Zaljubljeni v gobe
Gobe, gobice, psihedeliki, štor, rižota, plesen, gozd, jajca … mmm, mikoriza? To so le nekatere izmed asociacij, ki jih dobimo mnogi izmed nas, ko zaslišimo besedo goba. Verjetno pa bi le zavedni mikrobiologinje in mikrobiologi pomislili na znanstveno definicijo, namreč da beseda goba označuje plodišče pri zgolj enem izmed osmih debel - pri deblu, imenovanem Basidiomycota. Dobrodošli v kraljestvu gliv!
Glive imajo v kredenci stvarstva, ki ga skuša človek od nastanka znanosti bolj ali manj uspešno popredalčkati po jasno in ostro ločenih mejah — domenah, kraljestvih, deblih, razredih, redih, družinah, rodovih, vrstah, sevih - znotraj domene Eukarya povsem svoje kraljestvo - Fungi. Poleg rastlin - Plantae , živali - Animalia, alg - Chromista in seveda še praživali oziroma Protista. Ko denimo otrokom razlagamo, kaj so glive, odgovorimo, da so nekako hkrati podobne tako rastlinam kot živalim. Na rastline nas spominjajo zaradi svoje nepremičnosti, na živali pa zato, ker pa imajo celično steno iz hitina, ki je sicer značilen za žuželke.
Znanstveno govoriti o glivah je po drugi strani povsem druga zgodba. Glive nas vedno znova presenečajo, ne samo kot psihedeliki, temveč tudi v znanstvenem raziskovanju. Rje, mikoze, sneti, sinanomorf, mikotoksini, koprofilne glive, anastamoze, rizomorfi, sklerocij, mmm, mikoriza. Bogastvo raziskovalnih tem je zares obsežno.
V polju znanosti so nam v zadnjih treh desetletjih metode molekularnih tehnik omogočile odkrivanje in raziskovanje prej popolnoma nejasnih in neraziskanih pojavov. Znotraj biologije so se pojavile nove znanstvene discipline, katerih število hitro narašča - najsi bo to molekularna biologija, genetika, biotehnologija, biokemija ali še prenekatera druga. Nenazadnje so nove možnosti raziskovanj prinesle tudi na polje mikologije, vede, ki se ukvarja s preučevanjem gliv, njihovimi genetskimi in biokemijskimi značilnostmi, taksonomijo in gospodarskim pomenom. Omogočile so ločevanje gliv do nivoja vrst ter razumevanje sorodstvenih povezav, pa tudi encimatskih procesov - denimo uporabo in sintezo glivnih encimov v živilski industriji, razgradnjo organskih substratov, denimo celuloze in lignina, nadalje tudi raziskovanje sekundarnih metabolitov, kot so antibiotiki in mikotoksini, preučevanje mikoriznih simbiontskih povezav z rastlinami in še mnoge druge.
Vendar se vrnimo na hitro k vprašanju, kaj pravzaprav so glive. Znanstvena definicija se glasi, da so glive:
Prvič, evkarionti - sestavljene so iz celic z jedrom in kromosomi, tako kot rastline in živali;
Drugič, heterotrofi - organski ogljik, iz katerega sestojijo, pridobivajo z absorpcijo drugih organizmov, ki jih pred tem razgradijo izven svojega telesa; nekako tako kot živali, le da živali snovi ne absorbirajo, ampak jih prebavijo v svojem telesu.
Tretjič, njihove celice obdaja celična stena iz hitina - rastline imajo denimo analogno strukturo, ki jo prav tako imenujemo celična stena, vendar je ta iz celuloze.
Četrtič, imajo razvejano vegetativno telo iz hif. Na tem mestu ne mormeo govoriti o analogiji s koreninami rastlin, katerih funkcija sta pritrjevanje na podlago in absorpcija hranilnih snovi. Hifa je filamentozna razvejana struktura, dolga od 2 do 10 mikrometrov, in je osnovna struktura vegetativnega stadija glive, katere namen je razširjanje. Skupki več razvejanih hif pa nadalje tvorijo micelij in kolonije. Enocelične glive, ki se ne razraščajo filamentozno, ampak zgolj tvorijo maso posameznih celic, imenujemo kvasovke.
Petič, razmnožujejo se s sporami - spore se razlikujejo od pelodnih zrn in semen rastlin, saj jim strukturno niso podobne, enaka je le njihova funkcija. Nekatere glive se razširjajo tudi z nespolnimi sporami, ki jih imenujemo konidiji.
