Module 2 - Бактерії, Рослини, Гриби "Тема 10. Царство Гриби"

"Тема 10. Царство Гриби"

Вступ

Ключові слова: грибниця, міцелій, гіфи, спорангії, мукор, аспергіл, пеніциліум, антибіотики, дріжджі, брунькування, паразитичні гриби, слизовики, фітофтора, сажкові гриби, ріжки, гриби-паразити людини, пластинчасті і трубчасті гриби, мікориза, симбіоз, плодове тіло, їстівні гриби, отруйні гриби, бліда поганка, накипні, листуваті, кущуваті лишайники, індикатор стану навколишнього середовища, ягель

Головне в темі: Представники царства Гриби мають ознаки, притаманні як рослинам, так і тваринам. Гриби бувають одноклітинні та багатоклітинні. Більшість видів грибів — мікроскопічно малі. Вегетативне тіло гриба складається з грибниці (міцелію). Міцелій гриба утворює сплетіння гіфів. Гриби розмножуються вегетативно, спорами та статевим способами. Слизовики є своєрідними організмами, що позбавлені клітинної оболонки. Гриби відіграють важливу роль у природі та житті людини, беручи участь у руйнуванні решток рослин і тварин у ґрунті. Пеніциліум — гриб, який дав світу перший антибіотик. Дріжджі — представники царства Гриби, які найширше використовуються людиною. Гриби стають причиною хвороб культурних рослин, людини, тварин. Плодові тіла утворюють шапкові гриби. За способом залягання спороносної тканини вони поділяються на пластинчасті й трубчасті. Їстівні гриби, які виросли в умовах забруднення навколишнього середовища, можуть стати отруйними для людини, накопичуючи шкідливі речовини. Лишайники — єдині організми на планеті, які являють собою симбіоз представників двох царств: гриба і рослини (водорості) або гриба і дроб’янки (ціанобактерії). Лишайники одними з перших заселяють вільні кам’янисті місця (наприклад, відслонення скель, терикони тощо).

Література:

1. Рейвен П., Эрверт Р., Айкхорн С. Современная ботаника: в 2-х тт. - М., Мир,1990.

2. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. – М.: Мир, 1988.

3. Рохлов В., Теремов А., Петросова Р. Занимательная ботаника. - М.: Аст-пресс, 1998. - 352 с.: ил. - (Занимательные уроки).

10.1. Загальна характеристика царства

Гриби — надзвичайно своєрідна група живих істот, у яких поєднуються ознаки і тварин, і рослин. Традиційно їх вивчають у курсі ботаніки. Насправді ж гриби об’єднують в окреме царство. Для цього існують суттєві причини.

1) гриби не здатні самостійно синтезувати речовини, необхідні для власної життєдіяльності. Вони повинні отримувати все потрібне з навколишнього середовища (цим гриби схожі на тварин).

2) гриби запасають речовини, подібні до тих, які запасають тварини.

3) кожна клітина гриба, як і рослинна клітина, має, крім мембрани, зовнішню оболонку.

4) грибам, як і рослинам, властивий необмежений (безперервний) ріст.

Гриби бувають одно- та багатоклітинні. За цією ознакою їх умовно поділяють на нижчі та вищі. Більшість видів грибів, а їх існує понад 100 000 видів, мікроскопічно малі. Вони не видимі неозброєним оком.

Царство Гриби поділяють на три відділи: Слизовики, Гриби та Лишайники.

Тіло гриба, здатне виконувати всі функції живого організму, називається вегетативним тілом. Вегетативне тіло гриба складається з грибниці, або міцелію. Грибниці різних видів грибів розташовуються в ґрунті, мертвій деревині, серед опалого листя, у воді тощо.

Середовище, в якому міститься вегетативне тіло і знаходить там воду та необхідні для життєдіяльності речовини, називається субстратом.

Міцелій гриба складається з розгалужених тонких ниток — гіфів. Гіфи ростуть верхівкою. Вони сплітаються між собою,утворюючи довгі тяжі. Їх можна спостерігати в ґрунті. Плодові тіла утворюються у деяких грибів під час спороношення. Вони мають різноманітні форми, розміри та забарвлення. Деякі нижчі гриби, як і вищі, мають складене з гіфів вегетативне тіло, однак у цьому випадку гіфи є однією великою, розгалуженою клітиною з багатьма ядрами. Найпримітивніші гриби — одноклітинні. Всередині грибних клітин накопичуються білки, жири та вуглеводи. Клітинні стінки деяких грибів складаються з речовини, схожої за будовою на ту, з якої утворені зовнішні панцири раків, павуків, комах.

