Nutriţia plantelor saprofite

Abstract: Lucrarea descrie o serie de aspect teoretice în privinţa nutriţiei plantelor saprofite. Am început prin definirea noţiuni de organism saprofit, după care am descris procesul absorbţiei substanţelor organice din mediul înconjurător, am pus în evidenţă principalele elemente minerale de care au nevoie saprofitele, axându-mă mai mult pe substanţele organice, valoare nutritivă a acestora şi clasificarea saprofitelor în cele două mari categorii.

În cele din urmă am tratat pe scurt influienţa concentraţiei, a pH-ului şi a temperaturii asupra saprofitelor.

Cuvinte cheie: organism saptofit, nutriţie saprofită, saprofit omnivor, saprofit specializat, substanţă organică, pH, temperatură, concentraţie.

1. Introducere:

Un organism se numeşte saprofit, dacă poate trăi numai consumând materie organică moartă şi aceasta prin intermediul unei membrane, cu ajutorul unei reacţii enzimatice care să elibereze substanţele nutritive din materia ingerată.

În grupa organismelor saprofite sunt incluse: cele mai multe specii de mixomicete, numeroase bacterii, majoritatea ciupercilor superioare iar dintre plantele superioare cuibuşorul pământului din familia Orhideae.

Metodele cercetării nutriţiei saprofitelor sunt în general fiziologice, bazate pe cultura unei singure specii saprofite pe medii nutritive cu compoziţie cunoscută.Din cauza răspândirii mari a saprofitelor în mediul înconjurător, astfel de experienţe se execută în condiţii sterile. Saprofitele absorb substanţele organice din mediul înconjurător. În cazul în care acestea sunt dizolvate în apă, ele le absorb sub formă de soluţii. În cazul în care ele sunt insolubile în apă, anumite saprofite, ca de exemplu mixomicetele, le înglobează cu ajutorul pseudopodelor în protoplasma lor, unde are loc digestia, adică solubilizarea acestor substanţe cu ajutorul enzimelor.Cele mai multe specii de saprofite secretă enzime cu care solubilizează în afara corpului lor, substanţele organice insolubile, absorbind apoi produşii solubili ai hidrolizei.Aşa, de exemplu, amidonul este solubilizat de amilază, celuloza de celulază sau de citază, chitina de chitinază, substanţele pectice de pectinesteraze, substanţele proteice de proteaze ş.a.

2. Nutriţia cu substanţe minerale a saprofitelor este, în general, la fel cu a plantelor autotrofe.Ele au nevoie de aceleaşi elemente minerale, în cantităţi apropiate şi în proporţii asemănătoare.Deosebiri sunt în ceea ce priveşte elementul Ca, care la multe ciuperci este un microelement, în timp ce la plantele autotrofe, mai ales la cormofite, el este un macroelement.

1

Nutriţia cu azot diferă de la o specie la alta, unele, ca Azotobacter şi Clostridium pasteurianum, pot folosi ca surse de azot şi azotul molecular. Altele în nutriţia lor este absolut necesar azot sub formă de combinaţii organice.Aşa, de exemplu, la Bacterium typhi, forma de asimilare a azotului este aceea din aminoacizii, la bacteriile fermentaţiei lactice din peptonă şi la Micrococcus gonorrhaeae, din substanţele proteice.

Microelementele necesare saprofitelor sunt aceleaşi ca la autotrofe.În această privinţă, Zn este necesar unor ciuperci inferioare, iar Mo stimulează asimilarea azotului molecular de către bacteriile fixatoare de azot.

3. Nutriţia cu substanţelor organice este foarte diferită, în funcţie de acest criteriu, saprofitele se clasifică astfel:

3.1. Clasificare:

3.1.1 Saprofite omnivore:- iau carbonul dintr-un număr foarte mare de substanţe organice, aproape din toate substanţele organice din natură. Reprezentativ pentru acest grup este mucegaiul verde, Penicillium glaucum.Acesta, se poate hrăni cu glucide, de exemplu cu glucoză, fructoză, maltoză, cu alcooli superiori etc.

