ЦАРСТВО ГРИБЫ (ЛАТ. FUNGI ИЛИ MYCOTA )
MYCOTA Грибы (лат. Fungi или Mycota) — царство живой природы, объединяющее эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки как растений, так и животных. Грибы изучает наука микология, которая считается разделом ботаники, поскольку ранее грибы относили к царству растений. Весьма велико биологическое и экологическое разнообразие грибов. Это одна из наибольших и разнообразнейших групп живых организмов, ставшая неотъемлемой частью всех водных и наземных экосистем. В соответствии с современными оценками, на Земле существует от 100 до 250 тысяч, а по некоторым оценкам до 1, 5 миллиона [ 2 ] видов грибов. По состоянию на 2008 год в царстве Fungi описано 36 классов, 140 порядков, 560 семейств, 8283 употребляемых родовых названий и 5101 родовой синоним, 97 861 вид.
С РАСТЕНИЯМИ ГРИБЫ СБЛИЖАЕТ наличие хорошо выраженной клеточной стенки; неподвижность в вегетативном состоянии; размножение спорами; способность к синтезу витаминов; поглощение пищи путем всасывания (адсорбции).
ОБЩЕЕ С ЖИВОТНЫМИ гетеротрофность; наличие в составе клеточной стенки хитина, характерного для наружного скелета членистоногих; отсутствие в клетках хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов; накопление гликогена как запасного вещества; образование и выделение продукта метаболизма — мочевины.
ЭТИМОЛОГИЯ Международное название царства Fungi представляет собой множественное число от латинского слова fungus, известного из классической латыни и употреблявшегося Горацием и Плинием. Оно заимствовано из др. -греч. σπόγγος «губка» [ 6 ]. Из латыни слово, в свою очередь, заимствовано современным английским языком (англ. fungus [ˈfʌŋɡəs], множ. ч. fungi [ˈfʌndʒaɪ] или [ˈfʌŋɡaɪ]); также к нему восходят слова современных романских языков, например, итал. и порт. fungo, исп. hongo [ 5 ]. Употребляющийся также синоним Mycota образован в новое время (новолатинский термин) от др. -греч. μύκης.
ЭКОЛОГО-ТРОФИЧЕСКАЯ ГРУППА ГРИБОВ Определение экоморфе грибов дал американский эколог Р. Уиттекер, согласно которому грибы — это гетеротрофные эукариотические организмы, обладающие исключительно осмотрофным, то есть всасывающим, типом питания. Такой способ питания обуславливает характерные особенности морфологии и физиологии грибов. 1. Вегетативное тело их чаще всего представляет собой мицелий или о д н о к л е т о ч н ы й т а л л о м , п о л н о с т ь ю п о г р у ж ё н н ы й в с у б с т р а т — э т о о б е с п е ч и в а е т м а к с и м а л ь н о э ф ф е к т и в н о е и з в л е ч е н и е п и т а т е л ь н ы х в е щ е с т в в с е й п о в е р х н о с т ь ю тела, многократно разветвлённые гифы мицелиальных грибов стремятся пронизать весь доступный субстрат. 2. Погружённость таллома вызывает трудности с распространением спор, поэтому спороносящие органы у большинства грибов выносятся над поверхностью субстрата, часто с образованием сложно устроенных структур — плодовых тел. 3. Субстрат часто содержит питательные вещества в виде биополимеров (полисахаридов, белков), непригодных для непосредственного всасывания через клеточные оболочки. Поэтому грибы выделяют в окружающую среду ферменты — гидролазы, или деполимеразы, выполняющие функцию пищеварительных ферментов.
ОСОБЕННОСТИ ФИЗИОЛОГИИ ГРИБЫ МИЦЕЛИЙ РИЗОМИЦЕЛИЙ ГИФА – царство природы, включающее гетеротрофные организмы, имеющие мицелиальное строение – вегетативное тело гриба ГИФАЛЬНЫЙ (КЛЕТОЧНЫЙ) МИЦЕЛИЙ – одноклеточный или многоклеточный нитчатый вегетативный орган грибов, формирующий мицелий ДИКАРИОН – клетки грибов, в норме содержащие 2 не сливающихся гаплоидных ядра
СТРОЕНИЕ ГРИБА Tо, что мы собираем и называем грибом - лишь карпофор, базидиома или плодовое тело. Сама же рабочая часть гриба, его вегетативное тело - мицелий или грибница, скрыта внутри субстрата, в почве, древесине или подстилке, и состоит из тончайших переплетенных нитей, гифов, которые и выполняют свои основные функции. Плодовые тела недолговечны. Они живут пять - десять суток, а грибница съедобных и ядовитых грибов с у щ е с т в у е т н е с к о л ь к о д е с я т к о в и д а ж е сотен лет. Она хорошо переносит сильные морозы и засуху. При этом г р и б н и ц а п р е к р а щ а е т р о с т и р а з в и т и е , как бы замирает. С наступлением благоприятных условий она снова начинает пробуждаться и разрастаться во все стороны. Развиваясь, грибница выделяет особые вещества - ферменты, под действием которых происходит разложение субстрата.
