Μυκόρριζες : αφανείς αλλά απαραίτητοι σύμμαχοι των φυτών

Τί είναι πραγματικά οι Μυκόρριζες?

Τα φυτά δεν εξελίσσονταν μόνα τους τα τελευταία 420 εκατομμύρια και παραπάνω χρόνια, από τότε δηλαδή που πρωτοαποίκησαν την ξηρά. Έφεραν και φέρουν πάνω τους μικρούς κι αφανείς συμμάχους οπως  οι οποίοι ωστόσο τα έχουν ωφελήσει ποικιλοτρόπως και χωρίς αυτούς ίσως η επιτυχία τους στη στεριά ήταν περιορισμένη.

Όπως πολλοί οργανισμοί δημιουργούν συμβιώσεις μ’άλλους, σχέσεις δηλαδή που τυχαίνει να είναι θετικές και για τα δύο μέρη, π.χ. τα βακτήρια του εντέρου μας ή άλλων ζώων ή οι λειχήνες (συμβίωση φύκους με μύκητα), έτσι και τα φυτά έχουν κάνει διάφορες συμβιώσεις με διάφορους οργανισμούς. Η πιο διαδεδομένη και η αρχαιότερη αυτών είναι οι Μυκόρριζες ή μυκητόριζες, συμβίωση μυκήτων με τις ρίζες των φυτών, οι οποίες τά’χουν ωφελήσει σημαντικά. Οι πρώτες μυκόρριζες χρονολογούνται στο κάτω Δεβόνιο 420.000.000 χρόνια πριν στο Rhynie Chert, ένα τελειότατα διατηρημένο οικοσύστημα με τους οργανισμούς απολιθωμένους στο κυτταρικό επίπεδο, όπου Μυκόρριζες βρέθηκαν στα ριζώματα προαγγειωδών και αγγειωδών φυτών όπως το αγλαόφυτο(Aglaophyton).

Πέρα από την ύπαρξη αυτών των συμβιώσεων στα αγγειώδη φυτά και στους κοντινότερους συγγενείς τους, έχουν ανακαλυφθεί αλληλεπιδράσεις μεταξύ μυκήτων και βρύων,οι οποίες μπορεί να είναι παρασιτικές, ουδέτερες, αλλά μπορεί και συμβιωτικές, επεκτείνοντας ίσως στην τελευταία περίπτωση την ιστορία των μυκορριζών ακόμα παλαίοτερα στην ιστορία των φυτών. Σήμερα περίπου το 95% των οικογενειών ή το 80% των ειδών των φυτών δημιουργούν Μυκόρριζες.

Όπως όλες οι συμβιώσεις, έτσι και η μυκορριζική σχέση είναι ουσιαστικά μια σχέση ανταλλαγής οφελών. Το φυτό παρέχει στο μύκητα έτοιμους υδατάνθρακες (τροφή) από τη φωτοσύνθεση, ενώ ο μύκητας παρέχει στο φυτό περισσότερο νερό και θρεπτικά συστατικά, χάρη στη μεγάλη επιφάνεια του δικτύου των υφών του κι άρα στη μεγαλύτερη απορροφητική του ικανότητα, προσφέροντάς του επάρκεια σε θρεπτικά συστατικά και κάνοντάς το ανθεκτικότερο στην ξηρασία.

Επίσης οι μύκητες προσλαμβάνουν πολύ ευκολότερα το φώσφορο σε αλκαλικά εδάφη απ’ό,τι τα φυτά, ενώ σε περίπτωση που αποσυνθέτουν οργανική ύλη παρέχουν στο φυτό μεγάλες ποσότητες θρεπτικών συστατικών από πηγές που δε θά ’ταν διαθέσιμες στο φυτό αλλιώς. Τέλος συχνά δρουν προστατευτικά ενάντια στους παθογόνους μικροοργανισμούς ανταγωνιζόμενοι μ’αυτούς.

Τα παραπάνω οφέλη δεν είναι μικρά για τα φυτά, κι αυτό εξηγεί καλά τη διατήρηση κι εξέλιξη αυτής της σχέσεις για τόσα εκατομμύρια χρόνια.

