ציקסים:צרים

ציקסיםהםצמחיזרעיםעתיקיםשהופיעולפניעידןהדינוזאורים,במהלךתקופתהפּרםלפניכמעט280מיליונישנים。כמהשדינוזאוריםהיומצוינים,מרביתםנכחדובעודשאחריםבסופושלדברהתפתחולציפורים。אולםציקסיםהיומסוגליםלשרודעדהיום,ועדייןנראיםכמעטבדיוקכמוהאבותהקדמוניםשלהםשחיולצדדינוזאורים(איור1) !אםזהלאמספיקמגניב,ציקסיםיכוליםלחיותבתנאיסביבהקיצונייםעםמעטמאודחומרימזון,היכןשצמחיםאחריםלאיכוליםלשרוד,כוללדיונותחול,צוקיםואפילוסלעים[1］．

כיצדציקסיםהצליחולהפגיןמעשהגבורהמרשיםכלכךשלהישרדות?לציקסים,כמולגיבורי——על,ישיכולותשונותשמאפשרותלהםלהתנגדלסביבותקשות,אולםייתכןשכוח——העלהמרכזישלהםנמצאבתוךהשורשים。ציקסיםישורשיםקוֹרָלוֹאידים,שנראיםכמואלמוגיםימייםזעיריםשמסתעפיםמשורשראשי。שורשיםקורלואידיםמשיגיםחומרימזוןעבורהצמח,בעיקרחנקן。חנקן(N₂)回绝回绝גז回绝回绝י回绝回绝ט回绝回绝ספר回绝回绝。N₂יכוללהילקחעל——ידיאורגניזמיםמסוימים,ולהיותמוּמרלאמוֹניה(NH)_3.),שהיאחומרמזוןשציקסיםיכוליםלהשתמשבוכדילחיותולגדול。„„„„„„„„„„„„„„„„קיבועחנקןהואאחתהפונקציותשמבוצעותעל——ידיאורגניזמיםשנקראיםאנדוֹפיטים,שהםמיקרובים(כמוחיידקיםלמשל),שחייםבתוךהשורשיםהקורלואידים。האנדופיטיםנמצאיםבאינטראקציהאינטימיתעםהצמח,שנקראתסימביוֹזה［2］．

כדילהביןסימביוזתציקס——אנדופיט,אנוצריכיםלחשובעלהגוףשלנו。כולנושמענואתהָאִמְרָה”אתםמהשאתםאוכלים”,וייתכןשגםשמעתםשאנוצריכיםלכלולחיידקיםמסוימים,שנקראיםפרוביוטיקה,בתזונהשלנו。זהנכוןשהתזונההיאמקורחשובלהשיגחיידקיםשיחיובחלקמהרקמותוהאיבריםשלנו,כמולמשלבמעיים(איור2)．החיידקיםהמועיליםשחייםבתוכנומסייעיםלנולעכלאתהמזוןשלנו,ליצורכימיקליםבריאיםואפילולהגןעלינומפנימיקרוביםשנקראיםפתוגנים[3.］．?האםישנםחיידקיםשחייםבתוכם吗?אםכן,מההחיידקיםהאלהעושים,וכיצדהםעושיםזאת?מדעניםשמנסיםלענותעלשאלותכאלההסתכלובתוךהשורשיםהקורלואידיםכבריותרמ-100שנים。אולם,רקלאחרונהגילינואתהמגווןהגדולשלחיידקיםוהפונקציותהמעניינותשלהםבתוךהשורשהקורלואידי,כוללחיידקיםשמבצעיםקיבועחנקן。

ראשית,מאיפההחיידקיםהאלהמגיעים吗?טוב,אנוחושביםשחלקמהמיקרוביםהאלהיכוליםלעבורבתורשהמאימושלהצמחדרךהזרע,באופןדומהלכךשתינוקותאנושייםמקבליםחלקמהחיידקיםמאימםדרךהנקה。אולם,נראהשמרביתהחיידקיםבתוךהשורשהקורלואידימגיעיםמהאדמהשהכיקרובהלשורשים,שנקראתריזוספרה。ייצרים。החיידקיםהאלהנצמדיםלפניהשטחשלהציקסים,ונכנסיםלרקמותהפנימיותשלהשורשהקורלואידי,דרךכמהחוריםזעיריםבדפנותשלתאיהצמח。

