Споруляция у грибов

Главная / Лекции 3 курс / Медицинская микробиология / Вопрос 44. Общая микология / 3. Способы размножения грибов

3. Способы размножения грибов

У грибов различают бесполое и половое размножение, последнее присуще только высшим грибам. При бесполом размножении возможны процессы почкования (характерны для дрожжеподобных грибов) и спорообразования. Дочерние клетки образующиеся при почковании дрожжей, называют бластоспорами. Среди спор бесполого размножения различают экзо- и эндоспоры.

Экзоспоры (конидии) образуются на терминальных нитевидных отростках специализированных гиф — конидиеносцев, например, у плесневых грибов. По размерам различают микро- и макроконидии. Среди конидий особо выделяют алейрии, при их формировании мицелий становится нежизнеспособным, так как вся протоплазма клеток уходит на формирование спор.

Эндоспоры бесполого размножения образуются внутри клетки гриба. Их разновидности достаточно многочисленны. Так, к эндоспорам относят:

  • ондии и другие.

Артроспоры образуются при фрагментации концов гиф многоклеточного гриба, хламидоспоры могут образовывать и дрожи, и многоклеточные грибы. Эти споры характеризуются образованием утолщенных оболочек.

Спорангиоспоры созревают в особых образованиях — спорангиях. Спорангии представляют собой колбовидные или шаровидные вздутия специализированных гиф многоклеточного гриба, называемых спорангионосцами.

Ондии — очень мелкие зерна-споры, образующиеся при фрагментации любой гифы многоклеточного гриба.

У высших многоклеточных грибов различают мужские и женские гифы, обозначаемые как F+ и F. Наряду с бесполым размножением, для них характерно половое размножение. В этом случае процесс спорообразования идет после слияния мужской и женской гифы. 

Среди спор полового размножения грибов различают:

  • базидиоспоры.

Зигоспоры образуются в результате мейоза внешне одинаковых гиф, а ооспоры — после слияния внешне различных гиф.

Аскоспоры присущи только одному классу высших грибов — аскомицетам. Для них характерно образование спор после слияния половых гиф и процесса мейоза в особых вместилищах — сумках (асках).

Базидиоспоры присущи высшим грибам из класса базидиомицетов, особенность их образования заключается в том, что процессы слияния половых гиф, мейоз и последующее созревание идут только в основании мицелия.

Далее по теме:

Типы размножения грибов

Грибам и растениям свойственны три типа размножения – вегетативное, бесполое репродуктивное и половое репродуктивное.

Наиболее простым способом размножения грибов является вегетативное, осуществляемое частицами мицелия.

Размножение с помощью специально приспособленных для этого органов называют репродуктивным, а подобные органы – органами репродуктивного размножения. Известно, что репродуктивное размножение может осуществляться без смены ядерных фаз (бесполым путем), либо в результате формирования и слияния гамет (половым путем).

Роль бесполой репродукции заключается, прежде всего, в обеспечении размножения и массового распространения грибной популяции. Грибные клетки при этом делятся митотически и в них не происходят рекомбинации наследственных признаков.

Такие грибы размножаются очень интенсивно – одна грибная колония может сформировать сотни миллионов спор, а с учетом нескольких возможных поколений в течение одного вегетационного периода продуктивность достигает астрономических величин. Так, в 1 г плодородной почвы обнаруживается до 100 тыс. и более спор и других зачатков грибов.

Бесполое репродуктивное размножение осуществляется посредством специализированных спор, процесс образования которых (споруляция) требует больших затрат пластических веществ и может совершаться только хорошо развитым мицелием.

По способу формирования различают споры эндогенные и экзогенные.

Эндогенные споры образуются внутри особых клеток – спорангиев и называются спорангиеспорами, которые при созревании распространяются потоками воздуха в поисках подходящего субстрата. У более примитивных видов спорангии содержат споры со жгутиками, способные к активному передвижению в воде. Их называют зооспорами, а места их созревания – зооспорангиями. Эти споры

свойственны водным грибам или таким наземным видам, которые еще не утратили связи с водной средой и в период спорообразования и спороношения нуждаются в капельной влаге (дождь, роса, почвенная влага). К таким грибам относится опасный паразит картофеля и томатов фитофтора.

Зооспорами размножаются и такие грибы, у которых вегетативное тело представлено амебоидом. В частности, гриб синхитриум, вызывающий рак картофеля.

Экзогенные споры образуются на поверхности специализированных гиф мицелия и называются конидиями (от греческого konia — пыль), а специализированные гифы – конидиеносцами. Такой способ спороношения присущ преимущественно высшим грибам, при этом конидии отличаются крайне разнообразной морфологией (формой, числом клеток, окраской, расположением). Конидиеносцы могут расти одиночно или в группе. Примером одиночного конидиеносца может служить гриб пеницилл. Группы конидиеносцев образуют подушечки, конидиальные ложа и пикниды.

Подушечки формируются на поверхности питательного субстрата и состоят из сближенных, или даже сросшихся вдоль, конидиеносцев.

Конидиальное ложе погружено в субстрат, который в результате покрывается язвочками в местах поселений гриба.