 Εντούτοις κάποτε οι μυκορριζικοί μύκητες μπορούν να επιβαρύνουν το φυτό, ενώ στην αντίθετη περίπτωση ορισμένα φυτά δε φωτοσυνθέτουν, αλλά τρέφονται παρασιτώντας στους μύκητες, είναι δηλαδή μυκοετερότροφα, όπως κάποιες ορχιδέες κι όλες τους στα πρώτα στάδια της ζωής τους, διάφορα άλλα ανθοφόρα φυτά, κάποια βρύα και τα γαμετόφυτα ορισμένων λυκόφυτων και ψιλοτόφυτων.

Μέσα σε τόσα εκατομμύρια χρόνια εξέλιξης είναι αναμενόμενο η σχέση αυτή νά’χει πάρει διάφορες μορφές. Οι νεαρές ρίζες των φυτών συχνά εκκρίνουν ουσίες που προσελκύουν ή προκαλούν τη βλάστηση τέτοιων μυκήτων κοντά τους, ώστε να επιτευχθεί η σχέση.

Οι μύκητες αυτοί μπορούν να αποικήσουν μόνο το φλοιό νεαρών ρίζών, άρα οι παλαιότερες και ξυλώδεις δε συμμετέχουν σ’αυτήν τη διαδικασία. Ο συνηθέστερος και παλαιότερος τρόπος ένωσης είναι ενδομυκορριζικά ή με κυστοειδείς δενδριδιοειδής μυκόρριζες, οι υφές του μύκητα δηλαδή διαπερνούν το κυτταρικό τοίχωμα περιτυλίγοντας την κυτταρική μεμβράνη του φυτικού κυτάρου ως κύστεις ή διακλαδιστά, δενδροειδώς.

Αυτές οι σχέσεις παρατηρήθηκαν στο δεβόνιο οικοσύστημα, κι αυτές παραμένουν σε σχεδόν όλες της ομάδες των φυτών. Τέτοιες σχέσεις δημιουργούν μόνο μύκητες της συνομοταξίας των σφαιρομυκωτών (Glomeromycota).Οι εκτομυκόρριζες είναι μια παραλλαγή στην οποία οι υφές του μύκητα περιβάλλλουν εξωτερικά χωρίς συνήθως να εισβάλουν στο κύτταρο.

Αυτή η μορφή έχει εξελιχθει στα πευκοειδή κωνοφόρα, στο γένος του γνήτου (Gnetum), καθώς και σε πολλά ανθοφόρα φυτά, κυρίως ξυλώδη, όπως οξιές και τριανταφυλλιές κατά το ύστερο Μεσοζωικό με πρώιμο Καινοζωικό, πριν 80-50 εκατομμύρια χρόνια πριν. Εδώ οι μύκητες μπορούν να προέρχονται από διάφορες συνομοταξίες, ενώ κάποιοι είναι γνωστοί όπως οι αμανίτες, π.χ.Amanita muscaria ή οι πανάκριβες τρούφες.

Τέλος υπάρχουν και κάποιες πιο εξειδικευμένες μυκορριζικές σχέσεις, όπως οι ερεικοειδείς μυκόρριζες στα ερεικοειδή φυτά και οι ορχεοειδείς στις ορχιδέες, που είναι κι αυτές εκτομυκορριζικές.

  Δεν εξαρτώνται όλα τα φυτά εξίσου απ’αυτές τις σχέσεις. Κάποια δε μπορούν να επιβιώσουν χωρίς αυτές, όπως οι οφιογλωσσοειδής φτέρες, πολλά μπορούν να ζήσουν και χωρίς αυτές, όπως πολλά κοινά φυτά καθώς και είδη ξηρών, κρύων ή υγρών περιοχών, ενώ άλλα σχηματίζουν σπάνια ή ποτέ αυτές τις συμβιώσεις, όπως οι εξελιγμένες λεπτοσποριαγγειακές φτέρες και τα λαχανοειδή φυτά.Επίσης τα υδρόβια είδη και τα επίφυτα τείνουν σπανιότερα νά’χουν τέτοιες σχέσεις.

