Allelopátia - Allelopathy
Az allelopátia olyan biológiai jelenség, amelynek során egy szervezet egy vagy több biokémiai anyagot állít elő, amelyek befolyásolják más szervezetek csírázását, növekedését, túlélését és szaporodását. Ezeket a biokémiai anyagokat allokémiai vegyületeknek nevezik, és jótékony (pozitív allelopátia) vagy káros (negatív allelopátia) hatást gyakorolhatnak a célszervezetekre és a közösségre. Az allelopathiát gyakran szűken használják a növények közötti kémiailag közvetített verseny leírására , néha azonban tágabban úgy határozzák meg, mint bármely típusú organizmus közötti kémiailag közvetített versenyt. Az allokémiai szerek a másodlagos metabolitok egy alcsoportja , amelyek közvetlenül nem szükségesek az allelopátiás szervezet metabolizmusához (azaz növekedéséhez, fejlődéséhez és szaporodásához).
Az allelopátiás kölcsönhatások fontos tényezők a növények közösségein belüli fajok eloszlásának és bőségének meghatározásában , és számos invazív növény sikerében is fontosnak tartják őket . Konkrét példákat lásd a fekete dióban ( Juglans nigra ) , az ég fájában ( Ailanthus altissima ), a fekete varjúban (Empetrum nigrum ), a foltos szegfűben ( Centaurea stoebe ), a fokhagymás mustárban ( Alliaria petiolata ), a Casuarina / Allocasuarina spp. , és dió .
A gyakorlatban gyakran nehéz lehet megkülönböztetni az allelopathiát az erőforrás versenytől. Míg az előbbit egy káros vegyi anyag környezethez való hozzáadása okozza, addig az utóbbit az alapvető tápanyagok (vagy a víz) eltávolítása okozza. Gyakran mindkét mechanizmus egyszerre működik. Ezenkívül egyes allokémiai szerek a tápanyagok hozzáférhetőségének csökkentésével működhetnek. A kérdést tovább zavaró, hogy az allokémiai vegyületek előállítását maguk is befolyásolhatják olyan környezeti tényezők, mint a tápanyagok elérhetősége, a hőmérséklet és a pH . Napjainkban a legtöbb ökológus elismeri az allelopathia létezését, azonban sok konkrét eset továbbra is vitatott.
Történelem
A kifejezés allelopátia a görög eredeíű vegyületek allilon - ( αλλήλων ) és - Pathy ( πάθη ) (jelentése: „kölcsönös kár” vagy a „szenvedés”), használta először 1937-ben az osztrák professzor Hans Molisch a könyvben Der Einfluss einer Pflanze auf die andere - németül megjelent Allelopathie (A növények hatása egymásra - Allelopathia). Ezt a kifejezést a biokémiai kölcsönhatások leírására használta, amelyek segítségével a növény gátolja a szomszédos növények növekedését. 1971 -ben Whittaker és Feeny a Science folyóiratban publikált egy áttekintést , amely az allokémiai kölcsönhatások kiterjesztett meghatározását javasolta, amely magában foglalja az organizmusok közötti összes kémiai kölcsönhatást. 1984-ben Elroy Leon Rice az allelopathiáról szóló monográfiájában kibővítette a definíciót, hogy az magában foglalja a növény összes közvetlen pozitív vagy negatív hatását egy másik növényre vagy a mikroorganizmusokra azáltal, hogy biokémiai anyagokat bocsát ki a természetes környezetbe . A következő tíz évben ezt a kifejezést más kutatók használták az élőlények közötti szélesebb kémiai kölcsönhatások leírására, és 1996 -ra a Nemzetközi Allelopátia Társaság (IAS) az allelopátiát a következőképpen határozta meg: „Bármilyen folyamat, amely növények, algák, baktériumok és gombák által termelt másodlagos metabolitokat foglal magában. befolyásolja a mezőgazdaság és a biológiai rendszerek növekedését és fejlődését. " A közelmúltban a növénykutatók elkezdtek visszatérni az anyagok eredeti definíciójához, amelyeket egy növény termel, és gátolja a másik növényt. Zavarosabb a kérdés, a zoológusok kölcsönvették a kifejezést, hogy leírják a gerinctelenek, például a korallok és a szivacsok közötti kémiai kölcsönhatásokat .
