Особливості будови та процесів життєдіяльності грибів
Найбільш примітивні нижчі одноклітинні гриби. Більш високоорганізовані нижчі гриби мають зачатки гіфальної будови.
Гіфи — це циліндричні трубочки завтовшки 1-15 мкм, які ростуть тільки в довжину і галузяться. Вони забарвлені в білий, голубуватий або жовтуватий колір, рідше — в оливково-бурий або інших відтінків. Із значної кількості гіф утворюється міцелій (грибниця).
Поживні речовини надходять до клітин гриба крізь оболонку у вигляді розчинів. Здатність оболонки пропускати та зв’язувати певні речовини відіграє важливу роль у живленні грибів та визначає їх стійкість (наприклад, до фунгіцидів).
Сплітаючись, гіфи утворюють подобу тканини, але, на відміну від вищих рослин, гриби не утворюють справжньої тканини. Гриби-макроміцети належать до вищих грибів і мають клітинний міцелій. На певному етапі розвитку міцелію із щільно переплетених гіфів формуються плодові тіла, у яких дозрівають спори.
Поживні речовини, воду гриби всмоктують усією поверхнею грибниці, яка пронизує поживний субстрат (субстратний міцелій) або концентрується на його поверхні (повітряний міцелій). Дереворуйнівні гриби мають субстратний міцелій, а деякі борошнисторосяні — повітряний.
Перетворення складних органічних речовин гриби здійснюють за допомогою ферментів. Ферментативний апарат у них дуже складний і спеціалізований. Гриби можуть руйнувати навіть такі матеріали, які важко піддаються дії хімічних реактивів, наприклад целюлозу і пектинові речовини. Інші фермента забезпечують гідроліз крохмалю, розщеплення білків і жирів. У факультативних паразитів і сапротрофів набір ферментів ширший, тому вони повніше використовують поживний субстрат, ніж вузькоспеціалізовані паразити.
У грибів є комплекс ферментів, за допомогою яких здійснюється синтез високомолекулярних сполук, необхідних для побудови їх тіла.
Гриби живляться в основному простими цукрами, багатоатомними спиртами і багатоосновними кислотами, які вони використовують як будівельний матеріал для власних клітин і як джерело енергії.
Для базидіальних грибів характерні плодові тіла у вигляді шапинки й ніжки. Саме таку форму має більшість їстівних грибів. Вони в тій чи іншій мірі м’які, м’ясисті і здебільшого після дозрівання загнивають. Форми шапинок і ніжок можуть бути різноманітними.
Фітофтора паразитує на картоплі, помідорах. Уражені листки вкриваються темними плямами, в’януть і засихають, а бульби картоплі чи плоди помідорів — темніють і загнивають.
Трутовики оселяються на стовбурах дерев і спричинюють трухлявіння, що зрештою призводить до загибелі дерева. Зараження відбувається спорами, що потрапляють усередину рослини через ушкодження на корі або через корені. Грибниця розростається в рослині, проте зовні паразит залишається непомітним. Лише згодом на поверхні ураженого стовбура з’являються плодові тіла, що утворюють велику кількість спор.
Сажкові гриби паразитують на злакових, спричинюючи захворювання сажку. Назва пов’язана з там, що частина рослини, на якій розвивається гриб, укривається чорними спорами й нагадує головешку. Спори проникають у рослину під час проростання зерна, через приймочку маточки під час цвітіння або через молоді надземні частини.
Іржасті гриби паразитують на злакових, соняшнику, малині тощо. На уражених грибами листках і стеблах з’являються бурі плями, що нагадують іржу. Гриб клавіцепс пурпуровий зумовлює захворювання, що дістало назву «ріжки» жита. Унаслідок зараження грибом у колосі жита замість зернівок утворюються темно-фіолетові, майже чорні «ріжки». Це призводить не лише до зменшення врожаю, а й до тяжких отруєнь людей, тому що в «ріжках» містяться дуже отруйні речовини.
Борошнисторосяні гриби є збудниками борошнистоїроси троянд, аґрусу, огірків, винограду тощо. Ознакою цього захворювання є поява на рослинах плям, що зовні подібні до розсипаного борошна.
Цвілеві гриби. До цвілевих грибів належать мукор, аспергіл, пеніцил. Ці гриби дуже розповсюджені в природі і відіграють важливу роль у мінералізації органічних залишків. Деякі з них використовують у промисловості: аспергіл чорний — для одержання лимонної кислоти, пеніцил — для виготовлення антибіотиків, деяких сортів сиру. Плісеневі гриби спричиняють псування продуктів, іноді хвороби людини, тварин, частіше — рослин.
