TIỂU LUẬN PHÂN LOẠI THỰC VẬT_Một số mối quan hệ cộng sinh

Ví dụ như mối quan hệ giữa hai loài động vật với nhau, hai loài này sẽ cạnh tranh để giành thức ăn và nơi ở hay là mối quan hệ ký sinh vật chủ của cá loài vi sinh vật hoặc là mối quan hệ

Tiểu luận về phân loại thực vật

Một số mối quan hệ cộng sinh

Phần 1: MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong cuộc sống hằng ngày của mỗi con người chúng ta có rất nhiều mối quan hệ khác nhau, chúng ta không thể sống mà không có những mối quan hệ đó, từ những mối quan hệ thân thuộc như: quan hệ gia đình hay là quan hệ giữa những người thân với nhau, quan hệ bạn bè, cho đến những quan hệ khác như quan hệ hợp tác làm ăn hay là quan hệ cạnh tranh… Những mối quan hệ này sẽ làm cho cuộc sống của con người trở nên phong phú hơn và làm cho con người có thể phát triển và tồn tại được trong xã hội

Vậy trong thế giới tự nhiên các loài sinh vật có mối quan hệ với nhau giống như con người hay không? Câu trả lời là “Có” : Mối quan hệ giữa các loài sinh vật rất phong phú và đa dạng Chúng không những có những mối quan hệ như con người và còn có thêm những mối quan hệ khác nữa Với mỗi loài sinh vật khác nhau thì đều có những mối quan hệ khác nhau

Ví dụ như mối quan hệ giữa hai loài động vật với nhau, hai loài này sẽ cạnh tranh để giành thức ăn và nơi ở hay là mối quan hệ ký sinh vật chủ của cá loài vi sinh vật hoặc là mối quan hệ ức chế cảm nhiễm của các loài thực vật, loài thực vật này có thể tiết ra chất ức chế làm cho các loài thực vật xung quanh nó không thể phát triển, hoặc là mối quan hệ hội sinh giữa hai loài sinh vật nhưng chỉ một bên có lợi cần thiết,còn bên kia không có lợi và cũng không có hại gì ….Tóm lại trong sinh giới có rất nhiều mối quan hệ khác nhau

Và trong những mối quan hệ đó mối quan hệ nào có hại, mối quan hệ nào

có lợi,nếu có lợi thì có lợi cho một bên hay là cả hai bên và có lơi như thế nào Đó chính là lý do mà tôi tìm hiểu đề tài” Mối quan hệ cộng sinh và vai trò của mối quan hệ này trong sản xuất nông nghiệp” vì mối quan hệ này là mối quan hệ có lợi cho cả hai bên

Phần 2: NỘI DUNG

I Khái niệm.

Quan hệ cộng sinh là quan hệ hợp tác chặt chẽ giữa hai hay nhiều loài, trong đó tất cả các loài đều có lợi.Trong cộng sinh mỗi loài chỉ có thể sống, phát triển, sinh sản … hiệu quả dựa vào sự hợp tác của bên kia

II.Một số mối quan hệ cộng sinh.

II.1 Sự cộng sinh giữa thực vật ,nấm và vi sinh vật

II.1.1.Sự cộng sinh giữa tảo,vi khuẩn và nấm tạo thành cơ thể địa y.

Địa y là một thể cộng sinh giữa tảo và nấm hoặc giữa vi khuẩn lam và nấm chung sống với nhau thành một cơ thể thống nhất có những đặc tính hình thái, sinh lý, sinh thái riêng

Trong đó tảo thường là Tảo lam hoặc Tảo lục đơn bào; Nấm thường là những nấm sợi, đại đa số thuộc lớp Nấm túi, chỉ có một số ít trường hợp là Nấm đảm; Tảo lam (khuẩn lam) thường là những loài có khả năng cố định nitơ

Trong tập thể cộng sinh này, nấm làm nhiệm vụ cung cấp nước và các muối vô cơ để tảo, khuẩn lam quang hợp, tạo thành chất hữu cơ dùng cho tập thể, mặt khác nấm lại bảo vệ cho tảo khỏi bị khô

Nhờ hình thức cộng sinh đặc biệt đó mà địa y sống được trong mọi điều kiện khác nhau, từ các vùng cực Trái đất đến các vùng sa mạc nóng bỏng Tuy nhiên, trong điều kiện bất lợi, như khô hạn kéo dài thì sự quang hợp và các hoạt động dinh dưỡng khác bị ngừng trệ, làm cho sự sinh trưởng của địa y rất chậm chạp, yếu ớt, mỗi năm chỉ lớn lên từ vài đến vài chục milimét

