Грибы

Введение

Грибы... Когда слышишь это слово, сразу видишь лес и тех его бесчисленных обитателей, которые растут в траве, среди опавшей листвы, в изумрудных мхах, серых лишайниках. Как разыгрывается воображение при этом слове, и каким бедным оно оказывается по сравнению с поистине безграничным царством грибов, о котором мы так мало знаем...

Несмотря на то, что грибы издавна привлекали внимание человека, для ученых они долгое время оставались загадкой; куда их отнести — к растениям или к животным? Первоначально считали, что грибы — это продукты выделения растительных тканей. Затем относили их к группе существ, стоящих на рубеже между растениями и животными. С конца XVII века вслед за Карлом Линнеем грибы причислили к растительному миру. Позднее высказывались мнения (Фриз, 1821) о выделении грибов в самостоятельное царство, однако эти предложения в то время не были приняты.

Грибы действительно занимают как бы промежуточное положение между растениями и животными. С животными их роднит наличие хитина в оболочке клеток, запасного продукта гликогена (а не крахмала), образование и накопление мочевины в результате обмена веществ. С растениями — поглощение питательных веществ (они всасывают, а не заглатывают пищу), неограниченный рост, прикрепленность к субстрату, размножение спорами и т. д.

Существующая в настоящее время теория происхождения грибов такова. Одна группа грибов (класс хитридиомицетов) берет свое начало от первичных организмов еще до разделения их на растения и животные. И уже затем, в процессе их эволюции, появились более совершенные группы грибов. Это основная линия развития грибов. Развитие другой группы грибов (классы оомицетов, гифохитридиомицетов) большинство ученых связывает с примитивными разножгутиковыми водорослями, которые перешли в результате потери хлорофилла к гетеротрофному питанию. Эта группа грибов является боковой линией эволюции.

Царство грибов обширно, в нем насчитывается около 100 тыс. видов. Грибы встречаются в почве (на поверхности и в ее толще), воде (пресной и соленой), атмосферном воздухе, на растениях, животных, растительных и животных остатках. Большой набор ферментов, устойчивость к экстремальным условиям, многообразие форм существования позволили им завоевать почти весь земной шар. Отсутствие хлорофилла у этих организмов определило их тип питания. Это гетеротрофные организмы, они используют для своего роста и развития готовые органические вещества, поселяясь на живых (паразиты) или отмерших (сапротрофы) растительных и животных тканях.

Грибы являются друзьями и врагами человека.. На территории Ленинградской области встречается около 2 тыс. видов грибов (макро- и микромицетов). Из них многие виды являются возбудителями болезней культивируемых и дикорастущих травянистых растений, древесных пород и древесины. Поражая человека и животных, многие виды вызывают у них различные токсикозы. Большой вред наносят плесневые грибы — разрушители пищевых продуктов и промышленных материалов. Плесневые грибы поселяются на зерне, муке, хлебе, различных мучных изделиях, овощах, фруктах, сушеных грибах, орехах и т. д. Поражаются грибами этой группы и продукты животного происхождения — творог, сыр, сметана, масло, яйца, мясо и мясные изделия. В результате действий плесневых грибов происходит гидролитическое расщепление крахмала, целлюлозы, гемицеллюлозы, дисахаридов, глубокие изменения качества продуктов.

Однако, с другой стороны, грибы широко используют в пищевой промышленности, хлебопечении, пивоварении, виноделии, сыроварении, маслоделии. Незаменимы грибы и в кожевенной, текстильной промышленности, а также при получении органических кислот.

В медицине применяются препараты, получаемые из спорыньи, антибиотики, образуемые грибами и актиномицетами. Многие виды грибов используются для борьбы с вредными насекомыми.

Изучением грибов занимается особая наука — микология.

В основе классификации грибов лежат химический состав клетки, особенности строения органов бесполого и полового размножения и другие признаки. В настоящее время существуют различные классификационные схемы; согласно одной из них грибы включают три отдела — отдел миксомицетов, или слизевиков, отдел оомикотов и отдел настоящих грибов.

В данной работе основное внимание уделяется оомикотам и настоящим грибам. В первый отдел входят классы оомицеты и гифохитридиомицеты. Второй отдел включает шесть классов — хитридиомицеты, зигомицеты, трихомицеты, аскомицеты, базидиомицеты и дейтеромицеты.

На территории Ленинградской области известны и исследованы представители почти всех классов, за исключением гифохитридиомицетов и трихомицетов, сведения о которых крайне ограниченны.

