Принципы классификации грибов. Строение и классификация грибов Особенности строения и систематики грибов
Филогению и классификацию грибов микробиология меняет и пересматривает уже много лет, начиная с 19-го века. Объекты исследований действительно необычны и будут изучаться еще долго.
Грибы, которые растут всю жизнь, как растения, но при этом ползают и пожирают другие организмы - возможно ли это? Да, современные исследования ультраструктуры клетки, ее биохимии и физиологических характеристик позволяют сделать вывод о промежуточном положении грибов, обладающих признаками животных и растений.
| Животные | Растения |
||
| Количество ядер в клетке | Множество, редко одно | ||
| Клеточная стенка | Присутствует и может содержать хитин, целлюлозу, хитозан, глюкан | Присутствует и содержит целлюлозу |
|
| Конечный продукт азотистого обмена | Карбамид (мочевина) | Карбамид (мочевина) | Аспарагин, глютамин |
| Углеводы (запасные в-ва) | Гликоген, сахароспирты | Гликоген | |
| Образ жизни | Прикрепленный и свободный | Свободный | Прикрепленный |
Как грибы стали отдельным царством
Во времена Карла Линнея (начало 18-го века) грибы считались растениями. В ХХ веке (в 40-е годы) Б. М. Козополянский предложил раздробить царство растений на подцарства:
- Схизофиты Schizophyta (дробянки) - к ним относили бактерий.
- Номофиты Nomophyta (настоящие растения) - это основные представители флоры.
- Микофиты Mycophyta (грибы и слизевики).
В 50-х годах ХХ века продолжились изменения в систематике грибов: в микробиологии, а точнее в соответствующей литературе появились публикации, где была проанализирована эволюция клеточных микроструктур. Опираясь на этот материал, Уиттекер создал в 1969 году собственную систему мира, где все живое можно распределить по 5 царствам. Одно из них было отведено грибам.
А. Л. Тахтаджян (работы 1973 и 1976 годов) настаивал на четырех царствах в органическом мире, и четвертое отводилось грибам. Оба ученых имели высочайший авторитет в научных кругах. Вопрос об отдельном царстве для грибов был решен. Но дальше и этот таксон начал «расползаться».
Грибы загадочного происхождения
Группа грибов интересна тем, что их историческое развитие (филогения) неоднородно.
Отличаются они, как недавно выяснилось, по биохимическому составу, строению клеточных оболочек и генома. С конца ХХ века (1998 г.) выделяют три ствола грибов, эволюционно отличных друг от друга. Каждый соответствует отдельному классу (Кавалье-Смит):
- Простейшие.
- Хромисты.
- Фунги.
Иногда в качестве пятого отдела указываются дейтеромицеты (Deuteromycóta). В построении классификации грибов микробиология большое значение придает способам размножения. Представители дейтеромицетов называются несовершенными грибами. Причина в том, что они полностью утратили способность размножения половым путем.
Дрожжи - одноклеточные грибы
Согласно современной классификации грибов, микробиология относит дрожжи к царству Фунги, отделу Аскомицеты. Это высшие грибы, несмотря на то, что тело их одноклеточно. Предки дрожжей были многоклеточными, но эволюционное направление их развития сместилось в сторону утраты мицелия.
Отличительная особенность отдела - двухслойные клеточные оболочки. Их имеют и макромицеты, и плесневые грибы, и дрожжи. Оболочки дрожжей содержат полисахариды глюканы и маннаны.
Дрожжи - класс грибов Гемиаскомицеты (Hemiascomycetes), порядка Saccharomycetales. Есть мнение о том, что дрожжи - группа организмов, не имеющая своего таксона. Она включает представителей отделов Аскомицеты и Базидиомицеты.
Размножаются дрожжи почкованием, реже делением клетки пополам, а в неблагоприятных условиях возможен половой процесс. Часть дрожжей образует споры, что позволяет подразделять их на две большие группы - спорогенные и аспорогенные.
Плесневые грибы
Встречаются почти во всех крупных таксонах. Есть высшие и низшие плесени: в отличии от низших грибов, у высших плесневых микромицетов грибница делится перегородками на фрагменты (клетки). Питаются, выделяя на субстрат ферменты, которые разлагают вещества на простые составляющие. К примеру, можно найти на одном и том же куске хлеба плесневые грибы и дрожжи, но потребляемые ими вещества будут разные. Дрожжи питаются сахаром, а пищевым субстратом для плесневых грибов являются белки и жиры.
