Бобовые принуждают бактерии к симбиозу

15.06.2020

Биологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха изучили механизм взаимодействия бобовых с симбиотическими бактериями, которые вырабатывают необходимый этим растениям аммоний.

Клубеньковые бактерии, обитающие в корнях бобовых и производящие необходимые растениям азотсодержащие соединения, давно являются объектом пристального внимания ученых. Перенос этого симбиоза на другие сельскохозяйственные растения, например, злаковые, могло бы избавить от необходимости применять азотные удобрения. Швейцарские биологи братья Бит и Маттиас Кристены смогли существенно продвинуться в понимании механизма этого симбиоза.

В качестве "подопытных" в своем исследовании они использовали люцерну усеченную (Medicago truncatula) и ее клубеньковые бактерии-симбионты Sinorhizobium meliloti, изучив обмен веществ между этими двумя организмами с помощью изотопной маркировки и биохимического анализа.

В результате выяснилось, что бактерии получают от растений не только углеродные соединения, как считалось ранее, но также, что стало сюрпризом для ученых - богатую азотом аминокислоту аргинин. То есть растения фактически отдают обратно азот, который получают от микроорганизмов. Но как объясняют авторы исследования, это часть стратегии, с помощью которой бобовые принуждают клубеньковые бактерии к симбиозу. "В отличие от распространенного представления, этот симбиоз базируется отнюдь не на добровольном обмене", - говорит Маттиас Кристен.

Биологам удалось установить, что люцерна относится к своим клубеньковым бактериям без всякой жалости и выступает в отношении них почти как возбудитель заболевания. Растение поставляет бактериям углеводы, но при этом целенаправленно лишает их кислорода, создавая таким образом невыносимые условия для микроорганизмов. Однако аргинин помогает бактериям выживать - с помощью него они проводят обмен веществ, в ходе которого поучают окисляющие протоны вместе с молекулами азота. В результате этого процесса вырабатывается аммоний, который и достается растению.

По словам авторов исследования, этот аммоний является, по сути, побочным продуктом борьбы клубеньковых бактерий за свое выживание в агрессивной среде, которую сами же бобовые им и обеспечивают.

<< Назад: Гигантские природные ускорители частиц 16.06.2020

>> Вперед: Эффективный способ борьбы с комарами 15.06.2020

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Новые OLED-дисплеи можно складывать более 100000 раз 12.06.2014 На мероприятии SID 2014 компания Semiconductor Energy Laboratory (SEL) совместно с дочерним предприятием Advanced Film Device (AFD) и компанией Nokia представили гибкие дисплеи, которые можно складывать вдвое и втрое. Гибкие OLED-дисплеи размером 5,9 дюйма по диагонали имеют в разложенном виде разрешение 1280x720 пк и плотность 249 пк на дюйм. В них применены органические белые светодиоды и цветные фильтры. При производстве дисплеев на двух стеклянных подложках формируются все нужные слои: на одной - светодиоды с управляющими транзисторами, а на второй - цветные фильтры. После этого слои соединяются, а стеклянные подложки заменяются на гибкие (для этого изначально между изолирующим слоем и стеклом наносится особый отделяющий слой). По утверждению разработчиков, минимальный радиус изгиба OLED-дисплея "гармошкой" составляет 4 мм, а "книжкой" - 2 мм. Как сообщают участники проекта, новый дисплей можно сгибать более 100000 раз.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025