Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.2: Характеристика грибів

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    7102

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Перерахуйте характеристики грибів.
    • Опишіть склад грибниці.
    • Опишіть режим харчування грибів.
    • Пояснюють статеве і безстатеве розмноження у грибів.

    Грибкове тіло

    Гриби мають чітко визначені характеристики, які відрізняють їх від інших організмів. Більшість багатоклітинних грибкових тіл складаються з ниток, званих гіфами. Гіфи можуть утворювати мережу, звану міцелієм, яка є сланем (тілом) гриба (рис.\(\PageIndex{1}\)). Гриби - гетеротрофи, які виділяють ферменти для перетравлення їжі зовні, потім поглинають перетравлену їжу. Через цю стратегію годування гриби, як правило, живуть в межах будь-якого їх харчового субстрату. Тонка нитчаста структура дефісу забезпечує максимальну площу поверхні і, таким чином, максимальний контакт з харчовим субстратом.

    Любителі білих, пухнастих ниток шар один на одного і покривають поверхню того, що здається деревиною.
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Міцелій гриба віяє через деревний субстрат, послідовно розгалужуючись. Фото: Архівний проект д-ра Мері Гілхем, CC BY 2.0, через Wikimedia Commons.

    Гіфи, які мають стінки (перегородки) між клітинами, називаються перегородковими гіфами; гіфи, у яких відсутні стінки і клітинні мембрани між клітинами, називаються несептатними або коеноцитарними гіфами (рис.\(\PageIndex{2-3}\)). Ранні розходяться лінії грибів мають коеноцитарні гіфи, тоді як більш пізні лінежі (часто їх називають «вищими грибами») мають перегородкові гіфи.

    Діаграма різних типів гіф і гіфальних перегородок
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Багатоклітинні гриби утворюють гіфи, які можуть бути перегородковими або неперегородковими. Септатні гіфи мають чіткі комірчасті відсіки, розділені стінками, званими перегородками. Ці перегородки можуть дозволити грибку зберігати ядра (показані у вигляді темних точок на схемі), що містяться в конкретних регіонах. У коеноцитарних гіф відсутні перегородки і вміст гіф може вільно переміщатися. Одноклітинні гриби (дріжджі) іноді можуть утворювати псевдогіфи з окремих дріжджових клітин. Еволюція багатоклітинності іноді вивчається у дріжджів, що виробляють псевдогіфи.
    Міцелій розглядають під мікроскопом. Стрілки вказують на перегородки, стіни, які блокують відсіки всередині гіфальних ниток
    Малюнок\(\PageIndex{3}\): На зображенні вище є кілька довгих прозорих ниткоподібних структур (гіф). У цього конкретного гриба гіфи є перегородками. На зображенні чотири стрілки, кожна з яких спрямована на перегородку. Фото Марії Морроу, CC-BY-NC.

    На відміну від ниткоподібних грибів дріжджі одноклітинні. Брунькові дріжджі розмножуються безстатевим шляхом розпускання меншої дочірньої клітини (рис.\(\PageIndex{4}\)); отримані клітини іноді можуть злипатися у вигляді короткого ланцюга або псевдогіфи (рис.\(\PageIndex{2}\)). Candida albicans (Рис.\(\PageIndex{5}\)) - поширені дріжджі, які утворюють псевдогіфи; це пов'язано з різними інфекціями у людини, включаючи вагінальні дріжджові інфекції, молочницю порожнини рота та кандидоз шкіри.

    Розмноження дріжджів, що показує одну дріжджову клітину, що ділиться на дві дріжджові клітини У одного є шрам бруньок.
    Малюнок\(\PageIndex{4}\): На схемі вище дріжджова клітина розмножується шляхом бутонізації. На крайньому лівому краю знаходиться материнська дріжджова клітина (ядро позначено). Рухаючись зліва направо, дріжджова клітина утворює випинання, потім виробляє копію ядра шляхом мітозу. У наступному кадрі між виступами (бутоном) і батьківською клітиною утворилася клітинна стінка, і вони фізично відокремилися. У кінцевому кадрі дві дріжджові клітини однакові за розміром і генетично ідентичні, але батьківську клітину можна ідентифікувати за наявністю круглого рубця бруньок. Робота Ніккі Харріс, CC-BY-NC.
    На мікрофотографії зображені скупчення маленьких синіх сфер. Кожна сфера становить близько 5 мкм в поперечнику.
    Малюнок\(\PageIndex{5}\): Candida albicans - дріжджова клітина і збудник кандидозу і молочниці. Цей організм має подібну морфологію з бактеріями кока; однак дріжджі є еукаріотичним організмом (зверніть увагу на ядро). (кредит: модифікація роботи доктора Годона Роберстада, CDC; дані шкали від Метта Рассела)

