Биологические задачи

Перспективный партнер

Команда МКОУ Орехологовская СОШ

• Бактерии рода Rhizobium , способные фиксировать атмосферный азот, склонны вступать в мутуалистические отношения с различными растениями.

• Rhizobium   — род бактерий из семейства Rhizobiaceae  класса альфа-протобактерий, входящий в группу клубеньковых бактерий. Это грамотрицательные почвенные бактерии, способные к фиксации азота. Вступают в симбиотические (мутуализм) отношения с представителями семейства Бобовые, а также растениями рода Параспония  из семейства Коноплёвых.
• Бактерии рода колонизируют клетки корня растения, образуя корневые клубеньки; здесь, в условиях с пониженным содержанием кислорода, они преобразуют атмосферный азот в аммиак, обеспечивая растению доступ к органическому азоту в форме глутамина. В обмен растение поставляет бактериям углеводы (сахара), образовавшиеся в ходе фотосинтеза, и обеспечивает им анаэробные условия.

• Азот считается основой всего живого, поскольку он входит в состав белков, которые являются строительным материалом для всех живых организмов.
• В природе только растения некоторых семейств могут поглощать азот из воздуха. Остальными живыми существами чистый азот не усваивается. Животные получают азот в виде соединений с другими элементами.
•   Биологическая роль азота обусловлена его соединениями. Так в составе аминокислот он образует пептиды и белки; в составе нуклеотидов образует ДНК и РНК (посредством которых передается вся информация внутри клетки и по наследству); в составе гемоглобина участвует в транспорте кислорода; входит в состав некоторых медиаторов (ацетилхолин), гормонов и других биологически активных веществ.
• Такое соединения как оксид азота (II) и его источники воздействуют на гладкую мускулатуру кровеносных сосудов, обеспечивая ее расслабление и расширение сосудов в целом (приводит к снижению давления).

Дождевой червь

Личинка майского жука

Предложите гипотетическое животное, образовавшее взаимовыгодное партнерство с азотфиксирующими бактериями.

• Червяги  

Царство Животные

В каких таксонах животных наиболее вероятно и выгодно возникновение мутуализма с азотфиксирующими бактериями?

Подцарство Многоклеточные

Беспозвоночные

Позвоночные

Тип Черви (Плоские, Кольчатые)

Тип Хордовые

Тип Членистоногие – Класс Насекомые

Класс Земноводные (отряд Безногие, червяги)

• У растений наблюдается дефицит связанного азота, но есть энергия и органические вещества, которые они получают с помощью солнечного света. Растениям выгодно вступать в симбиотические отношения с бактериями, которые будут доставлять им азот.
• А вот ж ивотным  симбиоз  с   азотфиксирующей  микрофлорой совершенно излишен - они, наоборот, постоянно освобождаются от избытка азота в своём организме, выводя его в виде мочевины или более сложных соединений, как это делают птицы или ящерицы.
• Метаболизм животных и растений сильно различается. Животным, вступившим в симбиоз с азотфиксирующими бактериями, придётся изменить процесс обмена веществ в своём организме, упростив или наоборот, усложнив его. Но сточки зрения эволюции — это будет невыгодно, так как взаимоотношения успешны тогда, когда они увеличивают шансы обоих партнёров на выживание, а осуществляемые в ходе симбиоза действия или производимые вещества являются для партнёров существенными или незаменимыми.

Спасибо за внимание!