Unul dintre cele trei regate ale eucariotelor (superdomeniu, care include organisme cu un nucleu separat în celule) - ciuperci. Sunt la granița dintre plante și animale. Astăzi există aproximativ 100 de mii de specii, dintre care majoritatea sunt ciuperci microscopice. Acest articol vorbește despre caracteristicile structurii și reproducerii lor, despre importanța în natură și în activitatea economică umană.
Aproape plante și nu chiar animale
Regatul Mycota include atât organisme unicelulare, cât și multicelulare, cu o organizare foarte particulară. Acestea au similarități atât cu animalele, cât și cu plantele, după cum urmează:
- Au perete celular, dar nu din celuloză, ca la plante, ci din chitină, ca la animale.
- În celulele ciupercilor există vacuole umplute cu seva celulară. Dar nu amidon (la plante), ci glicogen (la animale).
- Ciupercile nu sunt capabile să se miște activ. Ei duc un stil de viață atașat.
- Ciuperci- heterotrofe, nu au clorofila si nu sunt capabili de fotosinteza. Prin urmare, se hrănesc cu substanțe organice gata preparate ale organismelor moarte (saprotrofe) sau ale organismelor vii (paraziți).
- Spre deosebire de animale și plante, celulele fungice practic nu sunt diferențiate în țesuturi, iar țesuturile în organe.
Creaturi misterioase ale diavolului
Aceasta este exact ceea ce ciupercile erau considerate în Evul Mediu. Unul dintre naturaliștii francezi, Venyan, a scris în 1727 că ciupercile există pentru a perturba armonia tuturor viețuitoarelor.
Întrebarea originii ciupercilor rămâne deschisă astăzi. Deși încă din secolul al XVIII-lea, remarcabilul botanist Carl Linnaeus a atribuit aceste organisme regatului hotelier. Ciupercile, care au apărut în zorii vieții pe planetă (acum aproximativ un miliard de ani), așteaptă indicii despre originea lor de la biologi, biochimiști, geneticieni și taxonomi.
Sistematica ciupercilor
Toate ciupercile sunt împărțite în 4 clase (ciuperci inferioare - Oomycetes și Zygomycetes, superioare - Ascomycetes și Basidomycetes). Principalul criteriu de separare este prezența sau absența flagelilor în gameți și tipul de reproducere sexuală. În plus, la ciupercile inferioare, miceliul arată ca o singură celulă multinucleată, în timp ce la ciupercile superioare, miceliul are septuri intercelulare.
Majoritatea ciupercilor au dimensiuni microscopice. Cel mai adesea, miceliul lor nu este vizibil fără mărire sau este vizibil sub formă de fire subțiri. Prezența ciupercilor microscopice este indicată de rezultatele activității lor vitale - distrugerea țesuturilor sau materialelor vegetale, animale. Delocun grup mic de ciuperci poate forma corpi fructiferi - ciorchini densi de miceliu.
Structura ciupercilor microscopice
Micromicetele nu formează corpi fructiferi, pot fi unicelulare și multicelulare. În consecință, morfologia ciupercilor microscopice este destul de diversă.
Corpul ciupercilor multicelulare este format din celule plasate secvenţial care alcătuiesc hife (fire) cu o grosime de 0,15 până la 1 micron. Hifele cresc apic (apical) și pot avea o structură ramificată. Întregul set de hife fungice se numește miceliu sau miceliu.
Hifele ciupercilor cresc foarte repede. La unele exemplare, miceliul poate crește zeci de metri într-o singură zi.
Ciupercile unicelulare (de exemplu, drojdia) sunt o singură celulă, nu formează miceliu. Are nucleu, vacuole cu substanțe organice și anorganice, mitocondrii.
Caracteristici ale nutriției și ale vieții
Microbiologia ciupercilor microscopice are propriile sale caracteristici. Celulele hife de deasupra membranei citoplasmatice conțin o membrană care constă din chitină polizaharidă. Citoplasma celulei conține nucleul (unul sau mai multe) și organele.