Συνήθως όσα χερσαία φυτά δεν έχουν μυκόρριζες έχουν εξελίξει πυκνό ριζικό σύστημα με μακριά ριζικά τριχίδια για να βελτιώσουν την απορροφητική τους ικανότητα. Μία ενδιαφέρουσα επερίπτωση που βρήκα είναι αυτή των συγκεντρωμένων ριζών cluster roots,κυρίως σε φυτά της οικογένειας των πρωτεοειδών που ενδημεί στο Νότιο Ημισφαίριο, τα φυτά της οποίας με πολύ λεπτές και πυκνές ρίζες κοντά στην επιφάνεια του εδάφους προσπαθούν ν’απορροφήσουν όσα θρεπτικά συστατικά υπάρχουν στο άγονο έδαφος όπου συνήθως φήυονται.

Οι ρίζες με τέτοιες σχέσεις δε διαφέρουν στο γυμνό μάτι απ’αυτές που δεν έχουν, ωστόσο σε συγκεκριμένα είδη μπορεί να υπάρχουν κάποιες τροποποιημένες περιοχές, όπως μέρη με πεπαχυμένο φλοιό.

Το άγονο χώμα σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί να εμβολιαστεί με μυκόρριζες κοντά στα φυτά για την καλύτερη ανάπτυξή τους. Υπάρχουν πολλά τέτοια προϊόντα στο εμπόριο. Συνήθως όμως αυτός ο εμβολιασμός δε χρειάζεται, απλώς μπορεί να τον προωθούν οι εταιρείες σε καλλιεργητές με οικολογική συνείδηση για να πουλήσουν.
Η καλλιέργεια της τρούφας γίνεται επίσης με εμβολιασμό δενδρυλλίων με το συγκεκριμένο είδος μυκορριζικού μύκητα.

Πέρα απ’τις μυκόρριζες , τα φυτά έχουν συνάψει κι άλλες συμβιώσεις όπως ενδοφυτικούς μύκητες που τα προσφέρουν αμυντικές ουσίες και προστασία από παθογόνους οργανισμούς, ή με αζωτοδεσμευτικά βακτήρια στις ρίζες τους για σταθερή δέσμευση του ατμοσφαιρικου αζώτου σε διαθέσιμες μορ΄φες σε άγονα εδάφη.Η μυκόρριζα είναι η αμοιβαία επωφελής σχέση και συνένωση των ριζών ενός φυτού με διάφορους μύκητες. Ο μύκητας προμηθεύει το φυτό με ανόργανα θρεπτικά στοιχεία και το φυτό προμηθεύει το μύκητα με διάφορες οργανικές ενώσεις (προϊόντα φωτοσύνθεσης).

Τα είδη της μυκόρριζας είναι: οι εκτομυκόρριζες (ο μύκητας σχηματίζει έναν συμπαγή χιτώνα γύρω από τη ρίζα), οι ενδομυκόρριζες (ανάπτυξη υφών στα παρεγχυματικά κύτταρα της ρίζας), οι εκτενδομυκόρριζες (όμοια με εκτομυκόρριζα, αλλά και ανάπτυξη μυκηλιακών υφών, εντός των κυττάρων).

Οι παράγοντες που ευνοούν την ανάπτυξη της μυκόρριζας είναι η αλατότητα των εδαφών, η υδατική καταπόνηση, η χαμηλή διαθεσιμότητα σε θρεπτικά συστατικά, η υψηλή συγκέντρωση σε CaCO3. Η ιδανική θερμοκρασία εδάφους για την ανάπτυξη της μυκόρριζας είναι 25 ºC. Δεν σχηματίζεται σε όλες τις περιπτώσεις μυκόρριζα, παρά μόνο όταν είναι ευνοϊκές οι συνθήκες.

Οι μυκόρριζες επηρεάζουν τη μορφολογία του ριζικού συστήματος, την κατανομή του Άζωτου (Ν), τη βιοσύνθεση της προλίνης και των διαλυτών σακχάρων, διάφορες φυσιολογικές λειτουργίες του φυτού (φωτοσύνθεση), την αντιοξειδωτική άμυνα του οργανισμού.

