4.1: Вступ до грибів

Слово грибок походить від латинського слова, що означає гриб, яке також схоже на грецьке слово, що означає губка. Дійсно, знайомий гриб - це репродуктивна структура, яка використовується лише деякими з грибів. Є багато видів грибів, які взагалі не виробляють грибів. Царство Гриби включає величезну різноманітність живих організмів, які спільно називають Eucomycota, або справжні гриби. Хоча вчені визначили майже 150 000 видів грибів станом на 2020 рік ¹, це лише частина мільйонів грибкових видів, ймовірно, присутніх на Землі.

Хоча мало вивчено, царство Грибів наповнене захоплюючими організмами. Індивідуальний гриб Armillaria ostoyae в штаті Орегон є одним з найстаріших і найбільших організмів на Землі, що поширюється по майже 10 км ² лісу, з масою десь від 6800 до 30 000 метричних тонн і орієнтовним віком від 1,900 до 8500 років, залежно від оцінок зростання швидкість. Гриб Pilobolus може стріляти своїми спорами вдвічі швидше, ніж куля гвинтівки, багато видів грибів світяться в темряві, інші контролюють розум комах, а треті ведуть переговори про розподіл вуглецю, азоту, фосфору та інших матеріалів між деревами в лісах світу.

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Більшість людей пов'язують гриби з репродуктивними структурами, які вони виробляють. Веселка грибів, показана на цьому зображенні, відноситься до Basidiomycota, лише одній з основних родовищ грибів. З правого боку видно кілька плодових тіл Ascomycota: яскраво-синя апотеція хлороциборія і чорні, лопатчасті плодові тіла земляних язиків Trichoglossum і Geoglossum. Ascomycota і Basidiomycota, як правило, вважаються макрогрибами, оскільки більшість з них роблять плодові тіла, які ми можемо побачити. Інші гриби часто називають мікрогрибами, утворюючи мікроскопічні плодові структури. Фото Марії Морроу, CC-BY-NC. Примітка: Всі вони були знайдені в моєму дворі на одній прогулянці.

Гриби колись вважалися рослинноподібними організмами і тому вивчаються під парасолькою ботаніки. Хоча вони більш тісно пов'язані з тваринами, ніж з рослинами, гриби не були перенесені у власне королівство до 1969 року, того ж року ми висадилися на Місяць. Гриби не здатні до фотосинтезу: вони гетеротрофні, використовуючи складні органічні сполуки в якості джерел енергії і вуглецю. Ці джерела вуглецю перетравлюються зовні, потім всмоктуються. Деякі грибкові організми розмножуються тільки безстатевим шляхом, тоді як інші піддаються як безстатевого розмноження, так і статевого розмноження. Більшість грибів виробляють велику кількість спор, які є гаплоїдними клітинами, які можуть піддаватися мітозу з утворенням багатоклітинних, гаплоїдних особин. Як і бактерії, гриби беруть участь майже в кожній ролі в екосистемі. Вони часто розкладаються і беруть участь у циклічному циклі поживних речовин, розщеплюючи органічні матеріали до простих молекул.

Гриби часто зустрічаються в симбіотичних стосунках з іншими організмами. Наприклад, більшість наземних рослин утворюють взаємний симбіоз з грибами; коріння рослини з'єднуються з підземними частинами гриба, утворюючи мікоризу. Через мікоризу гриб і рослина обмінюються поживними речовинами та водою, значно сприяючи виживанню обох видів. Лишайники - це ще одна асоціація між грибком і фотосинтетичним партнером (зазвичай водоростями), де вони утворюють єдине тіло, яке може містити від двох до багатьох різних організмів. Грибки також викликають серйозні інфекції у рослин і тварин. Наприклад, голландська хвороба в'яза, яка викликана грибком Ophiostoma ulmi, є особливо руйнівним типом грибкової інфекції, яка знищує багато місцевих видів в'яза (Ulmus sp.), Інфікуючи судинну систему дерева. В'яз короїд виступає переносником, передаючи хворобу від дерева до дерева. Випадково впроваджений у 1900-х роках, гриб знищив в'язи по всьому континенту. Багато європейських та азіатських в'язів менш сприйнятливі до хвороби голландських в'язів, ніж американські в'язи.

