Informații destul de detaliate despre organismele care ne interesează sunt date de manuale cu tema „biologie” (clasa 6). Caracteristicile generale ale ciupercilor sunt totuși un subiect pentru cărți întregi și lucrări științifice. Și acest lucru nu este surprinzător - este foarte interesant să le studiezi.
Ciupercile, ale căror caracteristici generale sunt prezentate în acest articol, conform indicatorilor ecologici și trofici, sunt eucariote heterotrofe cu un tip de nutriție exclusiv osmotrof. Această definiție îi deosebește clar de alte organisme din spațiul ocupat de biotă. Caracteristicile generale ale ciupercilor sugerează că modul osmotrofic de nutriție este cel care determină caracteristicile lor morfologice, fiziologice și biochimice.
Corps vegetativ de ciuperci
Corpul vegetativ al majorității ciupercilor este un fir extrem de ramificat (hife) cu creștere nelimitată, a cărui totalitate se numeștemiceliu, sau miceliu. De obicei, miceliul este complet scufundat în substrat (sol, țesut vegetal, excremente de animale, reziduuri de plante etc.), iar astfel de caracteristici ale structurii sale permit întregului organism să extragă la maximum substanțele nutritive din acesta folosind exoosmoză.
Substanțele organice din substraturile enumerate se prezintă în principal sub formă de polimeri cu molecul mare (proteine, polizaharide, acizi nucleici) care nu trec prin membranele celulare. Prin urmare, ciupercile, ale căror caracteristici generale ne interesează, secretă enzime depolimeraze în substrat, care descompun polimerii în oligo- și monomeri care pot fi transportați în celule. Dacă la animale enzimele digestive sunt secretate în interiorul intestinului, atunci în ciuperci ele sunt secretate în exterior, iar atunci hifele fungice pot fi asemănate cu un intestin întors pe dos.
Reproducere ciuperci
Imersia completă a miceliului în substrat limitează posibilitatea asezării lor în spațiu. Prin urmare, organele lor reproducătoare ies la suprafața substratului sau se ridică deasupra acestuia pentru a se răspândi în aer sau (dacă substratul este în apă) în mediul acvatic. La multe ciuperci (macromicete), organele purtătoare de spori sunt mari, clar vizibile cu ochiul liber (ciuperci cu capac care se ridică deasupra solului sau ciuperci care cresc pe un copac). Alte ciuperci (micromicete) au organe mici de sporulare, structura lor poate fi văzută doar la microscop, dar odată cu dezvoltarea în masă formează plăci colorate sub formă de mucegaiuri pe diverse substraturi.
Două regate de ciuperci
Construcțiile filogenetice arată că ecomorful „ciuperci” nu este un grup monofiletic omogen, ci este împărțit în două phyla (regate). Cele mai multe, numite „adevărate ciuperci” (eumicete), sunt monofiletice și constituie regnul real al ciupercilor (ciuperci). O parte mai mică, numită „organisme asemănătoare ciupercilor” (pseudomicete), este inclusă, alături de unele alge, în regnul Stramenopila, în care este grupată în două diviziuni - Oomycota (oomicete) și Labyrinthulomycota (mucegaiuri de slime cu plase). Pe baza acestei împărțiri se construiește o caracteristică generală a ciupercilor. După cum puteți vedea, ciupercile de pălărie sunt doar o parte din varietatea lor.
Meboliți primari și secundari
Toți metaboliții sunt împărțiți condiționat în primari și secundari. Metaboliții primari sunt necesari pentru creșterea organismului și sunt de neînlocuit. Aceștia sunt acizi nucleici, proteine, carbohidrați, coenzime, lipide etc. Din ele se construiesc organele celulare - nuclee, mitocondrii, ribozomi, perete celular și structuri membranare pe care le au ciupercile. Caracteristica generală a metaboliților primari este că depozitele lor sunt folosite de celulă ca surse de nutriție și energie. Metaboliții secundari sunt necesari pentru adaptarea organismului la condițiile de viață. Ele pot fi găsite la unele specii și absente la altele. Spre deosebire de metaboliții primari, metaboliții secundari sunt de obicei compuși cu greutate moleculară mică.
Proteine
Proteinele structurale fac parte din peretele celular, din structurile membranei,cromozomi, din care sunt construite elementele citoscheletului - microtubuli și microfilamente. Proteinele enzimatice asigură toate procesele intracelulare și interacțiunea cu mediul.
