Jedno od tri kraljevstva eukariota (superdomena, koja uključuje organizme s odvojenom jezgrom u stanicama) - gljive. Nalaze se na granici između biljaka i životinja. Danas postoji oko 100 tisuća vrsta, od kojih su većina mikroskopske gljive. Ovaj članak govori o značajkama njihove strukture i reprodukcije, važnosti u prirodi i ljudskoj gospodarskoj djelatnosti.
Gotovo biljke i ne baš životinje
Kingdom Mycota uključuje i jednostanične i višestanične organizme s vrlo osebujnom organizacijom. Dijele su sličnosti sa životinjama i biljkama, kako slijedi:
- Imaju staničnu stijenku, ali ne od celuloze, kao u biljkama, već od hitina, kao kod životinja.
- U stanicama gljiva nalaze se vakuole ispunjene staničnim sokom. Ali ne škrob (u biljkama), već glikogen (kod životinja).
- Gljive nisu sposobne za aktivno kretanje. Vode privržen način života.
- Gljive- heterotrofi, nemaju klorofil i nisu sposobni za fotosintezu. Stoga se hrane gotovim organskim tvarima mrtvih organizama (saprotrofa) ili živih organizama (parazita).
- Za razliku od životinja i biljaka, stanice gljiva praktički se ne diferenciraju u tkiva, a tkiva u organe.
Tajanstvena đavolja stvorenja
To je ono što su gljive smatrane u srednjem vijeku. Jedan od francuskih prirodoslovaca, Venyan, napisao je 1727. da gljive postoje kako bi narušile harmoniju svih živih bića.
Pitanje podrijetla gljiva i danas ostaje otvoreno. Iako još u 18. stoljeću, izvanredni botaničar Carl Linnaeus pripisuje ove organizme hotelskom kraljevstvu. Gljive, koje su nastale u zoru života na planeti (prije oko milijardu godina), čekaju na tragove svog porijekla od biologa, biokemičara, genetičara i taksonomista.
Sistematika gljiva
Sve su gljive podijeljene u 4 klase (niže gljive - Oomycetes i Zygomycetes, više - Ascomycetes i Basidomycetes). Glavni kriterij za odvajanje je prisutnost ili odsutnost flagela u gametama i vrsta spolnog razmnožavanja. Osim toga, kod nižih gljiva micelij izgleda kao jedna stanica s više jezgara, dok kod viših gljiva micelij ima međustanične pregrade.
Većina gljiva je mikroskopske veličine. Najčešće se njihov micelij ne vidi bez povećanja ili je vidljiv u obliku tankih niti. Na prisutnost mikroskopskih gljiva ukazuju rezultati njihove vitalne aktivnosti - uništavanje biljnih, životinjskih tkiva ili materijala. Uopćemala skupina gljiva može formirati plodna tijela - guste nakupine micelija.
Struktura mikroskopskih gljiva
Mikromiceti ne tvore plodna tijela, mogu biti jednostanične i višestanične. Sukladno tome, morfologija mikroskopskih gljiva je prilično raznolika.
Tijelo višestaničnih gljiva tvore se uzastopno postavljenim stanicama koje čine hife (niti) debljine od 0,15 do 1 mikrona. Hife rastu apikalno (apikalno) i mogu imati razgranatu strukturu. Cijeli skup gljivičnih hifa naziva se micelij ili micelij.
Hife gljiva rastu vrlo brzo. Kod nekih primjeraka micelij može narasti desetke metara u samo jednom danu.
Jednostanične gljive (na primjer, kvasac) su jedna stanica, ne tvore micelij. Ima jezgru, vakuole s organskim i anorganskim tvarima, mitohondrije.
Obilježja prehrane i života
Mikrobiologija mikroskopskih gljiva ima svoje karakteristike. Stanice hife iznad citoplazmatske membrane sadrže membranu koja se sastoji od polisaharida hitina. Citoplazma stanice sadrži jezgru (jednu ili više) i organele.