Ciupercile absorb nutrienții prin întreaga suprafață a miceliului, care pătrunde în întregul substrat (mieliul substrat) sau se află la suprafața acestuia (miceliul de suprafață).
Hrana pentru ciupercă sunt compuși organici - zahăr, alcooli polihidroxici, grăsimi, proteine. În același timp, o enzimă bogată și diversădispozitivul vă permite să utilizați pe deplin întregul substrat pentru a construi corpul de ciuperci microscopice.
Microbiologia distinge ciupercile care se caracterizează prin tipuri de nutriție saprotrofice (se hrănesc cu materie organică moartă) și parazite (se hrănesc cu materie organică vie). În plus, ciupercile pot intra în relații simbiotice cu plantele. Deci, hifele ciupercilor și algelor formează organisme simbiotice - licheni.
Ciupercile patogene microscopice se pot dezvolta la animale și plante și pot provoca boli numite micoze.
Caracteristici de reproducere
Micromicetele se caracterizează prin trei tipuri de reproducere: vegetativă, asexuată și sexuală.
Propagarea vegetativă a ciupercilor microscopice se realizează prin particule de miceliu. De exemplu, o bucată de hifa dă naștere unui nou miceliu al ciupercii.
Reproducția asexuată se realizează cu ajutorul sporilor - rudimente microscopice care se formează în sporangii (părți specializate ale miceliului). Funcția principală a sporilor este supraviețuirea în condiții nefavorabile. Și pentru o serie de ciuperci microscopice care duc un stil de viață parazit, sporii servesc la infectarea organismului gazdă.
Formele procesului sexual la ciuperci sunt diverse și sunt împărțite în trei grupe:
- Gametogamia este un tip de reproducere sexuală cu formarea de celule germinale (gameți).
- Somatogamia este fuziunea celulelor vegetative ale miceliului sau ciupercilor unicelulare.
- Gametangiogamia este un tip de reproducere sexuală atunci când structurile în care gameții nu au încădiferențiat.
La fuziunea gameților (fertilizare), ciupercile formează un zigot cu unul sau mai mulți nuclei. Cel mai adesea, zigotul nu germinează imediat, ci după o perioadă de repaus. Deci, ciupercile pot supraviețui și în condiții de mediu nefavorabile.
Micromicete în natură
Importanța ciupercilor microscopice în natură este enormă. Ei participă la ciclul substanțelor, descompunând resturile organice împreună cu bacteriile.
Ciupercile din sol sunt implicate în formarea stratului fertil. În simbioză cu algele din licheni, ele sunt primele care colonizează solurile sărace și participă activ la distrugerea rocilor.
Este demn de remarcat un astfel de fenomen precum micoriza - celulele unei ciuperci microscopice intră într-o relație simbiotică cu plantele. În același timp, plantele furnizează ciupercii nutrienți organici, iar ciuperca produce vitamine și substanțe care conțin azot necesare creșterii și dezvoltării plantelor.
Ciupercile microscopice sunt prezente în toate biocenozele și îndeplinesc o funcție ecologică importantă. Ele sunt o verigă importantă de detritus în lanțurile trofice și regulatorii abundenței altor organisme. În multe biogeocenoze, proporția de biomasă fungică din biomasa tuturor microorganismelor este de până la 90% și este comparabilă cu biomasa rădăcinilor plantelor superioare.
Este imposibil de remarcat rolul ciupercilor patogene microscopice în natură. Ele reglează numărul altor organisme și participă la schimbările biocenozelor de pe planetă.
Micromicete și om
În activitățile sale, o persoană a folositniște ciuperci inferioare.
Ciuperci microscopice, mucegai alb și aspergillus, toate tipurile de drojdie sunt folosite în industria de panificație, produse lactate, beri, vin și alcool.
În industria farmaceutică, micromicetele sunt utilizate pe scară largă pentru a produce antibiotice, vitamine, hormoni, enzime și substanțe active fiziologic.
Multe micromicete distrug hârtia și produsele celulozice, strică uleiurile și produsele petroliere, deteriorează optica și operele de artă.
