monocropping
Fejlődése kölcsönösen előnyös szimbiózis megakadályozza önző evolúció szimbiózisban generáló „csalók”, akik csak meg akarják venni, anélkül, hogy bármit cserébe. Mégis rejtély maradt, hogy miért nem csalók körében gombák által megművelt termeszek. Mint kiderült, az az oka, hogy ezek a gombák a termeszek halmok mindig nőnek a tenyészeteket. Ez kiküszöböli a versenyt a halom gombát és belül nem teszi lehetővé számukra, hogy fejlődni egoistically.
1. csalók - a fő akadálya, hogy a fejlesztési együttműködés
Ha nem a problémát a „csalók” által generált, a hiányzó evolúciós előrelátás és gondoskodás az ajándék a „jó fajta” (szemben a magánszemélyek vagy gén), bolygónk, valószínűleg olyan lenne, mint a földi paradicsom - A királyság az egyetemes szeretet és a barátság. De az evolúció vak, ezért az együttműködés alakul ki csak akkor, ha egy adott torkolatánál sajátos körülményeinek evolúciós segít megfékezni a csalók vagy elejét vegye.
Ha a rendszer tartalmaz egy nagy multi-cellás „mester”, és egy kis „szimbiózisban”, majd a fogadó a legegyszerűbb módja annak, hogy a genetikai azonosság szimbiózisban - hogy át függőlegesen, vagyis az, hogy örökséget, ennek az, hogy csak az egyik nemhez - vagy hím vagy nőstény . Ez annyira át, például a mitokondriumok minden eukarióták - szigorúan át az anyai vonal, és a mitokondriumok magukat reprodukálni klónozással. Csak add meg a generációról generációra a növények levél-vágó hangyák. Ha a vertikális transzfer genetikai sokféleség szimbiózisban automatikusan tartjuk a nullához közeli szinten a genetikai sodródás és a „szűk” (lásd. Génáramlás mint tényező alakulása).
Vannak azonban olyan szimbiotikus rendszer és a horizontális transzfer szimbiózisban. Az ilyen rendszerekben az egyes fogadó szimbionták genetikailag sokféle, megtartják a képesség, hogy egoista evolúció, és így közöttük és ott vannak csalók. Például, ismert törzsek világító baktériumok körében imposztorokat (szimbiotikus hal és tintahal), nitrogén-kötő rhizobial baktériumok (szimbiózisban élő növények) mikorrhiza gombák Zooxanthellae (szimbiózisban élő korallok). Minden ilyen esetben, az evolúció a „hibás”, hogy biztosítsák a genetikai egyöntetűség szimbiózisban, így a tulajdonosok kell foglalkozni csal más módon - például immunológiai. Ez nem olyan hatékony, de mit lehet tenni: a természetes kiválasztódás látja csak pillanatnyi haszon, és nem érdekli a távoli evolúciós kilátások.
Tanács a gombák termesztésére egy fészekben termeszek Macrotermes. Képek a tárgyalt A Science
2. Riddle termesz-gomba
A termeszek alcsalád macrotermitinae, elsajátította a hatékony mezőgazdaság (növekvő gomba), még úgy tűnt, hogy egy kivétel a fenti szabályokat. Transfer szimbiózisban (háziasított gombatenyészeteket) ezek nem függőlegesen, hanem vízszintesen, hanem gombák szélhámosok a kertekben, ahol teljesen hiányoznak.
Termeszek szimbiózisban gombák keltek újra több mint 30 millió évvel ezelőtt az egyenlítői Afrikában és nagyon sikeres volt. Jelenleg alcsalád termesz-gomba tartalmaz 10 nemzetségek és mintegy 330 faj, amely döntő szerepet játszanak a forgalomban anyagok és működő trópusi közösségek a régi világ. Ellentétben gombák termesztett leveles-vágó hangyák, termeszek háziasított gombák elvesztették képességüket az önálló életvitelt. Ők csak növekedni termeszek halmok a speciálisan felszerelt ágyak növényi anyag áthaladt a bél termeszek. Ezek a termesztett gombák alkotják egy különleges fajta Termitomyces, fajok, amelyek elválaszthatatlanul kapcsolódnak termeszek.