Gljive apsorbiraju hranjive tvari kroz cijelu površinu micelija, koja prodire kroz cijeli supstrat (micelij supstrata) ili se nalazi na njegovoj površini (površinski micelij).
Hrana za gljive su organski spojevi - šećer, polihidrični alkoholi, masti, proteini. U isto vrijeme, bogat i raznolik enzimskiuređaj vam omogućuje da u potpunosti iskoristite cijeli supstrat za izgradnju tijela mikroskopskih gljiva.
Mikrobiologija razlikuje gljive koje se odlikuju saprotrofnim (hrane se mrtvom organskom tvari) i parazitskim (hrane se živom organskom tvari) vrstama prehrane. Osim toga, gljive mogu stupiti u simbiotske odnose s biljkama. Dakle, hife gljiva i algi formiraju simbiotske organizme - lišajeve.
Mikroskopske patogene gljive mogu se razviti u životinjama i biljkama i uzrokovati bolesti koje se nazivaju mikoze.
Značajke reprodukcije
Mikromicete karakteriziraju tri vrste razmnožavanja: vegetativno, aseksualno i spolno.
Vegetativno razmnožavanje mikroskopskih gljiva obavlja se česticama micelija. Na primjer, komad hife stvara novi micelij gljive.
Aspolno razmnožavanje odvija se uz pomoć spora - mikroskopskih rudimenata koji nastaju u sporangijama (specijaliziranim dijelovima micelija). Glavna funkcija spora je preživljavanje u nepovoljnim uvjetima. A za brojne mikroskopske gljive koje vode parazitski način života, spore služe za zarazu organizma domaćina.
Oblici spolnog procesa u gljiva su raznoliki i podijeljeni su u tri skupine:
- Gametogamija je vrsta spolnog razmnožavanja s stvaranjem zametnih stanica (gamete).
- Somatogamija je fuzija vegetativnih stanica micelija ili jednostaničnih gljiva.
- Gametangiogamija je vrsta seksualne reprodukcije kada strukture u kojima gamete još nisudiferencirano.
U fuziji gameta (oplodnja), gljive formiraju zigotu s jednom ili više jezgri. Najčešće zigota ne klija odmah, već nakon razdoblja mirovanja. Dakle, gljive također mogu preživjeti nepovoljne uvjete okoline.
Mikromiceti u prirodi
Važnost mikroskopskih gljiva u prirodi je ogromna. Oni sudjeluju u ciklusu tvari, razgrađujući organske ostatke zajedno s bakterijama.
Gljive tla sudjeluju u formiranju plodnog sloja. U simbiozi s algama u lišajevima, one prve koloniziraju siromašna tla i aktivno sudjeluju u uništavanju stijena.
Vrijedi napomenuti takav fenomen kao što je mikoriza - stanice mikroskopske gljive ulaze u simbiotski odnos s biljkama. Istodobno, biljke opskrbljuju gljivu organskim hranjivim tvarima, a gljiva proizvodi vitamine i tvari koje sadrže dušik neophodne za rast i razvoj biljaka.
Mikroskopske gljive prisutne su u svim biocenozama i imaju važnu ekološku funkciju. Važna su detritusna karika u lancima ishrane i regulatori brojnosti drugih organizama. U mnogim biogeocenozama udio biomase gljiva u biomasi svih mikroorganizama je do 90% i usporediv je s biomasom korijena viših biljaka.
Nemoguće je ne primijetiti ulogu mikroskopskih patogenih gljiva u prirodi. Oni reguliraju brojnost drugih organizama i sudjeluju u promjenama biocenoza na planeti.
Mikromiceti i čovjek
U svojim aktivnostima, osoba je koristilaneke inferiorne gljive.
Mikroskopske gljive, bijela plijesan i aspergilus, sve vrste kvasca koriste se u pekarskoj, mliječnoj, pivarskoj, vinskoj i alkoholnoj industriji.
U farmaceutskoj industriji mikromiceti se široko koriste za proizvodnju antibiotika, vitamina, hormona, enzima i fiziološki aktivnih tvari.
