Тема: микроскопические грибы, их практическое значение

Цель работы: изучить особенности строения низших грибов, их систематику, познакомиться с грибковыми заболеваниями рыб.

Задание: приготовить препарат плесневых грибов, изучить под микроскопом и зарисовать грибы рода мукор и пеницилл. Ответить на вопросы теста.

Грибы - низшие эукариотические одноклеточные и мицелиальные хемоорганотрофные организмы. Их относят к особо­му царству живых существ - Mycota.

Представители грибов делятся на макро- и микромицеты. Макромицеты образуют крупные плодовые тела, отсутствующие у микромицетов. У последних на протяжении всего жизненного цикла имеются только микроскопические структуры.

Большинство грибов - организмы с вегетативной струк­турой, называемой мицелием. Мицелий состоит из многоядерной массы цитоплазмы, наполняющей сильно разветвленную систему жестких трубочек примерно одинаковой толщины (~5 мкм). Обычно мицелий образуется при прорастании и разрастании оди­ночной репродуктивной клетки-споры.

Грибная спора дает длинную нить или гифу, которая, уд­линяясь, многократно ветвится и образует целую систему нитей, т. е. мицелий. Рост грибов осуществляется за счет кончиков гиф и может продолжаться до тех пор, пока хватает питательных ве­ществ; у некоторых грибов мицелий может занимать участок поч­вы до 15 м в диаметре.

Мицелий грибов может быть одноклеточным (несептированным) и многоклеточным (септированным). Грибы могут раз­множаться вегетативным, бесполым и половым путем. Грибы рас­пространены в природе повсеместно. Споры грибов обнаружива­ются в любых экосистемах, техногенных потоках и продуктах. Наибольшее количество грибов встречается в почве. Они прини­мают активное участие в биогеохимическом цикле превращений углерода в природе.

Среди большого разнообразия грибов, приспособившихся к жизни в почве, имеется небольшая группа водных грибов, а также довольно обширная группа паразитических грибов, вызы­вающих заболевания человека, животных и растений (микозы).

Грибы способны выделять во внешнюю среду ферменты и путем абсорбции поглощают питательные вещества, продукты ферментативного гидролиза природных биополимеров и других растворимых веществ. Такой тип питания определяет положение почвенных грибов как самую крупную экологическую группу, уча­ствующую в минерализации органических веществ в экосистемах.

К царству Mycota (или Fungi) относятся миксомицеты (ис­тинные слизевики) и эумицеты (истинные грибы).

Среди эумицетов различают низшие грибы фикомицеты (или зигомицеты) и высшие грибы, которые распределены по классам: аскомицеты, базидиомицеты и несовершенные грибы.

Зигомицеты (низшие грибы) имеют хорошо развитый несептированный мицелий. Отсутствие перегородок в мицелии оп­ределяет его многоядерность (ценоцитный мицелий).

Типичный представитель фикомицетов Mucor pusillus раз­вивается в виде войлоковидного налета серого цвета. Его мице­лий образует структуры двух типов - разветвленные гифы (ри­зоиды), проникающие в субстрат, и поднимающиеся вверх над пучками ризоидов особые воздушные гифы - спорангиеносцы, расширяющиеся на верхушке, образуя округлый спорангий. Спорангий отделяется перегородкой от остальной части спорангиеносца. Внутри спорангия развивается большое количе­ство сферических эндоспор, служащих для размножения. Это бес­полый способ размножения (рис. 1).

У зигомицетов существует и половой способ размножения, сопровождающийся образованием зигоспор.

У гомоталлических форм зигомицетов зигоспоры образу­ются в результате слияния половых клеток, формирующихся на одном и том же мицелии. У гетероталлических форм различают два вида мицелия, не отличающихся морфологически и обозначаемых как (+) и (-).

Зигоспоры образуются только при контакте гиф (+) с ги­фами (-). При прорастании зигоспоры происходит мейоз и появ­ляется гифа, образующая спорангий (рис. 2).

