Jedno z trzech królestw eukariontów (superdomena, która obejmuje organizmy z oddzielnym jądrem w komórkach) - grzyby. Znajdują się na pograniczu roślin i zwierząt. Obecnie istnieje około 100 tysięcy gatunków, z których większość to mikroskopijne grzyby. Ten artykuł opowiada o cechach ich struktury i reprodukcji, znaczeniu w przyrodzie i działalności gospodarczej człowieka.
Prawie rośliny i nie całkiem zwierzęta
Kingdom Mycota obejmuje zarówno jednokomórkowe, jak i wielokomórkowe organizmy o bardzo specyficznej organizacji. Dzielą one podobieństwa zarówno ze zwierzętami, jak i roślinami w następujący sposób:
- Mają ścianę komórkową, ale nie z celulozy, jak u roślin, ale z chityny, jak u zwierząt.
- W komórkach grzybów znajdują się wakuole wypełnione sokiem komórkowym. Ale nie skrobia (w roślinach), ale glikogen (u zwierząt).
- Grzyby nie są zdolne do aktywnego ruchu. Prowadzą przywiązany styl życia.
- Grzyby- heterotrofy, nie mają chlorofilu i nie są zdolne do fotosyntezy. Dlatego żywią się gotowymi substancjami organicznymi martwych organizmów (saprotrofów) lub organizmów żywych (pasożyty).
- W przeciwieństwie do zwierząt i roślin, komórki grzybów praktycznie nie są zróżnicowane w tkanki, a tkanki w narządy.
Tajemnicze stworzenia diabła
To jest dokładnie to, co uważano za grzyby w średniowieczu. Jeden z francuskich przyrodników, Venyan, napisał w 1727 roku, że grzyby istnieją po to, aby zakłócić harmonię wszystkich żywych istot.
Kwestia pochodzenia grzybów pozostaje do dziś otwarta. Chociaż już w XVIII wieku wybitny botanik Carl Linneus przypisał te organizmy królestwu hotelowemu. Grzyby, które powstały u zarania życia na planecie (około miliarda lat temu), czekają na wskazówki dotyczące ich pochodzenia od biologów, biochemików, genetyków i taksonomów.
Systematyka grzybów
Wszystkie grzyby są podzielone na 4 klasy (grzyby niższe - Oomycetes i Zygomycetes, wyższe - Ascomycetes i Basidomycetes). Głównym kryterium separacji jest obecność lub brak wici w gametach oraz rodzaj rozmnażania płciowego. Ponadto u niższych grzybów grzybnia wygląda jak jedna wielojądrowa komórka, podczas gdy u wyższych grzybów grzybnia ma przegrody międzykomórkowe.
Większość grzybów ma mikroskopijne rozmiary. Najczęściej ich grzybnia nie jest widoczna bez powiększenia lub jest widoczna w postaci cienkich nitek. Na obecność mikroskopijnych grzybów wskazują wyniki ich żywotnej aktywności - niszczenie tkanek lub materiałów roślinnych, zwierzęcych. W ogóleniewielka grupa grzybów może tworzyć owocniki - gęste skupiska grzybni.
Struktura mikroskopijnych grzybów
Mikromycetes nie tworzą owocników, mogą być jednokomórkowe lub wielokomórkowe. W związku z tym morfologia mikroskopijnych grzybów jest dość zróżnicowana.
Ciało grzybów wielokomórkowych składa się z kolejno umieszczonych komórek, które tworzą strzępki (nitki) o grubości od 0,15 do 1 mikrona. Strzępki rosną dowierzchołkowo (wierzchołkowo) i mogą mieć strukturę rozgałęzioną. Cały zestaw strzępek grzybów nazywany jest grzybnią lub grzybnią.
Strzępki grzybów rosną bardzo szybko. W niektórych okazach grzybnia może urosnąć o kilkadziesiąt metrów w ciągu zaledwie jednego dnia.
Grzyby jednokomórkowe (np. Drożdże) są jedną komórką, nie tworzą grzybni. Posiada jądro, wakuole z substancjami organicznymi i nieorganicznymi, mitochondria.
Cechy żywienia i życia
Mikrobiologia mikroskopijnych grzybów ma swoje własne cechy. Komórki strzępki nad błoną cytoplazmatyczną zawierają błonę składającą się z polisacharydu chityny. Cytoplazma komórki zawiera jądro (jedno lub więcej) i organelle.