Плесени встречаются во всех царства Фунги:
Есть плесени даже в царстве Хромисты, среди оомицет:
Таким образом, грибы остаются одной из самых малоизученных групп органической природы. Современные методы исследования микроструктур и биохимии клетки позволяют делать новые открытия, на основании которых классификация грибов продолжает меняться.
Подробности
Грибы относятся к царству Fungi (Mycetes, Mycota). Это многоклеточные или одноклеточные нефотосинтезирующие (бес-хлорофильные) эукариотические микроорганизмы с клеточной стенкой.
Классификация грибов . Грибы можно разделить на 7 классов: хитридиомицеты, гифохитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты, дейтеромицеты .
Среди фикомицетов различают:
1) хитридиомицеты , или водные грибы, ведущие сапрофитический образ жизни или поражающие водоросли;
2) гифохитридиомицеты , имеющие сходство с хитридиомицетами и оомицетами;
4) зигомицеты включают представителей рода Mucor, распространенных в почве и воздухе и способных (например, грибы рода Mucor) вызывать мукоромикоз легких, головного мозга и других органов.
При бесполом размножении на плодоносящей гифеспорангиеносце образуется спорангий - шаровидное утолщение с оболочкой, содержащее многочисленные споры (спорангиоспоры) .
Половое размножение (оогамия) у зигомицетов осуществляются путем образования зигоспор, или ооспор .
Эумицеты представлены аскомицетами и базидиомицетами (совершенные грибы ), а также дейтеромицетами (несовершенные грибы ). Аскомицеты (или сумчатые грибы) объединяют группу грибов, имеющих септированный мицелий и отличающихся способностью к половому размножению. Свое название аскомицеты получили от основного органа плодоношения - сумки, или аска , содержащего 4 или 8 гаплоидных половых спор (аскоспор) . К аскомицетам относятся представители родов Aspergillus, Penicillium и др., отличающиеся особенностями формирования плодоносящих гиф.
У Aspergillus (леечная плесень) на концах плодоносящих гифконидиеносцев имеются утолщения - стеригмы, на которых образуются цепочки спор - конидии. Некоторые виды аспергилл могут вызывать аспергиллезы и афлатоксикозы.
Плодоносящая гифа у грибов рода Penicillium (кистевик) напоминает кисточку, так как из нее (на конидиеносце) образуются утолщения, разветвляющиеся на более мелкие структуры - стеригмы, на которых находятся цепочки конидий. Пеницициллы могут вызывать заболевания (пенициллинозы). Многие виды аскомицетов являются продуцентами антибиотиков.
Представителями аскомицетов являются и дрожжи - одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия. Дрожжи имеют овальную форму клеток, диаметр которых 3-15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением (делятся на две равные клетки) или половым путем с образованием аскоспор . Дрожжи используют в биотехнологических процессах. Заболевания, вызываемые некоторыми видами дрожжей, получили назва-ние дрожжевых микозов.
Базидиомицеты - шляпочные грибы с септированным мицелием.
Дейтеромицеты
- несовершенные грибы
(Fungi imperfecti) - являются условным классом грибов, объединяющим грибы с септированным мицелием, не имеющих полового размножения
. Они размножаются только бесполым путем, образуя конидии.
К несовершенным грибам относятся грибы рода Candida
, поражающие кожу, слизистые оболочки и внутренние органы (кандидоз
). Они имеют овальную форму, диаметр 2-5 мкм; делятся почкованием (бластоспоры), образуют псевдомицелий (почкующиеся клетки из ростковой трубочки вытягиваются в нить), на концах которого находятся хламидоспоры. Эти грибы называют дрожжеподобными. Истинные дрожжи (аскомицеты) образуют аскоспоры, не имеют псевдомицелия и хламидоспор.
Подавляющее большинство грибов, вызывающих заболевания у человека (микозы), относятся к несовершенным грибам.
.
Принципы классификации грибов.