Mnogi mikromiceti uništavaju papir i proizvode od celuloze, kvare ulja i naftne derivate, oštećuju optiku i umjetnička djela.
Plijesni i kvasci glavni su krivci kvarenja hrane. Oni također uništavaju drvo - oštećuju drvo.
Mikroskopske patogene gljive uzrokuju bolesti usjeva, domaćih životinja i ljudi. Zbog svoje sposobnosti stvaranja toksina, gljive često uzrokuju trovanja.
Mikotoksini
Opasne biološke tvari koje sintetiziraju mikroskopske gljive su metaboliti (otpadni proizvodi) s širokim rasponom kemijskih struktura i učinaka na ljudsko tijelo.
Danas je poznato više od 250 vrsta mikromiceta. Sintetiziraju oko 100 toksina i alergena. Mikroskopske gljive različitih vrsta mogu sintetizirati isti toksin. I sami otrovi najčešće imaju kumulativni (kumulativni) učinak na ljudski organizam, i to:
- Yaflatoksini - imaju hepatotoksični, mutageni, imunosupresivni učinak na ljudski organizam.
- Trichothecenes su neurotoksini koji deprimiraju imunološki sustav,uzrokovati razne dermatitise.
- Ohratoksini - prvenstveno utječu na tubule nefrona bubrega.
- Patulini su neurotoksini i mutageni.
U slučaju trovanja toksinima mikromiceta, prvo treba oprati želudac.
Parazitski mikromiceti
Ova grupa uključuje ogroman broj gljivica koje uzrokuju razne patologije kod ljudi, biljaka, životinja, riba. Patologije kože nazivaju se dermatomikoze, a patologije organa nazivaju se mikoze.
Najčešće ljudske bolesti uzrokovane parazitskim gljivama su:
- Dermatofitoza (krasta ili lišaj), koja se manifestira kao crvene mrlje koje svrbe na koži i uništavanje folikula dlake.
- Kandidijazu (drozd) izazivaju predstavnici roda Candida, koji su fakultativno patogeni i dio su normalne mikroflore usne šupljine, genitalnog trakta i debelog crijeva.
- Onikomikozu (gljivice noktiju) uzrokuju razne gljivice koje utječu na subungualni prostor.
- Sporotrichosis - parazitske gljive uništavaju potkožno tkivo, sluznice, unutarnje organe.
- Crno-bijela piedra je bolest koja zahvaća folikule dlaka brkova i obrva. Uzročnik je gljiva iz roda Piedraia.
I ovo nije potpuni popis bolesti uzrokovanih mikromicetima. Istovremeno, načini na koje gljivice ulaze u organizam su raznoliki (zrak, voda, kontakti), a njihova otpornost na različite medije je prilično visoka.
Najpoznatiji mikromiceti
Mikroskopske gljive uključuju Mucor, Penicillium i kvasac.
Gljive iz roda Mucor su 60 vrsta gljiva koje nazivamo bijela plijesan. Stvaraju kolonije bijele i sive boje, koje postaju crne kako spore sazrijevaju. Mucor micelij je jednostaničan, stanična stijenka sadrži ugljikohidrat hitozan koji sadrži dušik, koji ima alergena svojstva. Među njima ima parazita, ali ima i onih koji se aktivno koriste u proizvodnji antibiotika. Kineska gljiva Mukor - osnova kiselog tijesta "ragi" na bazi soje i žitarica.
Penicillium (Penicillium) je rod mikroskopskih gljiva koje su prisutne posvuda - u tlu, vodi, moru, zraku, sobama, na svim površinama. Formira zelenkaste kolonije. Penicillium zlatna ili zelena plijesan najčešći je predstavnik roda i izvor penicilina. Ove gljive imaju razgranati višestanični micelij.