Mucegaiurile și drojdiile sunt principalii vinovați de deteriorarea alimentelor. De asemenea, distrug lemnul - dăunează lemnului.
Ciupercile microscopice patogene provoacă boli la culturi, animale domestice și oameni. Datorită capacității lor de a produce toxine, ciupercile provoacă adesea otrăvire.
Micotoxine
Substanțele biologice periculoase sintetizate de ciupercile microscopice sunt metaboliți (produse de deșeuri) cu o mare varietate de structuri chimice și efecte asupra corpului uman.
Astăzi sunt cunoscute peste 250 de specii de micromicete. Ele sintetizează aproximativ 100 de toxine și alergeni. Ciupercile microscopice de diferite specii pot sintetiza aceeași toxină. Și otrăvurile în sine au cel mai adesea un efect cumulativ (cumulativ) asupra corpului uman, și anume:
- Yaflatoxinele - au un efect hepatotoxic, mutagen, imunosupresor asupra corpului uman.
- Trichothecenele sunt neurotoxine care deprimă sistemul imunitar,provoacă diverse dermatite.
- Ochratoxine - afectează în primul rând tubulii nefronilor rinichilor.
- Patulinele sunt neurotoxine și mutageni.
În caz de otrăvire cu toxine micromicete, stomacul trebuie spălat mai întâi.
Micromicete parazitare
Acest grup include un număr mare de ciuperci care provoacă diverse patologii la oameni, plante, animale, pești. Patologiile pielii se numesc dermatomicoză, iar patologiile organelor sunt numite micoze.
Cele mai frecvente boli umane cauzate de ciuperci parazite sunt:
- Dermatofitoză (crusta sau pecingine), care se manifestă ca pete roșii, cu mâncărimi pe piele și distrugerea foliculilor de păr.
- Candidoza (afta) este cauzată de reprezentanții genului Candida, care sunt facultativ patogeni și fac parte din microflora normală a cavității bucale, a tractului genital și a intestinului gros.
- Onicomicoza (ciuperca unghiilor) este cauzată de diverse ciuperci care afectează spațiul subungual.
- Sporotricoza - ciupercile parazite distrug țesutul subcutanat, membranele mucoase, organele interne.
- Piedra alb-negru este o boală care afectează foliculii de păr din mustață și sprâncene. Agentul cauzal este o ciupercă din genul Piedraia.
Și aceasta nu este o listă completă a bolilor cauzate de micromicete. În același timp, căile prin care ciuperca pătrunde în organism sunt diverse (aer, apă, contacte), iar rezistența acestora la diverse medii este destul de mare.
Cele mai faimoase micromicete
Ciupercile microscopice includ Mucor, Penicillium și Drojdie.
Ciupercile din genul Mucor sunt 60 de specii de ciuperci pe care le numim mucegai alb. Formează colonii de culoare albă și gri, care devin negre pe măsură ce sporii se maturizează. Miceliul Mucor este unicelular, peretele celular conține carbohidratul chitosan care conține azot, care are caracteristici alergene. Printre aceștia se numără paraziți, dar există și cei care sunt utilizați activ la fabricarea antibioticelor. Chineză Mukor cu ciuperci - baza „ragi”-ului de aluat pe bază de soia și cereale.
Penicillium (Penicillium) este un gen de ciuperci microscopice care sunt comune peste tot - în sol, apă, mări, aer, încăperi, pe toate suprafețele. Formează colonii verzui. Mucegaiul penicillium auriu sau verde este cel mai frecvent reprezentant al genului și sursa de penicilină. Aceste ciuperci au miceliu multicelular ramificat.
Drojdia este un grup de ciuperci unicelulare diverse din clase diferite (1.500 de specii din clasa Ascomycetes și Basidomycetes). Aceste ciuperci nu formează miceliu, iar celulele lor au o dimensiune de până la 40 de microni. Ele sunt combinate într-un grup general pentru particularitățile metabolismului - toți primesc energie în timpul fermentației (un proces redox, în urma căruia carbohidrații se descompun, iar alcoolii sunt produșii de descompunere). Fabricarea pâinii, vinificația, fabricarea berii și fabricarea berii de kvas nu este o listă completă a industriilor în care o persoană folosește aceste ciuperci. Și, în același timp, acesta este unul dintre principalii factori de alterare a alimentelor și uniiparaziți care provoacă boli la om (candidoză, criptococoză, pitiriazis, foliculită, dermatită seboreică).