Грибы относятся к царству Fungi (Mycetes, Mycota). Это многоклеточные или одноклеточные нефотосинтезирующие (бесхлорофильные) эукариотические микроорганизмы с клеточной стенкой.
Классификация грибов . Грибы можно разделить на 7 классов: хитридиомицеты, гифохитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты, дейтеромицеты.
Эумицеты представлены аскомицетами и базидиомицетами (совершенные грибы), а также дейтеромицетами (несовершенные грибы). Аскомицеты (или сумчатые грибы) объединяют группу грибов, имеющих септированный мицелий и отличающихся способностью к половому размножению. Свое название аскомицеты получили от основного органа плодоношения - сумки, или аска, содержащего 4 или 8 гаплоидных половых спор (аскоспор). К аскомицетам относятся представители родов Aspergillus, Penicillium и др., отличающиеся особенностями формирования плодоносящих гиф. У Aspergillus (леечная плесень) на концах плодоносящих гифконидиеносцев имеются утолщения - стеригмы, на которых образуются цепочки спор - конидии.
Некоторые виды аспергилл могут вызывать аспергиллезы и афлатоксикозы.
Плодоносящая гифа у грибов рода Penicillium (кистевик) напоминает кисточку, так как из нее (на конидиеносце) образуются утолщения, разветвляющиеся на более мелкие структуры - стеригмы, на которых находятся цепочки конидий. Пеницициллы могут вызывать заболевания (пенициллинозы). Многие виды аскомицетов являются продуцентами антибиотиков.
Базидиомицеты - шляпочные грибы с септированным мицелием.
Дейтеромицеты - несовершенные грибы (Fungiimperfecti) - являются условным классом грибов, объединяющим грибы с септированным мицелием, не имеющих полового размножения. Они размножаются только бесполым путем, образуя конидии.
К несовершенным грибам относятся грибы рода Candida, поражающие кожу, слизистые оболочки и внутренние органы (кандидоз). Они имеют овальную форму , диаметр 2-5 мкм; делятся почкованием (бластоспоры), образуют псевдомицелий (почкующиеся клетки из ростковой трубочки вытягиваются в нить), на концах которого находятся хламидоспоры. Эти грибы называют дрожжеподобными. Истинные дрожжи (аскомицеты) образуют аскоспоры, не имеют псевдомицелия и хламидоспор.
Подавляющее большинство грибов, вызывающих заболевания у человека (микозы), относятся к несовершенным грибам.
Принципы, положенные в основу классификации вирусов.
Тип нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), ее структура, количество нитей (одна или две), особенности воспроизводства вирусного генома;
Размер и морфология вирионов, количество капсомеров и тип симметрии;
Наличие суперкапсида;
Чувствительность к эфиру и дезоксихолату;
Место размножения в клетке;
Антигенные свойства и пр.
Вирусы имеют уникальный геном, так как содержат либо ДНК, либо РНК. Поэтому различают ДНК-содержащие и РНК-содержащие вирусы. Они обычно гаплоидны, т.е. имеют один набор генов. Геном вирусов представлен различными видами нуклеиновых кислот: двунитчатыми, однонитчатыми, линейными, кольцевыми, фрагментированными. Среди РНК- содержащих вирусов различают вирусы с положительным (плюс-нить РНК) геномом. Плюс-нить РНК этих вирусов выполняет наследственную функцию и функцию информационной РНК (иРНК). Имеются также РНК-содержащие вирусы с отрицательным (минус-нить РНК) геномом. Минус-нить РНК этих вирусов выполняет только наследственную функцию.
Морфологию вирусов изучают с помощью электронной микроскопии, так как их размеры малы (18-400 нм) и сравнимы с толщиной оболочки бактерий.
Форма вирионов может быть различной: палочковидной (вирус табачной мозаики), пулевидной (вирус бешенства), сферической (вирусы полиомиелита, ВИЧ), нитевидной (филовирусы), в виде сперматозоида (многие бактериофаги). Различают просто устроенные и сложно устроенные вирусы.Простые, или безоболочечные, вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и белковой оболочки, называемой капсидом. Капсид состоит из повторяющихся морфологических субъединиц - капсомеров. Нуклеиновая кислота и капсид взаимодействуют друг с другом , образуя нуклеокапсид. Сложные, или оболочечные, вирусы снаружи капсида окружены липопротеиновой оболочкой (суперкапсидом, или пеплосом). Эта оболочка является производной структурой от мембран вирус-инфицированной клетки. На оболочке вируса расположены гликопротеиновые шипы, или шипики (пепломеры). Под оболочкой некоторых вирусов находится матриксный М-белок.