Тісний еволюційний зв'язок між грибами та тваринами робить грибкові інфекції у людей складним для лікування. На відміну від бактерій, гриби не реагують на традиційну антибіотикотерапію, оскільки вони є еукаріотами. Грибкові інфекції можуть виявитися смертельними для людей з порушеною імунною системою.

Гриби мають безліч комерційних застосувань. Харчова промисловість використовує дріжджі у випічці, пивоварінні та виноробстві. Сир і в'ялене м'ясо - продукти грибкового обміну. Багато промислові сполуки є побічними продуктами грибкового бродіння. Гриби є джерелом багатьох комерційних ферментів, а також основним джерелом виробництва лимонної кислоти. Гриби важливі для галузі охорони здоров'я. Антибіотики спочатку були виявлені в грибі Penicillium notatum і багато сучасних ліків, таких як деякі антибіотики або імунодепресант Циклоспорин, отримані з грибів.

Що таке міколог?

Мікологи - біологи, які вивчають грибки. Багато мікологи починають свою кар'єру зі ступеню ботаніки, мікробіології або навіть екології. Щоб стати лабораторним мікологом, часто необхідні ступінь бакалавра біологічної науки (бажано за спеціальністю мікробіологія) та ступінь магістра з мікології. Мікологи можуть спеціалізуватися на таксономії та геноміці грибів, молекулярній та клітинній біології, патології рослин, грибкової екології, біотехнології або біохімії. Деякі медичні мікробіологи концентруються на вивченні інфекційних захворювань, викликаних грибками (мікозами). Мікологи співпрацюють із зоологами та патологоанатомами рослин для виявлення та контролю складних грибкових інфекцій, таких як руйнівний каштановий фітороз, таємниче зниження популяції жаби у багатьох районах світу або смертельна епідемія під назвою синдром білого носа, яка знищує кажанів у Східна частина Сполучених Штатів.

Державні установи наймають мікологів як науковців-дослідників та техніків для моніторингу здоров'я сільськогосподарських культур, національних парків та національних лісів. Мікологи також працюють в приватному секторі компаніями, які розробляють хімічні та біологічні засоби контролю або нові сільськогосподарські продукти, а також компанії, які надають послуги з боротьби з захворюваннями. Через ключову роль, яку відіграють гриби в бродінні алкоголю та приготуванні багатьох важливих продуктів, вчені з хорошим розумінням грибкової фізіології регулярно працюють у галузі харчових технологій. Енологія, наука про виноробство, спирається не тільки на знання сортів винограду та складу ґрунту, а й на тверде розуміння особливостей диких дріжджів, які процвітають у різних виноробних регіонах. Можна придбати штами дріжджів, ізольовані з конкретних регіонів вирощування винограду. Великий французький хімік і мікробіолог Луї Пастер зробив багато своїх найважливіших відкриттів, працюючи над скромними пивними дріжджами, відкривши таким чином процес бродіння.

Можливо, тому, що мікологію часто дають коротку сорочку в рамках вищої освіти (багато закладів навіть не пропонують курсів мікології), багато мікологів стають викладачами. Сюди входять ті, хто працює в якості професорів, а також тих, хто пише книги, викладає семінари, читає лекції або надає інші форми освіти. У міру зростання області мікології, так і можливості для мікологів!

Виноска

¹ Рисунок з бази даних видів Fungorum 2020 року. Більш детальну інформацію можна знайти в цьому папері з відкритим доступом.

Атрибуція

Куратор і автор Марія Морроу, CC-BY-NC, використовуючи наступні джерела:

• 19.1.7 Гриби з біології Джона. У. Кімбол (ліцензований CC-BY)
• 24 грибів і 24.0 Прелюдія до грибів з біології 2e OpenStax (ліцензований CC-BY). Доступ безкоштовно на openstax.org.
• 5.3 Гриби з мікробіології OpenStax (ліцензований CC-BY). Доступ безкоштовно на openstax.org.