Условия жизни грибов

Грибам, как и всем живым организмам, свойственны процессы ассимиляции и диссимиляции. При ассимиляции гриб строит свое тело из веществ, находящихся в окружающей среде. Диссимиляция представляет разрушение веществ в процессе жизнедеятельности гриба с непременным выделением энергии. Важнейшим этапом диссимиляции является нормальное кислородное дыхание. Грибы характеризуются высокой энергией дыхания, накоплением энергии и выделением тепла. Особенно сильно нагреваются плодовые тела шляпочных грибов. Процессы диссимиляции могут сопровождаться свечением.

Для нормального развития грибов кроме присутствия источников питания необходимо определенное сочетание факторов внешней среды: влажности, температуры, освещенности, кислотности почвы и других. Тепло, свет и влага совместно благоприятно влияют на рост и развитие грибов. Например, неоднократно маслята, подберезовики и белые грибы появлялись в конце мая — начале июня, поскольку создавались хорошие условия для их развития. Влага необходима грибам, но потребность в ней не у всех грибов одинакова. Одним — вода нужна в период развития мицелия, другим в период размножения, наземным формам — в период образования плодовых тел. Водные грибы лучше развиваются при полном погружении мицелия в воду. А вот мучнисто-росяные грибы больше предпочитают сухую, ветреную погоду, во время которой лучше распространяются их конидиальные спороношения — оидии. Большинству ржавчинных грибов необходима достаточная влажность. От количества влаги в почве зависит окраска наземных грибов. Считается, что цвет кожицы от темно-коричневого до черного характерен для подберезовиков, растущих в сухих местах, на плотной почве. Микроскопические грибы, развивающиеся при повышенной сухости воздуха, на сильно освещенных солнцем местах, формируют черные или бурые плодоношения. Нормальная влажность определяет темно-серый цвет шляпки подберезовиков. При несколько повышенной влажности развиваются грибы со светло-желтой кожицей шляпки. В очень сырых местах, в особенности на болотах, шляпки грибов бледные, плодовые тела искривленные, мелкие.

Влажность играет большую роль в жизни грибов — разрушителей древесины, их мицелий развивается хорошо только при достаточной влажности. Однако при полном насыщении древесины водой гриб развивается плохо, вглубь не заходит, мицелий его стелется по поверхности субстрата. Сказывается недостаток кислорода. Большинство грибов для своего развития требуют достаточного количества кислорода, и редкие виды приспосабливаются к малокислородным условиям (дрожжи, некоторые виды фузариумов, эндофитные паразиты).

Грибы развиваются в широком диапазоне температур 1-5° до 30-35°. Оптимум температур для их развития составляет 20-25°. При невысоких температурах могут развиваться плодовые тела строчков и сморчков, а плодовые тела Саркосомы появляются в конце апреля, рядом с еще не растаявшими сугробами снега.

Мицелий многих грибов может развиваться в темноте или при малом доступе света. У некоторых грибов в темноте формируются и плодовые тела (шампиньон). Но у большинства грибов на формирование и рост спороношений свет оказывает большое влияние. Например, полное отсутствие света вызывает стерильность грибницы у грибов пилобулуса и копринусов. При недостатке света плодовые тела многих шляпочных грибов имеют искаженную форму и светлую окраску кожицы шляпки, в ней плохо накапливаются пигменты. Ответной реакцией грибов на сильное освещение является образование спор темного цвета.

Для развития грибов нужна кислая реакция среды. В процессе эволюции и приспособления к разнообразным экологическим факторам у грибов выработался определенный образ жизни в естественных условиях. Грибы, как и бактерии, являются разрушителями, или редуцентами. Редуценты по типу питании являются сапрофитными организмами. Их сапрофитное питание связано с выделением ферментов в окружающую среду, разложением сложных органических соединений вне организма и осмотическом поглощений растворенных питательных веществ. Полагают, что сапрофитное питание возникло на заре появления живых организмов, у первичных сапрофитов, которые дали начало бактериям, грибам и слизевикам. Сапрофитное питание характерно для трех четвертей всех известных грибов. Обычными природными субстратами для грибов-сапрофитов являются опавшие листья, сучья деревьев, пни, отмершие растения. Многие грибы-сапрофиты развиваются на различных пищевых и кормовых продуктах растительного происхождения и сопровождают человека в его повседневной жизни.