Тип симметрии. Капсид или нуклеокапсид могут иметь спиральный, икосаэдрический (кубический) или сложный тип симметрии. Икосаэдрическийтип симметрии обусловлен образованием изометрически полого тела из капсида, содержащего вирусную нуклеиновую кислоту (например, у вирусов гепатита А, герпеса, полиомиелита). Спиральный тип симметрии обусловлен винтообразной структурой нуклеокапсида (например, у вируса гриппа)
Структура и химический состав бактериальной клетки. Особенности строения грамотрицательных и грамположительных бактерий.
Клеточная стенка . В клеточной стенке грамположительных бактерий содержится небольшое количество полисахаридов, липидов, белков. Основным компонентом толстой клеточной стенки этих бактерий является многослойный пептидогликан (муреин, мукопептид), составляющий 40-90 % массы клеточной стенки. С пептидогликаном клеточной стенки грамположительных бактерий ковалентно связаны тейхоевые кислоты (от греч. teichos- стенка).
В состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий входит наружная мембрана, связанная посредством липопротеина с подлежащим слоем пептидогликана. На ультратонких срезах бактерий наружная мембрана имеет вид волнообразной трехслойной структуры, сходной с внутренней мембраной, которую называют цитоплазматической. Основным компонентом этих мембран является бимолекулярный (двойной) слой липидов. Внутренний слой наружной мембраны представлен фосфолипидами, а в наружном слое расположен липополисахарид.
Функции клеточной стенки:
1. Обусловливает форму клетки.
2. Защищает клетку от механических повреждений извне и выдерживает значительное внутреннее давление.
3. Обладает свойством полупроницаемости, поэтому через нее избирательно проникают из среды питательные вещества.
4. Несет на своей поверхности рецепторы для бактериофагов и различных химических веществ.
Метод выявления клеточной стенки - электронная микроскопия, плазмолиз.
L-формы бактерий, их медицинское значение
L-формы - это бактерии, полностью или частично лишенные клеточной стенки (протопласт +/- остаток клеточной стенки), поэтому имеют своеобразную морфологию в виде крупных и мелких сферических клеток.
Цитоплазматическая мембрана располагается под клеточной стенкой (между ними - периплазматическое пространство). По строению является сложным липидобелковым комплексом, таким же, как у клеток эукариот (универсальная мембрана).
Функции цитоплазматической мембраны:
1. Является основным осмотическим и онкотическим барьером.
2. Участвует в энергетическом метаболизме и в активном транспорте питательных веществ в клетку, так как является местом локализации пермеаз и ферментов окислительного фосфорилирования.
3. Участвует в процессах дыхания и деления.
4. Участвует в синтезе компонентов клеточной клетки (пептидогликана).
5. Участвует в выделении из клетки токсинов и ферментов.
Цитоплазматическая мембрана выявляется только при электронной микроскопии
ЦПМ имеет специфические выпячивания внутрь цитоплазмы – мезосомы. Они делятся на центральные и латеральные. Мезосомы способны соединяться с ДНК и участвовать в делении бактериальной клетки- растаскивают нити ДНК по полюсам.
Многие микроорганизмы имеют капсулу , она состоит из скопления слизистого материала и
выполняет защитную функцию. У патогенных микроорганизмов капсула образуется только внутри макроорганизма, она является фактором патогенности, препятствует фагоцитозу, доступу к микробу антител, бактериофагов.
Жгутики являются органами передвижения. Они крепятся к внутренней поверхности ЦПМ,
имеют нитевидную форму. 1 жгутик- это монотрихий, жгутики по периметру - перетрих. Жгутики очень тонки, окрашиваются по Морозову -искусственно увеличиваются размеры жгутиков. Так же этот метод окраски используется для окраски особо крупных микроорганизмов -обработка кислотой, жгутики разрыхляются, увеличиваются в размерах, обрабатывают танином (закрепляют), красят азото- кислым серебром.