3.1.2. Saprofite specializate:- folosesc ca hrană o singură substanţă organică. Specializarea unor specii merge până la folosirea numai a unui anumit izomer optic al unei substanţe. Ca exemplu reprezentativ este Mycoderma aceti care se hrrăneşte cu alcool etilic pe care îl transformă în acid acetic şi după consumarea lui utilizează în continuare acidul acetic ca sursă de carbon.Un alt exemplu este Bacillus calfactor, care se hrăneşte cu pentoze şi dextrine.

Chiar şi la saprofitele omnivore are loc o anumită preferinţă faţă de substanţele organice folosite ca hrană.Aceast lucru s-a demonstrat în urma unor experienţe în care în mediul nutritiv se introduc substanţe organice diferite. Consumul lor are loc într-o animită ordine. De exemplu, dintr-o soluţie nutritivă cu glucoză, glicerină şi alcool etilic, ciuperca Penicillium glaucum consumă mai întâi glucoza, apoi glicerina şi la urmă alcoolul etilic.Dintr-o soluţie nutritivă cu glucoză şi cu glicerină, această din urmă substanţă este protejată de prezenţa primeia.Preferinţa saprofitelor se extinde şi asupra structurii stereochimice a compuşiilor.De exemplu, Penicillium glaucum consumă din acidul tartric r mai întâi stereoizomerul d şi numai după aceea pe cel l.

Din cauza preferinţelor saprofitelor pentru animite substanţe organice, degradarea acestora în natură are loc de către un şir de specii diferite.Astfel, ciuperca Saccharomyces transformă zaharoza în alcool şi apoi acesta este transformat de Mycoderma aceti în acid acetic.

Din cauza numărului mare de specii de saprofite, mai ales de bacterii şi de ciuperci, din soluri şi din ape, substanţele organice din cadavrele diferitelor plante şi animale sunt consumate în întregime într-un timp relativ scurt, şi substanţele minerale rezultate intră din nou în circuitul materiei.Chiar substanţe organice reletiv rezistente la acţiunea agenţilor chimici, cum sunt celuloza, lignina, răşinile, cauciucul de la plante, şi dinţii, oasele, părul, unghiile, copitele şi chitina

2

animalelor sunt consumate de diferite microorganisme. Acestea pot consuma şi unele substanţe organice din grupa hidrocarburilor, cum sunt metanul, parafina şi diferite mase plastice.

Ca regulă generală, cadavrele plantelor şi animalelor sunt mineralizate într-un timp scurt în natură, nerămânând din ele nici un organ şi nici o substanţă organică.Aşa se explică numărul relativ redus de fosile rămase din timpurile trecute. Acestea s-au format în condiţiile în care unele resturi ale cadavrelor plantelor şi animalelor au rezistat de a fi în întregime consumate de diferite microorganisme saprofite, datorită lipsei de apă, de oxigen, unui mediu cu salinitate excesivă, unor temperaturi excesiv de coborâte.

3.2. Valoarea nutritivă a substanţelor organice:- se stabileşte cultivând aceeaşi ciupercă, pe soluţii nutritive cu aceeaşi compoziţie, în care diferă numai substanţa organică.Se urmăreşte apoi cantitatea de biomasă produsă în timpul consumului unui gram din substanţa organică respectivă.Se constată că, în general, valoarea nutritivă a unei substanţe organice este cu atât mai mare, cu cât căldura ei de combustiune este mai mare, aşa cum se poate observa şi în tabelul de mai jos:

Aspergillus niger

Substanţă organică Căldură de combustie în cal. la 1 g

Biomasă uscată în g. La 1 g substanţă nutritivă

Acid tartric 1 745 0,103

Acid citric 2 474 0,160

Glucoză 3 743 0,183

Glicerină 4 328 0,317

Ulei de măsline 9 328 0,540

Cu alte cuvinte, valoarea nutritivă a unei substanţe organice depinde de energia chimică potenţială pe care o conţine, saprofitele comportându-se din acest punct de vedere la fel cu animalele şi cu omul.