Grzyby wchłaniają składniki odżywcze przez całą powierzchnię grzybni, która penetruje całe podłoże (grzybnia podłoża) lub znajduje się na jego powierzchni (grzybnia powierzchniowa).
Pokarmem dla grzyba są związki organiczne - cukier, alkohole wielowodorotlenowe, tłuszcze, białka. Jednocześnie bogaty i różnorodny enzymatycznyurządzenie pozwala w pełni wykorzystać całe podłoże do budowy ciała mikroskopijnych grzybów.
Mikrobiologia wyróżnia grzyby, które charakteryzują się saprotroficznym (żywia się martwą materią organiczną) i pasożytniczym (żywia się żywą materią organiczną). Ponadto grzyby mogą wchodzić w symbiotyczne relacje z roślinami. Tak więc strzępki grzybów i glonów tworzą organizmy symbiotyczne - porosty.
Mikroskopijne grzyby chorobotwórcze mogą rozwijać się u zwierząt i roślin i powodować choroby zwane grzybicami.
Cechy reprodukcji
Micromycetes charakteryzują się trzema typami rozmnażania: wegetatywnym, bezpłciowym i płciowym.
Rozmnażanie wegetatywne mikroskopijnych grzybów odbywa się za pomocą cząstek grzybni. Na przykład, kawałek strzępki daje początek nowej grzybni grzyba.
Rozmnażanie bezpłciowe odbywa się za pomocą zarodników - mikroskopijnych podstaw, które tworzą się w zarodniach (wyspecjalizowane części grzybni). Główną funkcją zarodników jest przetrwanie w niesprzyjających warunkach. A w przypadku wielu mikroskopijnych grzybów, które prowadzą pasożytniczy tryb życia, zarodniki służą do infekowania organizmu żywiciela.
Formy procesu płciowego u grzybów są zróżnicowane i dzielą się na trzy grupy:
- Gametogamia to rodzaj rozmnażania płciowego z tworzeniem komórek rozrodczych (gamet).
- Somatogamia to fuzja wegetatywnych komórek grzybni lub jednokomórkowych grzybów.
- Gametangiogamia to rodzaj rozmnażania płciowego, gdy struktury, w których gamety jeszcze nie zostałyzróżnicowane.
Podczas fuzji gamet (zapłodnienia) grzyby tworzą zygotę z jednym lub większą liczbą jąder. Najczęściej zygota nie kiełkuje natychmiast, ale po okresie uśpienia. Dzięki temu grzyby mogą również przetrwać niekorzystne warunki środowiskowe.
Mikromycety w przyrodzie
Znaczenie mikroskopijnych grzybów w przyrodzie jest ogromne. Uczestniczą w cyklu substancji, rozkładając wraz z bakteriami resztki organiczne.
Grzyby glebowe biorą udział w tworzeniu żyznej warstwy. W symbiozie z glonami w porostach jako pierwsze kolonizują ubogie gleby i biorą czynny udział w niszczeniu skał.
Warto zwrócić uwagę na takie zjawisko jak mikoryza – komórki mikroskopijnego grzyba wchodzą w symbiotyczną relację z roślinami. Jednocześnie rośliny dostarczają grzybowi organicznych składników odżywczych, a grzyb wytwarza witaminy i substancje zawierające azot niezbędne do wzrostu i rozwoju roślin.
Mikroskopijne grzyby są obecne we wszystkich biocenozach i pełnią ważną funkcję ekologiczną. Są ważnym ogniwem detrytusowym w łańcuchach pokarmowych i regulatorami obfitości innych organizmów. W wielu biogeocenozach udział biomasy grzybów z biomasy wszystkich mikroorganizmów wynosi do 90% i jest porównywalny z biomasą korzeni roślin wyższych.
Nie sposób nie zauważyć roli mikroskopijnych grzybów chorobotwórczych w przyrodzie. Regulują liczbę innych organizmów i uczestniczą w zmianach biocenoz na planecie.
Micromycetes i człowiek
W swoich działaniach osoba używałaniektóre gorsze grzyby.
Mikroskopijne grzyby, biała pleśń i kropidlak, wszystkie rodzaje drożdży są używane w przemyśle piekarniczym, mleczarskim, browarniczym, winiarskim i alkoholowym.
W przemyśle farmaceutycznym mikromycety są szeroko stosowane do produkcji antybiotyków, witamin, hormonów, enzymów i substancji fizjologicznie czynnych.