    Деякі гриби диморфні, мають не одну зовнішність протягом свого життєвого циклу. Ці диморфні гриби можуть з'являтися у вигляді дріжджів або ниткоподібних форм, що може бути важливим для інфекційності. Вони здатні змінювати свій зовнішній вигляд у відповідь на зміни навколишнього середовища, такі як наявність поживних речовин або коливання температури, ростуть як цвіль, наприклад, при 25° C (77° F), і як дріжджові клітини при 37° C (98,6° F). Ця здатність допомагає диморфним грибам виживати в різних середовищах.

    Структура і функції клітин

    Гриби є еукаріотами, і як такі мають складну клітинну організацію. Як еукаріоти, грибкові клітини містять мембранно-пов'язане ядро. ДНК в ядрі обгорнута навколо гістонових білків, як це спостерігається в інших еукаріотичних клітинок. Кілька видів грибів мають структури, порівнянні з бактеріальними плазмідами (петлями ДНК); однак горизонтальна передача генетичної інформації від однієї зрілої бактерії до іншої рідко відбувається у грибів. Грибкові клітини також містять мітохондрії і складну систему внутрішніх мембран, включаючи ендоплазматичний ретикулум і апарат Гольджі.

    На відміну від рослинних клітин, грибкові клітини не мають хлоропластів або хлорофілу. Багато грибів демонструють яскраві кольори, що виникають з інших клітинних пігментів, починаючи від червоного до зеленого до чорного, хоча жоден з них не призначений для фотосинтезу. Отруйний мухомор мухомор (мухомор) впізнаваний по яскраво-червоній капелюшку з білими вкрапленнями (рис.\(\PageIndex{6}\)). Пігменти у грибів пов'язані з клітинною стінкою, а деякі грають захисну роль від ультрафіолетового випромінювання. Деякі грибкові пігменти токсичні.

    Два великих гриба, кожен з широкою білою основою і яскраво-червоною капелюшком. Капелюшки усіяні невеликими білими виступами.
    Малюнок\(\PageIndex{6}\): Мухомор мускатний - гриб, який виробляє яскраві пігменти. Шкірочка капелюшків (pileipellis) цих грибів яскраво-червона через взаємодію декількох пігментів. Грибкові пігменти поки ще мало вивчені. (Фото: Крістін Маджул)

    Як і рослинні клітини, грибкові клітини мають товсту клітинну стінку. Жорсткі шари грибкових клітинних стінок містять складні полісахариди, звані хітином і глюканами (на відміну від клітинних стінок рослин, які містять целюлозу). Хітин, також міститься в екзоскелеті комах, надає структурну міцність клітинних стінок грибів. Стінка захищає клітку від висушування і хижаків. Гриби мають плазматичні мембрани, схожі на інші еукаріоти, за винятком того, що структура стабілізується ергостеролом - стероїдною молекулою, яка замінює холестерин, виявлений в мембранах клітин тварин. Ергостероли часто експлуатуються в якості мішеней для протигрибкових препаратів.

    Більшість членів королівства Гриби є нерухомими. Джгутики виробляються тільки в хітридах. Рухливі клітини мають єдиний, хлистий джгутик, поміщаючи ці організми в Опістоконц (разом з тваринами).

    Молекулярна структура молекули хітину
    Малюнок\(\PageIndex{7}\): Хімічна будова хітину. Як полісахарид хітин складається з ланцюжків цукрових мономерів. Однак, на відміну від целюлози або крохмалю, ці мономери глюкози мають додаткову амідну групу.