Már jóval az allelopathia kifejezés használata előtt az emberek észrevették az egyik növény negatív hatásait a másikra. Theophrastus élt ie 300 körül vette észre a gátló hatásait disznóparéj a lucerna . Kínában körül az első században CE , a szerző Shennong Ben Cao Jing , a könyvet a mezőgazdaság és a gyógynövények, le 267 növény, amely már peszticid képességek, beleértve a allelopatikus hatással. 1832-ben a svájci botanikus De Candolle azt javasolta, hogy a haszonnövény váladékok voltak felelősek egy mezőgazdasági probléma hívják talaj betegség .
Az allelopathia nem általánosan elfogadott az ökológusok körében . Sokan azzal érveltek, hogy hatásait nem lehet megkülönböztetni a kizsákmányolási versenytől, amely akkor következik be, amikor két (vagy több) organizmus megpróbálja ugyanazt a korlátozott erőforrást használni, az egyik vagy mindkettő kárára. A hetvenes években egyes kutatók nagy erőfeszítéseket tettek a versenyképes és allelopátiás hatások megkülönböztetésére, míg a kilencvenes években mások azzal érveltek, hogy a hatások gyakran kölcsönösen függenek egymástól, és nem lehet őket könnyen megkülönböztetni. 1994 -re azonban DL Liu és JV Lowett, a New England -i Egyetem Mezőgazdasági és Talajtani Tanszékén, Armidale -ben , New South Wales , Ausztrália két cikket írt a Journal of Chemical Ecology folyóiratban, amelyek módszereket dolgoztak ki az allokémiai hatások elkülönítésére. más versenyhatások, árpanövények felhasználásával és egy eljárás kidolgozásával az allokémiai anyagok közvetlen vizsgálatára. 1994-ben, MC Nilsson a Svéd Mezőgazdasági Egyetem Umea kimutatta egy olyan területen tanulmányt, amely allelopátia által kifejtett Empetrum hermaphroditum növekedés csökkenése erdeifenyő palánták ~ 40%, és az, hogy a föld alatti erőforrás versenyt E. hermaphroditum elszámolni a fennmaradó növekedéscsökkentés. Ehhez a munkához PVC csöveket helyezett a talajba, hogy csökkentse a talaj alatti versenyt, vagy szenet adott a talajfelszínhez, hogy csökkentse az allelopathia hatását, valamint egy kezelést, amely ötvözi a két módszert. Azonban az aktív szén felhasználását az allelopathiára vonatkozó következtetések levonására maga is bírálta, mivel a szén képes közvetlenül befolyásolni a növények növekedését a tápanyagok rendelkezésre állásának megváltoztatásával.
Az allelopathiával kapcsolatos néhány nagy horderejű munka vitába keveredett. Például a felfedezést, miszerint (-)- a katechin volt a felelős az invazív gyomnövény allelopátiás hatásáért , a Centaurea stoebe 2003-ban a Science- ben való közzététele után nagy lelkesedéssel fogadták . Egy tudóst, Dr. Alastair Fitter -t idézték, hogy ez a tanulmány "annyira meggyőző volt, hogy" most az allelopathiát határozottan visszahelyezi a középpontba "." Az eredményekhez kapcsolódó legfontosabb dokumentumok nagy részét azonban később visszavonták vagy nagymértékben kijavították, miután kiderült, hogy koholt adatokat tartalmaznak, amelyek természetellenes magas katekinszint a C. maculosa -t körülvevő talajokban . Az eredeti laboratórium későbbi vizsgálatai nem tudták megismételni ezen visszavont vizsgálatok eredményeit, ahogy a legtöbb független vizsgálat sem más laboratóriumokban. Így kétséges, hogy a talajban található (-)-katechin szintje elég magas ahhoz, hogy befolyásolja a versenyt a szomszédos növényekkel. A javasolt hatásmechanizmust (a citoplazma savasodása oxidatív károsodással) szintén bírálták, azon az alapon, hogy a (-)-katechin valójában antioxidáns.
