Общая характеристика царства грибы. Строение, питание и размножение грибов

Грибы

0

1656

Рейтинг статьи

Кира Столетова

Питание грибов гетеротрофное. Это сложный процесс, который соединяет в себе механизмы, свойственные животным и растениям. Он является уникальным, эти организмы представляют отдельное царство со своими особенностями. Одни виды получают все необходимое из мертвого субстрата, другие паразитируют на живых существах.

Особенности питания грибов

Способы питания

В природе существует 2 основных способа питания – гетеротрофное и автотрофное. В чем их отличие? Гетеротрофами являются все животные, многие бактерии и грибы. Эти организмы не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Они должны получать нужные соединения из внешней среды.

Автотрофы – растения и часть бактерий. В их клетках есть особенные пластиды зеленого цвета – хлоропласты. В них содержится вещество зеленого цвета – хлорофилл. Оно катализирует реакцию, после которой углекислый газ, азот и вода, под воздействием световой энергии, способны превращаться в сложные органические соединения.

Таким образом, растения сами обеспечивают себя строительным и энергетическим материалом, за счет которого они растут. Из внешней среды они получают лишь воду, кислород и минеральные вещества.

Грибы называют гетеротрофами, они не способны самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических. В этом они схожи с животными. Второй момент, который сближает это царство с фауной — способность выделять ферменты для расщепления сложных соединений. Только у животных этот процесс проходит внутри тела, а у грибов – во внешней среде.

С царством растений эти организмы тоже имеют кое-что общее. Их сближает способ поглощения питательных веществ. Он проходит путем впитывания из субстрата через клеточную стенку. У высших представителей царства это происходит через особый орган – мицелий. Но хлорофилла у них нет, а значит реакция фотосинтеза невозможна.

Особенности и предметы питания

Грибы относятся к гетеротрофам, чем и отличаются от растительного мира. Рационы питания можно назвать весьма разнообразными. Существуют несколько источников:

• Использование органических веществ.
• Применение в пищу минералов.

Хорошей пищей является обилие растительных останков, трупов животных, гниющих корней или лесной подстилки. Переработка умершего растения нуждается в помощи лесного представителя, так как его свойства помогают разрушить слои целлюлозной оболочки.

Питание характеризуется следующими качествами:

• Особи не способны к переработке крупной пищи.
• Образ пищеварения можно назвать наружным.
• Обилие углерода является основным источником энергии.
• Всасыванием необходимых веществ осуществляются основные методы.

Лесные особи не будут употреблять большие куски пищи, так как они не могут их обработать. Характерной особенностью является наличие наружного типа пищеварения. Организм способен выделять специальный фермент, который расщепляет сложное органическое вещество. В этом ему помогает гидролиз и соответствующий процесс.

Углерод является не только источником необходимой энергии, но и также составной частью строения клеток. Около половины сахара, который перерабатывается, является частью структуры организмов, питающихся с помощью всего тела. Окружающая среда содержит определенное количество различных веществ и соединений. Грибы всасывают, поглощают и перерабатывают их. В результате активной деятельности образуется гумус – плодородный слой почвы.

Способ питания

Для нормального функционирования любого живого организма необходимы протеины (белки), углеводы и жиры (липиды). Протеины синтезируются в клетках из аминокислот, поступающих у гетеротрофов из внешней среды. Жиры входят в состав клеточных стенок, становятся энергетическим резервом при дефиците углеводов. Сложные углеводы получают из глюкозы, они являются энергетическим материалом. У растений из простых углеводов синтезируются сложные – крахмал и клетчатка. У животных они превращаются в гликоген, здесь у грибов полное сходство с фауной, в их организме также присутствует гликоген.

Чтобы получить все эти вещества из внешней среды, они должны сначала разложить более сложные соединения до простых. Ведь в клетку не попадают ни пептиды, ни крахмал, ни клетчатка. Для этого организмы выделяют во внешнюю среду ферменты. Некоторые представители царства, например, дрожжи, ферментов не имеют. Поэтому они живут на специфическом субстрате из простых углеводов, который проникает через клеточные стенки.

Сложные многоклеточные высшие грибы синтезируют ферменты в мицелии, а некоторые виды и в плодовых телах. Каждая разновидность имеет свои особенности. Одни вырабатывают ферменты, способные растворять большое количество веществ. Другие имеют лишь специфические, например, расщепляющие только кератин. От этого зависит, на какой среде они будут расти.