Пикниды (от греческого pyknos — плотный) – это шарообразные вместилища, оболочка которых состоит из сплетения гиф.

Половое репродуктивное размножение присуще большинству высших и низших грибов (их около 70 %). В его основе лежит слияние половых клеток, или гамет, образование зиготы и превращение ее в особые споры, называемые половыми. Существуют виды, у которых мужские и женские гаметангии развиваются на одном и том же мицелии, или талломе. Их называют гомоталличными. Если же разнополые гаметангии формируются на разных мицелиях, то такие грибы называют гетероталличными.

Следует отметить, что у грибов совершенно не выражен половой диморфизм. Для размножающихся половым путем грибов стало возможным лишь установление физиологической,  но не морфологической разнополости.  

Половой процесс имеет свои особенности у низших и высших грибов.

У низших грибов он заключается в одновременном слиянии цитоплазмы и ядер гамет. В результате формируется зигота, которая покрывается защитными оболочками и превращается в покоящуюся половую спору. Низшие грибы – это гаплоидные организмы, и только их половые споры диплоидны.

У высших грибов половой процесс двустадийный: вначале происходит плазмогамия (слияние цитоплазмы), а значительно позднее — кариогамия (сливаются ядра). В результате у этих грибов образуются дикарионные (двуядерные) клетки, дающие начало дикарионному мицелию.

Половые споры высших грибов – аскоспоры и базидиоспоры – это гаплоидные споры, не имеющие периода покоя и прорастающие в гаплоидный мицелий. В цикле развития высших грибов присутствуют гаплоидный и дикарионный мицелии и диплоидная зигота.

У большинства грибов наблюдается закономерное чередование бесполого и полового способов размножения и связанное с этим чередование фаз развития.

Наряду с типичным половым процессом у некоторых грибов наблюдается своеобразная рекомбинационная изменчивость, получившая название – парасексуальный процесс . Основой этого явления служит гетерокариоз, или генетическая разнокачественность ядер, а также способность гиф к слиянию, т.е. вегетативной гибридизации. В результате плазмогамии из гомокариотичных мицелиев образуются клетки, содержащие разнородные ядра. В дальнейшем при их делении может произойти рекомбинация и возникновение новых фенотипических признаков. На практике это выражается в интенсивной генотипической изменчивости таких видов грибов, у которых никогда не бывает истинного полового процесса.

Одно из важнейших последствий генотипической изменчивости грибов – это появление внутривидовой дифференциации. Оказалось, что многие фитопатогенные виды грибов включают специализированные формы, заселяющие строго определенные виды  растений-хозяев. Например, возбудитель  стеблевой ржавчины злаков включает специализированные формы, каждая из которых поражает только пшеницу, или ячмень, или овес и т.д., т.е. почти каждому ботаническому роду соответствует своя форма паразита. В дальнейшем выяснилось, что и специализированные формы не однородны. Они распадаются на физиологические расы, которые различаются по способности поражать различные сорта культурных растений.

Явление паразитизма всегда находилось в центре внимания ученых-микологов, исследовавших взаимоотношения грибов и растений. Оно имеет не только большое научное значение, но и несомненный практический интерес, поскольку около 10 % представителей царства Грибов известны как паразиты растений. Эта обширная группа грибов включает как облигатных, так и факультативных паразитов. Виды, не способные паразитировать на растениях ни при каких условиях называют облигатными сапрофитами.

Активная жизнь облигатных паразитов тесно связана с живыми клетками и тканями растения-хозяина. Гибель растения приводит к гибели облигатного паразита или его переходу в неактивную, покоящуюся стадию жизненного цикла. Облигатные паразиты, как правило, не растут на мертвых питательных средах и требуют для своего развития содержимого живых растительных клеток, т.е. принадлежат к биотрофным микроорганизмам. К этой группе относятся повсеместно распространенные ржавчинные, головневые и мучнисторосяные грибы, возбудители рака картофеля, килы капусты и другие.

Факультативные паразиты – это виды, способные вести как паразитический, так и сапрофитный образ жизни. По характеру питания эти паразиты принципиально отличаются от биотрофов: они могут поглощать питательные вещества только из мертвого субстрата, т.е. относятся к некротрофам. Вначале, поселившись на растении, факультативные паразиты с помощью своих ферментов и токсинов убивают инфицированные клетки, а затем уже поглощают их содержимое, Гибель растения-хозяина в этом случае не влечет за собой гибель паразита: он лишь переходит от паразитического к сапрофитному существованию, демонстрируя таким образом высокую экологическую пластичность. К этой группе относятся возбудители плодовой гнили и парши яблони и груши, белой гнили подсолнечника, серой гнили земляники, антракноза и септориоза смородины и другие.

Облигатные сапрофиты, к которым принадлежат 90 % грибов, ведут исключительно мирный образ жизни, питаясь лишь остатками мертвых растений. Именно этим грибам принадлежит важная роль в биологической деструкции органических веществ растительного происхождения.

Грибы осуществляют значительную часть постоянно происходящих в природе превращений.