Пили - очень тонкие образования. Пили-адгезии- это рецепторный аппарат, с их помощью клетка крепится к поверхности клеток макроорганизма. Секс-пили участвуют в конъюгации. Пили- адгезии выявляют с помощью специфических реакций- реакции бактериальной гемагглютинации.
Отличия Грам + и Грам - бактерий
В состав клеточной стенки входит редкий гетерополимер – пептидогликан - у разных микроорганизмов он имеет различную толщину, на чем основан один из основных методов окраски- по
Граму. В соответствии с окрашиванием микроорганизмы делятся на 2 группы: грам-положительные и грам-отрицательные. У Гр+ микроорганизмов в составе клеточной стенки-большое количество пептидогликана, он многослойный, на его долю приходится 80% от химического состава клеточной стенки. У Гр-пептидогликана всего 10% и он однослойный. Тейхоевые кислоты в стенке Гр+ имеются, у Гр- их нет. За счет этих 2 компонентов микроорганизмы
окрашиваытся разно: Гр+- в синий цвет (удерживают генцианвиолет). Гр- окрашиваются фуксином в красный цвет. Отношение к окраске -это тинкториальные свойства.
Клеточная стенка. Это внешняя структура бактерий толщиной 10–35 нм, отделенная от цитоплазматической мембраны очень узким ободком периплазматического пространства. Она несет в основном формообразующую и защитную функции.
Главным компонентом клеточной стенки бактерий является особый, только им присущий гетерополимер , который называется пептидогликаном. Это вещество состоит из параллельно чередующихся полисахаридных (гликановых) цепей, поперечно скрепленных пептидными связями. Пептидогликан придает клеточной стенке бактерий большую прочность и защищает их от действия осмотического давления, которое может достигать внутри клетки 20–25 атм.При действии лизоцима, пенициллина и некоторых других веществ, разрушающих пептидогликан или нарушающих его синтез, бактерии вначале превращаются в сферопласты, а далее, полностью утратив клеточную стенку, – в бесформенные протопласты, быстро подвергающиеся плазмолизу. Дефектные по клеточной стенке бактерии, которые образуются в организме, обладают жизнеспособностью и патогенностью, называют L–формами в честь института Листера, где они были открыты.Количественное содержание пептидогликана определяет характер окраски бактерий и других прокариот по Граму. Те из них, которые содержат в клеточной стенке большое его количество (около 90 % пептидогликана), окрашиваются по Граму в сине–фиолетовый цвет и их называют грамположительными, все другие, содержащие в оболочке 5–20 % пептидогликана, – в розовый цвет и их называют грамотрицательными. Толщина слоя пептидогликана в клеточной стенке грамположительных бактерий в несколько раз больше, чем у грамотрицательных.Помимо пептидогликана, в клеточной стенке грамположительных бактерий содержатся тейхоевые кислоты, полисахариды и белки. Грамотрицательные бактерии покрыты наружной
мембраной, в состав которой входят липополисахариды и базальные белки.
Методы окраски бактерий (подробно методы Грама, Циля-Нильсена, сущность других методов).
При простых методах мазок окрашивают каким-либо одним красителем, используя красители анилинового ряда (основные или кислые). Если красящий ион (хромофор) - катион, то краситель обладает основными свойствами, если хромофор - анион, то краситель имеет кислые свойства. Кислые красители - эритрозин, кислый фуксин, эозин. Основные красители - генциановый фиолетовый, кристаллический фиолетовый, метиленовый синий, основной фуксин. Преимущественно для окраски микроорганизмов используют основные красители, которые более интенсивно связываются кислыми компонентами клетки. Из сухих красителей, продающихся в виде порошков, готовят насыщенные спиртовые растворы, а из них - водно-спиртовые, которые и служат для окрашивания микробных клеток. Микроорганизмы окрашивают, наливая краситель на поверхность мазка на определенное время. Окраску основным фуксином ведут в течение 2 мин, метиленовым синим - 5-7 мин. Затем мазок промывают водой до тех пор, пока стекающие струи воды не станут бесцветными, высушивают осторожным промоканием фильтровальной бумагой и микроскопируют в иммерсионной системе. Если мазок правильно окрашен и промыт , то поле зрения совершенно прозрачно, а клетки интенсивно окрашены.