Тело многоклеточных разновидностей состоит из особых нитей – гифов. Именно через их клетки всасываются питательные вещества. Здесь же происходит синтез протеинов, превращение глюкозы в гликоген, простых липидов в сложные жиры. Гифы закрепляются на субстрате. В зависимости от того, какую среду и способ питания выбирают грибы, их разделяют на:

• сапрофиты или сапротрофы;
• паразиты;
• симбиотики или симбионты.

Большинство представителей царства относятся к сапрофитам, которые поселяются на разлагающихся остатках. Но существуют тысячи паразитирующих видов. Некоторые выбрали особый способ взаимодействия с другими организмами – взаимовыгодный симбиоз. Такие грибы не питаются только за счет другого организма, а помогают ему получать из внешней среды химические элементы. Это их главное отличие от паразитов.

Строение грибов

Строение грибов
Царство Грибы условно подразделяют на низшие и высшие. Основа вегетативного тела грибов — грибница, или мицелий. Грибница состоит из тонких нитей, или гиф, похожих на пушок. Эти нити находятся внутри субстрата, на котором обитает гриб.

Чаще всего грибница занимает большую поверхность. Через мицелий происходит всасывание питательных веществ осмотическим путем. Грибница низших грибов либо разделяется на клетки, либо межклеточные перегородки отсутствуют.

Одно- или многоядерные клетки грибов в большинстве случаев покрыты тонкой клеточной оболочкой. Под ней находится цитоплазматическая мембрана, окутывающая цитоплазму.

В клетке грибов имеются ферменты, белки и такие органоиды (лизосомы), в которых протеолитическими ферментами расщепляются белки. Митохондрии имеют сходство с таковыми у высших растений. В вакуолях содержатся запасные питательные вещества: гликоген, липиды, жирные кислоты, жиры и др.

В съедобных грибах имеется много витаминов и минеральных солей. Примерно 50% сухой массы грибов составляют азотистые вещества, из которых на белки приходится около 30%.

Грибы-сапрофиты

Плесневые грибы селятся на любой поверхности

Способы питания грибов-сапрофитов классические. По мнению многих ученых они являются первичными по отношению к любому другому типу, характерному для большинства представителей этого царства. Такие организмы поселяются на определенном мертвом субстрате – почве, пнях деревьев, полуразложившихся плодах, продуктах, трупах животных. Гифы пронизывают этот субстрат, начинают выделять ферменты и поглощать питательные вещества.

Сапротрофы играют важную роль в природе. Питаются грибы мертвыми организмами и разлагают их. Так высвобождаются зольные элементы, доступные для поглощения растениями. Из простых минералов автотрофы синтезируют сложную органику, которая необходима гетеротрофам для поддержания жизненного цикла всего живого.

Большинство сапрофитов живет в грунте. Они бывают микроскопическими и макроскопическими. В группе макроскопических сапрофитов самые распространенные представители – шляпочные и плесневые. Шляпочные виды каждый знает, они растут в лесах и на лугах, бывают съедобными и несъедобными. Живут на старой древесине, берут участие в разложении опавшей хвои и листьев. Питаются продуктами распада органических веществ.

Плесневые разновидности поселяются на любой среде, включая домашние продукты. Это также мертвая материя, которая становится их питательным субстратом. Это одна из самых многочисленных групп, которая заселяет все уголки планеты. Грибы плесневые питаются, разлагая грубую органику до более простой, затем к процессу подключаются бактерии.

Грибы-паразиты

Паразитический образ жизни и питания грибов является вторичным, но довольно распространенным. В процессе эволюции некоторые виды выбрали среду, на которой у них было меньше конкурентов. Они обитают на живых организмах и питаются продуктами их жизнедеятельности или же как пищу использую сами тела организмов хозяев. Например, убивают часть ткани с помощью ферментов, потом используют образовавшиеся полуразложившиеся вещества.

Все разновидности этой группы условно подразделяются на:

• Вредителей растений (спорынья, фитофтора, серая гниль).
• Вредителей беспозвоночных животных (паразитируют на муравьях, пчелах, ракообразных).
• Вредителей позвоночных (паразитируют на амфибиях, рептилиях, птицах, млекопитающих)
• Паразитов человека (чаще всего это дрожжи рода Кандида).

Многие паразиты обладают строгой специфичностью, поражают только один вид растений или животных. К группе паразитов помимо них относятся и такие, которые имеют более широкий круг хозяев. Если грибок не живет вне чужого организма и это его единственный способ питания, то называется облигатным паразитом. Для него характерно простое строение, часто это одноклеточные существа. Например, распространенные возбудитель молочницы Кандида, является одноклеточным дрожжевым грибком.