Razlog, zakaj glive laično umeščamo v vmesni prostor med rastline in živali, je v poenostavitvi našega predstavljanja sveta. Pred odkritjem molekularnih metod je znanost temeljila predvsem na informacijah, ki so bile vidne. Tako so do 19. stoletja glive proučevali botaniki in botaničarke, šele kasneje je bila osnovana nova znanost mikologije, ki je glive ločevala po morfološkem kriteriju - glede na obliko. Molekularne tehnike sekvenciranja genetskih markerjev - v primeru gliv gre za sekvenciranje segmentov ribosomske DNA ter nekaterih proteinov, kot sta aktin in kalmodulin - pa nam danes omogočajo natančno določanje in ločevanje gliv do nivoja vrste. Tako je bilo na podlagi molekularnih analiz leta 2017 objavljena nova, bolj razvejana podoba drevesa življenja gliv.
Treba pa je opozoriti, da mikologija danes gliv ne opredeljuje strogo po filogeniji oziroma glede na sorodstvene odnose, ampak jih definira predvsem glede na ekološko oziroma funkcionalno vlogo, ki jo igrajo v ekosistemu. Takšen širši pojem gliv zajema heterogeno skupino organizmov, ki poleg pravih gliv zajema tudi tako imenovane nižje glive.
Nižje glive ne izhajajo iz kraljestva gliv, ampak iz kraljestva Chromista - torej alg - in kraljestva Protista - praživali. Pravim glivam so podobne po načinu rasti in prehranjevanju, izhajajo pa iz drugih skupnih prednikov. Glive, ki spadajo med protista, so razdeljene v 4 parafiletska debla, kar pomeni, da debla ne izhajajo neposredno iz istega prednika. Mednje spadajo recimo glive sluzavke in plazmodijske glive sluzavke. V skupno kraljestvo z algami pa uvrščamo 3 monofiletska debla gliv, ki vsa izhajajo iz skupnega prednika in med katere denimo spadajo vodne in kopenske plesni.
Po drugi strani pa se glive v ožjem pomenu nanašajo na kraljestvo gliv, ki ga po najnovejših podatkih delimo na 8 debel. Izmed njih sta nam najbolj poznani dve debli, in sicer Ascomycota in Basidiomycota, saj zaobjemata kar 95 odstotkov vseh nam znanih glivnih taksonov. Znotraj debla Ascomycota tako najdemo tartufe in Penicillium, med Basidiomycota pa vse tiste glive, ki jim pogovorno pravimo gobe in spadajo v poddeblo Agaricomycotina - lisičke, jurčke, bukove ostrigarje, šampinjone in tako dalje.
Pod deblo Basidiomycota pa spadata še dve poddebli - poddeblo sneti, med katere spada denimo koruzna snet, in pa poddeblo rje. Predstavniki obeh poddebel so paraziti rastlin povzročajo veliko gospodarsko škodo na kulturnih poljščinah. Vendar pa jih ne gre mešati z drugimi glivnimi fitopatogeni, denimo že omenjenimi plesnimi, med katerimi je najbolj poznana Phytophthora infestans, ki je patogen krompirja in je v 19. stoletju povzročila veliko lakoto na Irskem.
Po tem hitrem orisu raznolikosti in bogastva sveta gliv pa smo počasi že dolžni pojasniti, o kateri temi bo pravzaprav tekla beseda. Če ste pozorno poslušali, ste morda že uganili - beseda bo tekla o mikorizi. Najprej pa si bomo privoščili krajši glasbeni oddih.
V današnji oddaji Frequenza della scienza spoznavamo svet gliv. Sprehodili smo se že čez njihovo osnovno klasifikacijo, v nadaljevanju pa bomo spoznali eno izmed njihovih posebnosti - mikorizo.
Na kratko lahko mikorizo opišemo kot simbiozo, pri kateri gre za skupno življenje rastlin in gliv. Sama beseda mikoriza izhaja iz grščine, v kateri prvi del besede mikos, torej fungus, pomeni gliva, rhiza pa se nanaša na sfero korenin v zemlji. Gre torej za glive, ki se naselijo znotraj korenin rastlin. Mikoriza, torej simbiotski odnos med glivami in rastlinami, je stara približno toliko kot same kopenske rastline, ki so iz morja na kopno prišle pred več kot 400 milijoni let. V tistem času so rastline v svojih tkivih že imele glivam podobne strukture, ki so se s kopensko vegetacijo vse do današnjega časa razvijale skupaj.