Alapítanak egy új kolóniát, termeszek gyűjtött szomszédságában viták Termitomyces gombát és beoltott nekik ültetvények. Természetesen az eredeti mag genetikailag igen eltérő. Gomba termitary alkotnak külön kis termőtestek (csomók) tartalmazó ivartalan spórák (konídiumok). „Ivartalan” ezek a viták nevezzük, mert nélkül előállított meiózis, és azok genom azonos a genom a szülő micélium. A konídiumok kizárólag a tenyésztési gombák belül a halom. Termeszek táplálkoznak csomók és spórák áthaladnak beleiket intakt és használt vetőmag új ültetvényeket. Termeszek konstrukció „ágy” saját széklet, amelyben az őrölt növényi anyag van bekeverve kívánt arányban a gombaspórák. Gomba nem csupán biztosítja a tápláló termőtestek termeszek, hanem a feldolgozott emésztetlen növényi anyagot úgy, hogy az ágyak magukat, és végül is ehető termeszek.
Gomba kell vigyázni, és hogyan lehet bejutni az új termeszek halmok. A konídiumok túl a halom általában nem alkalmazható. Erre a célra, a szexuális spórák (basidiospores). Úgy alakult termőtestek a különböző típusú - nagy és egyre növekvő a falon keresztül a szabadba a halom. Ez a „normális”, hétköznapi termőtestek jellemző gombák Basydiomycetesek (Basidiomycetes szinte minden ehető gomba termőtestek, amelyek gyűjtünk az erdőben).
A basidiospores, hozott egy új termesz fészket, nő kis haploid micélium (micélium). A sejteket különböző haploid micélium egyesíteni, és vált dikaryons - sejt két haploid sejtmag. Nőnek tőlük „valódi” nagy dikaryotic micélium kialakítására képes termőtestek. Magfúzió a Basidiomycetes csak akkor képződése során basidiospores, mielőtt a meiózis. A konidiumok tartalmaznak két haploid mag micéliumként sejtek és basidiospores - egy.
Így a gombák termelnek kis termőtestek elsősorban termeszek (az „altruizmus”), és így tovább - többnyire magának ( „önző”). gomba csalók stratégia lehet, hogy több nagy termőtestek és kevésbé fiatal, teher termeszek etetés a kevésbé mozgékonyak szomszédok felnövő ugyanabban ágy. De közül Termitomyces csalók nem, és egészen mostanáig senki sem tudta, hogy miért.
3. A jó szimbióta - a siker kulcsa
Így, világossá vált, hogy a termeszek előzhető csalók hagyományos módon - segítségével hígítási monokultúrás szimbionta. Továbbra is csak megérteni, hogyan kezelje, hogy a monokultúrás, az eredetileg heterogén vetés. Azt is figyelembe kell venni az elkerülhetetlen alkalmi sodródik a „kívülállók” basidiospores a környezet élete során a kolónia.
A hipotézis, a kutatók neveltük mesterséges közegben konídiumok öt gombatörzsek, vett öt halmok. Ötféle spórái különböző arányokban. Mindegyik kísérletben, 50% beoltott spórák tartozott az egyik az öt törzs, és a többi 12,5% -os volt. A gombák, mindaddig, amíg nem adnak az első generációs csomók conidiájával. Az eredmények teljes mértékben megerősítették az elvárások a kutatók. Azt találtuk, hogy a törzs, amely eredetileg érvényesült a termés, átveszi sokkal jobb a többit. Között a képződött konídiumok első termés átlagosan 84% a domináns törzs tartozott spórákat (vs. 50% a hiányában várható függően számú reprodukciós).
