ЦАРСТВО ГРИБОВ: ХАРАКТЕРИСТИКА, КЛАССИФИКАЦИЯ, РАЗМНОЖЕНИЕ, ПИТАНИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Царство Fungi является классификация , где грибы сгруппированы. Сюда входят такие организмы, как хлебные и пивные дрожжи, головня, фруктовые плесени и грибы, многие из которых имеют форму и функции, знакомые нам, людям.

Это очень большая группа организмов: изначально считалось, что в этой группе более 100000 видов, а сегодня она превышает один миллион пятьсот тысяч. Таким образом, грибы, по крайней мере, по количеству видов, представляют вторую по численности группу после насекомых.

Фотография гриба, принадлежащего подразделению Basidiomycota, Amanita muscaria (Изображение предоставлено Image PublicDomainPictures на www.pixabay.com)

Важно отметить, что представители этого царства составляют более 90% наземной биомассы, добавляемой прокариотическими и беспозвоночными организмами, что делает их самой многочисленной группой организмов на Земле с точки зрения биомассы почвы.

Таким образом, грибы широко распространены в биосфере:

- Грибы можно найти во льдах Антарктики, на пляжах и в тропических лесах, в северных ландшафтах и ​​в средних широтах.

- Они живут на земле, в воде, на поверхности скалистых гор и даже в морской воде.

- Они могут быть паразитами растений, рыб, насекомых и крупных позвоночных животных, таких как млекопитающие, то есть всех живых организмов.

Характеристики королевства грибов

Грибы составляют сложную группу организмов, которые, несмотря на многие различия, которые могут иметь между собой, обладают некоторыми замечательными характеристиками:

- Это эукариотические организмы

В отличие от бактерий и архей, но так же, как животные и растения, грибы являются эукариотическими, то есть у них есть ядро ​​и мембранные системы, которые определяют другие органеллы внутри их клеток.

Хотя они относятся к другой группе, многие авторы согласны с тем, что клетки грибов больше похожи на клетки животных, чем на клетки растений, особенно в отношении характеристик их внутренних органелл.

- У них есть клеточная стенка

Причина, по которой грибы были классифицированы вместе с растениями, связана с тем фактом, что их клетки, хотя и не содержат хлорофилла, окружены стеной, которая защищает их, а также клетки растений.

Однако различия в составе этой стенки - это то, что отличает их от группы растений: у растений клеточные стенки состоят из химического соединения, называемого целлюлозой, а у грибов клеточные стенки состоят из другого соединения, известного как хитин.

Следует помнить, что это соединение, хитин, является тем же материалом, из которого сделаны экзоскелеты многих насекомых и моллюсков (членистоногих, беспозвоночных животных).

Фотография гриба (изображение 272447 с www.pixabay.com)

- Это сидячие и многоклеточные организмы.

За некоторыми исключениями, большинство грибов - многоклеточные организмы, то есть они состоят из нескольких клеток, так или иначе «связанных» друг с другом.

Кроме того, это сидячие организмы, то есть, как и растения, они не могут двигаться и всегда находятся в одном и том же месте, где «приживаются».

- Они гетеротрофы

Растения являются автотрофными организмами (они сами производят пищу), а животные - гетеротрофными организмами (они питаются другими организмами).

Грибы также гетеротрофны, и многие из них получают энергию, необходимую для жизни, за счет разложения органических веществ или отходов других организмов, а не других живых организмов.

- У них есть гифы и мицелий

Гифа и мицелий. Взято и отредактировано с сайта es.winner.wikia.com

Все организмы, отнесенные к группе грибов, то есть к царству грибов, имеют очень любопытную форму вегетативного роста: они растут на концах нитей, называемых гифами, которые можно сгруппировать, чтобы сформировать «тело». , известный как мицелий.

Таким образом, мицелии являются структурами, отвечающими за поглощение органических веществ (пищи, переваренной извне) из окружающей их среды.

Гифы, составляющие этот мицелий, напоминают нитчатые нити. Они состоят из «полосок» клеток, которые контактируют друг с другом таким образом, что поглощенные питательные вещества могут переходить от одной к другой без особых препятствий.

Мицелий гриба, в зависимости от вида, позволяет ему расти на земле, в воде, на разлагающихся тканях, на живых тканях и т. Д.

классификация

Грибы представляют собой монофилетическую группу, то есть их представители имеют одного общего предка. Эта группа состоит из 7 типов: Chytridiomycota, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota, Microsporidia, Glomeromycota, Ascomycota и Basidiomycota.

- Тип Chytridiomycota

В этот тип сгруппированы сапрофитные и паразитические организмы, которые также могут быть одноклеточными или нитевидными. Они могут образовывать мицелий и размножаться бесполым путем, образуя бесполые споры. Он имеет два класса: Chytridiomycetes и Monoblepharidomycetes.

- Тип Blastocladiomycota

Он состоит из грибов, паразитирующих на растениях и животных, и некоторых сапрофитных грибов. Он включает водные и наземные организмы, жизненные циклы которых показывают чередование поколений между гаплоидной и диплоидной фазами. Он содержит только один класс: Blastocladiomycetes.