Есть сапрофиты, которые в определенные моменты способны переходить на паразитический образ жизни и становиться своеобразными хищниками. Они относятся к факультативному типу паразитов, поражающих ослабленных животных и растения. Например, обычная плесень заселяет еще живые листья во влажной среде. Аспергиллез, опасное грибковое заболевание человека, развивается только у людей с ослабленным иммунитетом. Хотя эти грибы широко распространены в природе и даже живут в человеческом теле не причиняя ему вреда.

Существует еще один способ неполного паразитирования. Грибы питаются органическими веществами и живут в организме, не заметно для хозяина. Когда растение или животное умирает, грибки начинают размножаться, питаясь некротизированными тканями. Это естественный механизм, помогающий быстрее разлагать трупы живых организмов.

Симбиоз

Такой способ взаимодействия довольно широко распространен в природе, хотя и весьма специфичен. Два организма используют особенности друг друга и взаимно приносят пользу. Шляпочные виды часто вступают в симбиоз с деревьями в лесу. Их грибница окутывает корни растения, проникает в клетки. Площадь ее достигает 1-6 км² и даже больше.

Через гифы проходит всасывание минеральных веществ и делятся ими с деревом. Таким образом к нему поступает почти вся таблица Менделеева. Всасывающая поверхность корней увеличивается, что стимулирует рост дуба, березы, осины или другого вида. Некоторые деревья даже не могут существовать без своих помощников, ворсинки их корней атрофируются.

Гриб получает от дерева органические вещества в больших дозах, которое оно синтезирует на свету путём фотосинтеза. Часто эти соединения поступают в мицелий уже в простом, доступном для клеток виде.

Ирина Селютина (Биолог):

Взаимовыгодное сотрудничество между грибом в растением называется микориза или грибокорень. Термин этот был введен в биологию в 1885 г. немецким биологом А.Б.Франком.

Выделяют следующие типы микоризы:

1. Эктомикориза: гифы гриба оплетают корень, образуя чехол, но при этом не проникают в клетки корня, а только в межклетники.
2. Эндомикориза: гифы гриба через поры в оболочках клеток проникают внутрь клеток корня и могут образовывать там скопления, напоминающие клубки. Гифы внутри клетки могут ветвиться, эти разветвления называют арбускулы.
3. Эктоэндомикориза: представляет промежуточный вариант между предыдущими.

В результате таких нормализированных, микоризных, отношений у видов больше шансов выжить в естественной конкуренции.

Лишайники

Симбиоз грибов и водорослей породил особый вид организмов – лишайники, которые относятся к царству Грибы. Их иногда ошибочно называют грибами-автотрофами. Но в составе лишайников гриб продолжает питаться гетеротрофным способом.

Ирина Селютина (Биолог):

Тело лишайников называется слань и состоит из гиф гриба и одноклеточных водорослей. Водорослевый компонент еще называют фикобионт, он может быть представлен цианобактериями, зелеными или желто-зелеными водорослями. Грибной компонент – микобионт, представлен обычно сумчатыми и базидиальными грибами. В этом оригинальном организме гриб поставляет водорослям воду и минеральные вещества, а водоросли в свою очередь синтезируют органические соединения. Не смотря вроде бы на такой взаимовыгодный союз двух представителей разных царств, говорят о таком явлении, как облигатный паразитизм со стороны гриба, т.к. в случае разрушения этой взаимосвязи водоросль выживет в самостоятельной жизни, а вот гриб – погибнет.

За компонент фотосинтеза в этом тандеме отвечают водоросли, которые получают от своего «напарника» минеральные вещества. Грибные гифы прикрепляются к субстрату (почве, коре дерева) и впитывают оттуда воду, зольные элементы, передают их водорослям. Те вырабатывают органику из углерода, водорода и азота, которую потом используют грибы.

Грибы

Грибы — царство эукариотических одноклеточных и многоклеточных гетеротрофных организмов, имеющих ряд общих черт с растениями и животными, но и ряд особенностей, которые отличают их от упомянутых царств. По способу питания грибы могут быть сапротрофами и паразитами.

Строение грибов

Ключевыми особенностями клетки гриба является наличие клеточной стенки из хитина. Запасным питательным веществом, как и у животных, служит гликоген. В пищевых цепях грибы занимают позицию редуцентов, разрушая органические вещества мертвых животных и растений. К фотосинтезу грибы не способны (у них отсутствуют пластиды — хлоропласты), неподвижны, дышат кислородом.