Így közötti relatív erőssége vegyes kultúra a törzs és a szaporítás hatékonysága van egy pozitív visszacsatolás. Ez elkerülhetetlenül vezet a kialakulásához monokultúrás néhány ciklusban „átjárók”, végzi a termeszek.
Diagram magyarázó monokultúrák Termitomyces megnövelt hozammal képest kevert tenyészetekben. A vegyes kultúra (balra) az elkülönített dikaryotic micélium ritkán összenő, összenő, mert csak genetikailag azonos micélium. Kis izolált micélium termel sok kis termőtestek. Monokultúrában (jobbra) micélium tömörülhet hatalmas hálózatai, amely képes azonosítani bo nagyobb részesedése a teljes források előállítására termőtestek. Ennek eredményeképpen, a teljes súlya termőtestek (száma és a spórák) a monokultúrás sokkal magasabb, mint a vegyes. Ábra. A további anyagokat, hogy a tárgyalt A Science
Most kellett kitalálni, hogy mi a természete ennek a pozitív visszajelzés. Egyrészt, ismeretes, hogy az expozíció genetikailag különböző dikaryotic micéliumot képződését serkentik a termőtestek Basidiomycetes. Ez, úgy tűnik, kell vezetnie a „hozam” növekedése kevert tenyészetekben - és megakadályozzák a kialakulását a monokultúrás. Másrészt, feldolgozza dikaryotic micélium összefolyhatnak egymással, de csak akkor, ha a micéliumot genetikailag azonos. Minél nagyobb a micélium, annál több erőforrást tud közvetlen termelésére csomók és konídiumok. Ez hozzájárul a termelékenység növekedése a monokultúrás és az elmozdulás a „kisebbség”. Melyik két tényező túlsúlyban?
Kiderült, hogy a kevert tenyészetekben valóban elő 3-4-szor nagyobb, mint a csomók monokultúrák. Monokultúrában csomók kevesebb, de minden csomók sokkal nagyobbak. Ennek eredményeképpen, a teljes hozam konídium kevert tenyészetekben csak körülbelül 15% -a teljesítmény monokultúrás. Továbbá, a teljes tömege csomók monokultúrás fenti. Ez természetesen jótékony „gazdák” - termeszek.
Abból lehet kiindulni, hogy a vadon élő őse Termitomyces gombák bizonyult sikeres jelölt háziasítás (domesztikáció) csak azért, mert hajlott alkotnak monokultúrás sűrű ültetés. A termelékenység fokozása monokultúrák válhat, hogy a „rövid távú előny”, amely lehetővé tette a kiválasztási fenntartani és fejleszteni ezt a tendenciát a korai szakaszában szimbiózis. Hosszú távon (makroevolúciós) kifejezés elengedhetetlen volt, mert megmentette a termeszek-gomba a fenyegető gombák-csalók. Végső soron ez a rendszer biztosította a szimbiotikus evolúciós siker.
Néhány faj termesz-gomba utána még elment a vertikális átvitelének gombatenyészeteket, mint a levél hangyák. Ez tovább növeli a hatékonyságot a mezőgazdaság, mert a függőleges továbbítás a gomba nem feltétlenül szaporodnak a saját, és a termeszek is, például egyszerűen többet enni termőtestek. Mostanáig azonban domináló Macrotermitinae fajok között vízszintes transzfer szimbiózisban.
By the way, az emberek az átmenet vadászat és gyűjtögetés, hogy az élelmiszer-termelés (közben „neolitikus forradalom” kezdődött 10-12 millió évvel ezelőtt), a probléma a jelöltkiválasztási háziasítás is rendkívül éles. Egy jó szimbióta - ritkaság, és számos régióban egyszerűen nem találja a megfelelő állat- és növényfajokat. Ahol történetesen a legfontosabb, az emberi civilizáció kezdett kialakulni a legnagyobb sebességet. Ezt részletesen tárgyalja a figyelemreméltó könyv, Jared Diamond „Háborúk, járványok, technikák» (doc file, 2,66 MB).