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»).

Сходство грибов с растениями и животными

Признак	Сходство с растениями	Сходство с животными
Особенности организма	Способность к неограниченному росту; неподвижность в вегетативном состоянии	—
Способ/тип питания	Осмотрофный тип питания — транспорт растворённых питательных веществ через мембрану клеток	Гетеротрофный способ питания — потребление готовых органических веществ
Размножение	С помощью спор	—
Строение клетки	Клетки имеют клеточные стенки	В клетках нет пластид
Биохимические особенности	—	Запасное питательное вещество — гликоген; продукт метаболизма —мочевина; некоторые виды содержат хитин
Экологическая роль в экосистемах	—	Потребители (консументы) или разрушители (редуценты) органического вещества, никогда не бывают его производителями (продуцентами)

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.