Микорей — грибной корень растений¶

Микорей (от греч. μύκης — «гриб» и ῥίζα — «корень»; также микориза, грибокорень) — форма симбиотического сосуществования мицелия гриба с корнями высших растений. Представляет собой видоизменённые окончания корней, оплетённые гифами гриба либо проникшими внутрь тканей корня. Термин введён в научный оборот в 1885 году немецким ботаником Альбертом Бернхардом Франком при изучении корней деревьев. Микорей — одно из наиболее распространённых и экологически значимых симбиотических явлений в растительном мире: по оценкам, свыше 80 % видов наземных сосудистых растений образуют ту или иную форму микоризы.

¶Общая характеристика

При микоризе складываются взаимовыгодные (мутуалистические) отношения. Гриб получает от растения органические вещества — прежде всего сахара и аминокислоты, синтезируемые в процессе фотосинтеза. Растение, в свою очередь, получает от гриба воду и минеральные элементы, в первую очередь фосфор и азот, а также ряд микроэлементов. Гифы гриба значительно увеличивают всасывающую поверхность корневой системы: суммарная длина грибных нитей в почве может в сотни раз превышать длину корней.

Помимо питания, микориза повышает устойчивость растения к патогенам, засухе и неблагоприятным условиям среды, а также участвует в формировании почвенной структуры.

¶История изучения

Явление описал в 1885 году А. Б. Франк, предложивший и сам термин «микориза». В конце XIX — начале XX века российский ботаник Михаил Воронин детально исследовал микоризу у древесных пород и травянистых растений. В XX веке изучение микоризы выделилось в самостоятельное направление на стыке микологии, ботаники и почвоведения. Во второй половине XX века были расшифрованы механизмы обмена веществами между партнёрами, а методы молекулярной биологии позволили идентифицировать грибных симбионтов, не образующих плодовых тел.

¶Классификация

Различают несколько основных типов микоризы.

Арбускулярная микориза считается наиболее древней и распространённой: её следы обнаружены в ископаемых остатках возрастом около 400 млн лет.

¶Механизм взаимодействия

При эктомикоризе гифы гриба образуют вокруг корневого окончания плотный чехол, от которого в почву отходят многочисленные нити, а внутрь корня проникают в межклеточные пространства, формируя так называемую сеть Гартига. При эндомикоризе гифы проникают через клеточную стенку внутрь клеток, где образуют арбускулы или клубки, служащие местом обмена веществами.

Обмен регулируется на молекулярном уровне: растение выделяет сигнальные вещества, стимулирующие рост гиф в направлении корня, а гриб, в свою очередь, выделяет факторы, запускающие формирование симбиотических структур.

¶Экологическое значение

Микориза играет ключевую роль в круговороте веществ в экосистемах. Через сеть гиф, связывающую корни разных растений, возможен перенос воды, минеральных и органических соединений между соседними растениями, в том числе между особями разных видов. Это явление иногда называют «подземной сетью» или «Wood Wide Web».

Микоризные грибы участвуют в разложении органики и в формировании почвенного плодородия. Многие съедобные грибы — белый гриб, подберёзовик, подосиновик, лисичка — являются микоризообразователями и растут только в симбиозе с определёнными древесными породами.

¶Применение в практике

Знания о микоризе применяются в лесном хозяйстве и сельском хозяйстве. При создании лесных насаждений и питомников практикуется искусственное заражение сеянцев микоризными грибами для улучшения приживаемости. В растениеводстве используются препараты на основе арбускулярных микоризных грибов, повышающие усвоение фосфора и снижающие потребность в минеральных удобрениях. Микоризация применяется также при рекультивации нарушенных земель и восстановлении деградированных почв.

¶Интересные факты

• Некоторые растения, например орхидеи и подъельник, на определённых стадиях полностью зависят от гриба и утрачивают способность к фотосинтезу.
• Отдельные грибы образуют микоризу только с одним видом дерева, другие — с десятками видов.
• Сеть микоризных гиф в лесной почве может связывать десятки деревьев на площади в несколько гектаров.