Факти про грибок серед нас

Десятки тисяч організмів, від грибів до цвілі до дріжджів, потрапляють під парасольку грибів. Колись гриби вважалися просто рослинами, вони стали своїм власним таксономічним царством. Різні види грибів різноманітні, мають безліч унікальних властивостей: хтось нешкідливий, хтось корисний, а хтось шкідливий.

Класифікація грибів

Потрібні десятиліття, коли вдосконалювалися технології та розвивалися наукові знання, щоб належним чином класифікувати цю незліченну групу організмів.

Ще в 1960-х роках гриби вважалися рослинами. Насправді на той час усі організми класифікувались лише на дві групи або царства: рослини і тварини. У статті 1969 року, опублікованій у журналі Science, еколог Роберт Віттакер пояснив основи цієї системи двох царств. Протягом багатьох десятиліть в історії єдиними живими істотами, які люди спостерігали навколо них, були або «вкорінені» рослини, які виробляли власну їжу, або рухливі тварини, які шукали собі їжу. Таким чином, мобільність та спосіб отримання харчування стали критеріями системи класифікації. "Тварини рухалися, а рослини ні, і ось так гриби застрягли в рослинах", - сказав Том Волк, професор ботаніки з Університету Вісконсіна-Ла Кросс.

Однак, на відміну від рослин, гриби не містять зеленого пігменту хлорофілу, а тому не здатні до фотосинтезу. Тобто вони не можуть генерувати власну їжу - вуглеводи - використовуючи енергію світла. Це робить їх більш схожими на тварин з точки зору їх харчових звичок. Гриби повинні засвоювати харчування з органічних речовин: сполук, що містять вуглець, таких як вуглеводи, жири або білки.

Виходячи з цих та інших властивостей, у 1969 р. Віттакер запропонував гриби стати окремим царством як частина нової класифікаційної системи з п’ятьма царствами. Пропонована класифікація включала широкий спектр видів. Серед них гриби, дріжджі, плісняві грибки, цвілеві плісняви, водні плісняви, пухлини та цвілі.

З тих пір система класифікації та грибне царство були ще вдосконалені. Наприклад, прес-форми для слизу та води перевезли до іншого царства. Сьогодні члени королівства Гриби також відомі як "справжні гриби".

Характеристика "справжніх грибів"

Згідно з "Науковою енциклопедією Ван Ностранда, том 1, 10-е видання". (Wiley, 2008), численні види грибів мають "дуже різноманітні звички та характеристики", і узагальнення можуть бути складними. Тим не менше, є кілька ключових аспектів, спільних для всіх представників грибного царства.

Клітини: Гриби - це еукаріоти, як і рослини та тварини. Це означає, що вони мають добре організовану клітину, характерну для всіх еукаріотів. Їх ДНК інкапсульована в центральну структуру, яка називається ядром (деякі клітини можуть мати кілька ядер, згідно з "Ван Нострандом"). Вони також мають спеціалізовані клітинні механізми, які називаються органелами, які виконують різні спеціальні функції, такі як виробництво енергії та транспорт білка.

Грибкові клітини укладені у два шари: внутрішню клітинну мембрану та зовнішню клітинну стінку. Ці два шари мають більше спільного з тваринами, ніж з рослинами.

Як і мембрани клітин тварин, гриби складаються з білків і жирових молекул, які називаються ліпідами. Крім того, мембрани клітин тварин містять різну кількість холестерину. Так само грибні мембрани містять унікальний стероїд, який називається ергостерол, за словами Волка.

Клітинні стінки рослин зроблені з целюлози, тоді як клітинні стінки грибів містять хітин, явно не рослинну речовину. Насправді екзоскелети або зовнішня тверда оболонка різних членистоногих (комах та ракоподібних, як краби та омари) зроблені з хітину.

Структура: Гриби можуть складатися з однієї клітини, як у випадку з дріжджами, або з кількох клітин, як у випадку з грибами.

Тіла багатоклітинних грибів складаються з клітин, які з’єднуються в ряди, що нагадують гілки дерев. Кожна окрема розгалужена структура називається гіфою (множина: гіфи). Найчастіше окремі клітини гіф розташовуються поруч одна з одною суцільною лінією (також відомою як ценоцитарні гіфи), але іноді їх можна розділити на відділи поперечною стінкою (септатні гіфи). Кілька гіф об'єднуються разом, утворюючи міцелій, який становить грибкове тіло, згідно з "Ван Нострандом".

"Гриби - це королі поверхні", - сказав Фолк LiveScience, пояснивши, що гіфи розширюють свою поверхню, щоб поглинати їжу, полегшувати травлення, а також розмножуватися.

Харчування: Як вже згадувалося раніше, оскільки гриби не можуть проводити фотосинтез, їм потрібно поглинати поживні речовини з різних органічних речовин, що оточують їх. Це робить їх гетеротрофами, що буквально перекладається як "інше годування", за словами Волка.

Тварини також гетеротрофи, і їм потрібно шукати їжу. Але в їх випадку травлення відбувається всередині організму. "Гриби бувають різні", - сказав Фолк LiveScience. "Вони знаходять свою їжу, вони скидають свої ферменти до їжі, і травлення відбувається поза їхнім тілом". Ці спеціалізовані травні ферменти відомі як екзоферменти, і вони виділяються з кінчиків зростаючих гіф на їх оточення, зазначає Фолк в "Енциклопедії біорізноманіття, 2-е видання". (Academic Press, 2013). Ці ферменти є основною причиною того, чому грибки здатні процвітати в різних середовищах - від деревних поверхонь до внутрішньої частини нашого тіла.