    Зростання

    Для нитчастих грибів грибкова спора проростає і росте апічно. Міцелій часто сильно розгалужений і гриб росте з верхівки кожної гіфи, утворюючи радіальний малюнок росту (рис.\(\PageIndex{8}\)). Оскільки гриби ростуть всередині свого субстрату, ми часто не бачимо міцелію, а лише плодові структури. На малюнку\(\PageIndex{9}\) на трав'янистій галявині утворився коло грибів, званий казковим кільцем. Оригінальна спора була б відкладена в центрі цього кільця, і міцелій виріс звідти назовні. Гриби виробляються на краю грибниці.

    Світло-коричнева цвіль, що росте в чашці Петрі
    Малюнок\(\PageIndex{8}\): Міцелій гриба Neotestudina rosati, що росте в тарілці Петрі. Грибок переніс на пластину в точці в центрі, потім виріс назовні до країв пластини. Описовий текст: Гриб, діаметр якого становить близько 8 сантиметрів, має вигляд зморшкуватою круглої шкіри, оточеної порошкоподібними залишками. У центрі гриба існує відступ, схожий на концентратор. Від цієї маточини відходять складки, що нагадують спиці на колесі. (Кредит: CDC)
    Білі гриби вискакують з трав'янистого поля, утворюючи коло
    Малюнок\(\PageIndex{9}\): Казкове кільце білих грибів, що демонструє радіальний ріст міцелію. Фото Aviddoghug з англійської Вікіпедії (Оригінальний текст: Девід Гоф), Публічне надбання, через Wikimedia Commons.

    Харчування

    Як і тварини, гриби є гетеротрофами; вони використовують складні органічні сполуки як джерело вуглецю, а не фіксують вуглекислий газ з атмосфери, як це роблять рослини. Крім того, гриби не фіксують азот з атмосфери. Як і тварини, вони повинні отримувати його зі свого раціону. Однак, на відміну від більшості тварин, які ковтають їжу, а потім перетравлюють її внутрішньо в спеціалізованих органах, гриби виконують ці кроки в зворотному порядку; травлення передує прийому всередину. Спочатку екзоферменти транспортуються з гіф, де вони переробляють поживні речовини в навколишньому середовищі. Потім менші молекули, що виробляються цим зовнішнім травленням, всмоктуються через велику площу поверхні міцелію. Як і у тваринних клітин, полісахаридом зберігання є глікоген, а не крохмаль, що міститься в рослині.

    Гриби - це переважно сапротрофи, організми, які отримують поживні речовини з гниючої органічної речовини. Вони отримують свої поживні речовини з мертвої або розкладається органічної речовини, переважно рослинної сировини. Грибкові екзоферменти здатні розщеплювати нерозчинні полісахариди, такі як целюлоза і лігнін мертвої деревини, на легко засвоювані молекули глюкози. Таким чином, вуглець, азот та інші елементи виділяються в навколишнє середовище. Через різноманітні метаболічні шляхи гриби виконують важливу екологічну роль і досліджуються як потенційні інструменти біоремедіації. Наприклад, деякі види грибів можуть бути використані для розщеплення дизельного палива та поліциклічних ароматичних вуглеводнів (ПАУ) через їх хімічну схожість з лігніном, що міститься в деревині. Інші види займають важкі метали, такі як кадмій і свинець.

    Деякі гриби паразитують, викликаючи інфекції в інших організмах. Багато важливих рослинних паразитів - іржі, грибки в базидіомікоті зі складними життєвими циклами. У середовищах, бідних азотом, деякі гриби вдаються до хижацтва нематодами (дрібними несегментованими круглими черв'яками). Види грибів Arthrobotrys мають ряд механізмів для уловлювання нематод. Один механізм передбачає звуження кілець всередині мережі гіф. Кільця набрякають, коли торкаються нематоди, захоплюючи її в щільному утриманні. Грибок проникає в тканини хробака шляхом розширення спеціалізованих гіф, які називаються гаусторії. Багато гриби-паразити мають гаусторіями, так як ці структури проникають в тканини господаря, виділяють травні ферменти всередині організму господаря, поглинають перетравлені поживні речовини.

    Деякі гриби живуть у взаємовигідному симбіотичному взаємозв'язку з іншим організмом, часто фотосинтезирующим організмом, таким як рослина або водорості. Об'єднання гриба і кореня рослини називається мікоризою. Понад 90% видів наземних рослин отримують користь від симбіотичних мікоризних відносин. Рослина отримує користь від більш ефективного поглинання мінералів (наприклад, фосфору) та користі гриба від цукрів, що переносяться рослиною в корінь.

