- Kenmerken van ectomycorrhizae
- Betrokken soorten
- Ontwikkeling van ectomycorrhizae
- Endomycorrhiza-kenmerken
- Betrokken soorten
- Ontwikkeling van endomycorrhizae
- Voordelen van mycorrhizae
- Referenties
De ectomicorrizas en endomicorrizas zijn symbiotische associaties tussen de wortels van vaatplanten en schimmels in de bodem. Ongeveer 80% van de vaatplanten vertoont deze associaties, die mutualistisch zijn, aangezien de twee betrokken soorten er baat bij hebben.
Bij ectomycorrhizae dringt de schimmel niet door het inwendige van de plant, maar produceert eerder een sterk vertakt netwerk van hyfen die de wortel omringen. Deze bedekking die de wortel omgeeft, wordt een mantel genoemd.
Ectomycorrhiza-mycelium (wit) geassocieerd met wortels van Picea glauca (bruin). Genomen en bewerkt uit: André-Ph. D. Picard.
Bij endomycorrhizae daarentegen is er een penetratie in de wortel van de plant door de schimmel. In dit geval wordt er geen mantel geproduceerd, maar vertakte structuren die arbuscules worden genoemd.
Kenmerken van ectomycorrhizae
Mutualistische associaties van het ectomycorrhiza-type omvatten minder vaatplanten dan die van het endomycorrhiza-type. Momenteel wordt geschat dat slechts ongeveer 2-3% van de vaatplanten bij dit soort associaties betrokken is.
Bij ectomycorrhizae dringen de hyfen van de schimmel niet door in de cellen van het wortelepitheel van de plant, maar vormen ze een dichte mantel rond de wortels en dringen ze tussen hun corticale cellen door en vormen ze een structuur die Hartig's netwerk wordt genoemd.
De hyfenmantel kan 40 µm dik worden en de hyfen enkele centimeters uitsteken. Deze mantel helpt de plant bij de opname van water en mineralen.
Betrokken soorten
De door schimmels gekoloniseerde plantensoorten zijn allemaal boom- of struikachtig. Zoals eerder vermeld, wordt slechts ongeveer 3% van de vaatplanten gekoloniseerd door ectomycorrhizae, maar deze soorten hebben een brede verspreiding wereldwijd.
Ectomycorrhiza-symbiotische relaties komen vaker voor in gematigde streken dan in tropische streken en tot op heden is dit verband waargenomen in ongeveer 43 families en 140 geslachten. Deze geslachten omvatten bijvoorbeeld Pinus, Picea, Abies, Eucalyptus en Northofagus.
Onder de schimmels zijn op hun beurt minstens 65 geslachten geïdentificeerd, waarvan meer dan 70% tot de Basidiomycota behoort. Ascomycota en, in mindere mate, vertegenwoordigers van de Zygomycota zijn ook geïdentificeerd, daarnaast zijn er tal van soorten die nog niet zijn geclassificeerd.
Ectomycorrhizae vertonen geen grote specificiteit in hun relaties, noch door de schimmels, noch door hun gastheren. Planten van het geslacht Picea kunnen bijvoorbeeld worden gekoloniseerd door meer dan 100 soorten ectomycorrhiza-schimmels, terwijl de Amanita muscaria-schimmel minstens vijf plantensoorten kan koloniseren.
Ontwikkeling van ectomycorrhizae
De ontwikkeling van ectomycorrhizae begint wanneer de hyfen de secundaire of tertiaire wortels van de planten koloniseren. De hyfen van de schimmel beginnen te groeien vanaf de wortel en vormen een netwerk of omhulsel dat het volledig kan omringen.
De hyfen zullen ook naar het inwendige van de wortel groeien, tussen de epidermale cellen en de corticale cellen, zonder ze te penetreren; ze dringen ook niet door het kielzog. Deze inwaartse groei wordt bereikt door mechanische krachten die cellen scheiden en door de werking van pectinase-enzymen. Op deze manier wordt het Hartig-netwerk gevormd.
Het netwerk van Hartig omgeeft elke cel en zorgt voor de uitwisseling van water, voedingsstoffen en andere stoffen tussen de schimmel en de plant.
Vanwege de kolonisatie van de wortel door de schimmel, zal deze minder in lengte, maar meer in dikte groeien dan niet-gekoloniseerde wortels. Bovendien zal de wortel minder haarontwikkeling vertonen. De schimmel van zijn kant zal de peul ontwikkelen om de wortel volledig te bedekken en kolonisatie door andere schimmels te voorkomen.
Endomycorrhiza-kenmerken
Endomycorrhizae komen veel vaker voor dan ectomycorrhizae, ze kunnen voorkomen in meer dan driekwart van de vaatplanten, hoewel het voornamelijk grassen en grassen betreft.