Сложные методы окраски применяют для изучения структуры клетки и дифференциации микроорганизмов. Окрашенные мазки микроскопируют в иммерсионной системе. Последовательно нанести на препарат определенные красители, различающиеся по химическому составу и цвету, протравы, спирты, кислоту и др.
Существуют несколько основных окрасок: по Граму, по Цилю-Нельсону, по Ауески, Нейссера, Бури-Гинса
Морфология грибов.
Грибы состоят из длинных тонких нитей (гиф), сплетающихся в грибницу, или мицелий. Гифы низших грибов - фикомицетов - не имеют перегородок. У высших грибов - эумицетов - гифы разделены перегородками; их мицелий многоклеточный.
Различают гифальные и дрожжевые формы грибов.
Гифальные (плесневые) грибы образуют ветвящиеся тонкие нити (гифы), сплетающиеся в грибницу, или мицелий (плесень). Гифы, врастающие в питательный субстрат, называются вегетативными гифами (отвечают за питание гриба), а растущие над поверхностью субстрата - воздушными или репродуктивными гифами (отвечают за бесполое размножение).
Гифы низших грибов не имеют перегородок. Они представлены многоядерными клетками и называются ценоцитными.Гифы высших грибов разделены перегородками , или септами с отверстиями.
Дрожжевые грибы (дрожжи), в основном, имеют вид отдельных овальных клеток (одноклеточные грибы). По типу полового размножения они распределены среди высших грибов - аскомицет и базидиомицет. При бесполом размножении дрожжи образуют почки или делятся, что приводит к одноклеточному росту. Могут образовывать псевдогифы и ложный мицелий (псевдомицелий) в виде цепочек удлиненных клеток - «сарделек». Грибы, аналогичные дрожжам, но не имеющие полового способа размножения, называют дрожжеподобными. Они размножаются только бесполым способом - почкованием или делением.
Грибы размножаются спорами половым и бесполым способами, а также вегетативным путем (почкование или фрагментация гиф). Грибы, размножающиеся половым и бесполым путем, относятся к совершенным. Несовершенными называют грибы, у которых отсутствует или еще не описан половой путь размножения. Бесполое размножение осуществляется у грибов с помощью эндогенных спор, созревающих внутри круглой структуры - спорангия, и экзогенных спор - конидий, формирующихся на кончиках плодоносящих гиф.
Типы грибов. Выделяют 3 типа грибов, имеющих половой способ размножения (так называемые совершенные грибы):
зигомицеты (Zygomycota),
аскомицеты (Ascomycota) и
базидиомицеты (Basidiomycota).
Царство Mycetae (грибы) является одним из наиболее многочисленных. Организмы, которые относятся к данной группе, обладают удивительными характеристиками, о которых вы узнаете чуть позже. Изучением строения, размножения и классификации грибов занимается микология. Это очень интересная наука, именно благодаря ее развитию мы можем судить о данных организмах. Итак, в чем заключаются отличия грибов от растений, как их классифицируют, как происходит размножение и каково их строение?
Мицелий
Классификация грибов очень обширная, но есть такой признак, который характерен практически для всех организмов, относящихся к данному царству, – это мицелий. Сложная система нитей, выполняющая функцию поглощения питательных веществ, является признаком, присущим только грибам. Нити, называемые гифами, окружены жесткими стенками из хитина или целлюлозы. В их состав также входят полисахариды – похожие по составу на крахмал углеводы.
Гифы транспортируют микро- и макровещества ко всем частям грибов. С их помощью происходит формирование репродуктивных структур, представленных спорофорами. Иногда их называют плодовыми телами. Внутри расположены споры, которые обеспечивают размножение грибов. Признаки классификации грибов построены на различиях спор у видов. Мицелий – отличительный признак, характерный для всех представителей царства Mycetae, за исключением дрожжей и слизевиков. Дрожжи – это одноклеточные организмы, в теле которых гифы отсутствуют. У слизевиков гифы есть, но их развитие остановилось на «ползающей» стадии.
