土壤微生物种类之间的共生关系

土壤中微生物的种类很多,有细菌、真菌、放线菌、藻类和原生动物等,数量也很大。土壤越肥沃,微生物越多。数量庞大的微生物共同生活在土壤这一大环境中,相互之间难免会产生直接或间接的交互关系,称之为共生关系。

菌类

土壤微生物为了生存,必须通过各种手段从土壤体中获取可利用的食物营养以维持自身正常的生理代谢及生殖繁衍。有些微生物通过寄附于另一种生物身体内部或表面,利用被寄附的生物的养分生存或进行繁衍,这种共生关系称之为寄生,营寄生生活的生物称为寄生生物,被侵害的生物称为寄主或宿主。寄生生活对寄生生物来说是有利的,而对被寄生生物来说则有害(+ -)。如果两者分开,寄生生物难以单独生存,而寄主可健康成长。这是一种典型的不劳而获的生存手段。

有些微生物仅仅依靠自身的能力无法获得足以维持生命的营养资源,它们会像人类一样形成小团体,互帮互助,共同获取可供双方利用的生存资源。互利共生是指两种生物生活在一起,彼此有利,两者分开以后双方的生活都要受到很大影响,甚至不能生活而死亡(+ +)。例如,地衣就是真菌和苔藓植物互利共生形成的特殊结构体,真菌的菌丝为苔藓植物提供无机物及水分,苔藓植物为光合生物,负责光合产生能源物质(主要各种碳水化合物)供双方使用。如果把地衣中的真菌和苔藓植物分开,两者都不能独立生活,地衣结构体也就不存在了。共生生物之间呈现出同步变化,即 “同生共死,荣辱与共”。

土壤中的根瘤菌与豆科植物也是一个互利共生的典型例子。氮气在空气的组成中占4/5,数量很大,但植物不能直接利用。根瘤菌是有鞭毛的杆菌,能利用空气中的氮素作食物,在它们死亡和分解后,这些氮素就能被作物吸收利用,但根瘤菌不能合成自身新陈代谢所需的能量。所以豆科植物供给根瘤菌碳水化合物,根瘤菌供给植物氮素养料,从而形成互利共生关系。

根瘤菌

有些微生物由于生活习性较为相似,对同种食物及空间资源的需求就会有重合。但土壤环境中的生存资源并不是源源不断,无限丰裕的,因此必然会产生对同一生存资源争夺而形成的竞争关系,两种生物呈现出“你死我活”的变化。最后导致的结果是双方都受损(- -)。土壤中微生物与植物根系就存在对土壤养分的竞争。

此外,土壤微生物之间还存在偏利共生与偏害共生的共生关系。偏利共生是指对其中一方生物体有益,却对另一方没有影响(+ 0)。偏害共生则是对其中一方生物体有害,对其他共生线的成员没有影响(- 0),又称拮抗,是指一种微生物在其生命活动过程中,产生某种代谢产物或改变环境条件,从而抑制其他微生物的生长繁殖,甚至杀死其他微生物的现象。

总而言之,微生物是土壤环境中最为活跃的有机组成部分,就像社会环境中的人类一样,在适应无机环境的同时也在不断地改造无机环境。由于物种自身功能结构的特点及对生存资源的特殊需求,同一资源有限的环境中生活的同种或不同种微生物必然会形成多种多样的共生关系。土壤微生物之间相互作用,一起推动土壤物质的转化。

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