Carbohidrați
Carbohidrații polimerici structurali stau la baza peretelui celular pe care îl au ciupercile. Caracteristicile generale ale unor astfel de carbohidrați în ceea ce privește compoziția chimică ne permit să le împărțim în trei grupe: glucoză, alte monozaharide și carbohidrați legați covalent de peptide (glicoproteine).
Polimerii de glucoză sunt glucani, chitine și celuloză. Glucanii sunt lanțuri liniare sau ramificate de molecule de glucoză. Ele formează stratul exterior al peretelui celular al majorității ciupercilor. În moleculele de chitină, reziduurile de glucoză sunt legate de grupări amino (aminate), la care, la rândul lor, sunt atașate (acetilate) reziduurile de acid acetic. Moleculele „reticulate” între ele prin molecule ramificate ale altor polizaharide alcătuiesc un cadru puternic al peretelui celular. Celuloza a fost găsită în toate oomicetele studiate, în care reprezintă aproximativ 10% din masa peretelui celular. Multă vreme s-a crezut că ciupercile adevărate le lipsesc, dar acum s-a arătat prezența sa în peretele unor ascomicete (genul Ophiostoma).
Polimerii altor monozaharide (manoză, galactoză etc.), denumiți hemiceluloză la plantele superioare, nu se găsesc în toate grupele de ciuperci. În pereții celulari ai drojdiei se găsesc în special mulți polimeri de manoză - manans. Aparent, această compoziție a peretelui oferă înmugurire mai bună decât glucanul.
În sfârșit, caracteristicile generale ale ciupercilor potsă fie completate de faptul că pereții lor celulari, la fel ca și plantele, conțin multe polizaharide asociate cu molecule proteice - peptidoglucani, mananoproteine etc. Ele formează stratul mijlociu al unui perete celular multistrat și joacă un rol important atât în menținerea integrității structurale a celulelor. și în procesele sale de schimb cu mediul.
Carbohidrați rezervați
Acest articol oferă o descriere generală destul de detaliată a ciupercilor. Clasa a VI-a a școlii este momentul în care cunoaștem pentru prima dată aceste organisme în detaliu la lecțiile de biologie. Oferim să aprofundăm cunoștințele și să le studiem mai detaliat. Să trecem la descrierea carbohidraților de rezervă.
Ciupercile nu au găsit principala rezervă de polizaharidă inerentă plantelor superioare și multor alge - amidonul. Glucoza din eumicete este stocată ca glucan, aproape de glicogenul din amidonul animal. Pe lângă glucani, ciupercile au și alți carbohidrați de stocare, dintre care unii sunt unici regnului fungic. Este în primul rând trehaloza dizaharidă. Multă vreme, trehaloza a fost găsită numai în ciuperci, motiv pentru care și-a primit al doilea nume - micoză. Acum se găsește și în unele plante superioare ca un compus minor. Trehaloza joacă un rol important în adaptarea celulelor fungice la stres și în reglarea proceselor osmotice. Celulele ciupercilor conțin și alcooli de zahăr - manitol, sorbitol, xilitol etc.
Lipide
Lipidele (esteri ai glicerolului cu acizi monocarboxilici alifatici cu catenă liniară) sunt importanteproduse de rezervă, acestea se depun în celulă sub formă de picături de grăsime. Ciupercile se caracterizează printr-un conținut ridicat de acizi grași polinesaturați (care au mai multe duble legături în lanțul alifatic), precum linolenic - cu trei și arahidonic - cu patru duble legături. Sub formă de fosfolipide (legate eteric de acidul fosforic), lipidele sunt componentele principale ale membranelor celulare. Un rol important în crearea structurilor membranare îl joacă și lipoizii steroli, care conferă rezistență membranei. Spre deosebire de colesterolul animal, care are 27 de atomi de carbon într-o moleculă (C-27) și de fitosterolii vegetali (C-29), principalul sterol din ciuperci este ergosterolul (C-28).
Meboliți secundari: pigmenți
Ciupercile sunt lipsite de pigmenți fotosintetici, dar produc un număr mare de compuși care colorează miceliul, organele de propagare sau substratul. Prin natura chimică, majoritatea pigmenților sunt terpenoizi (carotenoizi) sau compuși aromatici. Ele îndeplinesc o varietate de funcții. Deci, derivații portocalii ai carotenului induc cursul procesului sexual în ciupercile mucoase; Pigmenții fenolici de culoare verde închis și negru ai Aspergillus se depun numai în aparatul purtător de spori, care, spre deosebire de miceliul substratului, se formează în aer și în spori pentru protecție împotriva luminii ultraviolete; melanina de culoare închisă se depune în pereții celulelor, crescând puterea acestora.