Kvasac je skupina raznolikih jednostaničnih gljiva iz različitih klasa (1500 vrsta iz razreda Ascomycetes i Basidomycetes). Ove gljive ne tvore micelij, a njihove stanice su veličine do 40 mikrona. Kombinirani su u opću skupinu zbog osobitosti metabolizma - svi dobivaju energiju tijekom fermentacije (redoks proces, uslijed kojeg se ugljikohidrati razgrađuju, a alkoholi su produkti razgradnje). Proizvodnja kruha, vinarstva, pivarstva i kvasa nije potpuni popis industrija u kojima osoba koristi ove gljive. A u isto vrijeme, ovo je jedan od glavnih čimbenika kvarenja hrane, a nekiparaziti koji uzrokuju bolesti kod ljudi (kandidijaza, kriptokokoza, pitirijaza, folikulitis, seboreični dermatitis).
Sklonosti lova
Ma koliko čudno izgledalo, među mikroskopskim gljivama postoje aktivni "grabežljivci".
Tako gljiva Arthrobotrys oligospora svojim hifama stvara mrežu čiji su zidovi prekriveni ljepljivom tvari. Žrtve gljive su okrugli crvi (nematode) koji žive u tlu. Crv zalijepljen za hife je lišen mogućnosti da se oslobodi, a hife brzo urastu u njegovo tijelo. Nematoda postaje hrana i nakon 24 sata ostaje samo ljuska.
Još jedna gljiva, Dactylaria Candida, tvori prsten nalik lasou od hifa. Nematoda ulazi u njega i prsten se zatvara. Epilog drame je isti kao u prethodnoj verziji.
Biolozi su dugo proučavali ove značajke mikromiceta u tlu za korištenje u obliku biološke zaštite usjeva.
Bioindikatori okoliša
Nedavna istraživanja biologa dokazala su da mikroskopske gljive imaju sposobnost mijenjati svoj broj i sastav ovisno o stanju svog staništa.
Normalno, broj mikromiceta u tlu je oko 10 tona po hektaru, a pritom je raznolik. Proučavajući tala onečišćena naftom i njezinim proizvodima, ekolozi su otkrili da se pri visokim dozama toksina broj i sastav vrsta mikroskopskih gljiva tla dramatično mijenja. U ovom slučaju, raznolikost vrsta naglo se smanjuje, počinju prevladavati mikromiceti s brzim rastom, koji nisu tipični za takva tla. Osim,mnoge od ovih gljiva su fitopatogene - proizvode biološki aktivne tvari koje remete unutarstanične procese u biljnim organizmima, što dovodi do inhibicije njihove vitalne aktivnosti i smrti.
Dakle, broj i sastav vrsta mikroskopskih gljiva mogu biti pouzdani pokazatelji onečišćenja tla uljem i njegovim derivatima.
Sažeti
Tisućama godina uklanjanje masnoće s kože smatralo se najdugovječnijim procesom u industriji kože. Proces je bio dug i neuredan, koristeći golublji izmet i pseći izmet. Danas je proteinaza, enzim dobiven iz gljiva Aspergillus, skratio ovaj proces na 24 sata, a kožu je također učinio mekšom i lakšom za bojenje.
Ovo je samo jedan primjer koliko mikroskopski organizmi mogu biti korisni. Unatoč razvoju biologije, mnoge značajke vitalne aktivnosti ovih organizama i dalje ostaju misterij.
Svake godine taksonomisti opisuju više od tisuću novih vrsta mikroskopskih gljiva. Uloga mikromiceta u tlu ostaje najneistražena grana i bioekologije i biogeografije. A to je prvenstveno zbog poteškoća u promatranju takvih organizama u njihovom prirodnom staništu.
Novi dio u mikologiji - doktrina gljivičnih toksina - već danas nam daje nadu u pobjedu nad rakom. Na primjer, toksin gljive Chaga uvelike povećava otpornost tijela na razvoj stanica raka. I psilocicin daje dobre preduvjete zaliječenje živčanih poremećaja. Čak i proučavani penicilij nastavlja oduševljavati mikrobiologe - nedavno su znanstvenici uspjeli iz njega izolirati tvari koje su kemijski slične hormonima liberinima.
Gljive neće stajati po strani u razvoju novih bioloških sredstava za zaštitu usjeva poljoprivrednog bilja, te u razvoju novih "zelenih" načina zbrinjavanja otpada.