Példák
Növények
Sok invazív növényfaj allelopátia révén zavarja az őshonos növényeket. Az állítólagos allelopathia híres esete a sivatagi cserjékben van . Az egyik legismertebb korai példa a Salvia leucophylla volt , mert 1964 -ben a Science folyóirat címlapján volt . A cserjék körüli csupasz zónákat feltételezések szerint a cserjék által kibocsátott illékony terpének okozták. Azonban, mint sok allelopathiai vizsgálat, ez is mesterséges laboratóriumi kísérleteken és a természetes ökoszisztémákra vonatkozó indokolatlan extrapoláción alapult. 1970 -ben a Science közzétett egy tanulmányt, ahol a cserjék ketrecbe helyezése a rágcsálók és madarak kizárására lehetővé tette a fű növekedését a csupasz területeken. Ennek a történetnek a részletes története megtalálható Halsey 2004 -ben.
A fokhagymás mustár egy másik invazív növényfaj, amelynek sikerét részben az allelopathiának köszönheti. Ennek sikere az észak-amerikai mérsékeltövi erdők lehet, részben annak kiválasztódását glukozinolátot mint szinigrin amelyek zavarhatják mutualisms az őshonos fák gyökerei és a mikorrhiza gombák .
Kimutatták, hogy az allelopathia döntő szerepet játszik az erdőkben, befolyásolja a növényzet növekedésének összetételét, és magyarázatot ad az erdők regenerálódásának mintáira is. A fekete dió (Juglans nigra) termel a allelochemical juglon , ami hatással van néhány faj, nagyban, míg mások egyáltalán nem. A juglone allelopátiás hatására vonatkozó bizonyítékok többsége azonban laboratóriumi vizsgálatokból származik, és így továbbra is vitatott, hogy a juglone milyen mértékben befolyásolja a versenytársak növekedését terepi körülmények között. Néhány eukaliptuszfaj levél alma és gyökérváladékai allelopátiásak bizonyos talajmikrobák és növényfajok esetében. Az ég fája , az Ailanthus altissima gyökereiben allokémiai vegyületeket állít elő, amelyek sok növény növekedését gátolják.
Alkalmazások
Az allelopathia lehetséges alkalmazása a mezőgazdaságban sok kutatás tárgya. A jelenlegi kutatások a gyomnövények terményekre, a növények a gyomokra és a termények terményekre gyakorolt hatására összpontosítanak. Ez a kutatás elősegíti annak lehetőségét, hogy az allokémiai vegyszereket növekedésszabályozóként és természetes gyomirtó szerekként alkalmazzák a fenntartható mezőgazdaság előmozdítása érdekében. Számos ilyen allokémiai anyag kapható a kereskedelemben vagy nagyüzemben. Például a leptospermon egy allokémiai anyag citrom palackkefében ( Callistemon citrinus ). Bár kereskedelmi gyomirtó szerként túl gyengének találták, ennek kémiai analógja, a mezotrion (Callisto kereskedelmi név) hatékonynak bizonyult. Ez értékesített, hogy ellenőrizzék a széleslevelű gyomok kukoricában, hanem úgy tűnik, hogy a hatékony ellenőrzés az ujjasmuhar a pázsit . Sheeja (1993) beszámolt a Chromolaena odorata ( Eupatorium odoratum ) és a Lantana camara gyomok allelopátiás kölcsönhatásáról a kiválasztott főbb terményeken.