Аскомицеты (высшие грибы) имеют многоклеточный вет­вящийся мицелий. Клеточные перегородки пронизаны порами, что обусловливает «ценоцитную» природу цитоплазмы. У аскомицетов различают два способа размножения: половой и бесполый. При половом способе слияние двух ядер приводит к образованию зиготы, которая превращается в аск (сумку), внутри него (аска) в результате деления диплоидного ядра образуются гаплоидные аскоспоры, их может быть от четырех до 1000 и более.

Рис. 1. Грибы: 1 — p. Mucor, 2 — p. Aspergillus; 3 —- p. Penicillium; 4 — p. Fusarium; 5 — p. Oidium; 6 — p. Saccharomyces; - p. Schizosaccharomyces; 8 — p. Saccharomycoides; 9 — p. Candida

При бесполом способе размножения на концах плодонося­щих гиф - конидиеносцах - образуются экзоспоры (конидии). К аскомицетам относятся многие виды плесневых грибов и дрожжей.

Виды рода Penicillum используются при получении анти­биотиков. Пенициллы размножаются в основном бесполым путем, конидии образуются на концах мутовчаторазветвленных конидиеносцев, напоминающих кисть руки (отсюда и название пенициллов — кистевики).

Представители рода Aspergillus. Конидиеносцы у аспергиллов обычно одноклеточные, шаровидной, булавовидной или грушевидной формы. На них располагаются параллельно друг другу короткие кеглеобразные стеригмы, каждая из которых отшнуровывает цепочки конидий. Вся головка конидиеносца напо­минает наконечник лейки со струйками воды, поэтому гриб называют леечным. Представители рода Aspergillus используются как продуценты лимонной кислоты и ферментов.

Особую группу среди аскомицетов составляют дрожжи. Дрожжи внетаксономическая группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах. Объединяет около 1500 видов, относящихся к аскомицетам и базидиомицетам.

При половом способе раз­множения две клетки сливаются, образуется зигота, которая превращается в аск. В аске формируются 2-12 и более спор. Количество спор и их форма (округлые, серповидные, овальные и т. д.) рассматриваются как систематические признаки, определяющие видовую принадлежность. При прорастании из каждой споры образуется вегетативная клетка дрожжей. Вегета­тивное размножение дрожжей осуществляется почкованием, деле­нием и смешанным типом - почкующимся делением. Для сахароми­цетов (род Saccharomyces) характерно размножение почкованием, когда на материнской клетке возникает выпуклость (почка) или до­черняя клетка, которая постепенно увеличивается в размерах и от­деляется. Дрожжи широко используются человеком в хлебопечении, при получении вина, спирта, пива.

Рис. 2. Структура тела грибов: а — половые структуры грибов 1 — зигоспора; 2— сумки; 3— базидии; б— структура мицелия и септовых пор: 1- несептированный мицелий зигомицетов; 2 - септы с простыми порами аскомицетов; 3 - пряжковый мицелий и септы с долипорами базидиомицетов; 4 - почкующиеся клетки и псевдомицелий дрожжей

Шизосахаромицеты (род Sthizosaccharomyces) размножа­ются делением. При вегетативном способе размножения почки образуются только полярно, по концам клетки, причем отделение почки сопровождается образованием перегородки между нею и материнской клеткой. Такие дрожжи используют при производст­ве некоторых сортов пива.

Базидиомицеты - наиболее высокоразвитая группа гри­бов, объединяющая все шляпочные грибы. Органы спороношения (базидии) — клетки на концах гиф, содержат, как правило, четы­ре гаплоидных базидиоспоры, отделяющиеся от базидии путем отшнуровывания. Мицелий базидиомицетов многоклеточный, многоядерный, отличить его от мицелия аскомицетов можно по наличию пряжек - особых мицелиальных отростков крючкооб­разной формы, располагающихся над клеточными перегородками. Возникновение пряжек у базидиомицетов сопровождает процесс деления ядер и клеток.

Дейтеромицеты (несовершенные грибы) - большая груп­па грибов, включающая как одноклеточные (дрожжи), так и мно­гоклеточные мицелиальные формы. Общим для всех грибов этого класса является отсутствие половой стадии при размножении. Из одноклеточных дейтеромицетов дрожжи рода Candida широко применяются в микробиологической промышленности. Они ис­пользуются при получении белково-витаминного препарата, ор­ганических кислот, многоатомных спиртов; представители этого рода участвуют в очистке сточных вод, являясь компонентами активного ила, в очистке почвы и речной воды от нефтяных за­грязнений.