Πλεονεκτήματα μυκόρριζων:

• Οι ρίζες που φέρουν μυκηλιακές υφές είναι ανθεκτικές στην ξηρασία, σε σχέση με φυτά που δεν έχουν αυτή τη συμβιωτική σχέση.

• Η υγεία και η ευρωστία των φυτών με συμβίωση μυκορριζών είναι ανώτερη από τα άλλα φυτά γιατί ακόμη και να χάσουν ριζικό σύστημα από ασθένειες ή έντομα εδάφους ανταπεξέρχονται καλύτερα στη θρέψη.

• Οι μυκόρριζες παράγουν αντιβιοτικές ουσίες που εμποδίζουν φυτοπαθογόνους μύκητες που υπάρχουν στο έδαφος να εγκατασταθούν στην περιοχή του ριζοστρώματος.

• Κατά την εγκατάστασή τους οι μυκόρριζες ενεργοποιούν τη ρίζα ώστε να παράγει ουσίες ενίσχυσης των ριζικών τοιχωμάτων με αποτέλεσμα να αυξάνεται η αντοχή του φυτού στα παθογόνα.

• Η μυκορριζόσφαιρα περιέχει ολόκληρες κοινωνίες από ωφέλιμους μικροοργανισμούς, από βακτήρια και μύκητες που αμύνονται έναντι φυτοπαθογόνων μυκήτων/βακτηρίων αλλά και τροποποιούν το έδαφος ενισχύοντας τη θρέψη της ρίζας. Οι μικροοργανισμοί αυτοί κινούν τους θρεπτικούς κύκλους στο χώμα, διευκολύνοντας τόσο τις μυκόρριζες όσο και τη ρίζα.

Αποτελέσματα ανάπτυξης μυκόρριζων:

• Αύξηση της απορροφητικότητας της ρίζας λόγω μορφολογικών και φυσιολογικών αλλαγών στο φυτό.

• Αύξηση της κινητικότητας και της διαθεσιμότητας των στοιχείων (Ρ, Ν, S, μικροστοιχείων Cu, Zn).

• Καλύτερη ανάπτυξη των βακτηρίων που διαλυτοποιούν τον φώσφορο. Καλύτερη ανάπτυξη των αζωτοβακτηρίων και ενίσχυση της αζωτοδέσμευσης στα ψυχανθή.

• Μετατροπή της σχέσης φυτού-παθογόνων. Οι μυκόρριζες ευνοούν την εγκατάσταση πολλών ωφέλιμων μικροοργανισμών στη ρίζα και περιορίζουν την ευαισθησία του φυτού στα παθογόνα και στους νηματώδεις.

• Προσδίδουν αντοχή στο φουζάριο (Fusarium oxysporum, Fusarium solani), στο βερτισίλλιο (Verticillium sp.), στην ριζοκτόνια (Rhizoctonia solani) και στην Macrophomina phaseolina. Αντοχή στο πύθιο (Pythium sp.), στη φυτόφθορα (Phytophthora sp.) και στο αγροβακτήριο που προκαλεί τον καρκίνο των ριζών.

• Καλύτερη προσαρμογή στις περιβαλλοντικές αντιξοότητες.

• Σε περιπτώσεις ύπαρξης βαρέων μετάλλων οι μυκόρριζες αποτοξικοποιούν τη ριζόσφαιρα.

Οι εφαρμογές των μυκόρριζων στο έδαφος και τα αποτελέσματα στην παραγωγή:

• Αύξηση της παραγωγικότητας

• Αύξηση της ομοιομορφίας της παραγωγής

• Συντόμευση του χρόνου ωρίμανσης

• Μείωση των απωλειών κατά τη μεταφύτευση

• Περιορισμό των εφαρμογών λίπανσης και φυτοπροστασίας

• Αύξηση της ανθεκτικότητας σε ασθένειες

• Βελτίωση της εμπορικότητας των παραγόμενων προϊόντων

• Επιτάχυνση του ρυθμού ανάπτυξης

• Επίσπευση της έκπτυξης των οφθαλμών και της άνθισης

Τό είδαμε εδώ