4. Influienţa pH-ului, concentraţiei, temperaturii asupra nutriţiei saprofitelor

4.1. pH-ul. Saprofitele utilizează în general, hrana din medii neutre, slab acide, sau slab alcaline.Bacteriile preferă de obicei, medii slab alcaline, iar ciupercile pe cele slab acide.De la această regulă sunt şi unele excepţii.Aşa, de exemplu, ciuperca Saprolegnia se dezvoltă pe medii slab alcaline, iar bacteria Mycoderma aceti pe medii acide.

Într-o anumită măsură saprofitele pot modifica pH-ul mediului înconjurător.Ciupercile acidifică un substrat în care se înmulţesc împiedicând creşterea bacteriilor. În urma cercetărilor lui Alex A. Iuracec s-a observat că

3

Aspergillus nicer coboară pH-ul la 3,7-3,8, iar Penicillum glaucum chiar la pH-ul 3,2-3,3. Aceste ciupercii produc scăderea pH-ului secretând acizii organici, mai ales acizii oxalici, malic şi citric. Bacteriile, la rândul lor pot acaliniza mediul, mai ales prin secretarea de NH3, înlăturând prin aceasta concurenţa unor ciuperci.

4.2. Concentraţia.

Cele mai multe saprofite se dezvoltă în soluţii diluate.Aşa sunt cele din apele dulci şi cele din solurile obişnuite. Unele mucegaiurii pot creşte şi pe soluţii cu concentraţii relativ mari, de exemplu până la 25-30% zaharoză şi chiar la concentraţii mai mari.De regulă, în concentraţii mari toate substanţele organice sunt toxice, ele acţionând atât pe cale osmotică, în care deshidratează celule cât şi prin toxicitatea specifică a substanţei respective. Aşa, de exemplu, alcoolul etilic în concentraţii de 2-4% este aliment bun pentru mucegaiuri, dar în concentraţii de 10% este toxic. Alte substanţe organice sunt toxice în concentraţii cu mult mai mici.Astfel, toxicitatea acidului butiric se manifestă la concentraţia de 0,4%.

4.3. Temperatura influienţează nutriţia saprofitelor. De exemplu, Penicillium glaucum poate fi cultivat bine pe o soluţie nutritivă cu glucoză, la temperatura de 21 grade C şi pe una de glicerină la 36 grade C.

Concluzii:

Saprofitele asigură circuitul elementelor în natură, ceea ce face ca producţia vegetală să fie inepuizabilă.

Cunoştinţele asupra nutriţiei saprofitelor au numeroase aplicaţii practice.Unele se cultivă pentru a fi folosite în alimentaţie, cum sunt ciupercile comestibile. Altele, cum sunt drojdiile, se cultivă pentru a fi folosite ca furaj, sai în indrustia fermentativă, de exemplu la fabricarea berii sau în panificaţie. Din biomasa unor specii de ciuperci (de exemplu, Penicillium) se extrag substanţe bactericide cum este penicilina, aureomicina etc.

În multe cazuri trebuie combătută dezvoltarea saprofitelor. Astfel, în cazul unor produse alimentare se folosesc în vederea acestui scop, concentraţii mari ale anumitor substanţe, de exemplu a zaharozei la dulceţuri, marmelade, a NaCl la conservarea unor brânzeturi. Uneori se practică uscarea produselor alimentare, alteori afumarea sau păstrarea la temperaturii joase.Mijlocul cel mai sigur este sterilizarea.

Împiedicarea saprofitelor de a degrada produsele din lemn sau din materiale plastice care stau în sol sau în ape se face greu.De obicei se folosesc anumite substanţe toxice care se introduc în materialul de conservat.

Bibliografie:

4

1. Ioan Viorel Raţi, Nicoleta Bădăluţă, 2008, Fiziologia plantelor- note de curs, Editura Alma Mater, Bacău, [121-122], 270p.

2. C. I. Milică, N. Dorobanţu, Polixenia Nedelcu, V. Baia, T. Suciu, Florica Popescu, Viorica Teşu, Ioana Molea, Fiziologie vegetală, 1982, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, [88-116], 375p.

3. St. Peterfi, N. Salaganu, 1972, Fiziologia plantelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, [342-345], 720p.

4. O. Boldor, M. Trifu, O. Raianu, 1981, Fiziologia plantelor, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, [151-152], 274p.

5. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0038071794902186.

5