Некоторые грибы образуют плодовые тела, в обиходе называемые — грибы. Плодовое тело служит для образования спор в ходе полового процесса.

Тело гриба состоит из нитей — гифов, которые многократно переплетаются друг с другом, в результате чего образуется мицелий (греч. mykes — гриб), или грибница. Гифы гриба разрастаются в питательной среде, на субстрате, и представляют собой вегетативные органы гриба.

Рост гриба ни чем не ограничен, только размером самого субстрата. Таким образом, если мы представим себе буханку хлеба размером с земной шар и благоприятными условиями, то плесневый гриб, мукор, занял бы все это пространство, пока субстрат не закончился.

Гифы грибов, сплетаясь с корнями растений образуют микоризу (греч. mykes — гриб + rhiza — корень), или грибокорень. Это особая форма взаимоотношений между видами — симбиоз (точнее — мутуализм), при котором оба организма извлекают взаимную выгоду из отношений.

Гифы гриба увеличивают площадь всасывания воды из почвы для растения: гриб делится водой с зеленым другом)) А растение в процессе фотосинтеза создает органическое вещество, которым делится с грибом, что оказывается весьма полезно для него.

Сходство грибов и животных

Сходство между грибами и животными заключается в следующем:

• Способ питания

И для животных, и для грибов характерен гетеротрофный тип питания — поглощение готовых органических веществ.

• Продукт обмена веществ

Как и у животных, конечным продуктом обмена веществ у грибов является мочевина.

• Хитин

В состав клеточной стенки грибов входит тот же биополимер (полисахарид) — хитин, который образует наружный скелет членистоногих.

• Запасное питательное вещество

Запасным питательным веществом грибов и животных является гликоген.

• Пластиды

В клетках грибов, как и животных, отсутствуют пластиды: хлоропласты, лейкопласты, хромопласты — они встречаются только в клетках растений.

Высшие и низшие грибы

Все грибы подразделяются на высшие и низшие. Это разделение основано на строении мицелия: у низших грибов мицелий не имеет перегородок (неклеточный), гифы могут отсутствовать. К ним относятся мукор, фитофтора, стригущий лишай.

Высшие грибы имеют мицелий, разделенный перегородками (септами), могут образовывать плодовые тела. К высшим грибам относятся пеницилл, дрожжи, спорынья, шляпочные грибы.

Размножение грибов

Возможно вегетативное, бесполое и половое размножение. Вегетативное осуществляется с помощью деления мицелия на отдельные части: из каждой части в дальнейшем разрастается гриб.

Бесполое размножение происходит благодаря спорообразованию. На концах гиф или в спорангиях (на конидиеносцах) образуются споры. Конидиеносцы представляют собой разветвленные концевые участки гиф. Спора, попав в благоприятную среду, прирастает и дает начало новому мицелию гриба.

Половое размножение заключается в образовании сперматозоидов в антеридиях и яйцеклеток в оогониях. После образования зиготы (2n) у многих грибов сразу же происходит зиготическая редукция — зигота делится мейозом, образовавшиеся клетки имеют гаплоидный (n) набор хромосом.

У сумчатых грибов в плодовых тела развиваются специальные сумки (аски), в которых образуются гаплоидные споры. Они прорастают в мицелий, на котором из антеридиев образуются сперматозоиды (n), а из овогний — яйцеклетки (n). При их слиянии образуется зигота (2n), которая три раза делится мейозом на 8 аскоспор (n).

У базидиомицет (мухомор, сыроежка, подосиновик красный, подберёзовик, шампиньон, опенок, рыжик, лисичка) сумки отсутствуют. Размножение происходит с помощью базидиоспор, которые развиваются на базидиях открыто. У них происходит соматогамия — слияния 2 клеток вегетативного мицелия.

Особо отметим дрожжи, которые способны к почкованию. При почковании на клетке появляется утолщение, которое постепенно растет и превращается в полноценную дочернюю особь.

Грибы паразиты и возбудители болезней

Около 30-40% грибов являются паразитами и возбудителями болезней растений и животных. Заболевания, которые вызывают грибы, носят название — микозы.

Среди возбудителей болезней культурных растений следует отметить:

• Спорынья ржи

Паразитирует на злаковых растениях. При поражении растения на месте плодов (зерновок) вырастают черные образования — склероции, по своему строению являющиеся переплетениями гифов гриба. Спорынья может заразить новые растения, если ее споры достигнут завязи пестика.

Склероции содержат токсичные вещества, которые, если попадут в муку, могут привести к серьезному отравлению человека вплоть до летального исхода.