Строение и размножение грибов

Самые примитивные из ныне живущих грибов имеют вегетативное тело в виде небольшого одноядерного участка цитоплазмы, лишенного плотной оболочки. Оно носит название амебоид и находится в клетке-хозяине. В процессе роста такой амебоид становится многоядерным. У более развитых форм грибов вегетативное тело представляет собой клетку, одетую плотной оболочкой. Такая клетка обычно прикрепляется к субстрату, на котором она живет, ризомицелием. Это особые выросты оболочки клетки, заполненные плазмой, но лишенные ядер. Внешне такой ризомицелий напоминает небольшие корни. У подавляющего же большинства грибов вегетативное тело состоит из грибницы (мицелия), которая представляет собой разветвленные нити или трубочки до 5-6 мкм толщиной. Совокупность этих нитей или трубочек и есть мицелий.

Если проследить за обычным развитием такого мицелия, то мы увидим, что он берет начало из споры. Спора гриба при определенной температуре и влажности прорастает: она впитывает влагу, увеличивается в объеме, ее оболочка разрывается и изнутри появляется росток. Сначала он питается за счет запасов, находящихся в споре, но для дальнейшего его роста и развития требуется питание извне.

У одних грибов мицелий представлен одной разветвленной клеткой, т. е. не имеет поперечных перегородок. Такой мицелий называют одноклеточным или нечленистым. У других грибов гифы мицелия разделены поперечными перегородками. Такой мицелий называют многоклеточным или членистым. Особенностью гиф мицелия является то, что их рост начинается с вершины.

Мицелий грибов (как членистый, так и нечленистый) может развиваться либо на поверхности субстрата, либо внутри его. У некоторых грибов отдельные гифы изменяют свой внешний вид в результате приспособления их к выполнению определенных функций. Например, у мукоровых грибов образуются так называемые столоны. Это дугообразно изогнутые гифы, предназначенные для большего охвата субстрата (их можно сравнить с усами земляники). Для прикрепления мицелия к субстрату нередко образуются короткие, сильно разветвленные темноокрашенные гифы, напоминающие корни. Это ризоиды ("ризо" означает "корень"). Мицелий может прикрепляться к субстрату и другим способом. У мучнисто-росяных грибов, например, мицелий образует присоски, которыми он плотно присасывается к субстрату — поверхности листовой пластинки, и отделить его от листа в таких случаях бывает почти невозможно. Присоски носят название аппрессориев.

Грибы-паразиты очень часто образуют характерные короткие веточки, которые проникают в полость клетки. Эти веточки называют гаусториями, они всасывают питательные вещества из клетки.

Нередко на грибнице можно заметить образование хламидоспор. Так называют толстостенные клетки, возникающие на мицелии целыми группами, которые иногда освобождаются от него. Они способны выдерживать высыхание и воздействие других неблагоприятных условий.

Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем. Вегетативное размножение происходит обрывками (фрагментами) грибницы, каждый из которых может дать начало новому мицелию. Иногда мицелий распадается на оидии. Они представляют собой отдельные овальные клетки, которые при прорастании дают новый мицелий.

Конидиеносец с конидиями

Бесполое размножение осуществляется специальными спорами, которые служат для массового расселения грибов в период вегетации в природных условиях. Образуются эти споры у одних грибов в зооспорангии. Они представляют собой шаровидные или цилиндрические клетки, внутри которых формируются подвижные зооспоры, снабженные жгутиками, с помощью которых они передвигаются. Так происходит бесполое размножение у грибов, живущих в воде. У других грибов споры формируются внутри спорангия. Спорангий — это крупная шаровидная клетка, внутри нее образуются неподвижные споры, лишенные жгутиков. Такие споры называют спорангиоспорами. Наконец, у наиболее высокоорганизованных форм грибов споры развиваются на поверхности конидиеносцев (вертикально растущих веточек мицелия), и тогда они носят название конидий. Бесполое размножение с помощью спорангиоспор и конидий происходит у грибов, которые перешли к наземному образу жизни.

У грибов известно и половое размножение. Половой процесс состоит в слиянии содержимого двух гаплоидных половых клеток (их называют "гаметы") или двух вегетативных клеток. В результате такого слияния развивается диплоидная зигота. У большинства низших грибов зигота в течение длительного времени пребывает в состоянии покоя и только после этого прорастает. При ее прорастании происходит редукционное деление диплоидного ядра. У высших же грибов зигота периода покоя не проходит, а развивается либо в сумку с аскоспорами, либо в базидию с базидиоспорами.