Trong tự nhiên ta thường gặp địa y trên thân cây, trên các tảng đá dưới dạng những lớp da, những vảy hay những búi sợi có màu xanh xám hay nâu xám

Hình 1: Địa y hình lá

Hình 2:Một số địa y thường gặp

a.Bạch mạc; b Địa y phễu

Hình 3: Địa y dạng vảy

II.1.2 Sự cộng sinh của vi khuẩn lam và bèo hoa dâu.

Cộng sinh (symbiose, ghép hai danh từ Hy Lạp sun : với, bios : sống)

là trạng thái hai sinh vật khác loại sống kết hợp chặt chẽ và thăng bằng với nhau để đôi bên đều có lợi Trong trường hợp nầy, Vi khuẩn lam đem lại chất đạm cho Bèo, còn Bèo cung cấp chất dinh dưỡng như glucid cho Vi khuẩn lam

Hình 4:Vi khuẩn lam cộng sinh với bèo hoa dâu

Chu kỳ phát triển của Vi khuẩn lam cộng sinh với Bèo hoa dâu như sau: Khi lá bèo còn non, ở đỉnh lá đã thấy lơ thơ vài sợi tí hon (đa bào dạng sợi của Vi khuẩn lam) nằm cạnh, chưa có dị bào Khi lá bèo lớn dần lên, những hốc nhỏ cũng dần dần được tạo ra trong lá để nắm giữ rong Trong hốc, một số lông gồm có nhiều tế bào nhỏ, gây nên một sự cọ xát liên tục giữa bèo và các sợi vi khuẩn lam Những sợi cuốn lại thành cuộn, nhờ một màng chất dính bao bọc bên ngoài, bám vào thành hốc Dị bào thành hình, tăng

số và lớn lên Khi lá bèo đến độ trưởng thành, dị bào đạt 30% (sau cùng có thể lên đến 45%) những tế bào ở sợi Vào lúc nầy, Vi khuẩn lam chiếm toàn diện tích hốc, nhưng cũng là lúc nó bắt đầu chấm dứt phận sự tổng hợp quang học, không phát triển nữa và bước vào một trạng thái im lìm, bất động cho đến ngày lá bèo vàng úa rơi xuống đáy ruộng, thoái hoá, phân hủy để cống hiến chất đạm cho cây lúa

Một điều đáng chú ý là Vi khuẩn lam Anabaena không thể nuôi trồng ở thể tự do Nhiều phòng thí nghiệm đã thành công tách chiết nhiều mẫu từ bèo dâu tán nghiền nhưng không có mẫu nào thực hiện được công cuộc cộng sinh Giả thuyết được nghĩ đến là mỗi khi ra khỏi môi trường đặc biệt trong lòng bèo dâu, Vi khuẩn lam mất hết những tính chất cộng sinh Nói một cách khác, Vi khuẩn lam chỉ đạt được những tính chất ấy một khi xâm nhập vào lòng bèo dâu Azolla

Hình 5 : Bèo hoa dâu

II.1.3 Vi khuẩn cộng sinh với rễ cây họ đậu : Quá trình này tạo ra nốt

sần ở rễ cây họ đậu.

Các loài vi khuẩn cộng sinh với cây họ đậu: Chỉ có vi khuẩn thuộc chi BrachyBrachyrhizobium( tên cũ là Rhizobium) là có khả năng

cố định N và cộng sinh với các loài họ đậu.Các loài Brachyrhizobium cộng sinh là:

- Brachyrhizobium meliloti cộng sinh với cỏ alfalfa

- Brachyrhizobium trilolii cộng sinh với cỏ clover

- Brachyrhizobium phaseoli cộng sinh với các loại đậu hình thận

- Brachyrhizobium japonicum cộng sinh với cây đậu nành

Quá trình hình thành nốt sần ở rễ cây đậu nành: Vi khuẩn có trong đất Khi vi khuẩn tiếp xúc với đầu lông hút của rễ cây đậu nành , vi khuẩn tiết ra một loại phân hóa tố( tryptophan) Phân hóa tố này phối hợp với các chất của rễ tiết ra thành indol acid acetic(IAA).IAA kích thích làm đầu lông hút của rễ cây cong lại vi khuẩn xâm nhập vào đầu lông hút tạo thành đường xâm nhập tiến dần lên phần nhu mô của rễ, đường xâm nhập này được cấu tạo bởi chất celluloz Một số nghiên cứu cho biết việc tạo thành đường xâm nhập này do phân hóa