Prvi je mikorizo kot simbiontski odnos opisal in poimenoval nemški botanik Albert Bernhard Frank v 19. stoletju. Njegovemu odkritju je nato sledilo obdobje 150-ih let, ko se na tem področju raziskovanja ni zgodilo nič posebnega, saj mu nihče ni pripisoval posebnega pomena. V tem času se namreč še ni predvidevalo, da je uspeh rasti rastlin odvisen tudi od simbiotskega odnosa z glivami.
Pot do današnjega razumevanja mikorize se je tako začela odpirati šele v obdobju 60-ih let prejšnjega stoletja, ko je prišlo do zelene revolucije in vznika ekološke miselnosti. Šele v današnjem času pa lahko zares odkrivamo večje razsežnosti tega glivno-rastlinskega odnosa. Več o razvoju današnjih metod nam je povedala docentka Irena Maček, ki deluje na Oddelku za agronomijo Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani in kot izredna profesorica predava na FAMNIT-u na Univerzi na Primorskem:
Kljub temu da lahko mikorizo zelo preprosto opišemo kot simbiozo med rastlino in glivo, se za tem odnosom skriva veliko več. Danes smo že spoznali nekaj o vrstni delitvi gliv. Kako pa razdelimo mikorizne glive predvsem glede na obliko in funkcijo, razloži doktorica Irena Maček:
Torej nas mikoriza spremlja na prav vsakem koraku. Tako v gozdovih kot tudi na naših vrtovih. Brez mikorize pa bi bila bolj pusta tudi naša stanovanja. Specifična mikoriza se je namreč razvila tudi pri orhidejah, o njej pa bomo govorili v drugem delu oddaje.
Poleg naštetih mikoriz lahko omenimo še manj zastopano erikoidno mikorizo, ki je specializirana za barjanska oziroma zakisana tla, torej za tla, ki so manj bogata s hranili. Najdemo jo predvsem pri rastlinski družini vresovk, rododendronu, borovnicah in brusnicah, torej pri rastlinah, ki imajo precej drobne korenine in plitve koreninske sisteme. V takih primerih torej glive igrajo ključno vlogo pri preskrbi s hranili.
Najpogosteje prisotna je arbuskularna mikoriza, ki jo najdemo pri več kot 70 odstotkih vseh rastlinskih vrst. Kot smo že omenili, je arbuskularna mikoriza prisotna že od samega začetka prehoda rastlin na kopno. Raziskovalka Irena Maček nam je nadalje razložila, da arbuskularna mikoriza tvori zgolj mikroskopske strukture in da nikoli ne vidimo makro struktur. Te mikorizne glive pa tvorijo spore, ki so glavni taksonomski znak, kar pomeni, da vsi opisi arbuskularnih vrst gliv temeljijo na morfologiji spor, ki pa so sicer lahko velike nekje do 400 mikrometrov. Z našim vidom so torej zaznavne kot nekakšen prah. Glavno značilnost arbuskularne mikorize nadalje opiše doktorica Irena Maček:
Kot primer si lahko predstavljamo trenutek, ko listne uši napadejo nadzemni del rastline. Ta rastlina je seveda v stresu in izloča določene metabolne produkte, ki se kot informacija lahko prenesejo na ostale rastline v okolici. Rastline se lahko tako odzovejo z obrambnim mehanizmom.
Arbuskularna mikoriza pa poleg naštetih funkcij vpliva tudi na interakcije s patogeni, izboljšuje preskrbo z vodo in strukturo tal. Nitke hif glive namreč povezujejo talne delce v tipično strukturo kvalitetnih tal, v katerih je prst združena v skupke. Poleg povezovanja hif pa glive izločajo tudi proteine, ki poskrbijo, da se talni delci zlepijo skupaj.
Raziskovalko in predavateljico Ireno Maček smo povprašali tudi, kako dolga je življenjska doba mikorizne glive:
V primeru parazitskega odnosa med glivo in rastlino ima samo en organizem korist, medtem ko ima drugi škodo. Vendar mikoriza predstavlja simbiontski odnos med rastlino in glivo, kar se kaže v koristi obeh organizmov, kljub temu da oba v svoj odnos vložita del energije. Kaj pa se zgodi, če kateri od akterjev mikorize ne sodeluje?
