Обмен между грибами и растениями

Взаимовыгодный обмен питательными веществами между грибами и растениями регулируется при помощи "рыночных механизмов": представители этих царств ценят высокое качество "услуг" и прекращают обмен при первых признаках "жульничества" со стороны партнера, пишут биологи в статье, опубликованной в журнале Science.Большинство видов грибов и растений способны вступать в симбиоз - взаимовыгодный обмен питательными веществами. Грибница может покрывать значительные площади и поставлять воду и химические элементы растениям, корни которых соединяются с нитями грибницы. В обмен грибы получают вещества, которые не способны производить самостоятельно.Как правило, одно растение и один гриб связаны сразу с множеством партнеров, которым приходится "конкурировать" за доступ к ресурсам своего напарника. В таких условиях неизбежно возникает возможность "сжульничать" - получить некоторое количество питательных веществ или нутриентов, и не "заплатить" за них своему партнеру.Группа ученых под руководством Тоби Кирса (Toby Kiers) из Амстердамского свободного университета (Нидерланды) изучила то, как растения и грибы реагируют на то, если их партнер пытается "обмануть их".Ученые вырастили несколько ростков люцерны (Medicago truncatula) и поместили их в почву вместе с мицелием одного или сразу нескольких видов грибов из семейства гломусовых (Glomus), жизнедеятельность которых невозможна без симбиоза с растениями. Грибы были подобраны таким образом, что часть из них была "честными" партнерами, а другая - "жуликами" или "скрягами".Для изучения процессов обмена между грибами и растением ученые использовали атомы тяжелого изотопа углерода-13, которые люцерна поглощала вместе с углекислым газом. Через некоторое время авторы статьи собирали образцы корней растений и мицелия грибов, после чего сравнивали относительную концентрацию углерода-13 в клетках грибов до и после обмена веществами с растением.Кирс и его коллеги обнаружили, что большая часть углерода оказалась в грибах, которые честно обменивали воду и элементы на питательные вещества.Кроме того, растение сокращало поставки углеводов менее "честным" грибам в том случае, если в почве рядом с "жуликами" появлялась грибница добросовестного партнера. Через некоторое время площадь грибницы "мошенников" сокращалась, и это говорит о том, что растения предпочитают взаимовыгодные отношения и избирательно относятся к своим партнерам, считают ученые.Растения увеличивают или снижают поток питательных веществ к конкретным нитям грибницы в зависимости от того, сколько микроэлементов поставляет тот или иной гриб. При этом грибы используют тот же самый механизм для получения большего количества сахаров. Таким образом, в отношениях между грибами и растениями формируется система замкнутых взаимосвязей, которые не дают одному или другому организму единолично управлять обменом питательных веществ, что делает жульничество неэффективным.Как отмечают ученые, подобную модель симбиоза можно сравнить с рыночными отношениями - растения и грибы оплачивают "услуги" друг друга "товарами" аналогичного качества.