    Мікоризні гриби також можуть утворювати канали для поживних речовин між видами рослин, на краще чи гірше. Безбарвна, а отже, і гетеротрофна труба-привид (Monotropa uniflora - на малюнку\(\PageIndex{10}\)) - це покритонасперм, який повинен забезпечити все своє харчування від мікоризних грибів, які одночасно прикріплюються до коренів якогось автотрофного рослини, такого як сосна. Радіоактивний вуглець, що вводиться до сосни (як CO 2), незабаром з'являється у вуглеводах у сусідніх трубах привидів.

    Скупчення блідих квіток на кінці білих стебел зі зменшеними білими листям
    Малюнок\(\PageIndex{10}\): Мікогетеротрофні рослини, такі як Monotropa uniflora (примарна труба), не мають хлорофілу і тому не можуть робити власну їжу. Натомість вони крадуть цукри у своїх мікоризних партнерів.

    розмноження

    Гриби розганяються самі, виділяючи спори (гаплоїдні, в більшості випадків). Спори грибка присутні практично скрізь (і є частою причиною алергії). Спори гриба іржі пшениці були виявлені на 4000 м в повітрі і більш ніж на 1450 км (900 миль) від місця їх звільнення. Не дивно, що багато грибів, здається, мають всесвітнє поширення.

    Кілька коричневих, гладких, мигдалеподібних спор
    Чотири величезні, вигадливо прикрашені суперечки всередині мішкоподібного мішка.
    Малюнок\(\PageIndex{11}\): Спори, що виробляються Psilocybe cyanescens, Basidiomycota (зліва) та Tuber gibbosum, Ascomycota (праворуч). Фотографії Алана Рокфеллера, CC-BY-NC.

    Гриби розмножуються статевим та/або безстатевим шляхом. Гриби можуть проявляти безстатеве розмноження мітозом з бутонізацією (рис.\(\PageIndex{13}\)), фрагментацією гіф і утворенням безстатевих суперечок мітозом (рис.\(\PageIndex{14}\)). Залежно від таксономічної групи спори, що виробляються статевим шляхом, відомі як зигоспори (у колишньої зигомікоти), аскоспори (в Ascomycota) або базидіоспори (у Basidiomycota).

    Як при статевому, так і при безстатевому розмноженні гриби виробляють спори, які розходяться з материнського організму, плаваючи на вітрі, зачепивши на тварині або якимось іншим способом. Спори грибка мікроскопічні і часто виробляються у великій кількості. Коли гігантський гриб листковий лопається, він випускає трильйони суперечок. Величезна кількість випущених суперечок збільшує ймовірність висадки в середу, яка буде підтримувати зростання (рис.\(\PageIndex{12}\)).

    Частина А - це гриб листковий м'яч, який буває круглим і білим. Частина B є ілюстрацією того, як puffball випускає спори через його вибухнув верх.
    Малюнок\(\PageIndex{12}\): (а) гігантський листковий кульковий гриб випускає (б) хмару спор, коли досягає зрілості. (кредит a: модифікація роботи Роджера Гріффіта; кредит b: модифікація роботи Пірсона Скотта Форесмана, переданої Фонду Вікімедіа)
    Мікрофотографія показує бутонізацію дріжджових клітин
    Малюнок\(\PageIndex{13}\): Темні клітини на цій яскравій світловій мікрофотографії - патогенні дріжджі Histoplasma capsulatum, помічені на тлі світло-блакитної тканини. Гістоплазма в першу чергу заражає легені, але може поширюватися на інші тканини, викликаючи гістоплазмоз, потенційно смертельне захворювання. Описовий текст: Батьківські клітини забарвлені темно-синіми та круглими, з меншими клітинами у формі крапель, від них бутонізуються. Клітини мають близько 2 мкм в поперечнику і 3 мкм в довжину. (кредит: модифікація роботи доктора Ліберо Аджелло, CDC; дані шкали від Метта Рассела)
    На мікрофотографії зображено кілька довгих ниткоподібних гіф, забарвлених в синій колір.
    Малюнок\(\PageIndex{14}\): Ця яскрава польова світлова мікрофотографія показує вивільнення суперечок зі спорангіума в кінці гіфи, званої спорангіофором. Організм - грибок Mucor sp., цвіль часто зустрічається в приміщенні. Описовий текст: Одна гіфа має круглий спорангій, діаметром близько 35 мкм, на кінчику. Спорангіум темно-синій на шиї, а зернистий біло-синій в іншому місці. Спори, які вже були випущені, з'являються у вигляді невеликих білих овалів. (кредит: модифікація роботи доктора Люсіль Георг, CDC; дані шкали від Метта Рассела)