Дрожжи p. Candida размножаются многосторонним почко­ванием, большинство видов образуют псевдомицелий.

Псевдомицелий часто подразделяют на псевдогифы и бластоспоры. Бластоспорами у дрожжей называют вегетативные спо­ры, образующиеся почкованием на псевдомицелии. Они обычно круглой или овальной формы и располагаются по отношению к псевдомицелиальным клеткам в определенном порядке, образуя или цепочки, или мутовки.

К несовершенным грибам относятся также широко рас­пространенные в природе виды дрожжей p. Rhodoturula, отли­чающиеся желтой или красной окраской за счет содержания каротиноидов. Их применяют для обогащения полученной биомассы провитамином А.

К многоклеточным дейтеромицетам относятся виды p. Fusarium, p. Oidium и др. Большинство представителей этих грибов являются фитопатогенными.

Род Fusarium отличается серповидно изогнутыми много­клеточными конидиями, которые развиваются на коротких раз­ветвленных конидиеносцах.

Род Oidium характеризуется наличием сильно разветвлен­ного мицелия, гифы которого легко распадаются на оидии — от­дельные клетки, служащие для размножения. Один из представи­телей этого рода - Oidium lactis (или молочная плесень), часто встречается в виде бархатистой пленки на поверхности кисломо­лочных продуктов, вызывая их порчу.

Болезни рыб, вызываемые патогенными грибами, обуслов­ливают массовую гибель рыб. Особенно значительную опасность они представляют в условиях интенсификации рыбоводства.

Наибольшую угрозу для прудовых рыбоводных хозяйств представляют такие широко распространенные болезни, как бранхиомикоз, сапролегниоз, ихитоспоридиоз и др.

Бранхиомикоз - острозаразная болезнь рыб различных ви­дов, характеризующаяся поражением кровеносных сосудов жабер­ного аппарата и некротическим распадом жаберной ткани. Возбуди­телем бранхиомикоза у карпа, сазана, карася является гриб - Вrаnchiomyces sanguinis. Это специфический паразит крови. Гифы гриба сильно разветвлены, толщина их 8-30 мкм, длина 10-15 мкм. В вегетативном состоянии они обычно тоньше, при образовании спор утолщаются. Сильно разветвленные гифы гриба находятся только в кровеносных сосудах жаберных дуг, жаберных лепестков и ды­хательных складок. В соединительной ткани рост этого гриба пре­кращается.

Больная бранхиомикозом рыба не берет корм, не реагирует на внешние раздражители, подплывает к поверхности воды, но не заглатывает воздух, как при заморе. Сильно пораженная рыба ле­жит на боку, и в таком положении погибает.

Сапролегниоз - микозная, как правило, секундарная бо­лезнь пресноводных рыб различных видов, характеризующаяся поражением кожи, плавников и жаберного аппарата условнопатогенными грибами. Часто сапролегниоз проявляется на фоне дру­гих инвазионных и инфекционных болезней. Возбудители этой болезни - низшие грибы (фикомицеты) рода Saprolegnia. Грибы имеют разветвляющиеся и неразветвляющиеся гифы, лишенные перегородок. Толщина гиф колеблется от 20 до 75 мкм. Гифы окру­жены оболочкой и заполнены протоплазмой, содержащей многочис­ленные ядра. Терминальная часть гифа расширена и образует спо­рангий, в котором находятся зооспоры. После созревания спор спо­рангий разрывается, и зооспоры рассеиваются во внешний среде.

В начальной стадии болезни на коже, плавниках или жаб­рах появляются белые тонкие нити, перпендикулярно отходящие от поверхности тела рыбы. Разрастаясь на поверхности тела больных рыб, возбудитель сапролегниоза образует мощно разви­тый пушистый и ватообразный мицелий белого или желтоватого цвета. При устранении причины и улучшении режима содержания и кормления рыб, а также проведения санитарных мероприятий рыба выздоравливает, но резко ослабленные особи погибают.