Без всякого нашего содействия грибы участвуют в жизненно важных для всех организмов превращениях, например, разрушают органические остатки, что ведет к их минерализации. По некоторым оценкам на 1 га лесной почвы умеренной климатической зоны приходится 454 кг грибов, 7 кг бактерий и 36 кг мелких животных, что соответствует общей годичной продуктивности биомассы 7,6 тонн. 

Без лишайников немыслима пионерная растительность.

Даже патогенность не всегда нежелательна, т.к. паразиты паразитов полезны.

Например, дерматофиты – это родственные между собой патогенные для кожи Onygenales (Ascomycetes ) и Moniliales (Deuteromycetes ). Они, несомненно, вредны для человека и животных, однако в природе разлагают кератин. Соответственно относиться к ним необходимо дифференцированно и устранять с одежды и мест купания, но не стремиться санировать гнезда свободно живущих птиц, содержащие наряду с прочими материалами пух и перо (кератин).

Заслуживает внимания экологический пример, не описываемый категориями пользы или вреда. Определенные насекомые разводят настоящие грибные сады и выращивают в них «амброзиевые грибы », которые в этих условиях образуют специфические органы, подходящие для питания их хозяев. Насекомые так ухаживают за этими грибами, что те развиваются как монокультура. Этому еще и способствуют выделяемые грибами антибиотические вещества с антимикробным и антигрибковым действием.

Заселение грибами всех доступных субстратов неизбежно ведет к повреждению природных продуктов, поэтому необходимо по возможности препятствовать их поселению или развитию на них.

Польза или вред грибов оцениваются в основном антропоморфно. Тем не менее, желание использовать грибы, а также предотвратить или уменьшить наносимый ими вред вполне закономерно.

Более сложные взаимоотношения возникают при поражении грибами других живых организмов, поскольку системы паразит: хозяин включают по меньшей мере две переменных компоненты. Вмешательство человека должно обеспечивать оптимальное существование хозяина и элиминацию приспособившегося к нему патогена. Если хозяин человек или домашнее животное, паразита стремятся уничтожить эффективными методами терапии, при всей важности общих и специфических методов профилактики. При грибковых болезнях растений обычно не лечат отдельные их экземпляры, а предотвращают или снижают ущерб с помощью соответствующих уничтожающих и профилактических мероприятий.

Различают три основных типа прямого поражения человека и животных грибами:

а) отравление их метаболитами – мицетизм, микотоксикоз ;

б) гиперчувствительность к неядовитым веществам – микогенная аллергия ;

в) грибковые инфекции – микозы

Мицетизм – отравление грибами обусловленное действием их токсичных пептидов из первично ядовитых или испорченных при неправильном хранении или приготовлении плодовых тел на пищеварительную, нервную системы, или (менее специфично) на клетки и ткани организма.

Микотоксикозы – это патологические состояния, сущность которых в том, что токсинообразующие грибы механически загрязняют или физиологически заселяют органы растений (в соответствии с субстратной специфичностью), продуцируя при этом или позже (во время хранения урожая и переработки), ядовитые вещества, действующие и после переработки в корма или продовольствие. В настоящее время идентифицировано более 300 микотоксинов и более 350 их продуцентов. Наибольшее число токсинообразующих грибов обитает в почве, поэтому образуемые ими микотоксины накапливаются в растительном сельскохозяйственном сырье, особенно при неправильном сборе, хранении и переработке. Особую опасность представляет их накопление в продуктах животного происхождения (молоко, мясо, яйца) вследствие скармливания скоту и птице кормов, содержащих микотоксины. Микотоксины устойчивы к термическому воздействию, высушиванию и УФ-облучению. Наиболее широко распространенные возбудители микотоксикозов – грибы рода  Aspergillus  и  Fusarium.

Чаще всего регистрируют отравления метаболитами Aspergillus  flavus, в связи с чем вся группа токсинов получила название – афлатоксины. В настоящее время выделены и охарактеризованы афлатоксины  В1-2, G 1-2 и М1-2. Их обнаруживают в зерне, арахисе, фасоли, моркови, бобах какао, в мясе, молоке, сыре.

Грибы рода Fusarium распространены повсеместно, вызывая заболевания у растений. Возбудитель образует розово-белую грибницу в виде налета на субстрате.

Процесс размножение спорами у бактерий, водорослей, грибов и растений

Поражения человека связаны с употреблением продуктов, содержащих грибковые токсины, и вызывающих такие заболевания как:

алиментарно-токсическая алейкия, вызываемая микотоксинами психрофильного гриба F. sporotrichiella, способного к токсинообразованию при температурах ниже 0оС. Содержатся в зерне собранном поздней осенью или перезимовавшем под снегом. Эти токсины крайне устойчивы и сохраняются в зерне до 4-5 лет.

болезнь Кашина-Бека вызывают микотоксины F. sporotrichiella, F. tricinetum и других грибов этого рода, паразитирующих на злаках. Токсины термостабильны и сохраняются при выпечке хлеба.

отравление «пьяным хлебом» , вызываемое термостабильными микотоксинами гриба F. graminearum, паразитирующем на злаках, и действующими на ЦНС. Аналогичные симптомы вызывают токсины, продуцируемые другими грибами этого рода – F. nivale и F. avenacium.