    Життєві цикли грибів є унікальними і складними, хоча гриби, як правило, кажуть, мають гаплонтичний життєвий цикл (рис.\(\PageIndex{15}\)). У генералізованому життєвому циклі гриба гаплоїдні міцелії різних типів спаровування або утворюють гіфи, які мають гамети на кінчиках, або зливаються безпосередньо (соматогамія). Цитоплазма зливається в події, яка називається плазмогамією, виробляючи клітину з двома чіткими ядрами (дикаріотична, або n+n, клітина). У якийсь момент пізніше ядра зливаються (у випадку, званому каріогамією), щоб створити диплоїдну зиготу. Зигота піддається мейозу, утворюючи гаплоїдні спори, які проростають і переростають у новий гаплоїдний міцелій. Те, як відбуваються ці події, є одним з основних способів класифікації грибів, і життєві цикли різних грибкових груп значно контрастують.

    Безстатеві і статеві стадії розмноження грибів показані на схемі життєвого циклу.
    Малюнок\(\PageIndex{15}\): Гриби можуть мати як безстатеву, так і статеву стадії розмноження. Життєвий цикл, в основному, гаплонтичний: багатоклітинна стадія гаплоїдна. У безстатевому життєвому циклі гаплоїдний (1n) міцелій піддається мітозу з утворенням суперечок. Проростання суперечок призводить до утворення більшої кількості міцелій. У статевому життєвому циклі міцелій піддається плазмогамії - процесу, при якому гаплоїдні клітини зливаються, утворюючи гетерокаріон (клітину з двома або більше гаплоїдними ядрами). Це називається гетерокаріотической стадією. Дикаріотичні клітини (клітини з ще двома ядрами) піддаються каріогамії - процесу, при якому ядра зливаються з утворенням диплоїдної (2n) зиготи. Зигота піддається мейозу з утворенням гаплоїдних (1n) суперечок. Проростання суперечок призводить до утворення багатоклітинного міцелію. Оригінальна схема змінена Марією Морроу.

    альт

    Перегляньте характеристики грибів, відвідавши цей інтерактивний сайт від Wisconsin-online.

    Резюме

    Гриби - еукаріотичні організми, які з'явилися на суші більше 450 мільйонів років тому. Вони є гетеротрофами і не містять ні фотосинтетичних пігментів, таких як хлорофіл, ні хлоропласти. Гриби є важливими розкладачами, які виділяють необхідні елементи в навколишнє середовище. Однак вони відіграють багато інших важливих ролей в екосистемах як паразити та мутуалісти. Зовнішні ферменти перетравлюють поживні речовини, які потім поглинаються міцелієм гриба, який складається з ниткоподібних клітин, званих гіфами. Товста клітинна стінка з хітину оточує гіфи. Одноклітинні гриби називаються дріжджами і розмножуються шляхом бутонізації. Гриби можуть розмножуватися безстатевим шляхом (зазвичай називають цвіллю) та/або статевим шляхом. Один з основних способів класифікації грибів на філу базувався на життєвому циклі та типі вироблених статевих структур.

    Характеристика грибів:

    • Еукаріот
    • Гетеротрофний шляхом поглинання
    • Морфологія: Одноклітинний або слань, що складається з гіф. Якщо вони присутні, рухливі клітини мають тільки єдиний, хлистий джгутик.
    • Клітинні стінки: Хітин
    • Зберігання вуглеводів: Глікоген
    • Життєвий цикл: гаплонтичний (хоча цей стає трохи дивним)
    • Екологія: Багато грибів є розкладачами, насамперед в наземних екосистемах. Інші групи грибів живуть в симбіозі з іншими організмами як паразити, мутуалісти або коммензалісти.

    Атрибуція

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