Гриби можуть розмножуватися трьома способами:

— вегетативним, тобто шляхом поділу міцелію на окремі частини. Кожна з них дає початок розвитку нового гриба (якщо це одноклітинний гриб, то він розмножується простим поділом клітини або брунькуванням);

— нестатевим, за якого гриб формує спеціалізовані клітини — спори. Спори утворюються зовнішньо, на кінчиках особливих гіфів або внутрішньо, у своєрідних спорангіях. Спори легко розносяться вітром, водою, за допомогою комах тощо. Зріла спора, якщо потрапить у сприятливі умови, проростає і утворює новий міцелій;

— статевим, який здійснюється завдяки утворенню жіночих та чоловічих статевих клітин — гамет. У результаті злиття жіночих та чоловічих гамет утворюється зигота. Особливістю статевого розмноження деяких грибів є формування спор безпосередньо із зиготи або на кінчиках гіфів, що виростають із зиготи (сумчасті гриби).

10.2. Різноманітність грибів

Класифікація і систематика грибів основана на особливостях їх розмноження, обміну речовин, зміні ядерних фаз і являє собою досить складну галузь мікології (науки про гриби), а для окремих груп грибів – суперечливою. Найбільші таксони цього царства – Слизовики, Гриби і Лишайники. Відділ Гриби поділяють на кілька класів, представники яких різняться між собою будовою міцелію, способами утворення спор та формами статевого розмноження. Слизовики — своєрідні організми, позбавлені клітинної оболонки. Саме їх систематичне положення дискутується, адже деякі ознаки дозволяють віднести їх до тваринного світу. До грибів їх відносять тому, що їхній склад та спосіб розмноження схожі на ті, що притаманні грибам. Крім систематичних категорій, гриби формують декілька функціональних, за якими ми їх розглядатимемо. Найдавніші гриби (їхні спори) знайдено у викопних породах віком 185 млн. років.

Слизовики живуть у вологому ґрунті, серед мертвої деревини. Мають вигляд безформних бульбашок чи плям блідо-жовтого або рожевого кольору. Вони невеликі — до 1,5 см. Вегетативне тіло здатне рухатися в напрямку до вологи. Серед слизовиків є види, які завдають шкоди сільському господарству. Наприклад, збудник капустяної кіли вражає капусту, після чого рослина не може утворювати головки. Деякі слизовики спричиняють паршу картоплі (бородавчасті нарости на бульбах).

До відділу Гриби належить найбільша кількість представників царства. Вони відіграють важливу роль у природі та житті людини: беруть участь у руйнуванні решток рослин і тварин у ґрунті. З усієї надзвичайної різноманітності грибів найбільше значення для людини мають кілька функціональних груп: плісеневі, дріжджі, шапкові й гриби — збудники хвороб рослин, тварин та людини.

У разі недотримання правил зберігання харчових продуктів хліб, овочі, готові страви можуть зіпсувати плісеневі гриби. Вживати такі продукти небезпечно. Найпоширенішим з них у побуті є мукор. Зараження мукором відбувається за допомогою спор. Вони мікроскопічно малі, легко переносяться вітром, комахами, можуть потрапити з брудними руками на продукти. Утворюються спори на особливих відгалуженнях гіфів і містяться в спорангіях кулястої форми.

Мал. 2.10.50. Міцелій мукора (збільшення х200)

1 – гіфи міцелію, 2 – спорангій зі спорами

Схожий на мукор аспергіл, але його міцелій багатоклітинний. Гриб має темне забарвлення. Трапляється частіше в ґрунті, на вологих меблях, дерев’яній чи картонній упаковці, на харчових продуктах тощо. Деякі види аспергілу спричиняють хвороби людини, з інших у промислових умовах добувають лимонну кислоту.

Гриб пеніциліум, як і аспергіл, є багатоклітинним і подібний до нього за своїми розмірами і способом поширення. Міцелій має зеленувате забарвлення.

Цікаво, що пеніциліум формує спори двох типів: нестатевого розмноження (вони утворюються в результаті звичайного поділу клітин) і статевого розмноження (вони утворюються із зиготи). Пеніциліум посідає особливе місце в історії людства. Ще на початку ХХ ст. англійський вчений О. Флемінг експериментально довів, що екстракт зеленої плісняви — пеніциліуму — знищує хвороботворні бактерії. Пізніше було виділено речовину, яка виконує цю функцію. Вона дістала назву пеніцилін. Це був перший антибіотик, який знайшов практичне застосування. Від часу, коли в медицину прийшли антибіотики, за їх допомогою врятовано від неминучої смерті мільйони людей. На сьогодні відомо понад 1000 антибіотиків, більшість яких синтезується штучно.

Дріжджі, які використовують для виготовлення виробів з тіста, інтенсивно розщеплюють цукри – основний субстрат свого енергетичного обміну. При цьому виділяється велику кількість вуглекислого газу. Пухирці газу збільшують об’єм тіста в кілька разів, що надає випеченому хлібу пухкості та пористості.