Отличия от растений
Общая характеристика грибов будет неполной, если не рассказать об основных отличиях этих организмов от растений. Во-первых, в них отсутствует хлорофилл. Это такой пигмент, который присущ всем представителям флоры. С его помощью происходит процесс фотосинтеза – формирования органических веществ из минеральных с выделением кислорода, который необходим для дыхания всех живых организмов на планете.
Классификация
Грибы разделяют на группы по типу спор. Они могут формироваться половым или бесполым путем. На классификацию влияет строение спороносных структур. Для систематизации принято использовать условные обозначения – окончания. Высший ранг в классификации грибов – отделы (для них характерно окончание -mycota), за ними следуют подотделы (-mycotina), классы, порядки, а также семейства с окончаниями -mycetes, -ales и -aceae, соответственно. У родов и видов подобные «знаки отличия» отсутствуют.
Классификация грибов может отличаться в разных изданиях, так как ученые-микологи до сих пор не пришли к единому мнению об их иерархическом ранге. К настоящим грибам не относят слизевиков. Существует несколько подотделов, каждый из которых имеет свое название.
Оомицеты
Эта группа организмов является одной из самых спорных в вопросах систематики. Ранее оомицетов относили к грибам, но затем перевели в царство протисты. Это мицелиальные организмы, обитающие преимущественно в водной среде. Они размножаются бесполым способом, при этом формируются подвижные зооспоры или жгутиковые споры.
Согласно классификации оомицетов, к этой группе принадлежат возбудители опасных для растений болезней. Они могут стать причиной появления корневой гнили в слабо дренированной почве, привести к развитию сосудистого некроза побегов. Это серьезная проблема, с которой сталкиваются владельцы парников и питомников. Другие являются возбудителями такого заболевания, как фитофтороз (картофельная чума).
О нем было известно еще в 1845-1847 годах. В это время в Ирландии произошла широкомасштабная гибель урожая картофеля, что вызвало страшный голод. В результате население страны сократилось на 1,5 млн. человек. Жители Ирландии были вынуждены массово эмигрировать в Северную Америку.
Оомицеты были исключены из числа грибов, несмотря на наличие развитого мицелия. Из всех грибов только представители хитридиомецетов и они имеют подвижные зооспоры. У оомицетов отсутствует хитин, а механизм биосинтез лизина аналогичен таковому у растений и к тому же они имеют ультраструктуру митохондрий, которая абсолютно не характерна для грибов. На основании всего этого в конце XX века классификация грибов была доработана, а оомицеты их царства исключены.
Сумчатые грибы
Согласно классификации грибов, отдел Сумчатых грибов (Аскомицеты) является самым обширным (32 тыс. видов). Все организмы, которые принято относить к данной группе, формируют особые половые споры – аскоспоры. Они образуются в мешковидной клетке, то есть сумке (аскоме). Как правило, в сумке созревает 8 спор, но у некоторых видов грибов их количество может достигать тысячи. Спороносный слой, гимений, расположен внутри асокарпа или же плодового тела.
Принципы классификации грибов строятся на общности структуры организмов и их особенностях. Так, Сумчатые грибы развиваются во многих средах, включая почву, соленые и пресные водоемы, останки растений и животных. Некоторые патогенны, которые содержатся в сумчатых грибах, могут вызывать серьезные заболевания у представителей флоры и фауны. К отделу Сумчатые грибы, в том числе принадлежат и дрожжи.
Голосумчатые грибы: строение и классификация
Это подкласс Аскомицетов. По названию данной группы можно понять, в чем состоит особенность относящихся к ней организмов. Аскомы не заключены в плодовые тела. Наиболее известные представители голосумчатых грибов – дрожжи, которые используют в пищевой промышленности при выпечке хлебобулочных изделий и брожении вин. Некоторые виды дрожжей нашли широкое применение в пивоваренной промышленности.
Дискомицеты
Ранее порядок или класс Сумчатых грибов, а ныне – внетаксономическая группа, объединяющая более четырех тысяч видов. Принципы классификации грибов, как вы уже поняли, строятся на различиях в их строении и размножении. Для дискомицетов характерно открытое плодовое тело. Данная особенность является общей для всех грибов, относящихся к этой группе, кроме трюфелей. Дискомицеты произрастают во многих средах, включая почву, навоз и органические останки.