Mikoriza je torej, kot smo danes že večkrat slišali, simbiontski odnos med rastlino in glivo. Toda ali obstaja tudi kakšna možnost povezave s človekom? Mikorizne glive so namreč lahko uporabne tudi v agronomiji. Vendar se, kot pravi doktorica Irena Maček, glede uporabe mikoriznih gliv v kmetijstvu med raziskovalkami in raziskovalci krešejo različna mnenja. Agronomija kot veda je namreč še vedno precej v domeni dobička oziroma je z njim zelo povezana. Tako je pomembno, da se v današnjem času širi predvsem znanje o ekologiji tal, ki pa ima biološki pristop za razliko od agronomskega. Na področju mikrobne ekologije pa smo po besedah doktorice Irene Maček v Sloveniji precej podhranjeni, kar se pozna tudi pri aplikaciji tega znanja na področje agronomije.
Na komercialnem prodajnem trgu se pri nas najde več različnih pripravkov mikoriz, ki obljubljajo “podporo rastlinam skozi njihov celotni življenjski cikel”. Sliši se kot idealna rešitev za opustošen vrtiček in boljši pridelek. A kaj se v resnici skriva v teh pripravkih oziroma inokulumih, nam pove doktorica Irena Maček:
Pri razumevanju in uporabi mikorize v agronomske namene je pomembno predvsem ekološko razumevanje tal. Zato je pomembno predvsem:
Sledi glasbeni premor, po katerem pa se bomo z vrtičkov in njiv podali v gozdove.
Na valovih Radia Študent skupaj plujemo po nenavadnem svetu gliv. Slišali smo že veliko o njihovi klasifikaciji, načinu življenja in odnosih sožitja. Zdaj pa si bomo pogledali še njihovo vlogo v kompleksnem ekosistemu gozdov.
Vonj jesenskega dežja marsikoga zvabi v gozd, kjer si obeta gobjo pojedino. Toda kot je že bilo povedano, mali jurček v bližini smreke predstavlja le razmnoževalni del velikega telesa glive, ki se razrašča pod njim. Za začetek razkrijmo, koliko resnice je v prepričanju, da se gobe ne sme odtrgati, pač pa jo moramo odrezati pri tleh. Vprašali smo biologa doktorja Tineta Grebenca z Gozdarskega inštituta Slovenije:
Nožek torej ni obvezna oprema pri nabiranju gob. Je pa toliko bolj pomembno tudi to, da nabrane gobe med sprehajanjem po gozdu hranimo v pleteni košari, saj jim tako pomagamo pri raznašanju spor. Sestavni del gobe je namreč trosnjak, iz katerega letijo drobne spore, iz katerih se razvijejo novi miceliji.
Morda ste že zasledili podatek, da je hifni preplet gliv med koreninami dreves nekakšno živčevje gozda. Ali je ta preplet res podoben nevronski mreži, smo vprašali strokovnjaka Tineta Grebenca:
Kot je doktor Grebenc že omenil, pa glive ne povezujejo zgolj rastlin, temveč tvorijo odnose tudi z drugimi kraljestvi, kot so praživali in živali.
V večini primerov pa pri njih ne gre toliko za simbiozo, pač pa bolj za parazitizem. Zanimiv primer, kako gliva pokonča glisto ali pa vpliva na vedenje žuželk, nam je opisal doktor Grebenc:
Med glivami in rastlinami, predvsem drevesi, pa je pogostejši odnos sožitje. Na površini prepleta drevesnih korenin rastejo zelo različni organizmi, med drugimi tudi že omenjene glive. Ta mali ekosistem na površini korenin se imenuje rizosfera. Med glivami, ki prepletajo rizosfero, in drevesom pa poteka nenehen pretok informacij. Zanimalo nas je, kakšna je narava informacij, ki potujejo po hifah micelija. Tine Grebenc:
Razlika v koncentracijah snovi je torej motor pretoka informacij med glivo in drevesom, način prenosa pa je enostavno difuzija. Vendar miceliji kljub temu ne uspevajo povsod. Vsak izkušen gobar in izkušena gobarka pa ve, da se nekatere vrste gob pojavljajo le v bližini določenih drevesnih vrst. Kdo je pri izbiri partnerja v sožitju bolj izbirčen, glive ali rastline?