Існує багато видів дріжджів. Деякі з них використовують у виробництві харчових продуктів так давно, що вони значно відрізняються за своїми властивостями від тих видів, які трапляються в дикій природі.

Дріжджі мають мікроскопічні розміри. Їхній міцелій складається з овальних клітин, з’єднаних у ланцюжки. Якщо дріжджі помістити в такі умови, де немає доступу кисню, утворюються спирт та інші речовини (цю властивість використовують у промисловості). У разі достатньої кількості цукру дріжджі швидко і масово розмножуються брунькуванням. Нові клітини не відокремлюються від попередніх, а утворюють ланцюги клітин, схожі на намисто.

Серед грибів безліч патогенних: шкідників рослин, небезпечних для тварин та людини. Наприклад, гриб синхітрій спричинює рак картоплі, який ще в 60-ті роки ХХ ст. знищував урожаї цієї культури на значних площах. Гриб фітофтора знищує врожай томатів, особливо у вологих місцях та за дощового, не дуже теплого літа.

Існують гриби, які спричинюють гниття плодів слив, персиків,яблук. Істотно знижують урожаї зернових сажкові гриби та ріжки. Вони вражають ніжні клітини молодих суцвіть і перетворюють зрілі насінини на вмістилище спор вегетативного розмноження (чорного кольору). Ці спори здатні вражати зерна пшениці, кукурудзи, ячменю і проявляють себе наступного року, якщо не вжити заходів для їх знищення. Такі спори можуть пролежати в спокої до 20 років, зберігаючи здатність уражати рослину.

Досить часто трапляються хвороби рослин, спричинені борошнистою росою. Цей гриб уражує тканини листків і не дає змоги рослинам синтезувати власні органічні речовини в достатній кількості. Тому рослина всихає, не встигнувши утворити плоди і насіння. Ще зовсім недавно, у 80—90-ті роки ХХ століття, борошниста роса різко знижувала врожайність огірків. Деякі гриби, наприклад домовий гриб, розвиваються всередині мертвої деревини і здатні руйнувати підлогу, меблі. Трутовики, поселяючись на стовбурах молодих дерев, спричинюють їхню передчасну загибель.

Мал. 2.10.51. Плодове тіло трутовика на стовбурі дерева.

Деякі гриби вражають личинки бджіл. Це трапляється взимку, коли вулик погано вентилюється. Навесні такий вулик залишається без робочих бджіл.

Людині паразитичні гриби також часто завдають шкоди. Це відомий вже аспергіл, здатний вражати легені, кілька видів дріжджів та багато інших. Кандида, наприклад, вражає шкіру на ступнях ніг, а іноді й нігті.

Мал. 2.10.52. Ніготь, уражений кандидамікозом.

Органи спороношення кандиди спричинюють почервоніння, сверблячку, мокрі виразки. Такі хвороби особливо важко піддаються лікуванню, якщо спори грибів потрапляють у кров людини і розносяться по всьому організму.

До шапкових належать ті види грибів, які на час утворення спор формують плодові тіла. Їх у повсякденному житті називають грибами. Плодове тіло складається зі щільно переплетених гіфів (глеби). Може бути кулястим, безформним або мати вигляд шапки на ніжці. Окремий шар гіфів (гіменіальний) утворює спори. Цей шар може розташовуватися безладно (трюфелі), на шапці чи в центрі плодового тіла (дощовий гриб). Спори шапкових грибів статевого походження. Спороносний шар розташовується або на поверхні пластинок, або всередині трубочок. За цією ознакою шапкові гриби поділяють на пластинчасті (шампіньйони, сироїжки, мухомори) та трубчасті (білий гриб, підберезник, маслюк).

Мал. 2.10.53. Спороносні шари на плодових тілах грибів.

1 – пластинчастий гриб, 2 – губчастий гриб.

Плодові тіла утворюються на тому місці, де зливаються клітини двох різних гіфів (міцеліїв). Оскільки в ґрунті міцелій розростається в різні боки рівномірно, плодові тіла з часом починають формуватися все далі від центра — місця, де проросла грибна спора й утворився первинний міцелій. Інколи (якщо плодові тіла розташовані у вигляді кола) на таких грибницях утворюються так звані «відьмині кільця».

Шапковим грибам властиве утворення мікоризи. Це своєрідний спосіб взаємовигідного співжиття (симбіозу) гриба та кореневої системи вищих рослин. Наприклад, гриб підберезник має таку назву, бо найчастіше трапляється саме поблизу беріз. Пояснюється це тим, що міцелій підберезника обплітає гіфами корені берези. Завдяки цьому гриб отримує від коренів рослин деякі необхідні йому речовини, а натомість постачає кореням речовини, потрібні їм.

