Грибы. Строение и жизнедеятельность грибов. Значение грибов в биосфере и народном хозяйстве

Грибы - особая группа гетеротрофных организмов, сочетающих признаки растений и животных.

С растениями их сближает:

  • наличие хорошо выраженной клеточной стенки;
  • неподвижность в вегетативном состоянии;
  • размножение спорами;
  • способность к синтезу витаминов;
  • поглощение пищи путем всасывания (адсорбций).

С животными их сближает:

  • гетеротрофность;
  • наличие в клеточной стенке хитина;
  • отсутствие в клетке хлоропластов и фотосинтезирущих пигментов;
  • накопление гликогена как запасного вещества;
  • образование и выделение продукта обмена веществ - мочевины.

Эти анатомо-морфологические и физиолого-биохимические особенности грибов позволяют считать их одной из самых древних групп эукариотических организмов. Возможно, они произошли от бесцветных жгутиковых простейших, обитающих в воде. Грибы возникли в ордовикском периоде палеозойской эры (450-500 млн лет назад).

К настоящему времени известно около 100 тыс. видов грибов.

Вегетативное тело подавляющего большинства видов грибов - это мицелий (грибница), состоящий из тонких бесцветных нитей или гиф, с неограниченным верхушечным ростом и боковым ветвлением. Кроме того, мицелий дифференцируется на две функционально различные части: субстратный, служащий для прикрепления к субстрату, поглощения и транспортировки воды и растворенных в ней минеральных веществ и воздушный, поднимающийся над субстратом и образующий органы размножения.

Грибы размножаются бесполым и половым путем. Вегетативное размножение происходит частями мицелия или распадом его на отдельные клетки, покрытые толстой буроватой оболочкой, которые дают начало новому мицелию. Дрожжевые грибы, сумкоспоры у голосумчатых грибов и базидиоспоры некоторых головневых способны размножаться почкованием.

Собственно бесполое размножение осуществляется посредством эндо-и экзогенных спор. Эндогенные споры образуются внутри специализированных клеток - спорангиев. Экзогенные споры, или конидии, возникают открыто на концах особых специализированных выростов мицелия, называемых конидиеносцами. Попав в благоприятные условия, спора прорастает, и из нее формируется новый мицелий.

Половое размножение у грибов особенно многообразно. У некоторых групп грибов половой процесс происходит путем слияния содержимого двух клеток на концах гиф. У сумчатых грибов при половом процессе наблюдается слияние содержимого антеридия и женского органа полового размножения (архикарпа), не дифференцированного на гаметы, а у базидиальных грибов - слияние содержимого двух вегетативных клеток, которое часто происходит путем образования между ними выростов, или анастомозов. Гаметы имеют одинаковые размеры, т. е. грибы изогамны. Мейоз у всех грибов происходит сразу после образования зиготы. В жизненном цикле многих грибов происходит смена гаплоидной и диплоидной фаз.

По способу питания различают три основные группы грибов: сапротрофы, паразиты и симбионты (мутуалисты).

К грибам-сапротрофам относятся шляпочные грибы, которые живут на богатой перегноем лесной почве, на полях и лугах, встречаются на гниющей древесине. Их вегетативное тело состоит из гиф, образующих в субстрате разветвленную грибницу, с помощью которой гифы поглощают из почвы воду и растворенные в ней питательные вещества. Пища всасывается после частичного ее переваривания ферментами, выделяемыми клетками наружу. В процессе развития на грибнице формируются органы спороношения - плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки.

Ножка и шляпка образованы плотными пучками гиф. В шляпке можно различить два слоя: плотный верхний, часто окрашенный, покрытый кожицей, и нижний. У других грибов нижний слой шляпки состоит из радиально расположенных пластинок: сыроежки, грузди, шампиньоны - это пластинчатые грибы. У белого гриба, подберезовика, подосиновика, масленка он состоит из многочисленных трубочек, поэтому их называют трубчатыми. На пластинках, в трубочках, а у некоторых представителей на шипиках или иголочках образуются десятки миллионов спор. После созревания они высыпаются, подхватываются и разносятся ветром, водой, насекомыми и другими животными, способствуя тем самым широкому распространению грибов.

Среди шляпочных грибов есть как съедобные, так и ядовитые. Свежие съедобные грибы на 84-94 % состоят из воды. В сухом веществе плодового тела содержится в среднем 20-40 % белка, 17-60 % - углеводов, 1,5-10 % - липидов, 6-25 % - минеральных элементов (K, P, Ca, Fe), органических кислот, витаминов (A, B1, B2, D, PP), эфирных масел, придающих грибам своеобразный запах и вкус. Поэтому грибы являются ценным пищевым продуктом. Наиболее ценные съедобные грибы - белый, рыжик, груздь настоящий, подберезовик, подосиновик, масленок, шампиньон.

Ядовитые грибы, такие как бледная поганка, многие мухоморы, ложные опята, некоторые виды грибов-зонтиков, говорушек, рядовок и др., попадая в пищу могут вызывать серьезные, а иногда и смертельные отравления. Следует помнить, что белки грибов довольно быстро разлагаются с образованием ядовитых азотистых оснований, поэтому отравление может быть вызвано и неядовитыми, но несвежими грибами.