К микотоксикозам относится и такое опасное заболевание человека и животных как эрготизм, вызываемое воздействием микотоксинов спорыньи – грибов Clavicepspuгрurea  и Clavicepspaspalum, паразитирующих на ржи. Склероции гриба содержат не менее пяти пар оптических изомеров алкалоидов, действующих на ЦНС как галлюциногены (нередки самоубийства) и на гладкую мускулатуру, особенно кровеносных сосудов и матки. Наиболее изучены лизергиновая кислота, эрготамин и агроклавин.

Микогенные аллергии – обусловлены тем, что кожа и слизистые оболочки с особой предрасположенностью необычно сильно реагируют на воздействие определенных частиц или веществ. Например, симптомы типа сенной лихорадки, отчасти совпадающие с астматическими, в 20 % случаев вызываются, наряду с прочими, и грибными спорами, а в 3-6 % случаев – исключительно ими. Эти споры, чаще всего конидии обычных сапробионтов, служат носителями аллергенов, которые до сих пор ни у одного гриба непосредственно не выделены. Вероятнее всего, здесь, как и у пыльцы, речь идет о белках способных вызывать специфические реакции, соответствующие иммунологической модели антиген (аллерген) — антитело.

Микозы – это общее название всех инфекционных заболеваний, вызываемых грибами. Важен тот факт, что все чаще и, вероятно, все в более тяжелой форме в последние десятилетия встречаются прежде всего «вторичные» микозы, т.е. грибные инфекции, которым предшествуют «первичные» или «фоновые» болезни и поражения. Особенно широко распространились и прежде частые кандидозы. Возросло также число случаев сравнительно редких, но более опасных аспергиллезов и других «плесневых микозов». Основной причиной этого считается увеличение предрасполагающих факторов. Люди и животные заболевают микозами, когда механизмы неспецифической устойчивости и иммунитета не справляются с возбудителем болезни. Шансы заражения большинством микозов присутствуют постоянно. Каждый из нас ежедневно может быть неоднократно инфицирован кандидой, аспергиллом или каким-либо патогенным мукором.



стенки содержат хитин и глюканы; у дрожжей глюканы и маннаны (содержание хитина снижено). Класс базидиомицеты Basidiomycetes. Мицелий хорошо развит, клеточный. Бесполое размножение при помощи конидий. Половой процесс соматогамия. Споры полового размножения образуются экзогенно на базидии. Клеточные стенки содержат хитин и глюканы. Класс дейтеромицеты, или несовершенные грибы, Deuteromycetes. Мицелий хорошо развит, клеточный. Бесполое размножение при помощи конидий.

3. Способы размножения грибов

Половой процесс отсутствует. В клеточных стенках содержатся хитин и глюканы. 32.Размножение грибов.Типы чередов яд.фаз *Вегетативное размножение происходит: при помощи частей мицелия; хламидоспор; артроспор (оидий)обособленных члеников с тонкими стенками, на которые распадаются гифы мицелия; почкования, т. е. образования на клетках округлых выростов, отделяющихся от них. Бесполое размножение осуществляется при помощи различных спор, которые образуются в специальных органах, развивающихся на мицелии. У некоторых грибов в цикле развития бывает несколько форм бесполого спороношения. *Половое размножение. У низших грибов формы полового процесса, как изогамного, так и анизогамного, исключительно разнообразны: гологамия, зигогамия, зогамия, гетерогамия, оогамия. Зигота всегда некоторое время находится в покое. Перед прорастанием она делится редукционно, так что жизненный цикл почти всех низших грибов проходит в моноплоидной фазе (п хромосом), диплоидна лишь зигота {2п хромосом). У высших грибов -гаметангиогамия -слияние двух внешне различных органов полового размножения — гаметангиев, не продуцирующих гамет; -сперматизация оплодотворение яйцеклетки женского органа полового размножения (аскогона) спермациями неподвижными клетками, которые переносятся на трихогину воздушными течениями или насекомыми; _соматогамия переползание содержимого одной вегетативной клетки в другую; -автогамияпопарное слияние ядер в одном членике. Почти всегда при половом процессе у высших грибов слияние ядер происходит не сразу. Ядра противоположных полов располагаются парами (дикарионы) и делятся синхронно, образуя новые (дочерние) дикарионы. Через некоторое время ядра сливаются. Диплоидное ядро делится редукционно, а гаплоидные ядра становятся ядрами спор полового размножения. Следовательно, у высших грибов в цикле развития чередуются три фазы: гаплоидная, дикарионная, диплоидная. _Диплоидная фаза обычно кратковременна, а гаплоидная и дикарионная длятся основную часть жизненного цикла. Споры полового размножения могут быть двух типов: аскоспоры образуются эндогенно, большей частью по 8 в особых члениках, называемых асками иди сумками; базидиоспоры образуются экзогенно, большей частью по 4 на поверхности особых члеников, именуемых базидиями. В цикле развития грибов бесполое и половое спороношения обычно чередуются, причем половое спороношение завершает жизненный цикл.