Toxine și antibiotice
Multe ciuperci produc compuși care sunt toxici pentru alte organisme, carese remarcă adesea atunci când se întocmește o descriere generală a ciupercilor (un manual de clasa a VI-a sau un manual pentru o universitate). Substantele toxice pentru microorganisme se numesc antibiotice, toxice pentru plante - fitotoxine, toxice pentru animale si oameni - micotoxine. Unii metaboliți fungici, fiind toxici pentru diferite grupuri de organisme (microorganisme și plante, plante și animale), au un efect complex. Antibioticele sunt sintetizate de multe ciuperci care trăiesc în sol, care trebuie să concureze pentru substraturi nutritive cu alte microorganisme. Natura lor chimică și mecanismul de acțiune sunt diverse. Astfel, antibioticele penicilinele și cefalosporinele inhibă sinteza peretelui celular la bacterii, tricotecinele - sinteza proteinelor în microorganismele eucariote, griseofulvina - mitoza.
Fitotoxine și mitotoxine
Fitotoxinele secretate de ciuperci în țesutul unei plante infectate provoacă moartea celulelor plantei, care devin apoi pradă ușoară pentru parazit. Toxinele inhibă procesele enzimatice din celulele plantelor infectate (de exemplu, tentoxina ciupercii Alternaria inhibă fosforilarea fotosintetică), au un efect membranotrop puternic și afectează transportul substanțelor prin membrane, transportul transmembranar al ionilor (acid fusaric, fusicoccină etc.).).
Micotoxinele sunt împărțite în două grupe - toxine ale ciupercilor microscopice (micromicete) și toxine ale ciupercilor macromicete cu corpuri fructiferi mari. Primele sunt deosebit de periculoase la ciupercile care infectează plantaproduse folosite pentru alimentatie. De exemplu, scleroții de ergot acumulează alcaloizi (heterocicluri care conțin azot), care sunt otrăvuri pentru nervi. Nu sunt distruse în timpul coacerii, așa că pâinea coaptă din făină cu un amestec de scleroții măcinate este extrem de periculoasă. Utilizarea acestuia poate provoca otrăviri grave, adesea fatale. Un alt parazit al cerealelor este agentul cauzal al fusariumului urechii. Aceasta este o ciupercă Fusarium care eliberează toxine terpenoide în boabe, care provoacă, de asemenea, otrăviri grave (pâinea coaptă din făină infectată cu Fusarium era numită popular „pâine beată”, deoarece provoca amețeli, vărsături și alte simptome asemănătoare intoxicației severe cu alcool).
Ciuperci alimentare
În prezent, știința biologiei a acumulat destul de multe informații despre nutriția lor. Caracteristicile generale ale ciupercilor din acest punct de vedere sunt următoarele. Nutriția majorității ciupercilor are loc în detrimentul plantelor, prin urmare acestea au enzime active care descompun polizaharidele structurale și de depozitare în plantele vii și resturile vegetale. Acestea sunt pectinaze care descompun acidul poligalacturonic (pectina) în oligogalacturonide cu greutate moleculară mică, xilanaze, celobiaze și celuloze care descompun celuloza și hemiceluloza - principalele componente glucide ale peretelui celular al plantei, amilaza, care descompune amidonul etc. A doua componentă a celulelor vegetale după celuloză în greutate este lignina, care este un polimer tridimensional al inelelor aromatice. Mai ales mult în celulele lignificate. Lignina este cel mai persistent polimer al plantelor și numai ciupercile (în principal ciupercile care distrug lemnul) au enzime lignaze care o descompun. Ciupercile parazite care afectează tegumentul animalelor și ale oamenilor (piele, păr, pene), secretă enzime care distrug proteina de keratina din care sunt construite.
Cele mai multe dintre enzimele enumerate sunt sintetizate de celule nu în mod constant în scopul economisirii energiei, ci numai în prezența substanței corespunzătoare în mediu (de exemplu, dacă nu există pectină în mediu, atunci pectinaza nu este sintetizat). Ele nu sunt constitutive, dar supuse inducției substratului. În plus, ele nu se formează dacă mediul conține un amestec de nutrienți cu compuși de metabolism energetic mai favorabil (cataboliți). De exemplu, produsul final al distrugerii majorității polizaharidelor este glucoza, prin urmare, într-un mediu care conține glucoză în plus față de pectină sau celuloză, nu se produc pectinaze și celulaze. Nu este recomandabil să se efectueze procese chimice complexe pentru a obține glucoză dacă aceasta este deja prezentă în mediul de creștere. Această reglementare se numește reprimare a cataboliților.