СТРОЕНИЕ ГРИБА У ш л я п о ч н о г р и б а ш л я п к а - г л а в н а я часть плодового тела. На ней расположены органы, производящие споры, посредством которых грибы размножаются. Форма шляпки очень разнообразная. С возрастом она меняется. У молодого гриба шляпка чаще бывает округлой, яйцевидной, колокольчатой. С возрастом шляпка распрямляется и становится ширококонической, плосковыпуклой или вогнутой. Виды шляпок: -подушковидные или выпуклые(белый гриб) -плосковыпуклые(моховик или подберезовик) -с бугорком на вершине(поплавок или опенок) -яйцевидные(чернильный гриб) -колокольчатые
СТРОЕНИЕ ГРИБА Сверху шляпка покрыта кожицей (кутикулой), которая предохраняет гриб от неблагоприятных воздействий. Она состоит из прочных плотно сплетенных грибных нитей(гиф). Окраска кожицы бывает самая разнообразная - красная, зеленая, серая, коричневая, желтая и т. п. Она может изменяться в зависимости от возраста гриба, времени года, погодных и почвенных условий; становится блеклой. Кроме того, кожица может быть гладкой, шероховатой, чешуйчатой и т. д. У некоторых грибов она горьковатая, у многих легко сдирается со шляпки.
СТРОЕНИЕ ГРИБА Мякоть Под кожицей в шляпке расположена мякоть. Толщина ее зависит от вида гриба(от нескольких сантиметров до нескольких миллиметров). По размерам мякоти шляпки гриба: -тонкомясистые грибы(опята, сыроежки, поплавки) -толстомясистые грибы(белый гриб, масленок) Цвет мякоти бывает беловатым, беловато-желтым. У некоторых грибов он изменяется на изломе или разрезе от соприкосновения с воздухом. Мякоть грибов имеет специфический вкус и запах. П а х н е т с ы р ы м к а р т о ф е л е м , с в е ж е й мукой, хреном, селедкой и т. д. Бывает безвкусной, горькой, с легким ореховым, сладковатым привкусом.
СТРОЕНИЕ ГРИБА Гименофор Ниже мякоти расположен (гименофор). в шляпочном спороносный грибе слой - У трубчатых грибов гименофор состоит из трубочек или ячеек; - у пластинчатых - из пластинок; - у лисичковых - из жилок, складок; - У ежовиковых - из сосочков или шипиков, похожих на колючки ежа. В зависимости от строения спороносного слоя грибы делятся: - На трубчатые. На нижней поверхности шляпок есть мелкие отверстия(поры), которые открывают наружу трубочки, что создает впечатление губки(или губчатые грибы). - На пластинчатые. На нижней поверхности шляпок находятся п л а с т и н к и , р а с п о л о ж е н н ы е р а д и а л ь н о о т м е с т а п р и к р е п л е н и я н о ж к и к к р а я м шляпки.
СТРОЕНИЕ ГРИБА Споры Организм гриба развивается из спор Они созревают: -внутри плодового тела; -в микроскопически маленьких мешочках на внешней поверхности плодового тела; -на внешней поверхности ветвистых отростков. Споры имеют шарообразную, веретенообразную, угловатую, звездообразную форму. Споры очень долго сохраняют свою жизнеспособность(иногда до 20 лет и более). Могут выдержать холод до 100 -150 градусов.
СТРОЕНИЕ ГРИБА Ножки Назначение ножки-выдержать тяжесть шляпки и сохранить ее в устойчивом положении. По положению к шляпке бывает: -центральной, -эксцентрической(прикреплена не по центру шляпки), -боковой(прикреплена к самому краю шляпки), - в о о б щ е н е б ы в а е т ( г р и б ы к р е п я т с я краем шляпки сразу к стволу дерева). Форма ножки: -цилиндрическая, -обратнобулавовидная, -веретеновидная, -корневидно-вздутая, -клубневидно-вздутая у основания.