32.Размножение грибов.Типы чередов яд.фаз

*Вегетативное размножение происходит: при помощи частей мицелия; хламидоспор; артроспор (оидий)обособленных члеников с тонкими стенками, на которые распадаются гифы мицелия; почкования, т. е. образования на клетках округлых выростов, отделяющихся от них.

* Бесполое размножение осуществляется при помощи различных спор, которые образуются в специальных органах, развивающихся на мицелии. У некоторых грибов в цикле развития бывает несколько форм бесполого спороношения.

*Половое размножение. У низших грибов формы полового процесса, как изогамного, так и анизогамного, исключительно разнообразны: гологамия, зигогамия, изогамия, гетерогамия, оогамия. Зигота всегда некоторое время находится в покое. Перед прорастанием она делится редукционно, так что жизненный цикл почти всех низших грибов проходит в моноплоидной фазе (п хромосом), диплоидна лишь зигота {2п хромосом). У высших грибов :

гаметангиогамия -слияние двух внешне различных органов полового размножения — гаметангиев, не продуцирующих гамет;

-сперматизация оплодотворение яйцеклетки женского органа полового размножения (аскогона) спермациями неподвижными клетками, которые переносятся на трихогину воздушными течениями или насекомыми; _соматогамия переползание содержимого одной вегетативной клетки в другую;

-автогамияпопарное слияние ядер в одном членике.

Почти всегда при половом процессе у высших грибов слияние ядер происходит не сразу. Ядра противоположных полов располагаются парами (дикарионы) и делятся синхронно, образуя новые (дочерние) дикарионы. Через некоторое время ядра сливаются. Диплоидное ядро делится редукционно, а гаплоидные ядра становятся ядрами спор полового размножения.

Следовательно, у высших грибов в цикле развития чередуются три фазы: гаплоидная, дикарионная,диплоидная. _Диплоидная фаза обычно кратковременна, а гаплоидная и дикарионная длятся основную часть жизненного цикла. Споры полового размножения могут быть двух типов: аскоспоры образуются эндогенно, большей частью по 8 в особых члениках, называемых асками иди сумками; базидиоспоры образуются экзогенно, большей частью по 4 на поверхности особых члеников, именуемых базидиями.

В цикле развития грибов бесполое и половое спороношения обычно чередуются, причем половое спороношение завершает жизненный цикл.

33. ЭК.Гр.грибов. Облигатные , факультатив

s

Грибы— древние гетеротрофные организмы, занимающие особое место в общей системе живой природы. Они могут быть как микроскопически малы, так и достигать нескольких метров. Поселяются на растениях, животных, человеке или на мёртвых органических остатках, на корнях деревьев и трав. Их роль в биоценозах велика и разнообразна. В цепи питания они являются редуцентами — организмами, питающимися мёртвыми органическими остатками, подвергающими эти остатки минерализации до простых органических соединений.

В природе грибы играют положительную роль: они пища и лекарства для животных; образуя грибокорень, помогают растениям всасывать воду; являясь компонентом лишайников, грибы создают среду обитания для водорослей.

Грибы — бесхлорофилльные низшие организмы, объединяющие около 100 000 видов, от мелких микроскопических организмов до таких великанов, как трутовики, гигантский дождевик и некоторые другие.

В системе органического мира грибы занимают особое положение, представляя отдельное царство, наряду с царствами животных и растений. Они лишены хлорофилла и поэтому требуют для питания готовое органическое вещество (принадлежат к гетеротрофным организмам). По наличию в обмене мочевины, в оболочке клеток — хитина, запасного продукта — гликогена, а не крахмала — они приближаются к животным. С другой стороны, способом питания (путём всасывания, а не заглатывания пищи), неограниченным ростом они напоминают растения.

Грибы имеют и признаки, свойственные только им: почти у всех грибов вегетативное тело представляет собой грибницу, или мицелий, состоящий из нитей — гиф.

Это тонкие, как нити, трубочки, заполненные цитоплазмой. Нити, составляющие гриб, могут туго или рыхло переплетаться, ветвиться, срастаться друг с другом, образуя плёнки наподобие войлока или видимые простым глазом жгуты.

У высших грибов гифы разделены на клетки.

В клетках грибов может быть от одного до нескольких ядер. Кроме ядер, в клетках имеются и другие структурные компоненты (митохондрии, лизосомы, эндоплазматическая сеть и пр.).

Строение

Тело подавляющего большинства грибов построено из тонких нитчатых образований — гиф. Совокупность их образует грибницу (или мицелий).

Разветвляясь, мицелий образует большую поверхность, что обеспечивает всасывание воды и питательных веществ. Условно грибы делятся на низшие и высшие. У низших грибов гифы не имеют поперечных перегородок и мицелий представляет собой одну сильно разветвлённую клетку. У высших грибов гифы разделены на клетки.

Дрожжи и грибы внутриклеточные паразиты, мицелия не имеют.