Широко распространены грибы-сапрофиты в почве. Растительные остатки, содержащие много углеводов и имеющие кислую реакцию среды, благоприятны для развития грибов. Поселяются грибы и на животных остатках, но часто не выдерживают конкуренции с бактериями, которые разлагают белки и вызывают подщелачивание среды, не переносимое грибами.

Грибы-сапрофиты приурочены к определенным экологическим условиям и составляют в природе различные экологические группы. Грибы могут быть очень неразборчивыми к питанию, или эвритрофными, и строго приуроченными к определенному характеру пищи — стенотрофными.

В природе много паразитных форм грибов (свыше 10000 видов). Этот переход от сапрофитного питания к паразитному осуществляется постепенно, самостоятельно в разных группах грибов. Эволюция паразитизма шла от полифагии (т. е. приспособления к жизни на многих субстратах) к монофагии (к паразитизму на одном виде растения) и выражалась в различном воздействии на растительные ткани хозяина. На низших ступенях паразитизма грибы быстро губят растение-хозяина и продолжают жить на мертвом субстрате уже как сапрофиты. Грибы — факультативные паразиты (многие сумчатые грибы) живут в конидиальной стадии на живых растениях, т. е. в качестве паразитов, а сумчатые спороношения образуют в сапрофитных условиях — на отмерших частях растений. На высших ступенях паразитизма гриб не губит растение, а сначала стимулирует его развитие, и только взяв все питательные вещества, убивает растение-хозяина. Высшим проявлением паразитизма у грибов является облигатный, или обязательный, паразитизм, при котором гриб строго приспосабливается к одному растению-хозяину, не может развиваться на искусственных питательных средах. Облигатные паразиты лишились способности выделять ферменты в окружающую среду, в связи с чем не могут переходить к сапрофитному питанию. Они длительный период живут в тканях растения-хозяина, не разрушая клеток, а получая питательные вещества с помощью особых выростов мицелия — гаусторий. Облигатный паразитизм хорошо выражен у ржавчинных и мучнисто-росяных грибов.

Грибы-паразиты встречаются и на животных организмах. Они поселяются на насекомых (энтомофторовые грибы), рыбах (ахлия, сапролегния и другие), в дыхательных путях птиц (мукоровые). Некоторые грибы-паразиты вызывают заболевания зверей и человека (стригущий лишай, эпидермофития, кишечные энтериты, ложный туберкулез легких).

По происхождению близок к паразитизму симбиоз — способность грибов к сожительству с другими организмами, при котором происходит прижизненный обмен веществами, необходимый обоим сторонам. Классическими примерами симбиоза являются лишайники (представляющие сожительство водоросли и гриба) и микоризы (сожительство мицелия грибов с корнями высших растений).

Для лишайников характерно образование слоевища — тела лишайника, состоящего в основном из грибных гиф, среди которых располагаются отдельные клетки или нити водоросли. Благодаря симбиозу лишайник при участии водоросли поглощает углерод из воздуха, то есть выполняет фотосинтез, с другой стороны, грибные гифы добывают углерод из субстрата, разлагая органические соединения. У большинства видов лишайников грибной компонент относится к сумчатым грибам. Водоросли лишайников относятся к группам зеленых, синезеленых иногда желто-зеленых. Лишайники — организмы, очевидно, очень древнего происхождения, отсюда следует, что симбиотическая жизнь грибов и водорослей — началась на Земле очень давно.

Источник

Грибы

Грибы — древние гетеротрофные организмы, занимающие особое место в общей системе живой природы. Они могут быть как микроскопически малы, так и достигать нескольких метров. Поселяются на растениях, животных, человеке или на мёртвых органических остатках, на корнях деревьев и трав. Их роль в биоценозах велика и разнообразна. В цепи питания они являются редуцентами — организмами, питающимися мёртвыми органическими остатками, подвергающими эти остатки минерализации до простых органических соединений.

В природе грибы играют положительную роль: они пища и лекарства для животных; образуя грибокорень, помогают растениям всасывать воду; являясь компонентом лишайников, грибы создают среду обитания для водорослей.