tố polygalacturonaz, do vi khuẩn tiết ra

Chỉ có 5% vi khuẩn xâm nhiểm là có khả năng tạo được nốt rễ mà thôi Khi vi khuẩn tiến vào đến nhu mô rễ thì tiến hành sinh sản và tăng mật số lên Trong khi đó tế bào nhu mô rễ ở nơi cộng sinh cũng được nhân lên và gồm các tế bào có gấp đôi số nhiễm sắc thể ( sự tăng đôi số nhiễm sắc thể này có thể do các tế bào xung quanh nơi xâm nhiễm đã kích thích tế bào bị xâm nhiễm) Nốt rễ được hình thành dần

Kích thước và hình dạng của nốt rễ tùy thuộc vào loại cây và chủng vi khuẩn

Hình 6: Nốt sần ở rễ cây họ đậu

Ở phần gần đỉnh nốt sần có nhiều vi khẩn hình que Còn ở phần giữa có màu hồng nhạt, bên trong chứa vi khuẩn ở dạng bacteroid có hình dạng không nhất định( hình 1.2) thường có dạng hình sao và chất leghemoglobin

có màu hồng nhạt.Gọi là leghemoglobin là đẻ phan biệt với hemoglobin trong máu động vật Leghemoglobin là chất có chứa Fe Màu của leghemoglobin là do rễ cây cung cấp hơn là do vi khuẩn Có tác giả cho rằng chất leghemoglobin giữ vai trò quan trọng trong việc cố định N Chỉ

có những nốt sần có leghemoglobin mới có hiệu quả trong việc cố định N.Thí nghiệm của Virtanen và các cộng sự viên (1947) cho thấy những chủng vi khuẩn cho nhiều leghemoglobin là chủng vi khuẩn có khả năng cố định N cao

Hình 7: Nốt sần của một số cây họ đậu khác

Hình 8: Một số rễ cây họ đậu khác

II.2 Sự cộng sinh giữa thực vật và động vật.

* Sự cộng sinh giữa cây keo và kiến

Trải qua hàng ngàn năm, loài cây bụi đầy gai này đã trở thành nguồn cung cấp thức ăn và nơi trú ẩn cho những chú kiến hiếu chiến nhằm bảo vệ cây khỏi những động vật muốn ăn lá keo Đây chính là mối quan hệ cộng sinh có lợi cho cả cây keo và kiến

Hình 9: Sự cộng sinh giữa kiến và cây keo

II.3 Sự cộng sinh giữa động vật và động vật.

Sự cộng sinh giữa hải quỳ với cua Eupagurus, giữa trùng roi và mối, trong đó trùng roi sống trong ống tiêu hóa của mối và tiêu hóa chất xenluloza mà mối không tự mình tiêu hóa được

Hay là sự cộng sinh giữa kiến Formica cinera và ấu trùng bướm Kiến ăn chất đường do ấu trùng tiết ra, còn ấu trùng bướm được kiến bảo vệ khỏi các loài ăn thịt và kí sinh.Ấu trùng bướm chui vào tổ kiến để hóa nhộng

Trong thiên nhiên có rất nhiều mối quan hệ cộng sinh có lợi cho sản xuất nông nghiệp như địa y là thể cộng sinh giữa nấm, tảo hoặc vi khuẩn cố định

N có ý nghĩa quan trọng hay vi khuẩn lam cộng sinh với èo hoa dâu cũng

có khả năng cố định được N

Hấp dẫn hơn cả đối với nông nghiệp là các vi khuẩn nốt sần thuộc chi Rhizobium cộng sinh trên rễ cây họ đậu.Các vi khuẩn này hằng năm cố định được một lượng N rất lớn