Клетки большинства грибов покрыты твёрдой оболочкой, её нет у зооспор и вегетативного тела некоторых простейших грибов. В цитоплазме гриба содержатся структурные белки и не связанные с органоидами клетки ферменты, аминокислоты, углеводы, липиды. Органоиды: митохондрии, лизосомы, вакуоли, содержащие запасные вещества — волютин, липиды, гликоген, жиры. Крахмала нет. В клетке гриба имеется одно или несколько ядер.

Размножение

Размножение необходимо для того, чтобы сохранить численность вида, рассеяться и пережить неблагоприятные условия— жару, сухость или бескормицу.

У грибов различают вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное

Размножение осуществляется частями мицелия, специальными образованиями — оидиями (образующимися в результате распадения гиф на отдельные короткие клетки, каждая из которых даёт начало новому организму), хламидоспорами (образуются примерно так же, но имеют более толстую тёмноокрашенную оболочку, хорошо переносят неблагоприятные условия), путём почкования мицелия или отдельных клеток.

Для бесполого вегетативного размножения специальные приспособления не нужны, но потомков появляется не много, а мало.

При бесполом вегетативном размножении клетки нити, ничем не отличаются от соседних, вырастают в целый организм. Иногда, животные или движение среды разрывают гифу на части.

Бывает при наступлении неблагоприятных условий нить сама распадается на отдельные клетки, каждая из которых может вырасти в целый гриб.

Порой на нити образуются наросты, которые разрастаются, отпадают и дают начало новому организму.

Часто некоторые клетки наращивают толстую оболочку. Они могут выдерживать высыхание и сохраняют жизнеспособность до десяти и более лет, а в благоприятных условиях прорастают.

При вегетативном размножении ДНК потомков не отличается от ДНК родителя. При таком размножении не нужны специальные устройства, но количество потомков невелико.

Бесполое

При бесполом споровом размножении нить гриба образует специальные клетки, создающие споры. Эти клетки выглядят как веточки, неспособные расти и отделяющие от себя споры, или как крупные пузыри, внутри которых образуются споры. Такие образования называют спорангиями.

При бесполом размножении ДНК потомков не отличается от ДНК родителя. На образование каждой споры тратится меньше веществ, чем на одного потомка при вегетативном размножении. Бесполым путём одна особь производит миллионы спор, поэтому у гриба больше шансов оставить потомство.

Половое

При половом размножении появляются новые сочетания признаков. При этом размножении ДНК потомков образуется из ДНК обоих родителей. У грибов объединение ДНК происходит по-разному.

Разные способы обеспечить объединение ДНК при половом размножении грибов:

В какой-то момент сливаются ядра, а затем и нити ДНК родителей, обмениваются кусочками ДНК и разделяются. В ДНК потомка оказываются участки, полученные от обоих родителей. Поэтому потомок чем-то похож на одного родителя, а чем-то— на другого. Новое сочетание признаков может уменьшить, и увеличить жизнеспособность потомства.

Размножение состоит в слиянии мужских и женских половых гамет, в результате чего образуется зигота. У грибов различают изо-, гетеро- и оогамию. Половой продукт низших грибов (ооспора) прорастает в спорангий, в котором развиваются споры. У аскомицетов (сумчатых грибов) в результате полового процесса образуются сумки (аски) — одноклеточные структуры, содержащие обычно 8 аскоспор. Сумки образующиеся непосредственно из зиготы (у низших аскомицетов) или на развивающихся из зиготы аскогенных гифах. В сумке происходит слияние ядер зиготы, затем мейотическое деление диплоидного ядра и образование гаплоидных аскоспор. Сумка активно участвует в распространении аскоспор.

Для базидиальных грибов характерен половой процесс — соматогамия. Он состоит в слиянии двух клеток вегетативного мицелия. Половой продукт — базидия, на которой образуются 4 базидиоспоры. Базидиоспоры гаплоидны, они дают начало гаплоидному мицелию, который недолговечен. Путём слияния гаплоидного мицелия образуется дикариотический мицелий, на котором образуются базидии с базидиоспорами.

У несовершенных грибов, а в некоторых случаях и у других половой процесс заменяется гетерокариозом (разноядерностью) и парасексуальным процессом. Гетерокариоз состоит в переходе генетически неоднородных ядер из одного отрезка мицелия в другой путём образования анастомозов или слияния гиф. Слияние ядер при этом не происходит. Слияние ядер после, перехода их в другую клетку называется парасексуальным процессом.

Нити гриба прирастают поперечным делением (вдоль клетки нити не делятся). Цитоплазма соседних клеток гриба составляет единое целое — в перегородках между клетками есть отверстия.

Питание

Большинство грибов имеет вид длинных нитей, всасывающих питательные вещества всей поверхностью. Грибы всасывают нужные вещества из живых и мёртвых организмов, из почвенной влаги и воды природных водоёмов.

Грибы выделяют наружу вещества, разрывающие молекулы органических веществ на такие части, которые гриб может впитать.

По способу питания различают три основные группы грибов: паразиты, сапрофиты и симбионты. Эти три группы нельзя резко разграничить, ибо у сапрофитов, например, нередко появляется способность питаться за счёт живого субстрата.

Но в определённых условиях организму полезнее быть нитью (как гриб), а не комочком (циста) как бактерия. Проверим, так ли это.