Reproducție asexuată
Continuând să dezvăluim un astfel de subiect precum „Caracteristicile generale ale ciupercilor”, vom descrie pe scurt caracteristicile reproducerii. Reproducerea asexuată la aceste organisme poate fi realizată prin spori mobili și imobili. Zoosporii formează un număr mic de ciuperci, acvatice și terestre, în care relațiile genetice cu cele acvatice sunt clar urmărite. Structura flagelilor din zoosporii oomicetelor și hifichitriei este similară cu cea descrisă pentru ocrofite.algele și în chitridiomicete vor fi luate în considerare în descrierea acestui grup. Majoritatea speciilor de ciuperci se reproduc prin spori imobili, ceea ce indică aterizarea lor foarte lungă. Sporii se pot forma endogen în sporangi (sporangiospori) sau exogen (conidii). Sporii endogeni sunt eliberați numai după distrugerea sporangiului, care apare de obicei atunci când acesta se udă. De obicei, în sporangi se formează un număr mare (mii) de spori, totuși, unele specii formează mici sporangi (sporangioli), în care există doar câțiva spori (uneori unul). În acest din urmă caz, membranele și sporii sporangioli se pot coalesce, iar apoi sporul endogen funcționează ca unul exogen. Aceasta indică apariția primară a sporilor endogeni, care au fost precursorii celor exogeni.
Reproducție sexuală
Cel mai comun tip de proces sexual, și cel mai simplu, este fuziunea a două celule vegetative care nu sunt diferențiate în gameți, numită somatogamie. Un tip similar de proces sexual este caracteristic drojdiilor ascomicete, multor bazidiomicete și altor ciuperci. Uneori se desfășoară chiar și fără fuziune celulară, o simplă fuziune a nucleelor în interiorul celulei. Un proces sexual mai complex este precedat de separarea site-urilor miceliale partenere (gametangia), care apoi fuzionează. Un astfel de proces sexual, gametangiogamia, este caracteristic multor zigo- și ascomicete. În cele din urmă, ciupercile au și gametogamie comună altor organisme eucariote, de exemplu. fuziunea gameților specializați.
Clasic izo- și heterogamie caracteristică algelor,se găsesc numai în ciupercile inferioare – chitridiomicete. Nu există oogamie clasică în ciuperci. Chiar și oomicetele, numite așa datorită oogamiei lor, nu au gameți masculini (spermatozoizi sau spermatozoizi), iar ouăle din oogonium nu au propriul perete celular și sunt numite oosfere. Unele specii de marsupiale au un oogonium (dar fără gameții de ou femele, adică reprezentând o gametangie), dar fără anteridiu, astfel încât fertilizarea are loc printr-o hifa vegetativă. Alte ascomicete și ciuperci de rugina basidiomicete au gameți masculini - spermatozoizi, dar lipsesc gameți feminini și uneori gametangia (spermatogamie). La unele specii, spermatozoizii au funcții duble - gameți masculini și spori asexuați (conidii).
Concluzie
Caracteristicile generale ale ciupercilor: nutriția și respirația, reproducerea sporilor - toate acestea sunt de mare interes pentru iubitorii de natură. La urma urmei, acestea sunt organisme unice care nu aparțin nici plantelor, nici animalelor. După ce ați deschis subiectul „Caracteristicile generale ale ciupercilor” (clasa 7) în manual, veți afla că ele constituie un regat separat. Celel alte regate sunt animalele, plantele, virusurile și bacteriile. Subiectul „Caracteristicile generale și semnificația ciupercilor”, prezentat în manualele școlare și în acest articol, este doar informații de bază despre acestea. S-au scris cărți întregi despre ele, așa că le poți studia foarte mult timp. Unul dintre cele mai interesante subiecte, în opinia noastră, este caracteristicile generale ale ciupercilor de mucegai. Mucegaiul este unul dintrecea mai veche specie de organisme vii de pe Pământ. A apărut acum 200 de milioane de ani și se simte grozav în condițiile moderne. Deschideți secțiunea oricărui manual școlar „Regatul ciupercilor. Caracteristici generale” (clasa a 6-a) și veți găsi informații mai detaliate despre acesta.