- Тип Neocallimastigomycota

К этой группе относятся организмы, обнаруженные в пищеварительном тракте многих травоядных животных, поэтому многие из них являются анаэробными (они живут в отсутствие кислорода, O2). Многие производят бесполые споры с одним или двумя жгутиками.

В ваших клетках вместо митохондрий есть гидрогенсомы, органеллы, отвечающие за образование энергии в форме АТФ. Они также составляют один класс: Neocallimastigomycetes.

- Тип Microsporidia

Этот тип включает паразитические грибы животных и простейшие организмы. Поскольку филогенетические отношения этой группы полностью не выяснены, этот тип не подразделяется на классы.

- Тип Glomeromycota

Эти грибы являются облигатными мутуалистическими симбиотическими грибами. Виды, принадлежащие к этому типу, связаны с корнями многих растений и устанавливают с ними симбиотические отношения. Он разделен на три класса: археоспоромицеты, гломеромицеты и парагломеромицеты и на четыре подфила:

1. Mucoromycotina
2. Entomophthoromycotina
3. Zoopagomycotina
4. Kickxellomycotina

- Клинок аскомикоты

Также известные как «мешочные грибы», организмы, принадлежащие к этому типу, могут быть симбионтами в лишайниках, они могут быть паразитами растений или животных или сапрофитами, а также могут быть одноклеточными или нитчатыми.

Они размножаются бесполым путем делением, почкованием, фрагментацией или спорами. Их половое размножение происходит через мейоспоры, сформированные в «мешочках», называемых асками, которые могут быть собраны в структуры или тела (закрытые или открытые), называемые аскокарпусами.

К этой группе принадлежат некоторые «шампиньоны», «шампиньоны» и трюфели. Он делится на подфилов:

1. Taphrinomycotina
2. Saccharomycotina (где дрожжи)
3. Pexixomycotina (многие лишайообразующие грибы)

- Тип Basidiomycota

Эти грибы также имеют разные формы жизни и питания: в группе есть паразиты растений и насекомые, а также сапрофиты.

Многие из них являются нитчатыми грибами и могут продуцировать мицелий двух типов: один с неядерными клетками (с одним ядром), а другой с дикариотическими клетками (с двумя ядрами). Они размножаются бесполым путем путем фрагментации или спороношения.

Их половое размножение может происходить путем слияния гиф или слияния двух репродуктивных структур, мужской и женской.

Это одна из самых крупных групп, включающая грибы, содержащие ржавчину, гниль, студенистые грибы, грибы, шаровидные грибы, вонючие грибы, грибы «птичьего гнезда» и др.

Этот тип подразделяется на три других субфила:

1. Pucciniomycotina
2. Ustilaginomycotina
3. Agaricomycotina

Размножение в царстве грибов

Способы размножения грибов значительно различаются и во многом зависят от каждого рассматриваемого вида.

Некоторые из них могут воспроизводиться, образуя новые колонии из фрагментов своих гиф, а другие, с другой стороны, способны производить плодовые тела (например, грибы или грибы), которые образуют споры.

Чтобы лучше понять это, давайте вспомним, что в царстве грибов существует как бесполое размножение, так и половое размножение.

Фотография гриба (Изображение Энрикелопезгарре на www.pixabay.com)

Бесполое размножение в царстве грибов

У грибов можно говорить о «простом» половом размножении, а о другом - немного более «сложном». Самое «простое» бесполое размножение связано с процессами деления, бутонизации и фрагментации.

- В некоторых группах происходит фрагментация, связанная, как мы уже упоминали, с размножением колоний из фрагментов гиф, образующих их мицелий.

- Почкование - это еще одна форма бесполого размножения, благодаря которой в клетке возникает своего рода «сосочек», который увеличивается, а затем отделяется, образуя независимую (но идентичную, то есть клон) сущность.

- Деление характерно для некоторых одноклеточных грибов, например, некоторых дрожжей. Он заключается в образовании новой клетки из другой, которая делится пополам.

Микроскопия Saccharomyces cerevisiae, дрожжей для хлеба и пива, одноклеточного гриба, который размножается почкованием (Источник: Могана Дас Муртей и Патчамуту Рамасами / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/) 3.0) через Wikimedia Commons)

Другие более «сложные» формы бесполого размножения включают образование бесполых спор, то есть спор, которые были образованы митотическим или мейотическим делением (митозом или мейозом соответственно), а не слиянием двух клеток или половых гамет.

Они считаются более «сложными», потому что грибы, которые образуют эти споры (подвижные или неподвижные), обычно развивают для этого более сложные структуры.

Половое размножение в царстве грибов

Практически все виды, попадающие в это царство, могут размножаться половым путем.

Важным отличием полового размножения грибов от такового у других организмов является то, что ядерная мембрана их клеток остается неповрежденной на протяжении всего процесса (у других организмов она «растворяется» и формируется снова).

Плазмогамия, кариогамия и мейоз

У грибов половое размножение происходит в трех последовательных событиях. Первоначально диплоидные хромосомы (2n) разделяются на две дочерние клетки, образуя гаплоидную (n) стадию.