Проследим за бактерией и растущей нитью гриба. Крепкий раствор сахара показан коричневым цветом, слабый — светло-коричневый, вода без сахара — белым.

Можно сделать вывод: нитевидный организм, разрастаясь, может оказаться в местах богатых пищей. Чем длиннее нить, тем больше запас веществ, который насытившиеся клетки могут расходовать на рост гриба. Все гифы ведут себя, как части одного целого, и участки гриба, оказавшись в богатых пищей местах, питают весь гриб.

Плесневые грибы

Плесневые грибы поселяются на увлажнённых остатках растений, реже животных. Одним из наиболее распространённых плесневых грибов является мукор, или головчатая плесень. Грибницу этого гриба в виде тончайших белых гифов можно обнаружить на залежавшемся хлебе. Гифы мукора не разделены перегородками. Каждая гифа представляет собой одну сильно разветвлённую клетку с несколькими ядрами. Одни ответвления клетки проникают в субстрат и поглощают питательные вещества, другие поднимаются вверх. На верхушке последних образуются чёрные округлые головки— спорангии, в которых образуются споры. Созревшие споры распространяются воздушными потоками или при помощи насекомых. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в новую грибницу (мицелий).

Вторым представителем плесневых грибов является пеницилл, или сизая плесень. Грибница пеницилла состоит из гифов, разделённых поперечными перегородками на клетки. Некоторые гифы поднимаются вверх, и на конце их образуются разветвления, напоминающие кисточки.

3. Способы размножения грибов

На конце этих разветвлений образуются споры, с помощью которых пеницилл размножается.

Дрожжевые грибы

Дрожжи— одноклеточные неподвижные организмы овальной или удлинённой формы, размером 8-10 мкм. Настоящего мицелия не образуют. В клетке имеется ядро, митохондрии, в вакуолях накапливается много веществ (органических и неорганических), в них происходят окислительно-восстановительные процессы. Дрожжи накапливают в клетках волютин. Вегетативное размножение почкованием или делением. Спорообразование наступает после многократного размножения почкованием или делением. Оно совершается легче при резком переходе от обильного питания к незначительному, при поступлении кислорода. В клетке число спор парное (чаще 4-8). У дрожжей известен и половой процесс.

Дрожжевые грибы, или дрожжи, встречаются на поверхности плодов, на содержащих углеводы растительных остатках. От других грибов дрожжи отличаются тем, что не имеют грибницы и представляют одиночные, в большинстве случаев овальные клетки. В сахаристой среде дрожжи вызывают спиртовое брожение, в результате которого выделяются этиловый спирт и углекислый газ:

С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2 + энергия.

Этот процесс ферментативный, протекает при участии комплекса ферментов. Освобождающаяся энергия используется дрожжевыми клетками на жизненные процессы.

Размножаются дрожжи почкованием (некоторые виды — путём деления). При почковании на клетке образуется выпуклость, напоминающая почку.

Ядро материнской клетки делится, и одно из дочерних ядер переходит в выпуклость. Выпуклость быстро растёт, превращается в самостоятельную клетку и отделяется от материнской. При очень быстром почковании клетки не успевают разъединяться и в результате получаются короткие непрочные цепочки.

Паразитные грибы очень приспособлены к растению-хозяину. На первых этапах жизни они даже стимулируют его развитие, клеток не убивают, и не пронизываю мицелием, а питаются с помощью выростов — гаусторий.

Имеются экзопаразиты, которые живут на поверхности растений (мучнистая роса), и эндопаразиты, живущие на теле хозяина. Среди них есть межклеточные (ржавчинные грибы) и внутриклеточные (синхитрия) паразиты. Эти грибы паразитируют на растениях, реже на животных.

Не менее ¾ всех грибов — сапрофиты. Сапрофитный способ питания связан преимущественно с продуктами растительного происхождения (кислая реакция среды и состав органических веществ растительного происхождения более благоприятны для их жизни).

Грибы-симбионты связаны преимущественно с высшими растениями, мохообразными, водорослями, реже — с животными. Примером могут быть лишайники, микориза. Микориза — это сожительство гриба с корнями высшего растения. Гриб помогает растению усваивать труднодоступные вещества гумуса, способствует поглощению элементов минерального питания, помогает своими ферментами в углеводном обмене, активизирует ферменты высшего растения, связывает свободный азот. От высшего растения гриб, очевидно, получает безазотные соединения, кислород и корневые выделения, способствующие прорастанию спор. Микориза очень распространена среди высших растений, она не обнаружена лишь у осоковых, крестоцветных и водных растений.

Экологические группы грибов

Почвенные грибы

Почвенные грибы участвуют в минерализации органического вещества, образовании гумуса и т.п. В этой группе выделяют грибы, попадающие в почву только в определённые периоды жизни, и грибы ризосферы растений, живущие в зоне их корневой системы.

Специализированные почвенные грибы:

  • копрофиллы — грибы, обитающие на почвах, богатых перегноем (навозные кучи, места скопления помёта животных);
  • кератинофиллы — грибы, обитающие на волосах, рогах, копытах;
  • ксилофиты — грибы, разлагающие древесину, среди них различают разрушителей живой и мёртвой древесина.