Wiele mikromycetów niszczy papier i produkty celulozowe, psuje oleje i produkty naftowe, uszkadza optykę i dzieła sztuki.
Pleśnie i drożdże są głównymi sprawcami psucia się żywności. Niszczą też drewno - niszczą drewno.
Mikroskopijne grzyby chorobotwórcze powodują choroby upraw, zwierząt domowych i ludzi. Ze względu na zdolność do wytwarzania toksyn, grzyby często powodują zatrucia.
Mikotoksyny
Niebezpieczne substancje biologiczne syntetyzowane przez mikroskopijne grzyby to metabolity (produkty odpadowe) o wielu różnych strukturach chemicznych i wpływie na organizm ludzki.
Obecnie znanych jest ponad 250 gatunków mikromycetów. Syntetyzują około 100 toksyn i alergenów. Mikroskopijne grzyby różnych gatunków mogą syntetyzować tę samą toksynę. A same trucizny najczęściej mają skumulowany (skumulowany) wpływ na organizm ludzki, a mianowicie:
- Jaflatoksyny – mają działanie hepatotoksyczne, mutagenne, immunosupresyjne na organizm ludzki.
- Trichoteceny to neurotoksyny, które osłabiają układ odpornościowy,powodują różne zapalenia skóry.
- Ochratoksyny – wpływają przede wszystkim na kanaliki nefronowe nerek.
- Patuliny to neurotoksyny i mutageny.
W przypadku zatrucia toksynami micromycete należy najpierw umyć żołądek.
Mikromycety pasożytnicze
Ta grupa obejmuje ogromną liczbę grzybów, które powodują różne patologie u ludzi, roślin, zwierząt, ryb. Patologie skóry nazywane są dermatomykozą, a patologie narządów nazywane są grzybicami.
Najczęstsze choroby ludzi wywoływane przez grzyby pasożytnicze to:
- Dermatofitoza (parch lub grzybica), która objawia się czerwonymi, swędzącymi plamami na skórze i zniszczeniem mieszków włosowych.
- Kandydoza (pleśniawka) jest wywoływana przez przedstawicieli rodzaju Candida, które są fakultatywnie patogenne i stanowią część normalnej mikroflory jamy ustnej, dróg rodnych i jelita grubego.
- Grzybica paznokci (grzyb paznokci) jest wywoływana przez różne grzyby, które atakują przestrzeń podpaznokciową.
- Sporotrychoza - pasożytnicze grzyby niszczą tkankę podskórną, błony śluzowe, narządy wewnętrzne.
- Czarno-biała piedra to choroba, która atakuje mieszki włosowe wąsów i brwi. Czynnikiem sprawczym jest grzyb z rodzaju Piedraia.
To nie jest pełna lista chorób wywoływanych przez mikromycety. Jednocześnie drogi wnikania grzybów do organizmu są zróżnicowane (powietrze, woda, kontakty), a ich odporność na różne media jest dość wysoka.
Najsłynniejsze mikromycety
Mikroskopijne grzyby obejmują Mucor, Penicillium i Drożdże.
Grzyby z rodzaju Mucor to 60 gatunków grzybów, które nazywamy białą pleśnią. Tworzą kolonie o barwie białej i szarej, które w miarę dojrzewania zarodników stają się czarne. Grzybnia Mucor jest jednokomórkowa, ściana komórkowa zawiera chitozan zawierający azot, który ma właściwości alergizujące. Wśród nich są pasożyty, ale są też takie, które są aktywnie wykorzystywane w produkcji antybiotyków. Mushroom Mukor Chinese - podstawa zakwasu „ragi” na bazie soi i zbóż.
Penicillium (Penicillium) to rodzaj mikroskopijnych grzybów, które są powszechne wszędzie - w glebie, wodzie, morzach, powietrzu, pomieszczeniach, na wszystkich powierzchniach. Tworzy zielonkawe kolonie. Najczęstszym przedstawicielem rodzaju i źródłem penicyliny jest złocista lub zielona pleśń Penicillium. Te grzyby mają rozgałęzioną wielokomórkową grzybnię.