Мукор (голівчаста плісень) з’являється на продуктах, на гною у вигляді пухнастого білого нальоту, який через деякий час чорніє. Гриб утворює розгалужений міцелій, що складається з однієї клітини, від якої відособлюється плодове тіло — повітряна гіфа з мішком-спорангієм у вигляді голівки зверху. У спорангії розвиваються спори. Оболонка дозрілого спорангія різко розривається, розкидаючи клейкі спори.
Аспергіл і пеніцил мають багатоклітинний міцелій. Плодоносна гіфа (конідієносець) аспергіла на верхівці має потовщення, що несе на собі паличкоподібні вирости — стеригми, від яких відшнуровується ланцюжок спор — конідій. У пеніцила конідієносець на верхівці не потовщується, а розгалужується. В аспергіла та пеніцила плодові тіла утворюються рідко. Вони мають вигляд маленьких кульок, усередині яких містяться сумки зі спорами — клейстокарпії.
У 1929 р. англійський вчений А. Флемінг виявив антибактеріальні властивості пеніцила та виділив речовину, яку назвав пеніциліном. Крім цього антибіотика, з актиноміцетів виділяють стрептоміцин, біоміцин, тетрациклін тощо.
Дріжджі. Дріжджі — одноклітинні нерухомі організми овальної та видовженої форми, завбільшки 8-10 мкм. Справжнього міцелію не утворюють. У клітині є ядро, мітохондрії, у вакуолях нагромаджується багато речовин (органічних та неорганічних), у них відбуваються окисно-відновні процеси. Дріжджі накопичують у клітинах волютин. Вегетативне розмноження відбувається брунькуванням, у деяких видів — поділом. Спороутворення має місце після багаторазового розмноження брунькуванням або поділом. Воно відбувається легше у разі різкого переходу від надмірного живлення до незначного, надходження кисню. Спори утворюються переважно без запліднення. У клітині число спор парне (частіше 4-8). У дріжджів відомий і статевий процес.
Особливості будови, середовища існування та процесів життєдіяльності грибів
Найбільш примітивні нижчі одноклітинні гриби. Більш високоорганізовані нижчі гриби мають зачатки гіфальної будови.
Гіфи — це циліндричні трубочки завтовшки 1-15 мкм, які ростуть тільки в довжину і галузяться. Вони забарвлені в білий, голубуватий або жовтуватий колір, рідше — в оливково-бурий або інших відтінків. Із значної кількості гіф утворюється міцелій (грибниця).
Будова міцелію — важлива ознака, за якою гриби поділяють на нижчі та вищі. У нижчих грибів гіфи не мають поперечних перегородок. У вищих грибів поперечними перегородками гіфи діляться на окремі клітини. Клітини мають оболонки, які надають форму гіфам та виконують ряд функцій. Через оболонку до клітини надходять поживні речовини. Ззовні оболонка інколи вкрита шаром слизу. Зсередини клітинна оболонка вкрита цитоплазматичною мембраною. У цитоплазмі клітини міститься ядро та інші органели, а також запасні речовини та різні включення. Залежно від виду гриба та фази розвитку, у грибній клітині може бути одне, два чи багато ядер.
Поживні речовини надходять до клітин гриба крізь оболонку у вигляді розчинів. Здатність оболонки пропускати та зв’язувати певні речовини відіграє важливу роль у живленні грибів та визначає їх стійкість (наприклад, до фунгіцидів).
Залежно від виконуваних функцій, гіфи можуть видозмінюватися, утворюючи пряжки (маленькі клітини, що лежать збоку гіф проти поперечних перегородок і сполучають сусідні клітини), анастомози (бокові короткі вирости, що сполучають гіфи), ризоїди (коренеподібні відростки, за допомогою яких гриби проникають у субстрат) тощо.
Сплітаючись, гіфи утворюють подобу тканини, але, на відміну від вищих рослин, гриби не утворюють справжньої тканини. Міцелій може диференціюватись на міцеліальні тяжі (шнури), ризоморфи, ризоктонії, міцеліальні плівки, склероції, строми тощо.
Гриби-макроміцети належать до вищих грибів і мають клітинний міцелій. На певному етапі розвитку міцелію із щільно переплетених гіфів формуються плодові тіла, у яких дозрівають спори.
Поживні речовини, воду гриби всмоктують усією поверхнею грибниці, яка пронизує поживний субстрат (субстратний міцелій) або концентрується на його поверхні (повітряний міцелій). Дереворуйнівні гриби мають субстратний міцелій, а деякі борошнисторосяні — повітряний.
