura in comun, dar cel care scoate castanele din foc e viezurele.

Acestea sunt doar cateva exemple de simbioze din multimea existenta pe Terra.

BIBLIOGRAFIE

"Simbioza si parazitism" - Valeria Barbu

Bios vol.III - Tudor Opris

Biologie - Manual pentru clasa a IX-a