В результаті екзоферментної активності великі молекули їжі розщеплюються на менші, які заносяться в гіфи. Потім клітинне дихання відбувається всередині клітин грибка. Тобто органічні молекули, такі як вуглеводи та жирні кислоти, розщеплюються для отримання енергії у формі АТФ.

Гриби мають кілька джерел їжі. Гриби, які живляться мертвими організмами - і допомагають у розкладанні - називаються сапрофітами. Якщо гриб отримує їжу від живого господаря, не завдаючи йому шкоди, то його називають симбіонтом або мутуалістом. Лишайники - гриби та водорості разом - це приклад мутуалістичних стосунків. Якщо гриб харчується живим господарем, завдаючи йому шкоди, то це паразит, згідно з "Енциклопедією біорізноманіття".

Розмноження: Різні гриби здатні розмножуватися безстатевим або статевим шляхом. Обидва процеси можуть генерувати спори. Це спеціальні клітини, які, потрапивши у відповідне середовище, можуть породити нове грибкове тіло. Спори можуть переноситися в нові середовища повітрям або водою, згідно з Університетом штату Юта.

Безстатеве розмноження відбувається через мітоз, коли клітина гриба ділиться і виробляє однакові генетичні копії самої себе. У простих одноклітинних грибів, таких як дріжджі, цей процес відомий як бутонізація. У цьому випадку з батьківської клітини виходить невеликий відросток або брунька, що повільно збільшується в розмірах. Ядро ділиться на дві частини, і брунька відщеплюється, коли вона має такий самий розмір, як батьківська клітина. З іншого боку, багатоклітинні гриби, такі як цвіль, розмножуються шляхом утворення безстатевих спор.

Тривалість і терміни певних стадій статевого розмноження у різних видів грибів дуже різняться. Більше того, репродуктивні структури також відрізняються від виду до виду. Настільки, що ці морфологічні відмінності складають основу для розподілу грибного царства на підгрупи або типи, згідно з "Енциклопедією біорізноманіття".

Статеве розмноження у грибів утворює спори через мейоз. Як результат, ці спори містять половину кількості батьківських хромосом. Після звільнення спори проростають у деревоподібний міцелій і готові до «спаровування». У випадку з грибами, пухлинами та поганками розгалужений міцелій (також званий первинним міцелієм) ділиться на сегменти, що містять одне ядро. Спаровування відбувається, коли два первинних міцелії контактують один з одним і утворюють вторинний міцелій. Кожен сегмент вторинного міцелію має два ядра: по одному від кожного вихідного сегмента. Окремі ядра все ще мають половину кількості хромосом, ніж батьківська клітина. Протягом декількох кроків ядра зливаються, даючи початок клітинам з вихідною кількістю хромосом. Після цього статевий репродуктивний цикл починається знову: настає мейоз і утворюються спори, повідомляє "Ван Ностранд".

Грибок і ми

Гриби нерозривно пов’язані з нашим життям та засобами існування. Вони впливають на наше здоров'я, продукти харчування, промисловість та сільське господарство як позитивно, так і неприємно.

Гриби є джерелом важливих ліків. Як повідомляє "Енциклопедія біорізноманіття", антибіотики пеніцилін та цефалоспорин, а також препарат циклоспорин, який допомагає запобігти відторгненню трансплантата, виробляються грибами. Проте, тим самим чином, гриби виробляють токсини, які називаються мікотоксинами, які є шкідливими для нас. "Майже всі мікотоксини виробляються з допомогою пліснявих грибів", - сказав Волк. Наприклад, гриби Aspergillus, які ростуть на кукурудзі та арахісі, виробляють афлатоксини. Цей мікотоксин вважається канцерогеном і пов’язаний з раком печінки.

Дріжджі (Saccharomyces cerevisiae) необхідні для бродіння вина та пива, а також для випікання піднятого, пухнастого хліба. Характерний блакитний відтінок синіх сирів обумовлений спороношенням гриба Penicillium roquefortii, повідомляє "Енциклопедія біорізноманіття". Такі гриби, як лисички та сморчки, є смачним доповненням до страв. Проте гриби сажі та іржі (названі на честь вугільних і іржі, схожих на їх суперечки) регулярно знищують харчові культури та рослини, такі як квасоля, ячмінь та сосни, повідомляє "Ван Ностранд".

Важливі наукові відкриття були зроблені з використанням грибів як модельних організмів. Відкриття того, що гени контролюють експресію ферментів, і що один ген контролює один фермент, було результатом експериментів з рожевою цвіллю Neurospora. За цю роботу вчені Джордж Бідл та Едвард Татум виграли Нобелівську премію в 1958 році. Дріжджі також використовувались як модель організму для відповіді на питання в галузі генетики. Згідно зі статтею 1997 року, опублікованою в журналі Science, багато генів дріжджів та ссавців кодують подібні білки, що робить його корисним інструментом для розуміння людського геному та захворювань, таких як синдром Вернера.

І все-таки те, що ми сьогодні знаємо про гриби, і що ми можемо зробити з грибами, - це лише самий початок усього, що можливо. Як зазначає Волк в "Енциклопедії біорізноманіття", існує 75 000 видів грибів, які названі. Але вважається, що ця кількість представляє лише 5 відсотків видів, що існують у природі. "Про гриби порівняно мало відомо в порівнянні з тваринами та рослинами", - сказав Фолк LiveScience. "Існує ще багато нових видів, які слід відкрити".

Додаткові ресурси

Останні новини

Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіа-групи та провідного цифрового видавця. Відвідайте наш корпоративний сайт.