34.19 : 细菌和真菌在植物营养中的作用

植物有令人印象深刻的能力，通过光合作用创造自己的食物。然而，植物往往需要土壤中的有机体的帮助才能获得正常运行所需的养分。细菌和真菌都与植物进化成共生关系，帮助物种在各种环境中茁壮成长。

植物根部及其周围的集体细菌，即根层。这些土壤栖息的细菌物种是令人难以置信的多样化。虽然有些可能是致病性的，但大多数在促进植物健康方面都有作用。作为交换，细菌从植物中接受以碳水化合物、氨基酸和核酸为形式的营养。

这种细菌叫做热病，通过生产抗生素或吸收土壤中的有毒金属来保护植物。此外，细菌通过获取土壤中其他无法使用的养分库来帮助植物。例如，植物缺乏直接利用大气中氮气的分子机制。相反，它们吸收的氮是铵（NH4+）和硝酸盐（NO3-），由土壤细菌产生。

在称为氮固定过程中，土壤中细菌将大气中的氮转化为氨。氮固定需要大量的ATP，细菌从植物提供的碳水化合物中衍生。其它细菌组在称为硝化的两步过程中将氨转化为硝酸盐。这些过程为植物提供氮的形式，它们可用于合成蛋白质和核酸。

真菌也参与与植物的共生关系。科学家认为，植物与菌根真菌之间的相互关系是成功殖民化土地的关键适应因素，帮助早期植物从土壤中获取基本元素。现代菌根在水的获取、生长因子信号和植物保护方面发挥作用。菌根能遮盖根部并帮助吸收水和矿物质。同时，丛枝菌根被嵌入根组织内，从而增加了植物细胞与真菌的分支丝（称为菌丝）之间的接触。