III.1.Vai trò của địa y

Địa y khá phổ biến trong thiên nhiên Chúng phát triển được trên những chỗ đất cằn cỗi, trên vách đá trọc ở vùng núi cao, ở các sa mạc mà tại đó không có sự cạnh tranh của các thực vật khác Sau một thời gian phát triển, địa y tiết ra một loại axit làm mục đá có tác dụng rất lớn đối với sự hình thành đất Khi chúng chết đi, tại đó hình thành một lớp mùn làm thức ăn cho các thực vật khác đến sau (rêu, thực vật có mạch) Như vậy, địa y đã giữ vai trò tiên phong, mở đường trên các chỗ đất cằn cỗi

III.2 Nguồn lợi từ thể cộng sinh Vi khuẩn lam và Bèo hoa dâu .

và vi khuẩn lam Về măt cấu trúc, amin acid, protein đã được xác định trong bèo, lectin trong vi khuẩn lam, trong bèo Trong số amin acid tìm thấy, nhiều nhất là glutamic và aspartic acid, theo sau là leucin, ít nhất là methionin, tryptophan và cystein Các amin acid giảm hạ trong bóng tối và môi trường nitrat NO3, tăng gia với ánh sáng và môi trường ammonium

NH4 Vi khuẩn lam chứa đựng chất sắc phycocyanin,allophycocyanin, phycoerythrocyanin tương quan với hoạt động cố định chất đạm, caroten một nguồn provitamin A cho đồ ăn gia súc Ngoài ra, bèo biết tổng hợp gibberellin, cytokinin như isopentenyl adenin, isopentenyl adenosine,

cis-và trans-ribosyl zeatin, polyphenol, ferredoxin Người ta biết phân tử ferredoxin mang thêm nguyên tố Mo là một trong hai protein cấu thành nitrogenase

Từ lâu, ngay cả trước lúc người ta hiểu biết cơ chế cố định chất đạm, bèo dâu đã được dùng làm phân bón, nhưng chỉ ở một địa hạt giới hạn là Đông Nam Á, vùng ruộng lúa nước Bên Trung Quốc, bèo dâu được trồng

từ thế kỷ 17, đặc biệt ở các tỉnh Phúc Kiến, Quảng Đông

Việc sử dụng Bèo hoa dâu làm phân xanh bón cho các ruộng lúa không chỉ đem lại hiệu quả kinh tế cao mà còn góp phần bảo vệ môi trường, giảm sử dụng các loại phân bón hóa học đóng góp vào sự phát triển bền vững của nền nông nghiệp ở nước ta cũng như sự phát triển bền vũng của cả nhân loại

III.3 Nguồn lợi từ mối quan hệ cộng sinh giữa vi khuẩn và cây bộ đậu

Sự cung cấp N cố định được cho đất : Các loại cây hoặc cỏ không thuộc

họ đậu khi được trồng xen với cây họ đậu thường xanh tốt hơn trường hợp tròng riêng lẻ hoặc trồng xen với cây không thuộc họ đậu Đó là cây họ đậu cung cấp thêm N cho đất

Cố định N cộng sinh giữa vi khuẩn nốt sần và cây bộ đậu hằng năm cung cấp thêm cho đất và cây trồng khoảng 40- 552kgN/ha Kết quả nghiên cứu của viện cây trồng nhiệt đới Cộng hòa Liên Bang Nga cho thấy: cứ 3 năm trồng cây đậu đỗ làm giàu cho đất 300-600 kgN/ha,cho 13-15 tấn mùn, cải thiện quá trình khoáng hóa trong đất và đẩy ra từ keo đất 60-80 kg P2O5/ha; 80-120kg K2O/ha

Trong 20 năm qua các công trình nghiên cứu và thử nghiệm vi khuẩn nốt sần tại Việt nam cho thấy: phân vi khuẩn nốt sần có tác dụng năng suất lạc

vỏ 13,8-17,5% ở các tỉnh phía bắc và miền Trung và 22% ở các tỉnh miền Nam Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy sử dụng phân vi khuẩn nốt sần kết hợp với lượng đạm khoáng tương đương như khi bón 60 và 90 kgN/ha Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần thể hiện đặc biệt rõ nét trên vùng đất nghèo chất dinh dưỡng và vùng đất mới trồng cây bộ đậu Lợi nhuận do phân vi khuẩn nốt sần được xác định đạt 442000VND/ha với tỷ lệ lãi suất/1 đồng chi phí đạt 9,8 lần

Bảng 1A: Khả năng cố định N của một số cây bộ đậu chính

trên đồng ruộng

Cây bộ đậu Lượng đạm cố định

(kg/N/ha/năm)

Đậu lông Calopogonium mucunoides 370-450

Bảng 1B: Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần tại một số vùng

trồng lạc ở miền Bắc.