Грибы — бесхлорофилльные низшие организмы, объединяющие около 100 000 видов, от мелких микроскопических организмов до таких великанов, как трутовики, гигантский дождевик и некоторые другие.

В системе органического мира грибы занимают особое положение, представляя отдельное царство, наряду с царствами животных и растений. Они лишены хлорофилла и поэтому требуют для питания готовое органическое вещество (принадлежат к гетеротрофным организмам). По наличию в обмене мочевины, в оболочке клеток — хитина, запасного продукта — гликогена, а не крахмала — они приближаются к животным. С другой стороны, способом питания (путём всасывания, а не заглатывания пищи), неограниченным ростом они напоминают растения.

Грибы имеют и признаки, свойственные только им: почти у всех грибов вегетативное тело представляет собой грибницу, или мицелий, состоящий из нитей — гиф.

Это тонкие, как нити, трубочки, заполненные цитоплазмой. Нити, составляющие гриб, могут туго или рыхло переплетаться, ветвиться, срастаться друг с другом, образуя плёнки наподобие войлока или видимые простым глазом жгуты.

У высших грибов гифы разделены на клетки.

В клетках грибов может быть от одного до нескольких ядер. Кроме ядер, в клетках имеются и другие структурные компоненты (митохондрии, лизосомы, эндоплазматическая сеть и пр.).

Строение

Тело подавляющего большинства грибов построено из тонких нитчатых образований — гиф. Совокупность их образует грибницу (или мицелий).

Разветвляясь, мицелий образует большую поверхность, что обеспечивает всасывание воды и питательных веществ. Условно грибы делятся на низшие и высшие. У низших грибов гифы не имеют поперечных перегородок и мицелий представляет собой одну сильно разветвлённую клетку. У высших грибов гифы разделены на клетки.

Дрожжи и грибы внутриклеточные паразиты, мицелия не имеют.

Клетки большинства грибов покрыты твёрдой оболочкой, её нет у зооспор и вегетативного тела некоторых простейших грибов. В цитоплазме гриба содержатся структурные белки и не связанные с органоидами клетки ферменты, аминокислоты, углеводы, липиды. Органоиды: митохондрии, лизосомы, вакуоли, содержащие запасные вещества — волютин, липиды, гликоген, жиры. Крахмала нет. В клетке гриба имеется одно или несколько ядер.

Размножение

Размножение необходимо для того, чтобы сохранить численность вида, рассеяться и пережить неблагоприятные условия — жару, сухость или бескормицу.

У грибов различают вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное

Размножение осуществляется частями мицелия, специальными образованиями — оидиями (образующимися в результате распадения гиф на отдельные короткие клетки, каждая из которых даёт начало новому организму), хламидоспорами (образуются примерно так же, но имеют более толстую тёмноокрашенную оболочку, хорошо переносят неблагоприятные условия), путём почкования мицелия или отдельных клеток.

Для бесполого вегетативного размножения специальные приспособления не нужны, но потомков появляется не много, а мало.

При бесполом вегетативном размножении клетки нити, ничем не отличаются от соседних, вырастают в целый организм. Иногда, животные или движение среды разрывают гифу на части.

Бывает при наступлении неблагоприятных условий нить сама распадается на отдельные клетки, каждая из которых может вырасти в целый гриб.

Порой на нити образуются наросты, которые разрастаются, отпадают и дают начало новому организму.

Часто некоторые клетки наращивают толстую оболочку. Они могут выдерживать высыхание и сохраняют жизнеспособность до десяти и более лет, а в благоприятных условиях прорастают.

При вегетативном размножении ДНК потомков не отличается от ДНК родителя. При таком размножении не нужны специальные устройства, но количество потомков невелико.

Бесполое

При бесполом споровом размножении нить гриба образует специальные клетки, создающие споры. Эти клетки выглядят как веточки, неспособные расти и отделяющие от себя споры, или как крупные пузыри, внутри которых образуются споры. Такие образования называют спорангиями.

При бесполом размножении ДНК потомков не отличается от ДНК родителя. На образование каждой споры тратится меньше веществ, чем на одного потомка при вегетативном размножении. Бесполым путём одна особь производит миллионы спор, поэтому у гриба больше шансов оставить потомство.