Таким образом, плазмогамия заключается в слиянии двух протопластов, содержащих «совместимые» ядра. Мы называем протопластом все, что содержится в клеточной стенке: плазматическую мембрану и цитозоль со всеми его органеллами.

В этой фазе образуется клетка с двумя гаплоидными ядрами, которые не слились, событие, которое происходит позже и известно как кариогамия. Кариогамия дает начало диплоидному ядру, генетически отличному от двух предыдущих, внутри клетки, которая теперь называется зиготой.

Есть много грибов, которые всегда гаплоидны, и поэтому зигота является единственной диплоидной клеткой на протяжении всего ее жизненного цикла. Кроме того, другие грибы могут длительное время оставаться с дикариотическими клетками (с двумя ядрами).

После кариогамии следует мейоз, который представляет собой процесс деления клеток, в результате которого генетическая нагрузка или количество хромосом на клетку снижается, таким образом восстанавливая гаплоидную «фазу». Гаплоидные ядра обычно находятся в клетках, которые развиваются в споры, мейоспоры.

«Быстрая» диаграмма полового размножения гриба с плодовым телом (Источник: Fungi_sessuate_reproduction.png: M.violante 10:22, 24 мая 2006 г. (UTC), производная работа: DZadventiste / CC BY-SA (http: // creativecommons. org / licenses / by-sa / 3.0 /) через Wikimedia Commons, изменено Ракель Парада)

Как найти совместимые гаплоидные ядра?

Плазмогамии можно достичь за счет производства специализированных половых клеток или гамет, которые могут вырабатываться половыми органами, называемыми гаметангиями.

Некоторые грибы соприкасаются своими гаметангиями, позволяя ядрам одного (самца) перейти к другому (самке), но они не производят половые клетки. Другие грибы сливают свои гаметангии, чтобы осуществить плазмогамию.

С другой стороны, более развитые грибы не производят гаметангий, но вегетативные гифы выполняют сексуальные функции и сливаются, обмениваясь ядрами.

питание

Ранее мы упоминали, что грибы - это гетеротрофные организмы. Из этого следует, что, в отличие от растений, эти живые существа не могут синтезировать собственную пищу из солнечного света и углекислого газа (CO2), присутствующего в атмосфере.

Предпочтительным источником энергии и углерода для грибов являются углеводы (хотя они получают азот в результате расщепления белков), а грибы способны поглощать и метаболизировать различные растворимые углеводы, включая глюкозу, ксилозу, фруктозу, сахарозу и т. Д.

Кроме того, другие более сложные «нерастворимые» углеводы, такие как целлюлоза и гемицеллюлоза, лигнин или крахмал, также могут расщепляться батареей пищеварительных ферментов, которые могут продуцировать грибы.

Грибы, являющиеся гетеротрофными организмами, можно классифицировать по «способу» питания:

- Некоторые из них сапрофиты или деструкторы. Сапротрофия заключается во внешнем переваривании разлагающихся органических веществ (через секрецию пищеварительных ферментов) с последующим поглощением их через «тело», образованное гифами.

Фотография гифы сапрофитного гриба среди опавших листьев дерева (Источник: Sten / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) через Wikimedia Commons)

- Другие грибы являются паразитами, поэтому они получают пищу из тканей организма, хозяевами которого они являются, что часто может быть вредным для его здоровья.

- Другие грибы являются симбионтами и сосуществуют в одном «организме» с водорослями, образуя так называемый лишайник. Водоросль является фотосинтетической (автотрофной), а гриб - гетеротрофной, поэтому у пары есть режим питания, который мы можем считать «смешанным».

Фотография лишайника (источник: Норберт Нагель, Мёрфельден-Вальдорф, Германия / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) через Wikimedia Commons)

- Некоторые образуют структуры, называемые микоризами, которые также являются частью симбиотических отношений между корнями растения и гриба. Они обмениваются питательными веществами со своим фотосинтетическим партнером и приносят ему определенные преимущества.

Схема мутуалистических отношений микоризного гриба и растения (Источник: Nefronus / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) через Wikimedia Commons, изменено Ракель Парада)

Ссылки

1. Чой, Дж., И Ким, Ш. (2017). Геномное древо жизни для царства грибов. Слушания Национальной академии наук, 114 (35), 9391-9396.
2. Британская энциклопедия. (2020). Получено 16 апреля 2020 г. с сайта www.britannica.com/science/fungus.
3. Феофилова, Е.П. (2001). Царство грибов: неоднородность физиологических и биохимических свойств и взаимоотношений с растениями, животными и прокариотами. Прикладная биохимия и микробиология, 37 (2), 124-137.
4. Ментцер А.П. «Характеристики организмов королевских грибов» Sciencing.com, www.sciencing.com/characteristics-kingdom-fungi-organisms-8425182.html. 17 апреля 2020.
5. Мур, Д. (2001). Убийцы, Спасители, Слуги и Секс: разоблачение королевства грибов. Springer Science & Business Media.
6. Стефенсон, SL (2010). Биология грибов, плесени и лишайников.