Некоторые грибы являются причиной возникновения бурой гнили на фруктовых деревьях или вызывают смолистую пятнистость клена. Пользу приносят организмы, которые вступают в симбиотические отношения с водорослями, образуют лишайники и заселяют каменные среды.
Пиреномицеты или сордариомицеты
Класс грибов, принадлежащий отделу Аскомицеты. Плодовые тела, похожие на колбу, могут иметь разную окраску, форму и консистенцию. Иногда плодовые тела собраны в группы, в иных случаях они расположены поодиночке. Перитеции могут находиться в стромах – компактных структурах, сформированных гифами.
Пиреномицеты вызывают всевозможные заболевания у высших растений, включая гниль корней плодовых деревьев и рак яблони. Некоторые виды разрушают древесину, а другие поражают зерновые культуры. Мука, изготовленная из злаков, атакованных этими грибами, представляет серьезную угрозу здоровью человека и вызывает эрготизм – пищевой токсикоз. Алкалоиды вызывают сильное сокращение мускулатуры и при высокой концентрации приводят к смерти, при низкой – умственным расстройствам, агрессивному поведению, сильным болям и гангрене.
Базидиальные грибы
Организмы, включенные в данную группу, имеют следующий отличительный признак: половые споры, которые принято называть базидиоспорами, созревающие на поверхности базидий. Каждая из них образована вздувшейся клеткой, расположенной на конце гифы, и тонкими выростами. На них и находятся базидиоспоры.
Данный отдел включает в себя большое количество организмов. Общая характеристика грибов, относящихся к этой группе, состоит в том, что все они обладают крупными, довольно мясистыми плодовыми телами. Среди наиболее известных базидиальных грибов веселки, трутовики, дождевики и дрожалки. Они, по большей части, являются сапротрофами и способствуют более быстрому разложению мертвой древесины, навоза и опавшей листвы.
Существует классификация грибов по категориям «съедобные» и «несъедобные». К первой группе относятся, например, такие организмы, как лисичка настоящая и белый гриб, известные каждому. Среди самых распространенных ядовитых грибов мухомор красный и псилоцибе полуланцетовидная.
Различают три подотдела базидиальных грибов и один класс, не включенный не в один из них. Согласно данным 2008 года, всего в мире открыто 31 515 видов базидиомицетов, которые объединены в 1589 родов, 177 семейств, 52 порядка и 16 классов. Три подотдела:
Занимает невыясненное в системе положение класс Валлемиомицеты.
Зигомицеты (Zygomycota)
Строение и классификация грибов данного отдела изучены недостаточно. Известно, что они отличаются развитым мицелием, имеющим непостоянную толщину, септы в нем образуются только дальнейшего отделения репродуктивных органов.
Эти наземные грибы размножаются двумя способами. При бесполом размножении происходит формирование неспособных к движению спор. Половое характеризуется слиянием гаметангий, которые расположены на мицелии. В результате этого образуется зигоспора, которая прорастает не сразу, а спустя некоторое время после формирования. Споры появляются в спорангиях, иногда они выбрасываются в воздух.
Особенности классификации грибов довольно сложны. Относительно некоторых отделов, классов и видов до сих порт нет единого мнения. В их числе и отдел Зигомицеты, который считается полифилетической или парафилетической группой организмов. Достоверно систематическое положение ее видов не установлено до сих пор. На классы отдел не делят. Все виды распределены на 10 порядков, которые весьма условно объединены в четыре подотдела.
Галоидные споры грибов имеют только один жгутик. Они могут как давать начало новому организму, так и сливаться, образуя диплоидный организм, формирующий новые гаплоидные зооспоры.
Дейтеромицеты
Второе их название – несовершенные грибы. Размножаются пропагулами, которые образуются, минуя процесс мейотического деления. Пропагулы, как правило, являются конидиями, в редких случаях образуются из недифференцированного мицелия.
Грибы данной группы широко распространены, некоторые виды вызывают болезни сельскохозяйственных культур, другие – имеют большую экономическую значимость. Именно к этой группе принадлежат Aspergillus, Penicillium, применяемые как продуценты ферментов и антибиотиков.
Изучив общую характеристику и классификацию грибов, становится понятно, что это удивительные организмы, природа которых до конца еще не изучена, что значительно осложняет систематику.