Для формування плодових тіл грибів потрібні певні умови, тому бувають сезони, під час яких на одному й тому ж міцелії формується багато плодових тіл, іноді — мало, а іноді — й жодного. Це відбувається тому, що для розвитку плодового тіла необхідне поєднання певної температури і сольового складу ґрунту та наявність певних органічних речовин. У більшості видів грибів плодові тіла формуються в другій половині літа чи восени. Лише зморшки та шампіньйони утворюють їх навесні.

В Україні є багато місцевостей, уражених радіоактивними та отруйними речовинами (Чорнобильська зона, території, прилеглі до великих промислових міст на Донбасі, Дніпропетровщині, у деяких інших регіонах). Гриби, наче губка, всмоктують шкідливі речовини. Тому в таких місцевостях навіть їстівні гриби можуть стати отруйними, і збирати їх там не слід.

Їстівними грибами України є білий, підосичник, підберезник, маслюк, лисичка, дуже схожий на білий — польський гриб. Умовно їстівними є опеньки, рядовки, зморшки. До отруйних грибів належать насамперед бліда поганка, мухомор крапчастий, несправжній опеньок. Деякі гриби, наприклад дощовик, у молодому віці їстівні, а під час утворення спор стають отруйними. Найсильнішу отруту серед грибів, які трапляються в Україні, містить бліда поганка. Ураження її отрутою призводить до серйозних ушкоджень нирок, печінки, мозку і навіть до смерті.

10.3. Лишайники. Особливості будови та життєдіяльності.

Тіло лишайника — талом — являє собою симбіоз гриба та водорості або гриба та ціанобактерії. Якщо їх розділити, то лише водорість зможе існувати окремо, а гриб загине. Вперше симбіотичну природу лишайників було встановлено у 1867 році. Класифікація лишайників основана на систематичній належності грибів, які формують талом. Нині відомо майже 23 000 видів лишайників, серед яких виділяють три основні життєві форми: накипні, листуваті й кущуваті.

Мал. 2.10.54. Життєві форми лишайників.

1 – накипний 2 – листуватий 3 - кущуватий

Накипні лишайники всією поверхнею зростаються з основою — каменем, ґрунтом чи деревом (письмовий лишайник, лишайникова манка, аспіцилія).

Листуваті лишайники прикріплюються до ґрунту чи каміння своєю основою, а їхні краї залишаються вільними і можуть бути гофрованими (пармелія, пельтігера).

Кущуваті лишайники прикріплюються до субстрату грибними гіфами. Часто субстратом є гілки дерев. Саме тіло лишайника — розгалужене, звисає з місця прикріплення, як борода (уснея, бородач).

Внутрішня будова лишайника нагадує пиріг з начинкою. У гетеромерних лишайників зовні розташовані шари грибних гіфів, а всередині — клітини водоростей або ціанобактерій. У гомеомерних гіфи і клітини водоростей формують однорідну структуру. Водорості здійснюють фотосинтез і утворюють прості органічні сполуки, а гриби з них утворюють складні сполуки, необхідні обом учасникам цього симбіозу.

Ростуть лишайники дуже повільно. Їхній талом збільшується в довжину за рік не більш як на 3 см, причому лише за найсприятливіших умов. У холодному кліматі їхній приріст становить лише 0,2—0,3 см за рік.

Розмножуються лишайники тільки вегетативним способом шляхом відламування шматочків талому й утворення клубочків — соредіїв та ізидіїв, які різняться за формою і місцем утворення. Кожен клубочок — це одна-дві клітини водоростей, обплутані кількома гіфами гриба. Такий клубочок мікроскопічно малий і легко переноситься вітром чи тваринами на далекі відстані.

10.4. Роль грибів у природі та житті людини

Значення лишайників у природі полягає передусім у тому, що вони є кормом для деяких травоїдних північних тварин. Полярні олені взимку харчуються тільки лишайниками з роду Кладонія, які називають ягелем (близько 50 видів).

Мал. 2.10.55. Тундра на Кольському півострові місцями суцільно вкрита лишайниками.

Людина також використовує лишайники для власних потреб. Завдяки тому, що в них малий приріст, а в складі талому є гриб, лишайники можуть слугувати індикаторами (показниками) стану навколишнього середовища. Наприклад, якщо в даній місцевості забруднене повітря, випадають кислотні дощі або в ґрунт потрапляють отруйні речовини,— лишайники швидко гинуть.

Населення північних широт здавна використовує як засіб проти хвороботворних бактерій лишайник цетрарія. Існують лишайники, з яких виділяють барвники, ароматичні речовини. Деякі лишайники застосовують в народній медицині під час лікування хвороб легень, жовтухи, сказу, для зупинки кровотечі, виготовлення парфумів.