Mikoheterotrofija: definicija in mehanizem parazitizma rastlin na glivah

Miko-heterotrofija je poseben prehranski odnos med nekaterimi rastlinami in glivami. Rastlina pri tem pridobiva vse ali del svoje organske snovi s parazitiranjem na glivah in ne (izključno) s fotosintezo. Tak način pridobivanja ogljika in hranil je pri rastlinah, ki ne razvijejo ali izgubijo klasičnih zelene listne fotosintetske plasti, pogost način preživetja v senčnih gozdnih ekosistemih.

V preteklosti so rastline, ki niso fotosintetizirale, napačno označevali kot saprofite, s predpostavko, da same razgrajujejo organske snovi podobno kot glive. To je bilo zmotno. Danes vemo, da nobena rastlina ni fiziološko sposobna neposredno razgraditi organske snovi — namesto tega se takšne rastline prehranjujejo z uporabo parazitizma: bodisi z neposrednim parazitizmom drugih rastlin bodisi z mikoheterotrofijo.

Vrste mikoheterotrofije in njeni primeri

Mikoheterotrofijo običajno razdelimo v dve glavni skupini:

• Obligatna mikoheterotrofija — rastlina popolnoma izgubi sposobnost fotosinteze in je odvisna izključno od gliv. Primeri: nekatere metuljnice (orhideje) in vrste iz družin, kot so Monotropaceae (npr. Monotropa).
• Fakultativna mikoheterotrofija ali mešano hranjenje (mixotrofija) — rastlina še opravlja fotosintezo, a pridobi pomemben delež ogljika in hranil iz gliv. Takšni primeri so nekatere zelenolistne orhideje in vrste v družini Ericaceae.

Mehanizem in vmesnik med rastlino in glivo

Stična točka je običajno med koreninami rastline in micelijem glive. Mikoheterotrofija izhaja iz mikorize — kompleksne simbioze korenin in gliv — zato je ta odnos tesno povezan z naravno strukturo zemeljskega glivičnega omrežja. V praksi to pomeni:

• Gliva pridobiva ogljik od fotosintetskih rastlin prek mikoriznih povezav (direktno ali preko gostiteljskih dreves) in del tega ogljika nato prehaja v mikoheterotrofno rastlino.
• Pri orhidejah glivni nitki pogosto vstopijo v koreninske celice in tvorijo t. i. pelotone, ki glivam omogočajo izmenjavo snovi z rastlino. Drugi tipi mikoriz (npr. ektomikoriza) tvorijo zunanji plašč okoli korenin in vmesne strukture za izmenjavo hranil.
• Mikoheterotrofi pogosto ciljajo na določene skupine gliv — npr. mnogi gozdni mikoheterotrofi sodelujejo z ektomikorničnimi glivami, medtem ko orhideje pogosto sodelujejo z glivami, ki tvorijo arbuskularno mikorizo ali z določenimi bazidiomiceti.

Zakaj se je mikoheterotrofija razvila

Mikoheterotrofija se verjetno razvila iz mikorize kot način izkoriščanja že obstoječih glivičnih povezav. V gosto zasenčenih življenjskih prostorih, kjer je svetlobe premalo za učinkovito fotosintezo, je pridobivanje ogljika preko glivaby prinašalo evolucijsko prednost. Prav tako omogoča preživetje na hranilno revnih tleh ali v habitatih, kjer je konkurenčnost za svetlobo visoka.

Kako razločimo mikoheterotrofijo v praksi

• Analize stabilnih izotopov (13C, 15N) pogosto pokažejo značilne podpise — mikoheterotrofi so pogosto bogatejši z 13C in 15N, kar kaže na prenos organskega materiala iz gliv.
• Molekularne metode (DNA-barcode gliv iz koreninskih tkiv) razkrijejo specifične glivske partnerje.
• Fiziološke in anatomske študije (mikroskopija pelotonov, preseki koreninskih struktur) potrjujejo prisotnost glivnih struktur v rastlinah.

Ekološke in konzervacijske posledice

Mikoheterotrofne rastline so pogosto habitatno specializirane in občutljive na spremembe v gozdnem omrežju, ker so posredno odvisne od prisotnosti določenih gostiteljskih dreves in njihovih mikoriznih gliv. Zato so mnoge redke ali ogrožene — izguba habitatov, spremembe v strukturi gozdov in motnje v glivičnih skupnostih lahko povzročijo hiter upad populacij. Prav tako je njihova gojitev v ujetništvu zahtevna, saj zahteva vzdrževanje specifičnih glivskih partnerjev.

Povzetek

Miko-heterotrofija je specializiran parazitski odnos, kjer rastlina pridobiva hranila iz gliv preko mikoriznih povezav. Gre za razvoj iz mikorize, ne za samostojno razgradnjo organskih snovi, zato je prejšnja oznaka saprofiti napačna. Razumevanje teh odnosov zahteva združevanje ekologije, morfologije in molekularnih ter izotopnih metod, kar ima tudi pomembne posledice za varstvo in upravljanje redkih vrst.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je mikoheterotrofija?

V: Kaj naj bi v preteklosti počele rastline, ki ne proizvajajo fotosinteze?

V: Ali je bilo prejšnje razumevanje nefotosintetičnih rastlin pravilno?

V: Kako nefotosintetične rastline pridobivajo hrano?

V: Kje je stična točka med rastlinami in glivami, ki so partnerji v mikoheterotrofiji?

V: Čemu je podobna mikoheterotrofija?

V: Kakšno je prepričanje o tem, kako se je mikoheterotrofija razvila?

Išči po črki