Домовые грибы

Домовые грибы— разрушители деревянных частей построек.

Водные грибы

Среди них можно выделить сапрофиты, живущие на растительных остатках, паразиты водных животных и растений, а также грибы, вызывающие обрастания деревянных частей судов, пристаней и т.п.

Грибы-паразиты растений и животных

К ним относится и группа микоризных грибов-симбионтов.

Грибы, развивающиеся на промышленных материалах (на металле, бумаге и изделиях из них)

Шляпочные грибы

Шляпочные грибы поселяются на богатой перегноем лесной почве и из неё получают воду, минеральные соли и некоторые органические вещества. Часть органических веществ (углеводы) они получают от деревьев.

Грибница— главная часть каждого гриба. На ней развиваются плодовые тела. Шляпка и ножка состоят из плотно прилегающих друг к другу нитей грибницы. В ножке все нити одинаковы, а в шляпке они образуют два слоя — верхний, покрытый кожицей, окрашенной разными пигментами, и нижний.

У одних грибов нижний слой состоит из многочисленных трубочек. Такие грибы называют трубчатыми. У других нижний слой шляпки состоит из радиально расположенных пластинок. Такие грибы называют пластинчатыми. На пластинках и на стенках трубочек образуются споры, с помощью которых грибы размножаются.

Гифы грибницы оплетают корни деревьев, проникают в них и распространяются между клетками. Между грибницей и корнями растений устанавливается полезное для обоих растений сожительство. Гриб снабжает растения водой и минеральными солями; заменяя на корнях корневые волоски, дерево уступает ему часть своих углеводов. Только при такой тесной связи грибницы с определёнными породами деревьев возможно образование плодовых тел у шляпочных грибов.

Образование спор

В трубочках или на пластинках шляпки образуются особые клетки — споры. Созревшие мелкие и лёгкие споры высыпаются, их подхватывает и разносит ветер. Разносят их насекомые и слизни, а также белки и зайцы, поедающие грибы. Споры не перевариваются в пищеварительных органах этих животных и выбрасываются наружу вместе с помётом.

Во влажной, богатой перегноем почве споры грибов прорастают, из них развиваются нити грибницы. Грибница, возникающая из одной споры, может образовывать новые плодовые тела лишь в редких случаях. У большинства видов грибов плодовые тела развиваются на грибницах, образованных слившимися клетками нитей, берущих начало от разных спор. Поэтому клетки такой грибницы двухъядерные. Грибница растёт медленно, лишь накопив запасы питательных веществ, она образует плодовые тела.

Большинство видов этих грибов — сапрофиты. Развиваются на перегнойной почве, отмерших растительных остатках, некоторые на навозе. Вегетативное тело состоит из гиф, образующих находящуюся под землёй грибницу. В процессе развития на грибнице вырастают зонтикоподобные плодовые тела. Пенёк и шляпка состоят из плотных пучков нитей грибницы.

У части грибов на нижней стороне шляпки от центра к периферии радиально расходятся пластинки, на которых развиваются базидии, а в них споры — это гименофор. Такие грибы называют пластинчатыми. У отдельных видов грибов имеется покрывало (плёночка из неплодных гиф), защищающее гименофор. При дозревании плодового тела покрывало разрывается и остаётся в виде бахромы по краям шляпки или кольца на ножке.

У некоторых грибов гименофор имеет трубчатую форму. Это трубчатые грибы. Их плодовые тела мясистые, быстро загнивают, легко повреждаются личинками насекомых, поедаются слизнями. Размножаются шляпочные грибы спорами и частями мицелия (грибницы).

Химический состав грибов

В свежих грибах вода составляет 84-94% общей массы.

Химический состав сухого вещества грибов (в %)
Азотные соединения (из них белки составляют до 70%) 15-60
Углеводы (глюкоза, микоза, или грибной сахар, гликоген) до 24
Жировые вещества 1,5-10
Органические кислоты, витамины B, D, PP (витамин C отсутствует), смолы и эфирные масла (придающие грибам своеобразный вкус и запах), минеральные соединения до 7

Белки грибов усваиваются только на 54-85%— хуже, чем белки других растительных продуктов. Усвоению препятствует плохая растворимость белков. Жиры, углеводы усваиваются очень хорошо. Химический состав зависит от возраста гриба, его состояния, вида, условий произрастания и др.

Роль грибов в природе

Многие грибы срастаются с корнями деревьев и трав. Их сотрудничество взаимовыгодно. Растения дают грибам сахар и белки, а грибы разрушают находящиеся в почве мёртвые остатки растений и всасывают всей поверхностью гиф воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Корни, сросшиеся с грибами, называют микоризой. Большинство деревьев и трав образуют микоризу.

Грибы играют в экосистемах роль разрушителей. Они уничтожают мёртвую древесину и листья, корни растений и трупы животных. Все мёртвые остатки они превращают в углекислый газ, воду и минеральные соли — в то, что могут усвоить растения. Питаясь, грибы набирают вес и становятся пищей животных и других грибов.

* * *

Оставьте комментарий