Половое

При половом размножении появляются новые сочетания признаков. При этом размножении ДНК потомков образуется из ДНК обоих родителей. У грибов объединение ДНК происходит по-разному.

Разные способы обеспечить объединение ДНК при половом размножении грибов:

В какой-то момент сливаются ядра, а затем и нити ДНК родителей, обмениваются кусочками ДНК и разделяются. В ДНК потомка оказываются участки, полученные от обоих родителей. Поэтому потомок чем-то похож на одного родителя, а чем-то — на другого. Новое сочетание признаков может уменьшить, и увеличить жизнеспособность потомства.

Размножение состоит в слиянии мужских и женских половых гамет, в результате чего образуется зигота. У грибов различают изо-, гетеро- и оогамию. Половой продукт низших грибов (ооспора) прорастает в спорангий, в котором развиваются споры. У аскомицетов (сумчатых грибов) в результате полового процесса образуются сумки (аски) — одноклеточные структуры, содержащие обычно 8 аскоспор. Сумки образующиеся непосредственно из зиготы (у низших аскомицетов) или на развивающихся из зиготы аскогенных гифах. В сумке происходит слияние ядер зиготы, затем мейотическое деление диплоидного ядра и образование гаплоидных аскоспор. Сумка активно участвует в распространении аскоспор.

Для базидиальных грибов характерен половой процесс — соматогамия. Он состоит в слиянии двух клеток вегетативного мицелия. Половой продукт — базидия, на которой образуются 4 базидиоспоры. Базидиоспоры гаплоидны, они дают начало гаплоидному мицелию, который недолговечен. Путём слияния гаплоидного мицелия образуется дикариотический мицелий, на котором образуются базидии с базидиоспорами.

У несовершенных грибов, а в некоторых случаях и у других половой процесс заменяется гетерокариозом (разноядерностью) и парасексуальным процессом. Гетерокариоз состоит в переходе генетически неоднородных ядер из одного отрезка мицелия в другой путём образования анастомозов или слияния гиф. Слияние ядер при этом не происходит. Слияние ядер после, перехода их в другую клетку называется парасексуальным процессом.

Нити гриба прирастают поперечным делением (вдоль клетки нити не делятся). Цитоплазма соседних клеток гриба составляет единое целое — в перегородках между клетками есть отверстия.

Питание

Большинство грибов имеет вид длинных нитей, всасывающих питательные вещества всей поверхностью. Грибы всасывают нужные вещества из живых и мёртвых организмов, из почвенной влаги и воды природных водоёмов.

Грибы выделяют наружу вещества, разрывающие молекулы органических веществ на такие части, которые гриб может впитать.

По способу питания различают три основные группы грибов: паразиты, сапрофиты и симбионты. Эти три группы нельзя резко разграничить, ибо у сапрофитов, например, нередко появляется способность питаться за счёт живого субстрата.

Но в определённых условиях организму полезнее быть нитью (как гриб), а не комочком (циста) как бактерия. Проверим, так ли это.

Проследим за бактерией и растущей нитью гриба. Крепкий раствор сахара показан коричневым цветом, слабый — светло-коричневый, вода без сахара — белым.

Можно сделать вывод: нитевидный организм, разрастаясь, может оказаться в местах богатых пищей. Чем длиннее нить, тем больше запас веществ, который насытившиеся клетки могут расходовать на рост гриба. Все гифы ведут себя, как части одного целого, и участки гриба, оказавшись в богатых пищей местах, питают весь гриб.

Плесневые грибы

Плесневые грибы поселяются на увлажнённых остатках растений, реже животных. Одним из наиболее распространённых плесневых грибов является мукор, или головчатая плесень. Грибницу этого гриба в виде тончайших белых гифов можно обнаружить на залежавшемся хлебе. Гифы мукора не разделены перегородками. Каждая гифа представляет собой одну сильно разветвлённую клетку с несколькими ядрами. Одни ответвления клетки проникают в субстрат и поглощают питательные вещества, другие поднимаются вверх. На верхушке последних образуются чёрные округлые головки — спорангии, в которых образуются споры. Созревшие споры распространяются воздушными потоками или при помощи насекомых. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в новую грибницу (мицелий).