Tendințe de vânătoare
Oricât de ciudat ar părea, există „prădători” activi printre ciupercile microscopice.
Astfel, ciuperca Arthrobotrys oligospora creează o rețea cu hifele sale, ai cărei pereți sunt acoperiți cu o substanță lipicioasă. Victimele ciupercii sunt viermii rotunzi (nematode) care trăiesc în sol. Viermele lipit de hife este lipsit de posibilitatea de a se elibera, iar hifele cresc rapid în corpul său. Nematodul devine hrană și după 24 de ore rămâne doar coaja.
O altă ciupercă, Dactylaria Candida, formează un inel de captare asemănător lasoului din hife. Nematodul intră în el și inelul se închide. Epilogul dramei este același cu versiunea anterioară.
Aceste caracteristici ale micromicetelor din sol au fost mult timp studiate de biologi pentru a fi utilizate sub formă de protecție biologică a culturilor.
Bioindicatori de mediu
Studii recente ale biologilor au dovedit că ciupercile microscopice au capacitatea de a-și schimba numărul și compoziția în funcție de starea habitatului lor.
În mod normal, numărul de micromicete din sol este de aproximativ 10 tone la hectar și, în același timp, este divers. În studiul solurilor contaminate cu petrol și produsele acestuia, ecologistii au descoperit că la doze mari de toxine, numărul și compoziția speciilor de ciuperci microscopice din sol se modifică dramatic. În acest caz, diversitatea speciilor scade brusc, încep să predomine micromicetele cu creștere rapidă, care nu sunt tipice în astfel de soluri. În afară de,multe dintre aceste ciuperci sunt fitopatogeni - produc substanțe biologic active care perturbă procesele intracelulare din organismele vegetale, ceea ce duce la inhibarea activității lor vitale și la moarte.
Astfel, numărul și compoziția speciilor de ciuperci microscopice pot fi indicatori de încredere ai contaminării solului cu petrol și derivații acestuia.
Rezumat
De mii de ani, îndepărtarea grăsimii de pe piele a fost considerat cel mai consumator de timp proces din industria pielii. Procesul a fost lung și dezordonat, folosind excremente de porumbei și excremente de câine. Astăzi, proteinaza, o enzimă derivată din ciupercile Aspergillus, a scurtat acest proces la 24 de ore și, de asemenea, a făcut pielea mai moale și mai ușor de colorat.
Acesta este doar un exemplu de cât de benefice pot fi organismele microscopice. În ciuda dezvoltării biologiei, multe caracteristici ale activității vitale a acestor organisme rămân încă un mister.
În fiecare an, taxonomiștii descriu mai mult de o mie de specii noi de ciuperci microscopice. Rolul micromicetelor din sol rămâne cea mai neexplorată ramură atât a bioecologiei, cât și a biogeografiei. Și acest lucru se datorează în primul rând dificultăților de a observa astfel de organisme în habitatul lor natural.
O nouă secțiune în micologie - doctrina toxinelor fungice - deja astăzi ne dă speranța unei victorii asupra cancerului. De exemplu, toxina fungică Chaga crește foarte mult rezistența organismului la dezvoltarea celulelor canceroase. Și psilocicina oferă condiții prealabile bune pentrutratamentul tulburărilor nervoase. Chiar și penicilliul studiat continuă să-i uimească pe microbiologi - cel mai recent, oamenii de știință au reușit să izoleze din el substanțe asemănătoare din punct de vedere chimic cu hormonii liberine.
Ciupercile nu vor sta deoparte în dezvoltarea de noi mijloace biologice de protejare a culturilor plantelor agricole și în dezvoltarea de noi modalități „verzi” de eliminare a deșeurilor.