Плесневые грибы развиваются сапротрофно в почве, на увлажненных продуктах, плодах и овощах, на животных и растительных остатках, образуя пушистые или паутинистые налеты (плесень) серого, зеленого, черного, сизого цвета. Плесневые грибы есть среди зигомицетов (например, мукор), сумчатых и несовершенных грибов. Среди плесневых грибов встречаются и паразитические виды, которые вызывают болезни человека и животных (аспергиллез, бластомикоз, пневмомикоз) и растений (альтернариоз, фузариоз и др.).

Известным представителем плесневых грибов является пеницилл. Его мицелий состоит из разветвленных нитей, разделенных перегородками на клетки и напоминает кисточку. На концах разветвленных нитей образуются цепочки конидий, с помощью которых пеницилл размножается. Этот гриб встречается в виде плесени зеленого, сизого, голубого цвета на почве и продуктах растительного происхождения (на плодах, овощах, варенье, томатной пасте и др.) и делает их непригодными к употреблению. Некоторые виды пеницилла используются для приготовления пенициллина - одного из основных антибиотиков.

Дрожжи (отдел Сумчатые грибы) не имеют грибницы и представляют собой неподвижные организмы овальной формы, размером 8-10 мкм. Размножаются дрожжи почкованием, некоторые виды - путем деления.

Дрожжи, развиваясь на сахаристых средах, вызывают спиртовое брожение, в результате которого выделяется этиловый спирт и диоксид углерода:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + энергия

Наибольшее практическое значение имеют пивные и винные дрожжи. Пивные дрожжи, известные только в культуре, применяются в пивоварении, хлебопечении, производстве спирта. Винные дрожжи встречаются в природе на поверхности плодов (например, винограда) и используются в виноделии.

Среди сумчатых грибов встречаются съедобные виды (сморчки, строчки, трюфели) и паразиты, возбудители болезней растений (мучнистая роса, спорынья), животных и человека.

Грибы-паразиты поражают преимущественно растения, причиняя значительный ущерб сельскохозяйственному производству за счет снижения урожайности многих культур. У большинства фитопатогенных грибов мицелий развивается внутри тканей корня, стебля, листа и плода, у некоторых (например, мучнисторосяных) - на поверхности органов растения.

Мучнисторосяные грибы поражают сотни видов культурных и дикорастущих растений. На поверхности пораженных органов развивается беловатый мицелий, образуя характерный налет («мучнистая роса»). Затем мицелий темнеет и становится коричневым.

Мучнисторосяные грибы - опасные паразиты пшеницы, ржи, люпина, виноградной лозы, сеянцев дуба, крыжовника и многих других растений.

Спорыньевые грибы паразитируют на 250 видах культурных и дикорастущих злаков, но преимущественно на ржи. К морденту созревания зерна в колосе на месте пораженной завязи пестика мицелий уплотняется и превращается в склероции, которые зимуют в почве или зернохранилище, а весной прорастают.

Практическое значение спорыньи определяется токсическим действием алкалоидов, содержащихся в склероциях. Склероции, попавшие после размола в муку, могут вызывать тяжелые заболевания (токсикозы) у людей, проявляющиеся в виде конвульсий или в гангренозной форме. В настоящее время случаи отравления людей крайне редки. Алкалоиды спорыньи широко применяют в медицине для лечения сердечно-сосудистых и нервных заболеваний, в акушерстве и гинекологии.

На однодольных (хлебные злаки, овощные, декоративные) и двудольных (плодово-ягодные, кормовые, масличные, прядильные) растениях часто паразитируют также головневые и ржавчинные грибы. Известны и многие другие заболевания растений, вызываемые грибами-паразитами; парша плодовых деревьев, плодовая гниль (монилиоз) яблони и груши, фузариоз льна, аскохитоз гороха и др.

Трутовые грибы приносят большой вред лесному хозяйству. Споры трутовиков попадают на раны в коре деревьев, где прорастают в грибницу, которая проникает в древесину и питается органическими веществами ее клеток. Пораженные деревья становятся хрупкими, и срок их жизни значительно сокращается.

Около тысячи видов грибов паразитируют также на животных и человеке, вызывая различные заболевания кожи, ногтей, волос (бластомикозы, молочница, парша, стригущий лишай и др.).

Грибы-мутуалисты. Примером мутуализма могут быть лишайники, микориза. Микориза - это взаимовыгодное сожительство гриба с корнями высших растений. При этом мицелий гриба оплетает корни растений и проникает только под эпидермис или в клетки паренхимы корня, где могут образовывать клубки. Микоризный гриб увеличивает всасывающую поверхность корня в 10-14 раз, лучше поглощает фосфор, выделяет витамины и ростовые вещества, которые стимулируют развитие корня. От растения гриб получает безазотистые соединения (углеводы) и корневые выделения, способствующие прорастанию спор. Микориза обнаружена у большинства растений (кроме водных).

Грибы, наряду с бактериями играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере. Разлагая с помощью ферментов органические вещества отмерших растений и животных, они делают их доступными для автотрофных организмов, участвуют в образовании плодородного слоя почвы - гумуса, выполняют большую санитарную работу по очищению среды.

Грибы широко используются в народном хозяйстве для получения белка, лимонной кислоты, ферментов, витаминов, антибиотиков, ростовых веществ.

Велика и отрицательная роль грибов. Паразитируя на растениях и животных, а также развиваясь сапротрофно на пищевых продуктах, промышленных материалах и изделиях из кожи, дерева, бумаги, пластмассы, произведениях искусства, грибы вызывают их порчу и наносят большой ущерб народному хозяйству.

Читать далее