אנויודעיםמעטעלאלהחיידקיםשחייםבאדמהיכוליםלהיכנסלשורשיהציקס,אואפילוכמהמהםלמעשהיכוליםלהישארשם。?האםכלסוגיהחיידקיםנכנסים,אוהאםזהו”מועדון“VIPמיוחד吗?מהההשפעהשישלחיידקיםהאלהעלציקסים吗?שאלותהמפתחהאלולאנענועדיין,מאחרשמרביתהמחקריםהמוקדמיםשבוצעועלשורשיםקורלואידיםהתמקדובסוגמסויםמאודשלחיידקיםשנקראיםציאנובקטריה。ציאנובקטריההםמומחיםבקיבועחנקן,מהשהופךאותםלחשוביםמאוד。אולם,חשבנושאולי,כמובמעייםהאנושיים,ישנםכמהסוגיחיידקים,ולארקציאנובקטריה。כשבחנואתהרעיוןהזה,מצאנושישנםהרבהמיקרוביםאחריםבשורשהקורלואידי,ושהשורשעשוילהיותסוגשל”מועדוןVIP”,שבורקאנדופיטיםמסוימיםנכללים。

ציקס

ההשערהשלנוהייתהשלשורשהקורלואידי,ולכלהמיקרוביםהשוניםשחייםבתוכו,ישתפקידחשובביכולתושלהציקסלשגשגבסביבותשונות。כדילבחוןאתהרעיוןהזהאספנושורשיםקורלואידיםודגימותאדמהמסוגהצמחשלציקסיםשנקראDioon,גםמגַּנִּיםבוטנייםוגםמאזוריםטבעיים。סוג(属)הואקבוצהשמורכבתמהרבהמיניםקשורים。ה-Dioon苏铁植物נמצאיםבעיקרבמקסיקו,והםבסכנתהכחדה,מהשגורםלכךשקשהלמצואאותם,ולכןהיינוצריכיםלהיזהרמאודשלאלפגועבהם。מרביתהציקסיםגדלובמקומותשקשהלגשתאליהם,ולכןהיינוצריכיםלהשתמשבמכשורהנכון,בהרבהנחישות,ובמעטמזל。

אספנודגימותשלשורשיםקורלואידים,ואחסנואותםבחנקןנוזלי(חומרקרביותרעםטמפרטורהשלכ-200 -מעלותצלזיוס),כדילשמראתהדאנ”。אספנוגםאתהריזוספרהואדמהנוספתמהאזוריםשסביבלציקסים。הפרדנואתדגימותהשורשיםהקורלואידיםעלבסיסהמקורשלהם(מיקוםטבעיאוגןבוטני),והסתכלנועלמספרהמיניםהשוניםשלחיידקיםבכלדגימתאדמהושורש。

החבריםהרביםמאודשלהציקסים

מצאנושישנם246סוגיםשלחיידקיםבדגימותהשורשוהאדמה,אולםמרביתהחיידקיםבדגימותהשתייכול-10סוגים(איור3)．זהאמרלנושרקלכמהקבוצותחיידקיםישתפקידיםחשוביםמאוד。באופןמעניין,מצאנוכמותגדולהיותרשלמיניציאנובקטריהבדגימותהטבעיותמאשרבדגימותמגניםבוטניים。?אולימאחרשאדמהממקומותטבעייםמכילהפחותחומרימזוןמאדמהבעציציםבגניםבוטניים。משמעותהדבריכולהלהיותשציאנובקטריהמסייעיםלציקסיםלהשיגחומרימזוןמהאדמה,והםפחותנדרשיםבגניםבוטנייםמאשרבטבע。“מועדוןהvip”שלהשורשיםהקורלואידיםכוללחיידקיםמקבעיחנקןאחרים,נוסףעלציאנובקטריה,כמולמשלריזוביום,בצילוסוסטרפטומיצין,שגםידועשהםחייםבשורשיםהקורלואידיםשלציקסיםאחריםמלבדDioon。

מדועאנוקוראיםלשורשהקורלואידי”מועדוןVIP”?מאחרשרקחלקקטןמהמיקרואורגזנימיםשחייםמחוץלציקסיכוליםלהיכנסלשורשהקורלואידי。כתוצאהמכך,המספריםוהסוגיםשלחיידקיםבתוךהשורשהקורלואידישוניםמאלהבגושיהאדמהובריזוספרה,כפישאפשרלראותבאיור3。האםהצמחבוחראלהסוגיחיידקיםחבריםב”מועדוןה,VIP”אוהאםרקחלקמסוגיהחיידקיםיכוליםלשרודבתוךהשורשים吗?האםלחיידקיה——“VIP”האלהישיכולותמיוחדותשמאפשרותלהםלהיותחבריםבמועדון吗?דניםדיינסיםלנל。?