Drożdże to grupa różnorodnych jednokomórkowych grzybów z różnych klas (1500 gatunków z klasy Ascomycetes i Basidomycetes). Grzyby te nie tworzą grzybni, a ich komórki mają wielkość do 40 mikronów. Są one połączone w ogólną grupę ze względu na osobliwości metabolizmu - wszystkie otrzymują energię podczas fermentacji (proces redoks, w wyniku którego rozkładają się węglowodany, a produktami rozpadu są alkohole). Pieczenie chleba, winiarstwo, piwowarstwo i warzenie kwasu chlebowego to nie jest pełna lista branż, w których dana osoba używa tych grzybów. A jednocześnie jest to jeden z głównych czynników psucia się żywności, a niektórepasożyty wywołujące choroby u ludzi (kandydoza, kryptokokoza, łupież, zapalenie mieszków włosowych, łojotokowe zapalenie skóry).
Tendencje łowieckie
Dziwne może się wydawać, że wśród mikroskopijnych grzybów są aktywne „drapieżniki”.
W ten sposób grzyb Arthrobotrys oligospora tworzy sieć ze swoimi strzępkami, których ściany pokryte są lepką substancją. Ofiarami grzyba są glisty (nicienie) żyjące w glebie. Robak przyklejony do strzępek jest pozbawiony możliwości uwolnienia się, a strzępki szybko wrastają w jego ciało. Nicienie stają się pokarmem i po 24 godzinach pozostaje tylko skorupka.
Inny grzyb, Dactylaria Candida, tworzy ze strzępek przypominający lasso pierścień. Nicienie wnikają do niego, a pierścień się zamyka. Epilog dramatu jest taki sam jak w poprzedniej wersji.
Te cechy mikromycetów glebowych były od dawna badane przez biologów pod kątem stosowania w formie biologicznej ochrony upraw.
Bioindykatory środowiskowe
Ostatnie badania biologów dowiodły, że mikroskopijne grzyby mają zdolność do zmiany swojej liczby i składu w zależności od stanu ich siedliska.
Zwykle liczba mikromycetów glebowych wynosi około 10 ton na hektar, a jednocześnie jest zróżnicowana. W badaniu gleb zanieczyszczonych olejem i jego produktami ekolodzy odkryli, że przy wysokich dawkach toksyn liczba i skład gatunkowy mikroskopijnych grzybów glebowych ulega dramatycznym zmianom. W tym przypadku różnorodność gatunkowa gwałtownie maleje, zaczynają dominować mikromycety o szybkim wzroście, które nie są typowe na takich glebach. Oprócz,wiele z tych grzybów jest fitopatogennych - wytwarzają substancje biologicznie czynne, które zakłócają procesy wewnątrzkomórkowe w organizmach roślinnych, co prowadzi do zahamowania ich życiowej aktywności i śmierci.
Zatem liczba i skład gatunkowy mikroskopijnych grzybów może być wiarygodnymi wskaźnikami zanieczyszczenia gleby olejem i jego pochodnymi.
Podsumuj
Przez tysiące lat usuwanie tłuszczu ze skóry było uważane za najbardziej czasochłonny proces w przemyśle skórzanym. Proces był długi i brudny, przy użyciu gołębich odchodów i psich odchodów. Dziś proteinaza, enzym pochodzący z grzybów Aspergillus, skróciła ten proces do 24 godzin, a także sprawiła, że skóra jest bardziej miękka i łatwiejsza do zabarwienia.
To tylko jeden przykład tego, jak pożyteczne mogą być mikroskopijne organizmy. Pomimo rozwoju biologii, wiele cech żywotnej aktywności tych organizmów wciąż pozostaje tajemnicą.
Każdego roku taksonomowie opisują ponad tysiąc nowych gatunków mikroskopijnych grzybów. Rola mikromycetów glebowych pozostaje najbardziej niezbadaną gałęzią zarówno bioekologii, jak i biogeografii. A wynika to przede wszystkim z trudności obserwacji takich organizmów w ich naturalnym środowisku.
Nowy dział w mikologii - doktryna grzybowych toksyn - już dziś daje nam nadzieję na zwycięstwo nad rakiem. Na przykład toksyna grzyba Chaga znacznie zwiększa odporność organizmu na rozwój komórek rakowych. A psylocycyna daje dobre warunki wstępne dlaleczenie zaburzeń nerwowych. Nawet badana penicillium nadal zadziwia mikrobiologów - ostatnio naukowcom udało się wyizolować z niej substancje chemicznie podobne do hormonów liberyn.
Grzyby nie będą stać na uboczu w rozwoju nowych biologicznych środków ochrony upraw roślin rolniczych oraz w rozwoju nowych „zielonych” sposobów unieszkodliwiania odpadów.