Перетворення складних органічних речовин гриби здійснюють за допомогою ферментів. Ферментативний апарат у них дуже складний і спеціалізований. Гриби можуть руйнувати навіть такі матеріали, які важко піддаються дії хімічних реактивів, наприклад целюлозу і пектинові речовини. Інші ферменти забезпечують гідроліз крохмалю, розщеплення білків і жирів. У факультативних паразитів і сапрогрофів набір ферментів ширший, тому вони повніше використовують поживний субстрат, ніж вузькоспеціалізовані паразити.
У грибів є комплекс ферментів, за допомогою яких здійснюється синтез високомолекулярних сполук, необхідних для побудови їх тіла.
Гриби живляться в основному простими цукрами, багатоатомними спиртами і багатоосновними кислотами, які вони використовують як будівельний матеріал для власних клітин і як джерело енергії. Невикористані органічні сполуки карбону перетворюються на СО2 і проміжні продукти обміну. Такий важливий елемент живлення, як Нітроген, більшість видів засвоює як з неорганічних, так і з органічних сполук. Для нормальної життєдіяльності грибам необхідні також вітаміни та речовини росту (біотин, інозит, піридоксин, нікотинова та пантотенова кислоти, тіамін). У разі відсутності цих речовин затримується або припиняється ріст грибів.
Гриби розмножуються вегетативним, безстатевим і статевим способами. Вегетативне розмноження відбувається відокремленням від основної маси міцелію його частин, які продовжують розвиватися самостійно. Це найпростіший спосіб вегетативного розмноження у природі. Його практикують для штучного розведення, а також пересіву чистих культур грибів у лабораторних умовах.
У багатьох вищих грибів на певному етапі розвитку грибниці формуються плодові тіла, у яких розвиваються статеві спори. Плодові тіла надзвичайно різноманітні за розмірами, формою, місцями зростання тощо. Для сумчастих грибів характерні такі типи плодових тіл.
Для базидіальних грибів характерні плодові тіла у вигляді шапинки й ніжки.
Саме таку форму має більшість їстівних грибів. Вони в тій чи іншій мірі м’які, м’ясисті і здебільшого після дозрівання загнивають. Форми шапинок і ніжок можуть бути різноманітними.
Деякі їстівні гриби мають голчастий, або шипастий, гіменофор. Спороносний шар вкриває шипики з усіх боків. Складчастий гіменофор характерний для лисичкових.
Трубчастий та пластинчастий гіменофор забезпечує утворення не тільки більшої площі спороносного шару, але й кращий захист базидій та спор. З гіменофора, розміщеного знизу шапинки, дозрілі спори падають на субстрат або розносяться вітром та тваринами.
Гриби-паразити є збудниками багатьох хвороб рослин, тварин і людини. Відоме всім захворювання «стригучий лишай» спричинює гриб мікроспорій. З грибів, які паразитують на рослинах, найпоширеніші трутовики, сажкові гриби, іржасті гриби тощо.
Одні гриби-паразити пристосовані до наземного способу життя, а інші, яких серед грибів більшість, — у тілі хазяїна. Паразитичні гриби мають різні способи зараження. Є паразити, які проникають в організм через ушкоджені місця (комахами, градом, морозом). Спочатку вони розвиваються на ушкоджених місцях, а згодом поширюються в здорові тканини та живляться вмістом живих клітин (наприклад трутовики). Існує група грибів, які можуть виділяти отруйні речовини й убивати клітини, живлячись їхнім вмістом. Є паразити, спори яких проникають в організм рослини через продихи листків, корені, маточку тощо. Гриби-паразити здатні дуже швидко розмножуватись, утворюючи величезну кількість спор. Тому хвороби, які вони спричинюють, дуже швидко поширюються. А спори водяних грибів можуть навіть плавати, маючи для цього джгутики.
Паразитують гриби переважно на рослинах (майже 10 000 видів), рідше на тваринах і людині (близько 1000 видів). Є водяні гриби, які спричинюють хвороби риб, земноводних, водоростей (сагіролегнія).
Фітофтора паразитує на картоплі, помідорах. Уражені листки вкриваються темними плямами, в’януть і засихають, а бульби картоплі чи плоди помідорів — темніють і загнивають.
Трутовики оселяються на стовбурах дерев і спричинюють грухлявіння, що зрештою призводить до загибелі дерева. Зараження відбувається спорами, що потрапляють усередину рослини через ушкодження на корі або через корені. Грибниця розростається в рослині, проте зовні паразит залишається непомітним. Лише згодом на поверхні ураженого стовбура з’являються плодові тіла, що утворюють велику кількість спор.
