Тема 4. ЭУКАРИОТЫ (грибы и дрожжи)

Микроскопические грибы, их особенности

Одним из трех царств, относящихся к надцарству эукариот, являются грибы. Ранее считали, что грибы занимают промежуточное положение между царствами растений и животных, так как ряд признаков сближает их как с растениями, таки с животными. В настоящее время грибы выделены в отдельное царство Mycota, которое насчитывает около 100 тыс. видов.

Грибы широко распространены в природе. Они обитают в различных климатических зонах. Особенно много их в почве, встречаются они в пресных и соленых водоемах, в местах с повышенной влажностью.

Среди грибов встречаются организмы, развивающиеся за счет органических веществ отмерших организмов; они участвуют в круговороте веществ в природе. Но имеются и такие, которые могут существовать в живых организмах и вызывать заболевания (например, болезни плодов иовощей).Некоторые грибы выделяют ядовитые вещества – микотоксины. Многие грибы вызывают порчу пищевых продуктов и повреждение разнообразных изделий и материалов, некоторые могут развиваться наоптических поверхностях, где имеется мизерное количество смазки, вызывая помутнение линз.

С другой стороны, грибы имеют важное практическое значение, таккак многие из них употребляются в пищу, используются в производстве этилового спирта, органическихкислот, антибиотиков, витаминов, некоторых сортов сыра и т.д.

Признаки сходства с растительными организмами:

1. Наличие клеточной стенки и вакуолей, заполненных клеточнымсоком.

2. Неспособность к активному перемещению. Обычно грибы, как и растения, прикреплены к питательному субстрату, причем часть вегетативного тела возвышается над поверхностью питательной среды, а часть погружена в субстрат.

Различия:

1. У грибовнет хлорофилла. Этонефотосинтезирующие микроорганизмы, для которых характеренживотный тип питания. Клеточную энергию они получают путем окисления органических веществ в присутствии кислорода воздуха.

2. По сравнению с растениями, имеющими стебли, корни, листья,грибы слабо дифференцированы морфологически, у них почти нет разделения функций между разными частями организма.

3. Грибы отличаются от растений по типу клеточной организации.Это ценоцитные организмы, вегетативное тело которых представляет собой многоядернуюмассу цитоплазмы, заполняющуюсистему сильно разветвленных трубочек, играющих роль клеточной стенки.

Таким образом, грибы занимают промежуточноеположение между царством растений и царством животных надцарства эукариот, что позволило отнести их к самостоятельному царству – царству Mycota.

Вегетативное тело грибов называется мицелием. Состоитмицелий из множества тесно переплетенных нитей – трубочек, которые называются гифами. Гифырастут своими концами (апикально), причем если в среде имеются питательные вещества, то рост мицелия можетпродолжаться неограниченное время.

В зависимости от строения мицелия грибыделятся на высшие и низшие. У высшихгрибов в гифахимеются поперечные перегородки(септы), поэтому мицелий септированный. Унизших грибовмицелий несептированный. В центре септ имеются центральные поры, через которые свободно проходит цитоплазма и внутрицитоплазматические органеллы.

Различают поверхностный(воздушный) мицелий, посредством которого осуществляется дыхание и на котором образуются органы размножения, и глубинный(субстратный) мицелий, через который происходитвсасывание питательных веществ.Гифы поверхностного мицелия болеетонкие, длинные и прямые, глубинного – извилистые,мешковидные.

Строение грибной гифы описано в теме 2 (Строение эукариотической клетки).

Большинство грибов – сапрофиты, т.е., микроорганизмы, которые перерабатывают органические соединения из отмерших клеток и тканей. Некоторые грибы являются паразитами, т.е. обитают в живых организмах.

Размножение грибов

Существуют 3 способа размножения грибов:

1. Вегетативное размножение.

Осуществляется кусочком мицелия или отдельными клетками –оидиями, образующимися в результате расчленения гиф,и хламидоспорами –толстостенными клетками, устойчивыми к неблагоприятным воздействиям. Оидии и хламидоспоры образуют высшие грибы.

а) б)

Рис. 4.1 – Строение высших грибов:

а - оидии; б - хламидоспоры

2.Бесполое размножение с образованием спор.

В этом случае на определенномэтапе вегетативного размножения грибов образуются специальныеплодоносящие гифы воздушного мицелия.

У низших грибов споры формируются внутри шаровидных мешочков – спорангиев, внутри которых формируются внутренние споры (эндоспоры). Плодоносящий гиф, на котором образуются спорангии, называется спорангиеносцем.

У высших грибов на кончике плодоносящего гифа образуются специальные вытянутые клетки – стеригмы, на которых формируются цепочки из спор – конидии. Споры, расположенные на конидиях, находятся снаружи плодоносящего гифа (экзоспоры). Плодоносящий гиф, на котором образуются конидии, называется конидиеносцем.

а) б)

Рис. 4.2 - Строение плодоносящих гифов:

а – спорангиеносца, б – конидиеносца

3. Половое размножение.

Половому размножению (митозу) предшествует слияние двух многоядерных гифов мицелия. Состоит половое размножение из трех этапов:

· плазмогамия – соединение протопластов двух гифов. Возникающая в результате этого клетка имеет два ядра и называется дикарион;

· кариогамия – слияние двух гаплоидных ядер с образованием диплоидного ядра (ядра с двойным набором хромосом).

· мейоз – редукционное деление. Процесс деления ядер состоит из нескольких стадий.

Различают гомо- и гетероталличные грибы. У гомоталличных грибов происходит слияние двух одинаковых гифов, у гетероталличных оплодотворение может происходить только между мицелиями разных половых знаков ( + и – ).

Существуют грибы, которые не способны размножаться половым путем. Такие грибы называют несовершенными.