Вторым представителем плесневых грибов является пеницилл, или сизая плесень. Грибница пеницилла состоит из гифов, разделённых поперечными перегородками на клетки. Некоторые гифы поднимаются вверх, и на конце их образуются разветвления, напоминающие кисточки. На конце этих разветвлений образуются споры, с помощью которых пеницилл размножается.

Дрожжевые грибы

Дрожжи — одноклеточные неподвижные организмы овальной или удлинённой формы, размером 8-10 мкм. Настоящего мицелия не образуют. В клетке имеется ядро, митохондрии, в вакуолях накапливается много веществ (органических и неорганических), в них происходят окислительно-восстановительные процессы. Дрожжи накапливают в клетках волютин. Вегетативное размножение почкованием или делением. Спорообразование наступает после многократного размножения почкованием или делением. Оно совершается легче при резком переходе от обильного питания к незначительному, при поступлении кислорода. В клетке число спор парное (чаще 4-8). У дрожжей известен и половой процесс.

Дрожжевые грибы, или дрожжи, встречаются на поверхности плодов, на содержащих углеводы растительных остатках. От других грибов дрожжи отличаются тем, что не имеют грибницы и представляют одиночные, в большинстве случаев овальные клетки. В сахаристой среде дрожжи вызывают спиртовое брожение, в результате которого выделяются этиловый спирт и углекислый газ:

Этот процесс ферментативный, протекает при участии комплекса ферментов. Освобождающаяся энергия используется дрожжевыми клетками на жизненные процессы.

Размножаются дрожжи почкованием (некоторые виды — путём деления). При почковании на клетке образуется выпуклость, напоминающая почку.

Ядро материнской клетки делится, и одно из дочерних ядер переходит в выпуклость. Выпуклость быстро растёт, превращается в самостоятельную клетку и отделяется от материнской. При очень быстром почковании клетки не успевают разъединяться и в результате получаются короткие непрочные цепочки.

Паразитные грибы очень приспособлены к растению-хозяину. На первых этапах жизни они даже стимулируют его развитие, клеток не убивают, и не пронизываю мицелием, а питаются с помощью выростов — гаусторий.

Имеются экзопаразиты, которые живут на поверхности растений (мучнистая роса), и эндопаразиты, живущие на теле хозяина. Среди них есть межклеточные (ржавчинные грибы) и внутриклеточные (синхитрия) паразиты. Эти грибы паразитируют на растениях, реже на животных.

Не менее ¾ всех грибов — сапрофиты. Сапрофитный способ питания связан преимущественно с продуктами растительного происхождения (кислая реакция среды и состав органических веществ растительного происхождения более благоприятны для их жизни).

Грибы-симбионты связаны преимущественно с высшими растениями, мохообразными, водорослями, реже — с животными. Примером могут быть лишайники, микориза. Микориза — это сожительство гриба с корнями высшего растения. Гриб помогает растению усваивать труднодоступные вещества гумуса, способствует поглощению элементов минерального питания, помогает своими ферментами в углеводном обмене, активизирует ферменты высшего растения, связывает свободный азот. От высшего растения гриб, очевидно, получает безазотные соединения, кислород и корневые выделения, способствующие прорастанию спор. Микориза очень распространена среди высших растений, она не обнаружена лишь у осоковых, крестоцветных и водных растений.

Экологические группы грибов

Почвенные грибы

Почвенные грибы участвуют в минерализации органического вещества, образовании гумуса и т.п. В этой группе выделяют грибы, попадающие в почву только в определённые периоды жизни, и грибы ризосферы растений, живущие в зоне их корневой системы.

Специализированные почвенные грибы:

• копрофиллы — грибы, обитающие на почвах, богатых перегноем (навозные кучи, места скопления помёта животных);
• кератинофиллы — грибы, обитающие на волосах, рогах, копытах;
• ксилофиты — грибы, разлагающие древесину, среди них различают разрушителей живой и мёртвой древесина.

Домовые грибы

Домовые грибы — разрушители деревянных частей построек.

Водные грибы

Среди них можно выделить сапрофиты, живущие на растительных остатках, паразиты водных животных и растений, а также грибы, вызывающие обрастания деревянных частей судов, пристаней и т.п.

Грибы-паразиты растений и животных

К ним относится и группа микоризных грибов-симбионтов.