• Головневые грибы

Эти грибы способны вызывать заболевания пшеницы, кукурузы, ржи. Внешне заболевание проявляется черными, кажущимися обугленными колосками, которые в действительности наполнены спорами гриба черного цвета.

• Хлебная (линейная) ржавчина

В цикле развития этого паразита присутствуют два хозяина: «весенний» — барбарис, «летний» — пшеница и другие злаки. Споры характерного красно-ржавого цвета в количестве нескольких поколений образуются за одно лето.

Эти споры покрывают листья и стебли, их внешний вид напоминает ржавчину. К зиме споры темнеют и становятся черными, после перезимовки цикл повторяется заново.

• Мучнистая роса

Гриб проникает в клетки растений и питается их содержимым, приводя к гибели растения. Внешне проявляется как белый пушок на листьях, клубнях (у картофеля). Со временем темнеет из-за разрушения клеток растения.

Мучнистая роса значительно снижает урожаи картофеля, томатов и других культурных растений.

• Фитофтора

Фитофтора относится к низшим грибам. Гриб проникает в клетки подземных и надземных органов растений, питается их содержимым, приводя к увяданию, усыханию и гибели растения. Внешне проявляется как пятнышки буро-серозного цвета, окруженные кольцом белого цвета.

Фитофтора снижает урожаи картофеля, баклажанов, томатов, перца, клубники и других культурных растений.

Шляпочные грибы

Шляпочные грибы особенны тем, что помимо грибницы способны образовывать плодовые тела, которые состоят из шляпки и ножки. Нижняя сторона шляпки может напоминать отверстия тонких трубочек или пластинок.

Из-за такой разницы во внешнем виде все грибы делятся на трубчатые и пластинчатые. К трубчатым грибам относятся: подберезовик, масленка, белый гриб. К пластинчатым: опенок, сыроежка, рыжики, шампиньоны, волнушки.

На пластинках и трубочках образуются споры, которые падают на землю и, попав в благоприятные условия, прорастают в мицелий. Из мицелия вновь вырастает плодовое тело.

Разветвленные гифы гриба всасывают из почвенного раствора необходимые воду и минеральные вещества. Часто грибы могут расти только образовав микоризу с корнями деревьев, для них такой симбиоз — единственный источник органических веществ.

В то же время другим грибам, например шампиньонам, образование микоризы совершенно необязательно. Эта особенность физиологии делает шампиньоны отличным вариантом для искусственного разведения.

Среди шляпочных грибов выделяют съедобные грибы (волнушка, сыроежка, лисичка, масленок) и ядовитые. Наиболее ядовиты следующие грибы: бледная поганка, мухоморы, ложные лисички, ложные опята.

Антибиотики

Открытие пенициллина — первого антибиотика, вырабатываемого грибом пенициллом — чистая случайность, спасшая десятки миллионов жизней! Эта «революция» случилась 28 сентября 1928 года, в лаборатории блестящего исследователя (и к счастью — чрезвычайного растяпы!) Александра Флеминга.

В августе 1928 он отправился в отпуск с семьей, и неопрятно положил в углу своего стола лабораторную посуду с колониями стафилококка. Вернувшись из отпуска 3 сентября 1928 года, он обнаружил, что на одной пластине со стафилококками появились плесневые грибы.

Удивительно, но стафилококки погибали и не могли расти и размножаться вокруг плесени. Неизвестное химическое вещество (позднее названное пенициллином) останавливало размножение бактерий. Это было открытие первого антибиотика, который показал потрясающий результат: стало возможным лечение многих инфекционных болезней, больные обретали вторую жизнь с помощью гениального изобретения природы — антибиотиков.

Лишайники

Лишайники — группа организмов, которые образованы облигатным симбиозом гриба и водоросли (возможен вариант цианобактерии и гриба). Среди лишайников различают:

• Накипные (корковые) — практически неотделимы от субстрата, срастаются с ним

Представители накипных лишайников: лицедея, леканора.

• Листоватые

Представители листоватых лишайников: пармелия, ксантория.

• Кустистые

Представители кустистых лишайников: ягель (олений мох), кладония, цетрария (исландский мох).

Хочется предупредить частую ошибку. В тундре произрастает олений мох — на самом деле никакой он не мох! Это лишайник, по-другому олений мох называется ягель. Этот кустистый лишайник служит основным источником корма для северных оленей.

Лишайники являются маркером: они растут преимущественно в экологически чистых местах, в городских условиях встречаются редко.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию

.