מאחרשהציקסיםמסוגDioonשחקרנוקשוריםבאופןהדוקזהלזה,חשבנושכולםעשוייםלאפשרלאותםסוגיחיידקיםלהיכנסלתוךהשורשיםהקורלואידיםשלהם。אולםמצאנוהבדליםבסוגיהחיידקיםבשורשיהצמחיםשגדליםבסביבהטבעיתלעומתבגןבוטני。אנוחושביםשזהנובעמהאדמהשהציקסיםהאלהגדליםבתוכה,כמוגםבהבדליםקטניםביןצמחיםקשורים。חשבושובעלבניאדם:ידועשגֶּנִיםותזונהשלבניאדםמעצביםאתסוגיהחיידקיםשנמצאיםבמעייםשלנו。יכוללהיותשזהאותוהדברעםציקסיםמסוגDioon——ייתכןשהםשולחיםאותותשוניםשמושכיםסוגימיקרואורגניזמיםשוניםלשורשיםשלהם。המנגנוןהמסויםשלבחירתהאנדופיטיםהקורלואידיםעדייןלאידוע,והגורמיםשמעורביםבבחירתהחבריםבכל”מועדוןVIP”עדייןלאהתגלו。

▪▪▪▪▪יצדצי?

האםהחיידקיםשחייםבשורשיםהקורלואידיםהםהמפתחלהישרדותהמדהימהשלציקסים吗?כדילחקורזאת,מדעניםבדקואםציאנובקטריהמסוגליםלייצרתרכובותמיוחדותשעשויותלסייעלציקסיםלשרוד。המדעניםהסתכלועלאזוריםבדנ”אהחיידקישמקוֹדדיםחלבוניםשנקראיםמטבוליטים,שהםחומריםשיכוליםלסייעלאורגניזמיםלשרודבתנאיסביבהקשים。回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝回绝生物合成基因簇，恭敬地，恭敬地，恭敬地，恭敬地，恭敬地，恭敬地，恭敬地，恭敬地4］．

מדעניםחיפשו77 bgcידועיםבדנ”אשלמיניציאנובקטריהקרובים。מתוךה-BGCsהאלה,ארבעההיומשותפיםביןכלסוגיהציאנובקטריהשמצאנובתוךהשורשיםהקורלואידים。ה-BGCsהאלהייצרוחלקמהרעליםשיכוליםלמנועמחיידקיםלגדול,וייתכןשהםמגיניםעלהצמח。ישנםגםמטבוליטיםומולקולותשחיידקיםמשתמשיםבהםכדילתקשרעםאנדוסימביונטיםאחרים,ולספקחומרימזוןלצמח,כמולמשלמולקולותשנושאותיונימתכתשנקראותסידרוֹפוֹרים。המולקולותהאלהמסייעותבספיגהשליוניםמסוימים,שאחרתלאהיונגישיםלצמח。היוניםהאלהיכוליםלתווךאתהתגובההמטבוליתשלכמהחיידקיםשחבריםבקהילה;ולכןלשנותאתהאותותשהמיקרואורגניזמיםמקבליםמהסביבהשלהם。

אז,מההלאה吗?

הנתוניםשנאספובמחקרהזהמספקיםלנותמונהדיטובהשלקהילותהחיידקיםבתוךהשורשיםהקורלואידיםשלציקסים。אנוחושביםשאוליהציקסיםשרדומאזעידןהדינוזאוריםבלישינויחיצונימאחרשהאנדופיטיםשלהציקסיםהםאלהשמשתניםומספקיםמטבוליטיםויכולותחדשותלהתמודדותעםתנאיסביבהקשים。אולםעדייןישהרבהדבריםשאיננויודעיםעלהצמחיםהאלהוהאנדוסימביונטיםשלהם,ומדעניםעדייןמנסיםלחקוראתהאינטראקציותשלהם。