Грибы, развивающиеся на промышленных материалах (на металле, бумаге и изделиях из них)

Шляпочные грибы

Шляпочные грибы поселяются на богатой перегноем лесной почве и из неё получают воду, минеральные соли и некоторые органические вещества. Часть органических веществ (углеводы) они получают от деревьев.

Грибница — главная часть каждого гриба. На ней развиваются плодовые тела. Шляпка и ножка состоят из плотно прилегающих друг к другу нитей грибницы. В ножке все нити одинаковы, а в шляпке они образуют два слоя — верхний, покрытый кожицей, окрашенной разными пигментами, и нижний.

У одних грибов нижний слой состоит из многочисленных трубочек. Такие грибы называют трубчатыми. У других нижний слой шляпки состоит из радиально расположенных пластинок. Такие грибы называют пластинчатыми. На пластинках и на стенках трубочек образуются споры, с помощью которых грибы размножаются.

Гифы грибницы оплетают корни деревьев, проникают в них и распространяются между клетками. Между грибницей и корнями растений устанавливается полезное для обоих растений сожительство. Гриб снабжает растения водой и минеральными солями; заменяя на корнях корневые волоски, дерево уступает ему часть своих углеводов. Только при такой тесной связи грибницы с определёнными породами деревьев возможно образование плодовых тел у шляпочных грибов.

Образование спор

В трубочках или на пластинках шляпки образуются особые клетки — споры. Созревшие мелкие и лёгкие споры высыпаются, их подхватывает и разносит ветер. Разносят их насекомые и слизни, а также белки и зайцы, поедающие грибы. Споры не перевариваются в пищеварительных органах этих животных и выбрасываются наружу вместе с помётом.

Во влажной, богатой перегноем почве споры грибов прорастают, из них развиваются нити грибницы. Грибница, возникающая из одной споры, может образовывать новые плодовые тела лишь в редких случаях. У большинства видов грибов плодовые тела развиваются на грибницах, образованных слившимися клетками нитей, берущих начало от разных спор. Поэтому клетки такой грибницы двухъядерные. Грибница растёт медленно, лишь накопив запасы питательных веществ, она образует плодовые тела.

Большинство видов этих грибов — сапрофиты. Развиваются на перегнойной почве, отмерших растительных остатках, некоторые на навозе. Вегетативное тело состоит из гиф, образующих находящуюся под землёй грибницу. В процессе развития на грибнице вырастают зонтикоподобные плодовые тела. Пенёк и шляпка состоят из плотных пучков нитей грибницы.

У части грибов на нижней стороне шляпки от центра к периферии радиально расходятся пластинки, на которых развиваются базидии, а в них споры — это гименофор. Такие грибы называют пластинчатыми. У отдельных видов грибов имеется покрывало (плёночка из неплодных гиф), защищающее гименофор. При дозревании плодового тела покрывало разрывается и остаётся в виде бахромы по краям шляпки или кольца на ножке.

У некоторых грибов гименофор имеет трубчатую форму. Это трубчатые грибы. Их плодовые тела мясистые, быстро загнивают, легко повреждаются личинками насекомых, поедаются слизнями. Размножаются шляпочные грибы спорами и частями мицелия (грибницы).

Химический состав грибов

В свежих грибах вода составляет 84-94% общей массы.

Белки грибов усваиваются только на 54-85% — хуже, чем белки других растительных продуктов. Усвоению препятствует плохая растворимость белков. Жиры, углеводы усваиваются очень хорошо. Химический состав зависит от возраста гриба, его состояния, вида, условий произрастания и др.

Роль грибов в природе

Многие грибы срастаются с корнями деревьев и трав. Их сотрудничество взаимовыгодно. Растения дают грибам сахар и белки, а грибы разрушают находящиеся в почве мёртвые остатки растений и всасывают всей поверхностью гиф воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Корни, сросшиеся с грибами, называют микоризой. Большинство деревьев и трав образуют микоризу.

Грибы играют в экосистемах роль разрушителей. Они уничтожают мёртвую древесину и листья, корни растений и трупы животных. Все мёртвые остатки они превращают в углекислый газ, воду и минеральные соли — в то, что могут усвоить растения. Питаясь, грибы набирают вес и становятся пищей животных и других грибов.

Источник