Loại đất Điều kiện thí

nghiệm

Năng suất lạc vỏ(tạ/ha)

Hiệu lực của phân VKNS(tạ/ha)

So với đối chứng(%) Đối

chứng

Phân VKNS

Bạc màu P60,K60,N20-30,

5 tấn phân chuồng

Phù sa sông

Hồng

P60,K60,N30, 5 tấn phân chuồng

Đất đồi Feralit P60,K60,N20-30,

5 tấn phân chuồng

Bảng 1C: Hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần tại một số vùng

tròng lạc ở miền Nam

Hệ thống

đất canh

Điều kiện thí

nghiệm

Năng suất lạc vỏ(tạ/ha)

Hiệu lực của phân

So với đối chứng(%)

tác VKNS(tạ/ha

)

Đối chứng

Phân VKNS Đất mới P60,K60,N30,

5 tấn phân

chuồng,5 tấn

vôi

Luân

canh

lúa-lạc

P60,K60,N30,

5 tấn phân

chuồng,5 tấn

vôi

Luân

canh lúa

-lạc

P60,K60,N30,

5 tấn phân

chuồng,1 tấn

vôi

Luân

canh rau

-lạc

100kg SA, 70

kg KCl, 150

kg tro dừa

Luân

canh rau

-lạc

P60,K60,N30,

500 kg vôi

Luân

canh rau

-lạc

40kg Ure, 300

kg lân,400 kg

vôi,3 tấn phân

chuồng

-

-138

Luân

canh

lúa(rau)

-lạc

P60,K60,N30,

3 tấn phân

chuồng,100

kg vôi

Bảng 2: So sánh hiệu lực của phân vi khuẩn nốt sần với các liều lượng đạm khoáng khác nhau.

Công thức bón Tổng số Số quả Năng

quả(quả/cây) chắc(quả/cây) suất(tạ/ha) Nền + 30N

Nền +30N+ VKNS

Nền + 60N

Nền + 90N

15,5 16,9 16,9 18,2

7,0 7,5 7,2 6,9

18.61 20,50 1,50 19,11

Đối với đậu tương và các bộ đậu khác vi khuẩn nốt sần đều có tác dụng tương tự Kết quả khảo nghiệm phân vi khuẩn nốt sần tại Thuận Thành- Bắc Ninh năm 2000 cho thấy năng suất hạt đậu tương bình quân ở công thức đối chứng ( không bón phân hữu cơ vi sinh) 52.15 kg/1 sào, trong khi

đó ở công thức bón phân hữu cơ vi sinh đạt 58,42 kg/1 sào, tăng 6,26 kg, tương đương với 12% Trong 20 hộ được thử nghiệm thì có 5 hộ cho năng suất tăng từ 10-15% Lãi suất do sử dụng chế phẩm vi khuẩn nốt sần đối với đậu xanh đạt 4-11đ/1đ chi phí trong vụ xuân và 1,4-3,3đ/1đ chi phí hè

* Tóm lại vai trò của phân vi khuẩn nốt sần trong sản xuất nông nghiệp là rất có hiệu quả và rất quan trọng

(Photo +IN màu HẢO HẢO.

Đối diện trường ĐH TDM)

Phần 3: KẾT LUẬN

Qua một thời gian tìm hiểu về đề tài này tôi đã rút ra được một số kết luận sau;

1 Mối quan hệ cộng sinh là một mối quan hệ có lợi cho cả hai bên

2 Sự cộng sinh giữa thực vật, nấm và vi khuẩn đã đem lại lợi ích rất lớn cho ngành nông nghiệp bằng cách là cố định N để cung cấp cho đất

3 Đặc biệt là sự cộng sinh giữa vi khuẩn và rễ cây bộ đậu, mối quan

hệ này đã tạo ra nốt sần giúp quá trình cố định N và tạo ra chế phẩm phân vi khuẩn nốt sần có hiệu quả hơn rất nhiều so với các loại phân khác

4 Ngoài ra thì các mối quan hệ cộng sinh khác như sự cộng sinh giữa thực vật và động vật hay giữa động vật với động vật cũng có những vai trò nhất định

(Photo +IN màu HẢO HẢO.

Đối diện trường ĐH TDM)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình Sinh thái học và môi trường- NXB giáo dục(1999)