Царство Грибы
Грибы — царство эукариотических организмов, сочетающих признаки растений и животных.
Грибы изучает наука микология (от др.-греч. mykes [ми́кес] — «гриб» и logos [ло́гос] — «наука, учение»).
Строение грибов
Грибы разнообразны по строению, среди них есть микроскопические формы, тела которых представлены одной или несколькими клетками, и более крупные организмы. В обиходе грибами обычно называют плодовые тела некоторых представителей царства грибов (шляпочных грибов).
Вегетативное тело гриба состоит из длинных тонких нитей — гиф (от др.-греч. hyphe [гифэ] — «ткань, паутина»). Гифы обладают верхушечным ростом и могут ветвиться, образуя густую переплетённую сеть — мицелий (от др.-греч. mykes [ми́кес] — «гриб»), или грибницу. Он погружён в субстрат (почву, древесину, ткани живого организма) или располагается на его поверхности и служит для поглощения воды и питательных веществ. Скорость роста мицелия зависит от условий среды и может достигать нескольких сантиметров в сутки.
Плодовое тело — это специализированная структура, служащая для размножения и образующаяся из переплетённых гиф мицелия. Функция плодового тела — образование и рассеяние спор. Не все виды грибов способны образовывать плодовые тела. Грибы, образующие плодовые тела, относят к группе (подцарству) высших грибов.
У некоторых групп, например у большинства шляпочных грибов, мицелий многолетний, у других — однолетний. Так как гифы растут верхушками, грибница растёт центробежно. Самая старая её часть в центре постепенно отмирает, и мицелий образует кольцо. Кроме того, некоторые виды грибов выделяют вещества, препятствующие росту растений, и на травянистом покрове вокруг них образуются проплешины.
Такие кольцеобразные расположения плодовых тел грибов называют ведьмиными кругами. Мифы и легенды многих народов гласят, что в этих местах водила хороводы нечистая сила — эльфы, лесные духи, ведьмы.
Мицелий у грибов бывает двух видов.
- Неклеточный (несептированный) мицелий лишён межклеточных перегородок и образован одной многоядерной гигантской клеткой. Характерен для зигомицетов и хитридиомицетов.
- Клеточный (септированный) мицелий имеет межклеточные перегородки (септы); клетки в нём одно-, двух- или многоядерные. В клеточных перегородках могут оставаться отверстия, через которые цитоплазма, органоиды и даже ядра свободно перетекают из клетки в клетку. Такой тип мицелия характерен для аскомицетов и базидиомицетов, причём у большинства видов он дикариотический — то есть состоит из двуядерных клеток.
Мицелий: 1 — одноклеточный (несептированный); 2 — многоклеточный (септированный); 3 — дикариотические клетки дрожжей
Гифы мицелия выполняют следующие функции:
- поглощение воды и питательных веществ;
- образование плодовых тел;
- образование покоящейся стадии (склероция);
- запасание питательных веществ;
- образование гаусторий (у паразитических грибов — выросты мицелия, проникающие в клетки хозяина), ловчих петель (у хищных грибов) и др.
Гифы мицелия способны объединяться в длинные тяжи — ризоморфы (от др.-греч. rhiza [ри́за] — «корень» и morpha [мо́рфа] — «форма»). Наружные клетки тяжа более плотные и несут защитную функцию, внутренние клетки более нежные и выполняют проводящую функцию.
Ризоморфы опёнка в древесине
Плодовые тела шляпочных грибов (базидиомицетов) образованы ложной тканью — псевдопаренхимой, или плектенхимой (от др.-греч. plektos [пле́ктос] — «сплетённый» и enchyma [энхи́ма] — «наполняющее, налитое», здесь — «ткань»), состоящей из густо переплетённых гиф мицелия. Плектенхима, в отличие от настоящей ткани, например паренхимы, образована не трёхмерно делящимися клетками, а тяжами гиф.
Питание грибов
Все грибы — гетеротрофные организмы, то есть нуждаются в готовых органических веществах.