Sok növényfajta erős allelopátiás tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek közül a rizst ( Oryza sativa ) vizsgálták a legtöbbet. A rizs allelopátia a fajtától és a származástól függ: a Japonica rizs allelopátiásabb, mint az Indica és a Japonica-Indica hibrid. A közelmúltban a rizs allelopathia kritikai áttekintése és a gyomkezelés lehetősége arról számolt be, hogy a rizs allelopátiás jellemzői mennyiségileg öröklődnek, és számos allelopathiával kapcsolatos tulajdonságot azonosítottak.
Lásd még
Hivatkozások
További irodalom
- mindjárt. (Inderjit). 2002. Sokoldalú megközelítés az allokémiai anyagok ökoszisztémában történő vizsgálatához. In : Allelopathia, a molekuláktól az ökoszisztémákig , MJ Reigosa és N. Pedrol, szerk. Science Publishers, Enfield, New Hampshire.
- Bhowmick N, Mani A, Hayat A (2016), "A litchi levélkivonat allelopathiás hatása a borsó és a lafa magcsírázására", Journal of Agricultural Engineering and Food Technology, 3 (3): 233-235.
- Blum U, Shafer SR, Lehman ME (1999), "Bizonyíték a fenolsavakkal kapcsolatos gátló allelopátiás kölcsönhatásokra a mezei talajokban: fogalmak kontra kísérleti modell", Critical Reviews in Plant Sciences , 18 (5): 673-693, doi : 10.1016/S0735-2689 (99) 00396-2 .
- Einhellig, FA 2002. Az allokémiai hatás fiziológiája: nyomok és nézetek. In : Allelopathia, a molekuláktól az ökoszisztémákig , MJ Reigosa és N. Pedrol, szerk. Science Publishers, Enfield, New Hampshire.
- Harper, JL 1977. Növények populációbiológiája . Academic Press, London.
- Jose S. 2002. Fekete dió allelopathia: a tudomány jelenlegi állása. In : A növények kémiai ökológiája: Allelopathia a vízi és szárazföldi ökoszisztémákban , AU Mallik és anon. (Inderjit), szerk. Birkhauser Verlag, Bázel, Svájc.
- Mallik, AU és anon. (Inderjit). 2002. Problémák és kilátások a növényi allokémiai vegyületek vizsgálatában: rövid bevezető. In : A növények kémiai ökológiája: Allelopathia a vízi és szárazföldi ökoszisztémákban , Mallik, AU és anon., Eds. Birkhauser Verlag, Bázel, Svájc.
- Muller CH (1966), "A kémiai gátlás (allelopathia) szerepe a vegetatív összetételben", Bulletin of the Torrey Botanical Club , 93 (5): 332–351, doi : 10.2307/2483447 , JSTOR 2483447 .
- Reigosa, MJ, N. Pedrol, AM Sanchez-Moreiras és L. Gonzales. 2002. Stressz és allelopátia. In : Allelopathia, a molekuláktól az ökoszisztémákig , MJ Reigosa és N. Pedrol, szerk. Science Publishers, Enfield, New Hampshire.
- Rice, EL 1974. Allelopathia . Academic Press, New York.
- Sheeja BD 1993. Az Eupatorium odoratum L. és a Lantana camara, L. allelopátiás hatásai négy fő növényre. M. Phil értekezés a Tirunelveli Manonmaniam Sundaranar Egyetemen.
- Webster 1983. Webster kilencedik új kollégiumi szótára . Merriam-Webster, Inc., Springfield, Mass.
- Willis, RJ (1985), "Az allelopathia fogalmának történelmi alapjai", Journal of the History of Biology , 18 : 71–102, doi : 10.1007/BF00127958 , S2CID 83639846 .
- Willis, RJ 1999. Ausztrál tanulmányok az allelopathiáról az eukaliptuszban : áttekintés. In : Elvek és gyakorlatok a növényökológiában: Alleokémiai kölcsönhatások , anon. (Inderjit), KMM Dakshini és CL Foy, szerk. CRC Press és Boca Raton, FL.