לפנישנסיים,נצייןתצפיתמעניינתנוספתשנערכהבמחקרשלנו。כשהסתכלנובתוךשורשיםקורלואידים,ראינוסוגאורגניזםאחרשכמעטולאנחקרבכלל:פטריות!עדכה,כלמהשאנויודעיםעלפטריותבשורשיםקורלואידיםהואשסוגיפטריותשוניםחייםבמיןציקסבודד。נכוןלהיוםאיננויודעיםכמההפטריותמשפיעותעלאורגניזמיםאחרים,וכיצדהןמְתַקְשְׁרוֹתעםהציקסיםוהחיידקיםהסימביונטים。אנוחושביםשפטריותעשויותלשמשכרשתשמביאהמטבוליטיםלצמח,אואוליכהגנהשלהצמחאוהחיידקים。אולםהפטריותגםעשויותלהתחרותעלמקוםבתוךהשורשים,מהשמאלץאתהחיידקיםלעבודיחד。כפישאתםיכוליםלראות,עדייןישהרבהדבריםלחקורעלהצמחיםהעתיקיםהאלהועלהשורשיםהקורלואידיםשלהם。מהשאנולומדיםעלהצמחיםהאלהעשוילסייעלנולהביןכיצדקשריםסימביוטייםביןאורגניזמיםנוצרובמקורבצמחים,וכיצדהקשריםהאלהמוּוסתים。מאחרשכלהאורגניזמיםהמוכריםתלוייםבקשריםשלהםזהעםזה,המידעהזהיכוללומרלנוהרבהעלהאופןשבוחיותוצמחיםשרדווהתפתחובמהלךהיסטורייתהאבולוציה,לאכישויותנפרדותאלאכחלקמקהילות。רקהזמןיגידלנומהתגליותהעתידיראולנועלהיצוריםשאנוחולקיםאיתםאתהעולם!

מאמרהמקור

苏亚雷斯-穆，P. J.， Vovides, A.，格里菲斯，M. P.， Barona-Gómez, F.，和Cibrian-Jaramillo, A. 2019。在苏铁属的珊瑚根微生物组中解锁高度的细菌多样性。《公共科学图书馆•综合》。14: e0211271。doi: 10.1371 / journal.pone.0211271

מילוןמונחים

ציקס(苏铁属植物)：↑צ。הםיכוליםליצורסימביוזהמיוחדתדרךהשורשיםהקורלואידיםשלהם。

ידי(Coralloid Root)：↑。

אנדופיט(内生植物)：↑לרגניזם。

סימביוזה(共生)：↑כלקשרקרובוארוךטווחביןשנימיניאורגניזמים,אויותר。

ריזוספרה(根际)：↑האדמהשנמצאתבמגעישירעםשורשיהצמח。

ציאנובקטריה(蓝藻)：↑מיקרואורגניזמיםעםיכולתלבצעפוטוסינתזה(ממשכמוצמחים!)ולקבעחנקןלתרכובותמועילות。

מטבוליט(代谢物)：↑חומרשנוצרבמהלךחילוףחומרים(מטבוליזם)שלאורגניזם。

生物合成基因簇(BGC)：↑חלקיםבדנ”אשמייצריםחומריםמסוימים。

ינטרסים

המחבריםמצהיריםכיהמחקרנערךבהעדרכלקשרמסחריאופיננסישיכוללהתפרשכניגודאינטרסיםפוטנציאלי。

---

מקורות

［1］↑诺斯托格，K. J.和尼科尔斯，T. J. 1997。苏铁的生物学。纽约，纽约州:康奈尔大学出版社。

[2]↑克尼普，C.，洛克哈特，P.，沃斯，C.和梅尔，U. 2007。真核生物的固氮——共生的新模式。BMC另一个星球。医学杂志。7:55。doi: 10.1186 / 1471-2148-7-55

[3]↑克里斯蒂安，N.，惠特克，B. K.和克莱，K. 2015。微生物组:通过群落生态学理论统一动物和植物系统。前面。Microbiol。6:869。doi: 10.3389 / fmicb.2015.00869

[4]↑古铁雷斯-加西亚，K, Bustos-Díaz, E. D.，科罗纳-戈麦斯，J. A.，拉莫斯- aboites, H. E.，塞勒姆-莫吉卡，N.，克鲁兹-莫拉莱斯，P.等。2019。苏铁珊瑚状根含有细菌群落，包括蓝藻和Caulobacter sp .，编码生态位特定的生物合成基因簇。基因组医学杂志。另一个星球。11:319-34。对doi: 10.1093 / gbe / evy266