По используемым источникам органических веществ грибы можно разделить на четыре группы.
1. Сапрофитные (сапротрофные) грибы питаются мёртвой органикой, разлагая остатки животных и растений. Это делает их важнейшей экологической группой редуцентов — разрушителей органических веществ, превращающих их в неорганическую форму (минеральные соли и воду), доступную продуцентам (растениям).
Грибов-сапрофитов много в почве, особенно в лесной подстилке. К этой же группе относятся культивируемые на органических субстратах вёшенки и шампиньоны, а также дрожжи и плесневые грибы.
2. Паразитические грибы проникают внутрь организмов животных и растений и питаются за их счёт. Иногда гифы таких грибов способны врастать внутрь клеток организма-хозяина и всасывать питательные вещества.
3. Хищные грибы активно ловят добычу (простейших и мелких беспозвоночных) с помощью видоизменённых гиф, образуя присоски и ловчие петли. На рисунке представлена нематода.
.
4. Симбиотические грибы вступают в симбиоз с различными автотрофными организмами (низшими и высшими растениями), получая от них органические вещества, а взамен поставляя им минеральное питание. Так как площадь всасывания у гиф грибов значительно больше, чем площадь зоны всасывания корней, растение получает гораздо больше минеральных веществ, что позволяет ему активнее расти. Растение, в свою очередь, отдаёт организму гриба часть углеводов — продуктов фотосинтеза.
Многие шляпочные грибы вступают в симбиотическую связь с древесными растениями. Из известных съедобных грибов к симбионтам относятся белый гриб (боровик), моховик, подберёзовик, подосиновик, лисичка и многие другие. Ядовитые грибы-симбионты — мухоморы, в том числе красный мухомор и бледная поганка.
Без растения-хозяина такие грибы существовать не могут. Жизненные процессы этих грибов связаны с конкретными растительными сообществами, поэтому симбионтные виды грибов могут развиваться только в лесах, рядом с деревьями определённых видов.
Например, белый гриб связан с сосной, елью, берёзой или дубом; он не растёт в осиновых и ольховых лесах. Рыжик и маслёнок способны расти только среди хвойных деревьев. У других видов грибов, например у красного мухомора, грибница может сожительствовать как с хвойными деревьями, так и со многими лиственными породами. Поэтому красный мухомор часто встречается в лесах разного типа.
Лишайники — ещё один пример симбиоза грибов с автотрофными организмами — цианобактериями или одноклеточными зелёными водорослями.
Молекулы органических веществ, составляющих живые организмы и их остатки, не могут пройти через клеточную стенку внутрь грибных клеток, поэтому гифы выделяют пищеварительные ферменты в субстрат, в котором развивается мицелий гриба. Эти ферменты расщепляют органические вещества до низкомолекулярных соединений, которые гриб может поглощать своей поверхностью. Такой тип питания называют осмотрофным (от др.-греч. osmos [о́смос] — «толчок, давление» и trophe [тро́фэ] — «пища»).
Таким образом, грибам свойственно наружное пищеварение.
Размножение грибов
Для большинства грибов характерно бесполое и половое размножение.
Бесполое размножение у разных видов может осуществляться разными способами:
- многоклеточными или одноклеточными частями мицелия (вегетативное размножение, присущее многим видам);
- почкованием (характерно для дрожжей);
- спорами (собственно бесполое размножение, присущее большинству видов).
Типы полового процесса грибов:
- слияние гамет, образующихся в гаметангиях (изогамия, гетерогамия, оогамия);
- соматогамия: слияние двух клеток вегетативного мицелия;
- гаметангиогамия: слияние двух половых структур, не дифференцированных на гаметы;
- хологамия: слияние клеток одноклеточных грибов (дрожжи).
У настоящих грибов (аско- и базидиомицетов) нет подвижных клеток, поэтому слияние клеток двух особей происходит путём роста и сближения гиф, а затем слияния клеток (соматогамия).
Кроме бесполого, у грибов происходит и половое спороношение: образование спор путём мейоза после слияния генетического материала гамет или ядер.