Грибы: общая характеристика

Грибы выделяют в самостоятельное царство, объединяющее более 100 тыс. видов. Это гетеротрофные организмы, обитающие в основном на суше.

Современные исследования биохимии и физиологии грибов, ультраструктуры их клетки, состава и строения клеточной оболочки позволяют считать, что грибы по своему строению, характеру обмена и способу питания занимают промежуточное положение между животными и растениями, сочетая признаки как тех, так и других. У грибов и растений общими являются в основном морфологические признаки, а у грибов и животных – физиолого-биохимические.

Сходство с животными:

  • все грибы являются гетеротрофами, т. е., как и животные, нуждаются в готовых органических веществах; пластиды и, соответственно, хлорофилл в клетках грибов отсутствуют;
  • в качестве запасных питательных веществ накапливают гликоген и липиды;
  • в отличие от животных клетки грибов имеют клеточную стенку, однако в ее состав входит не целлюлоза, как у растений, а азотсодержащий полисахарид хитин, сходный по химическому составу с хитином членистоногих;
  • в качестве продукта обмена веществ образуют мочевину.

Сходство с растениями:

  • ведут неподвижный образ жизни;
  • способны к неограниченному верхушечному росту;
  • размножаются с помощью спор;
  • имеют клеточную стенку;
  • не способны к фагоцитозу, поглощают необходимые вещества всей поверхностью тела.

Строение грибов. Вегетативное тело гриба представляет собой мицелий (грибницу), состоящий из многочисленных тонких бесцветных нитей – гиф. Гифы обладают верхушечным ростом и способны к ветвлению. Обычно мицелий погружен в субстрат, из которого он поглощает питательные вещества. Над поверхностью субстрата выступают отдельные гифы, формирующие органы размножения или плодовые тела (у шляпочных грибов). В зависимости от строения мицелия грибы условно делят на две группы: низшие и высшие.

Низшие грибы. У низших грибов (класс Зигомицеты) многоядерный мицелий имеет неклеточное строение, т. е. гифы не разделены на отдельные клетки. Мицелий представляет собой единую гигантскую разветвленную клетку с большим количеством ядер.

Высшие грибы. У высших грибов (классы Аскомицеты, Базидиомицеты) мицелий многоклеточный. Клетки могут быть одноядерными и многоядерными.

Питание грибов. В зависимости от способа потребления органических веществ, грибы подразделяют на три группы: симбионты, сапротрофы, паразиты.

Симбионты. Грибы-симбионты вступают во взаимовыгодные отношения с высшими растениями, образуя микоризу. Более 90% всех семенных растений имеют микоризу. Гифы гриба оплетают корень растения и могут даже проникать внутрь его. При этом гриб получает от растения необходимые ему органические вещества (углеводы и аминокислоты) и одновременно снабжает растение неорганическими соединениями. Симбионтами растений являются многие базидиальные грибы (подберезовик, подосиновик, белый гриб и др.). Большой интерес у ученых в настоящее время вызывают гломовые грибы, образующие микоризу с травянистыми растениями и способствующие повышению урожая ряда сельскохозяйственных культур. (В начале XXI в. гломовые микоризные грибы по комплексу морфологических и молекулярных признаков выделили в самостоятельный отдел Гломеромикота. В настоящее время проводятся интенсивные таксономические исследования этой группы.)

Сапротрофы. Грибы-сапротрофы используют для питания органические вещества погибших организмов или выделения (экскременты) животных. Утилизируя мертвую органику, они вместе с сапротрофными бактериями составляют блок редуцентов – важное звено пищевых цепей экосистем. Примерами грибов-сапротрофов являются пеницилл и мукор, образующие плесневый налет на продуктах питания.

Паразиты. Грибы-паразиты используют в качестве источника питания другие живые организмы. Грибы могут паразитировать на растениях и животных, а также на грибах других видов. Для высасывания питательных веществ из клетки хозяина на гифах грибницы у отдельных групп грибов образуются специальные выросты – гаустории. Как правило, паразитические грибы проникают в тело хозяина через поврежденные покровы или используют естественные отверстия, например устьица (у растений).

Грибы, которые ведут только паразитический образ жизни, называют облигатными паразитами. Получая вещества из тела хозяина, они не приводят к его гибели, поскольку могут существовать только на живых организмах. Другие представители, так называемые факультативные паразиты, могут менять способ питания с сапротрофного на паразитический.

Паразитическими грибами растений являются мучнистая роса, головневые и ржавчинные грибы, а также многие другие.

Размножение грибов. Грибы размножаются бесполым и половым способами.

Бесполое размножение. Бесполое размножение может быть вегетативным и собственно бесполым.

Вегетативное размножение происходит частями мицелия, путем распада мицелия на отдельные клетки (фрагментация) или почкованием (дрожжевые грибы).

Собственно бесполое размножение осуществляется с помощью спор. В зависимости от способа образования различают эндогенные и экзогенные споры. Эндогенные споры образуются внутри специальных выростов мицелия – спорангиях. Они характерны для низших грибов.

Экзогенные споры называют конидиоспорами (конидиями). Они формируются открыто на специальных гифах (конидиеносцах), растущих вертикально.

Споры переносятся ветром на большие расстояния и, попав в благоприятные условия, прорастают в новый мицелий.

Половое размножение. Половое размножение существует практически у всех грибов и отличается большим разнообразием.

У низших грибов существуют изогамия, гетерогамия и оогамия. В случае оогамии на мицелии развиваются половые органы – женские (оогонии) и мужские (антеридии), где происходит образование гамет.

У некоторых грибов сливаются две внешне неразличимые клетки, принадлежащие разным типам мицелия, так называемым «+»- и « – »-мицелиям. Причем внутри группы одного знака половой процесс невозможен. Такие грибы называют гетероталличными, а грибы, имеющие один тип мицелия, – гомоталличными.

У высших грибов при половом размножении сливаются не отдельные клетки, а половые органы, происходит гаметангиогамия (класс Аскомицеты). У базидиальных грибов объединяются вегетативные клетки мицелия, осуществляется соматогамия. В обоих случаях сначала объединяется цито- плазма, а ядра лишь сближаются попарно (стадия дикариона). Впоследствии происходит слияние ядер. Образовавшиеся диплоидные ядра претерпевают редукционное деление, в результате которого формируются гаплоидные споры. У аскомицетов, или сумчатых грибов споры образуются внутри специальных сумок – асков. У базидиальных грибов формируются экзогенные споры (базидиоспоры).

В жизненном цикле грибов происходит чередование гаплоидной и диплоидной фаз. У некоторых грибов клетки мицелия гаплоидны, а диплоидна только зигота. При прорастании она делится редукционно. Другие грибы имеют диплоидный мицелий и гаплоидные гаметы. Существуют грибы, у которых продолжительность диплоидной и гаплоидной фаз в жизненном цикле примерно одинакова. Некоторые грибы (пеницилл, аспергилл и др.) не имеют полового процесса, и в течение всего жизненного цикла находятся в гаплоидном состоянии.

Вопросы для повторения и задания

  1. Почему грибы выделяют в отдельное царство?
  2. Сравните грибы с растительными и животными организмами.
  3. По какому признаку грибы делят на низшие и высшие?
  4. Какие группы грибов выделяют в зависимости от способа питания?
  5. Сравните особенности жизнедеятельности сапротрофных и паразитических грибов.
  6. В чем заключается бесполое размножение грибов?
  7. Расскажите о половом размножении низших и высших грибов.