ОСОБЕННОСТИ ГЕНОМА Грибы являются типичными эукариотами, тем не менее, размер генома у них значительно меньше, чем у подавляющего большинства остальных эукариот и приближается по этому признаку к прокариотному геному. Содержание повторяющихся последовательностей ДНК также ниже, чем в среднем у животных и растений
ЦИТОЛОГИЯ Для растений и животных характерны одноядерные клетки, у грибов же в одной клетке или неклеточном талломе может быть одно, два (дикарион) или много ядер. Формирование новых клеток (цитокинез) происходит в мицелии грибов независимо от деления ядер (кариокинеза), это обуславливает возможность формирования многоядерных клеток. Митоз — «закрытого» типа, при котором ядерная оболочка сохраняется до расхождения двух наборов хромосом. Закрытый митоз известен также у красных водорослей, некоторых окрашенныхжгутиконосцев и части зелёных водорослей. Грибы имеют клеточную стенку, это признак, общий для них и растений, но не обнаруживаемый у животных.
ЦИТОЛОГИЯ Центральная вакуоль у грибов и животных формируется только при старении клетки, в отличие от растений, у которых она имеется в фазе метаболической активности. Образование вакуоли происходит за счёт автолиза содержимого, что также характерно для животных, но не для растений. Кристы (складки внутренней мембраны) митохондрий у грибов пластинчатой формы, у грибоподобных хромистов — трубчатые.
РАЗМНОЖЕНИЕ Большинство грибов способно к вегетативному Х а р а к т е р е н п л е о м о р ф и з м — н а л и ч и е одновременно нескольких видов спороношений, например, бесполого и полового. Вегетативное размножение: - Частями мицелия. -Специализированными образованиями: артроспорами (оиди ями) с тонкими стенками или хламидиоспорами с толстыми, образуются они, с некоторыми отличиями, при распаде мицелия на части, а затем дают начало новому. -Почкование гиф или отдельных клеток (например, у дрожжей). Также почкуются аскоспоры у сумчатых и базидиоспоры у головнёвых. Образующиеся почки постепенно отделяются, растут и со временем сами начинают почковаться.
БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ Эндогенные споры ( с п о р а н г и о с п о р ы ) характерны для низших грибов. Образуются внутри особых клеток, называемых спорангиями. Экзогенные споры о б ы ч н о называют конидиями (др. -греч. κονία — пыль, εἶδος — вид), они имеются у высших и у некоторых низших грибов. Образуются на вершинах или сбоку специальных гиф — конидиеносцев, ориентированных вертикально, которые могут быть простыми или разветвлёнными. Покрыты плотной оболочкой, поэтому довольно устойчивы, но неподвижны. Могут подхватываться воздушными потоками и л и ж и в о т н ы м и и п е р е н о с и т ь с я н а з н а ч и т е л ь н ы е расстояния. При прорастании дают ростовую трубку, а затем гифы. . Aspergillus fumigatus
ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ Для низших грибов свойственно слияние гаплоидных гамет путём изогамии, анизогамии (гетерогамии) или оогамии. В случае оогамии развиваются половые органы — оогонии (женские) и антеридии (мужские). При оплодотворении происходит образование ооспоры — это зигота, которая покрывается толстой оболочкой, некоторое время проводит в состоянии покоя, после чего прорастает
ЗИГОГАМИЯ У зигомицетов (зигогамия) сливаются только клетки, расположенные на различных типах мицелия, обозначаемых как «+» или «-» , причём внешнее строение у них одинаковое, но в пределах своих групп половой процесс невозможен. Такие грибы называются гетероталличными, а те, которые имеют только один тип мицелия — гомоталличными. Разные типы мицелия у гетероталличных грибов не следует связывать с каким-либо полом, то есть называть их мужскими или женскими. Зигомицеты (Zygomycetales): 1 - ветвистый мицелий мукора (Мисог) с двумя спорангиями, сидящими на спорангиеносцах 2 - внешний вид спорангия; 3 внутреннее строение спорангиев двух видов мукора, различающихся формой колонки; 4 - лопнувший спорангий; 5 - одна из стадий зигогамии; 6 - зигоспора на суспензорах; 7 - проросшая зигоспора с зародышевым мицелием и спорангием; 8 - спорангий пилоболуса (Pilobolus) на спорангиеносце, покрытом капельками воды
ГАМЕТАНГИОГАМИЯ У аскомицетов сливаются не отдельные клетки, а половые органы (гаметангиогамия): отросток мужского антеридия оплодотворяет женский архикарп, состоящий из трихогины и аскогона. Содержимое антеридия по трихогине переливается в аскогон. Оплодотворение также может осуществляться с помощью мелких клеток спермаций, такой процесс называется сперматизацией. Ядра при этом соединяются, но не сливаются — образуется дикарион. Аскогон даёт выросты — аскогенные гифы, на концах которых, после слияния ядер (кариогамии) образуются сумки (аски), а в них аскоспоры после мейоза. Сумки заключаются в плодовые тела (клейстотеции, перитеции, апотеции или псевдотеции). Процесс может идти по-другому, но его итогом всегда бывает образование сумок. Morchella esculenta var. conica