Сажкові гриби паразитують на злакових, спричинюючи захворювання сажку. Назва пов’язана з тим, що частина рослини, на якій розвивається гриб, укривається чорними спорами й нагадує головешку. Спори проникають у рослину під час проростання зерна, через приймочку маточки під час цвітіння або через молоді надземні частини.
Іржасті гриби паразитують на злакових, соняшнику, малині тощо. На уражених грибами листках і стеблах з’являються бурі плями, що нагадують іржу. Гриб клавіцепс пурпуровий зумовлює захворювання, що дістало назву «ріжки» жита. Унаслідок зараження грибом у колосі жита замість зернівок утворюються темно-фіолетові, майже чорні «ріжки». Це призводить не лише до зменшення врожаю, а й до тяжких отруєнь людей, тому що в «ріжках» містяться дуже отруйні речовини.
Борошнисторосяні гриби є збудниками борошнистої роси троянд, аґрусу, огірків, винограду тощо. Ознакою цього захворювання є поява на рослинах плям, що зовні подібні до розсипаного борошна.
Цвілеві гриби. До цвілевих грибів належать мукор, аспергіл, пеніцил. Ці гриби дуже розповсюджені в природі і відіграють важливу роль у мінералізації органічних залишків. Деякі з них використовують у промисловості: аспергіл чорний — для одержання лимонної кислоти, пеніцил — для виготовлення антибіотиків, деяких сортів сиру. Плісеневі гриби спричиняють псування продуктів, іноді хвороби людини, тварин, частіше — рослин.
Мукор (голівчаста плісень) з’являється на продуктах, на гною у вигляді пухнастого білого нальоту, який через деякий час чорніє. Гриб утворює розгалужений міцелій, що складається з однієї клітини, від якої відособлюється плодове тіло — повітряна гіфа з мішком-спорангієм у вигляді голівки зверху. У спорангії розвиваються спори. Оболонка дозрілого спорангія різко розривається, розкидаючи клейкі спори.
У разі нестачі поживних речовин відбувається статеве розмноження: нитки різних міцеліїв утворюють вирости, на кінцях яких з’являються гамети. У результаті злиття гамет утворюється зигоспора. Після періоду спокою зигоспора проростає, утворюючи зародковий спорангій. Іноді (за нестачі кисню) міцелій мукора розпадається на окремі членики, що розмножуються брунькуванням, як, наприклад, дріжджі (мукорові дріжджі).
Цвілеві гриби під електронним мікроскопом
Аспергіл і пеніцил мають багатоклітинний міцелій. Плодоносна гіфа (конідієносець) аспергіла на верхівці має потовщення, що несе на собі паличкоподібні вирости — стеригми, від яких відшнуровується ланцюжок спор — конідій. У пеніцила конідієносець на верхівці не потовщується, а розгалужується. В аспергіла та пеніцила плодові тіла утворюються рідко. Вони мають вигляд маленьких кульок, усередині яких містяться сумки зі спорами — клейстокарпії.
У 1929 р. англійський вчений А. Флемінг виявив антибактеріальні властивості пеніцила та виділив речовину, яку назвав пеніциліном. Крім цього антибіотика, з актиноміцетів виділяють стрептоміцин, біоміцин, тетрациклін тощо.
Дріжджі. Дріжджі — одноклітинні нерухомі організми овальної та видовженої форми, завбільшки 8- 10 мкм. Справжнього міцелію не утворюють. У клітині є ядро, мітохондрії, у вакуолях нагромаджується багато речовин (органічних та неорганічних), у них відбуваються окисно-відновні процеси. Дріжджі накопичують у клітинах волютин. Вегетативне розмноження відбувається брунькуванням, у деяких видів — поділом. Спороутворення має місце після багаторазового розмноження брунькуванням або поділом. Воно відбувається легше у разі різкого переходу від надмірного живлення до незначного, надходження кисню. Спори утворюються переважно без запліднення. У клітині число спор парне (частіше 4-8). У дріжджів відомий і статевий процес.
Розповсюджені на рослинах (на субстратах, багатих на глюкозу, у нектарі квіток, на поверхні солодких плодів), у ґрунті.
Багато видів (але далеко не всі) мають здатність до спиртового бродіння (пивні, винні дріжджі). Деякі види роду Торула застосовують для виготовлення молочних продуктів (кефіру, кумису та ін.).