Enoten glivni micelij je eden od kandidatov za največji organizem na svetu. Največjega so odkrili v Oregonu v ZDA, po trenutnih ocenah pa naj bi bil star 2400 let. Ob tej informaciji si morda predstavljamo, da je hifa nekakšna neskončna nit, ki, če ima le dovolj časa, omreži celotna gozdna tla. Kako velika in dolga je hifa, smo preverili pri Tinetu Grebencu:
Glive pa lahko s svojim delovanjem povzročajo tudi različne rastlinske bolezni. Ena takšnih, ki jo trenutno lahko opazujemo na iglavcih pri nas, je rjavenje borovih iglic. Povzroča jo parazitska gliva po imenu Lecanosticta acicola, ki je med drugim tudi tujerodna, torej se v naših gozdovih še ne pojavlja dovolj dolgo, da bi drevesa nanjo razvila odpornost. V Sloveniji se pojavlja na ruševju ter črnem in rdečem boru. Tudi o tej glivi in pa o pomenu tujerodnosti pri glivah smo se pogovarjali z doktorjem Grebencem:
Meseca maja so v reviji Nature objavili raziskavo o razporeditvi mikoriznih gliv in njihovih partnerjev glede na klimatske pogoje. Po pričakovanjih se je izkazalo, da ima v bližini severnega in južnega pola, večje število dreves v zemlji pomočnike. Če si drevo, je zagotovo bolje, če imaš glivne simbionte, kot če jih nimaš. Drevesa z ektomikorizo predstavljajo le 2 odstotka vseh drevesnih vrst, medtem ko je prav iz teh dreves sestavljenih 60 odstotkov gozdov na Zemlji. Predvsem prevladujejo v gozdovih, v katerih se med letom pojavljajo sušne in hladne vremenske razmere, ki upočasnijo razgradnjo organskih snovi v tleh, prav tako pa prevladujejo tudi na lokacijah z veliko nadmorsko višino.
Arbuskularna mikoriza je za razliko od ektomikorize pogostejša v gozdovih brez velikih nihanj med letnimi časi, torej predvsem v toplih tropskih gozdovih. Glive arbuskularne in ektomikorize pa si drevesa delijo v gozdovih, ki so, ne glede na nihanja temperature, skozi celo leto dovolj vlažni, da se proces dekompozicije ne upočasni ali zaustavi. Poleg gliv pa rastline dostopajo do dušika, ki ga nujno potrebujejo za svojo rast, tudi s pomočjo bakterij in drugih mikroorganizmov. Za njih pa je značilno, da se pojavljajo predvsem, a ne izključno, v zelo suhih in alkalnih tleh, za katera so značilne zelo visoke temperature.
Poseben tip mikorize pa poznamo tudi pri družini Orhidaceae ali kukavičevke. Gre za najbolj obsežno družino rastlinskega kraljestva, ki obsega kar med 20 in 25 tisoč vrst - lahko bi rekli, da je vsaka deseta semenka pravzaprav orhideja! Zanimivo pa je, da je eden izmed evolucijsko najuspešnejših rastlinskih rodov v svojem razvojnem stadiju popolnoma odvisen od gliv. Seme orhideje namreč ne vsebuje rezervnih snovi, iz katerih bi kalček lahko črpal energijo za rast, potrebno do razvoja prvih listov, v katerih se sproži proces fotosinteze. Energijo kalečemu rastlinskemu embriu zagotovijo prav glive. Več o tem nam je povedala docentka Irena Maček, ki deluje na Oddelku za agronomijo Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani in kot izredna profesorica predava na FAMNIT-u na Univerzi na Primorskem:
Glive so eno najbolj čudaških kraljestev na Zemlji. Presenečajo s svojo iznajdljivostjo in trdoživostjo. Toda dovolj personifikacije, za človeka imajo tudi izredno uporabno vrednost. Eden najbolj uporabnih modelnih organizmov je tudi gliva, in sicer kvasovka Saccharomyces cerevisiae. Izreden je tudi njihov potencial pri razvoju novih zdravil, prvi odkriti antibiotik penicilin proizvaja gliva po imenu Penicillium fungi. In ne pozabimo na glive, ki sodelujejo pri izdelavi piva, vina in francoskega sira. Ampak ta oddaja gre proti koncu.
Če se vrnemo k personifikaciji. Drage glive, hvala, ker ne rastete na moji koži ali na stropu kopalnice. Hvala pa tudi za gobovo juho in zdrave gozdove.
Z gobami smo v dežju rastli Teja, Sebastjan in Urša.
Dežnik je držala Zarja.
Lektoriral je Žiga.
Brala sva Pia in Rasto.
Tehniciral je Linč.
Dodaj komentar
Komentiraj