Bij endomycorrhizae dringen de hyfen van de schimmel aanvankelijk tussen de cellen van de wortelcortex door, maar komen ze vervolgens binnen. In dit geval vormt de schimmel geen Hartig-mantel of net. Ze groeien eerder om structuren te vormen die blaasjes en arbuscules worden genoemd.
Arbusculaire mycorrhiza. Genomen en bewerkt uit: Arbuscular_mycorrhiza_cross-section.png: mederivative work: Edward the Confessor.
De arbuscules vergemakkelijken de uitwisseling van voedingsstoffen tussen de schimmel en de plant, terwijl de blaasjes vooral als reserve-organen worden gebruikt.
Betrokken soorten
80% van de vaatplanten zijn koloniseerbaar door endomycorrhizae, maar schimmels lijken een voorkeur te hebben voor grassen en grassen. Aan de andere kant behoren de schimmels die endomycorrhizae vormen tot de phylum Glomeromycota. De vereniging is verplicht voor schimmels, maar niet voor planten.
Wetenschappers zijn van mening dat de ontwikkeling van dit soort symbiotische relatie essentieel was voor vaatplanten om het landmilieu vanuit aquatische omgevingen te kunnen koloniseren, evenals voor hun daaropvolgende evolutie.
Endomycorrhizae zijn overvloedig aanwezig in bodems van lage kwaliteit, zoals graslanden, bergen en in tropische bossen.
Ontwikkeling van endomycorrhizae
De associatie komt tot stand wanneer in de bodem aanwezige hyfen de wortels van de plant koloniseren. Aan het begin van de kolonisatie dringen de hyfen van de schimmel alleen door tussen de cellen die het inwendige hiervan binnendringen zonder het celmembraan te breken, dat wordt geïnvagineerd door de druk van de schimmel.
Later kan de schimmel twee soorten structuren ontwikkelen; in het eerste geval zal een hypha opeenvolgende dichotome vertakkingen ondergaan nabij de vasculaire cilinder van de plant om een arbus te vormen. Deze structuur heeft de functie om de uitwisseling van water en voedingsstoffen tussen de twee bij de associatie betrokken organismen mogelijk te maken.
De tweede structuur die zich kan ontwikkelen, hoewel het niet altijd aanwezig is, is het blaasje, en het kan extern of intern groeien tot wortelcellen. De vorm is ovaal of bolvormig en dient als opslagplaats voor voedsel.
Voordelen van mycorrhizae
De ecto- en endomycorrhiza-associaties vormen een mutualistische symbiose, waarbij de twee betrokken soorten profiteren. Het belangrijkste voordeel van de vereniging is de uitwisseling van stoffen.
Enerzijds levert de schimmel water en minerale voedingsstoffen, anderzijds voorziet de plant de schimmel van bewerkte organische voedingsstoffen, voornamelijk koolhydraten. De bijdrage van voedingsstoffen aan de waardplant door de endomycorrhiza-schimmel is zo belangrijk dat het voor veel planten van vitaal belang is tijdens hun vroege groeifase.
De groei en verspreiding van ectomycorrhizale hyfen, aan de andere kant, vergroot niet alleen het absorberende oppervlak van de wortel, maar ook het potentiële bereik ervan, waardoor voedingsstoffen van verre locaties worden getransporteerd.
Daarnaast is de schimmel in staat voedingsstoffen op te vangen, bijvoorbeeld fosfaat- en ammoniumionen die niet beschikbaar zijn voor de wortel, waardoor een grotere opname van mineralen voor de plant wordt bereikt.
Ectomycorrhiza-schimmels zijn op hun beurt meestal niet in staat om lignine en cellulose als koolstofbron te gebruiken, dus zijn ze volledig afhankelijk van de plant om de koolhydraten te verkrijgen die het kan metaboliseren.
Bovendien voorkomen de ectomycorrhiza-omhulsels die de wortels omringen hun kolonisatie door andere schimmels en pathogene micro-organismen.
Referenties
- NW Nabors (2004). Inleiding tot Botany. Pearson Education, Inc.
- A. Andrade-Torres (2010). Mycorrhizae: oude interactie tussen planten en schimmels. Wetenschap.
- D. Moore, GD Robson en APJ Trinci. 13.15 Ectomycorrhizas. In: 21st Century Guidebook to Fungi, 2 e editie. Opgehaald van davidmoore.org.uk.
- Ectomycorrhiza. Op Wikipedia. Opgehaald van en.wikipedia.org.
- SE Smith en DJ Read (2010). Mycorrhiza-symbiose. Academische pers.
- Mycorrhizae. Opgehaald van ecured.cu.
- MF Allen (1996). De ecologie van mycorrhizae, Cambridge University Press.
- Arbusculaire mycorrhiza. Op Wikipedia. Opgehaald van es.wikipedia.org.