СОМАТОГАМИЯ У базидиальных грибов половой процесс представляет собой слияние участков вегетативных гиф — соматогамию, в результате образуются базидии с базидиоспорами (две «+» и две «-» ). Эти гаплоидные споры дают начало гаплоидному короткоживущему ицелию. м Два гаплоидных мицелия, сливаясь, дают начало дикариотическому мицелию, на котором вновь образуются базидии. Lepista glaucocana
КЛАССИФИКАЦИЯ Хитридиомицеты (Chytridiomycota) гаплоидный многоядерный синцитий (плазмодий), клеточная стенка отсутствует, вегетативное размножение не обнаружено, одножгутиковые зооспоры, полового спороношения нет, гаметы подвижны, изо - или гетерогамия, все представители паразиты. Batrachochytrium dendrobatidis
КЛАССИФИКАЦИЯ Зигомицеты (Zygomycota) гаплоидный синцитий (иногда с небольшим количеством перегородок), у наиболее примитивных в виде голого комочка протоплазмы — амёбоида или в виде одной клетки с ризоидами, помимо хитина в клеточной стенке много пектина, способность к почкованию, бесполое размножение спорангиоспорами, зигогамия. Мукор на хлебе
КЛАССИФИКАЦИЯ Аскомицеты (Ascomycota) Сумчатые грибы — хорошо развитый многоклеточный гаплоидный мицелий, способность к почкованию и образованию склероций, конидии, гаметангиогамия с образованием сумок с аскоспорами. Аскомицеты представляют собой одну из самых многочисленных групп грибов — более 32000 видов (~30 % всех известных науке видов грибов). Их отличает огромное разнообразие — от микроскопических почкующихся форм до обладающих очень крупными плодовыми телами грибов. Morchella contigua
КЛАССИФИКАЦИЯ Базидиомицеты (Basidiomycota) многоклеточный, как правило дикариотический мицелий, могут образовывать хламидоспоры, соматогамия или автогамия с образованием базидий с базидиоспорами. Группа включает подавляющее большинство грибов, употребляемых человеком в пищу, а также ядовитых грибов и многих паразитов культурных и диких растений. Всего насчитывается свыше 30000 видов. Hygrophoropsis aurantiaca
КЛАССИФИКАЦИЯ Дейтеромицеты (Deuteromycota) или несовершенные грибы (Anamorphic fungi) — в эту гетерогенную группу объединены все грибы с развитым мицелием, размножающиеся частями мицелия и конидиями и с неизвестным до настоящего времени половым процессом. Насчитывается около 30000 видов. Aspergillus
РОЛЬ В БИОЦЕНОЗЕ Симбионты вступают во взаимовыгодные отношения с растениями в форме микоризы. При этом гриб получает от растения необходимые ему органические соединения (главным образом углеводы и аминокислоты), в свою очередь снабжая растения неорганическими веществами. Характерными представителями группы микоризообразующих грибов являются базидиомицеты из семейств Болетовые (Boletaceae) и Аманитовые (Amanitaceae) (бо л ьшая часть видов).
РОЛЬ В БИОЦЕНОЗЕ Грибы-паразиты Поражают живые ткани растительных и животных организмов, вызывая заболевания. тру т овые грибы
РОЛЬ В БИОЦЕНОЗЕ Сапротрофы утилизируют органические фрагменты погибших организмов. Наряду с сапротрофными бактериями составляют блок редуцентов — необходимое звено в трофической цепи любого биоценоза. Примерами таких грибов являются пеницилл, мукор, дрожжи и многие другие виды. Penicillium
РОЛЬ В БИОЦЕНОЗЕ Хищники едят почвенных животных, н апример нематод, могут жить и как сапротрофы. Arthrobotrys,
ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ Некоторые виды грибов продуцируют важные вещества (в том числе антибиотики). Препараты из грибов: - из чаги, спорыньи - вещества, извлечённые из культуральной среды пеницилловых и других грибов (используют при производстве антибиотиков).
ВИДЫ ГРИБКОВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ Дерматофития — кожные заболевания, вызываемые грибами Trichophyton и Microsporum. Кандидоз — вызывается Candida albicans. Онихомикоз — грибковое заболевание ногтей, вызывается дерматофитами. Пёстрый (отрубевидный, разноцветный) лишай — характеризуется образованием чешуек, вызывается Malassezia furfur. Чёрный лишай — на ладонях и подошвах образует коричневые или чёрные пятна, вызывается Exophiala werneckii. Чёрная пьедра — колонизирует волос, вызывается Piedraia hortae. Белая пьедра — микоз волос головы, усов, бороды, вызывается Trichosporon beigelii. Споротрихоз Черный язык — на языке образуется черный налет, вызывается грибком (Black hairy tongue)
ВИДЫ ГРИБКОВЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
