Mykoheterotrofia – kasvit, jotka saavat ravintonsa sienistä
Myko-heterotrofia on tiettyjen kasvien ja sienten välinen suhde, jossa kasvi saa kaiken tai osan ravinnostaan sienien välityksellä sen sijaan, että kaikki ravinto tulisi fotosynteesistä. Usein myko-heterotrofinen kasvi on joko täysin ilman klorofyllia (ei fotosynteesiä) tai osittain fotosynteettinen mutta silti riippuvainen sienistä lisähiilen ja -typen saamiseksi.
Aiemmin ei-fotosynteettisten kasvien ajateltiin saavan ravintoa hajottamalla orgaanista ainesta, kuten sienet tekevät, ja tällaisia kasveja kutsuttiin siksi "saprofiiteiksi". Tämä käsitys on osoittautunut virheelliseksi: nyt tiedetään, että mikään kasvi ei fysiologisesti kykene suoraan hajottamaan orgaanista ainesta. Sen sijaan ei-fotosynteettiset kasvit saavat ravintonsa loisia muistuttavalla tavalla, yleensä hyödyntämällä sieniä joko suoraan tai epäsuorasti.
Miten myko-heterotrofia toimii
Useimmissa tapauksissa rajapinta kasvin ja sienikumppanin välillä on kasvin juurien ja sienen mykeliumin liitoskohtaan perustuva yhteys. Myko-heterotrofia muistuttaa siis läheisesti mykorritsan toimintaa ja sen uskotaan usein kehittyneen mykorritsaassosiaation muunnoksena. Sienet voivat siirtää kasville hiiltä, typpeä ja muita ravinteita; monissa tapauksissa nämä ravinteet ovat peräisin fotosynteettisistä puu- tai pensaslajeista, jotka ovat yhteydessä samaan mykorritsaverkostoon.
Täydelliset ja osittaiset myko-heterotroofit
- Obligaatit (täydelliset) myko-heterotroofit ovat täysin klorofyllittömiä kasveja, jotka eivät pysty fotosynteesiin ja ovat riippuvaisia sieniyhteyksistä koko elinkaarensa ajan.
- Osittaiset (mixotrofiset) myko-heterotroofit suorittavat jonkin verran fotosynteesiä mutta saavat merkittävän osan hiilestään ja typestään sienien kautta. Tällaiset kasvit menestyvät usein varjoisissa olosuhteissa, joissa fotosynteesi yksin ei riitä.
Hiilen ja ravinteiden siirtyminen
Ravinteiden alkuperän selvittämisessä käytetään usein stabiileja isotooppeja (esim. 13C ja 15N). Myko-heterotrofiset kasvit näyttävät usein samanlaisia isotooppisignaaleja kuin niiden sienikumppanit ja/tai puuyhteistyökumppanit, mikä osoittaa, että hiili siirtyy sienien kautta fotosynteettisiltä kasveilta myko-heterotrofisille kasveille. Tällaista yhteyttä kutsutaan joskus epä-dynaamiseksi loistamiseksi (myco-epiparasitismi) silloin kun myko-heterotrofinen kasvi saa hiiltä välillisesti toiselta fotosynteettiseltä kasvilta.
Esimerkkejä ja leviintyminen
Myko-heterotrofisia kasveja esiintyy erityisesti varjoisissa metsäympäristöissä, joissa valon määrä on vähäinen. Tunnettuja ryhmiä ovat mm. tietyt orkideat (Orchidaceae) — monet orkidean taimet tarvitsevat sienikumppanin itämisen ja alkuvaiheen kasvun aikana — sekä useat erikoistuneet kasvit, jotka ovat aikuisiälläkin klorofyllittömiä. Monet näistä lajeista ovat harvinaisia ja niillä on kapea elinympäristövaatimus.
Ekologiset ja evolutiiviset merkitykset
Myko-heterotrofian uskotaan syntyneen mykorritsasuhteen muuntumana. Evolutiivisesti kyse on erikoistumisesta, jossa kasvi hyödyntää olemassa olevaa sieniyhteyttä saadakseen ravintoa tilanteissa, joissa fotosynteesi ei ole riittävä. Ekologisesti myko-heterotroofit vaikuttavat hiilen ja ravinteiden kiertoon metsässä ja voivat olla riippuvaisia laajoista mykorritsaverkostoista, mikä tekee niistä herkkiä metsän rakenteen muutoksille ja häiriöille.
Tutkimus ja suojelu
Myko-heterotrofisten kasvien biologiaa tutkitaan muun muassa isotooppianalyysien, genetiikan ja ekologisten verkostojen avulla. Koska monet lajit ovat erikoistuneita ja riippuvaisia tietynlaisesta sienistöstään ja sen isäntäyhteisöstä, ne kärsivät metsän häiriöistä, maankäytön muutoksista ja pölyttäjäkatoa. Suojelutoimet edellyttävät usein paitsi kasvilajien suojelemista myös niiden sienikumppaneiden ja laajemman metsäekosysteemin säilyttämistä.
Yhteenvetona: myko-heterotrofia on monimuotoinen ja evolutiivisesti merkittävä tapa hankkia ravintoa, joka liittää kasvit osaksi laajempia sieniperäisiä ravinneverkostoja. Se korostaa sitä, että kasvien ekologia ei perustu pelkästään fotosynteesiin vaan myös monimutkaisiin yhteisvaikutuksiin sienten ja muiden kasvien kanssa.
Monotropa uniflora eli haamukasvi on loinen. Tämä myko-heterotrofinen kasvi saa kaiken ravintonsa Russulaceae-suvun sienestä.
Monotropa uniflora -lajin myko-heterotrofiset juuret, joissa on Russula brevipes -sieni.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on myko-heterotrofia?
V: Myko-heterotrofia on tiettyjen kasvien ja sienten välinen suhde, jossa kasvi saa kaiken tai osan ravinnostaan sieniin kohdistuvasta loisuudesta, ei fotosynteesistä.
K: Mitä ei-fotosynteettisten kasvien ajateltiin aiemmin tekevän?
V: Aiemmin ei-fotosynteettisten kasvien ajateltiin saavan ravintoa hajottamalla orgaanista ainesta kuten sienet, ja siksi niitä kutsuttiin "saprofiiteiksi".
K: Pitikö aiempi käsitys ei-fotosynteettisistä kasveista paikkansa?
V: Ei, nyt tiedetään, että mikään kasvi ei fysiologisesti kykene suoraan hajottamaan orgaanista ainesta.
K: Miten muut kuin fotosynteettiset kasvit saavat ravintoa?
V: Saadakseen ravintoa muut kuin fotosynteettiset kasvit loisevat myko-heterotrofian tai muiden kasvien suoran loisimisen avulla.
K: Missä on kasvin ja sienikumppaneiden välinen rajapinta myko-heterotrofiassa?
V: Kasvin ja sienikumppaneiden välinen rajapinta myko-heterotrofiassa on kasvin juurten ja sienen mykeliumin välillä.
K: Mitä myko-heterotrofia muistuttaa läheisesti?
V: Myko-heterotrofia muistuttaa läheisesti mykorritsan toimintaa.
K: Mikä on uskomus siitä, miten myko-heterotrofia on kehittynyt?
V: Myko-heterotrofian uskotaan kehittyneen mykorritsasta.
