Чем высшие грибы отличаются от низших. Общая характеристика. низшие грибы – отдел грибов

ЛЕЧЕБНЫЕ СВОЙСТВА ВЫСШИХ ГРИБОВ

Лечебные свойства высших грибов известны с древних времен. В настоящее время плодовые тела и культуральный мицелий многих видов служит сырьевым источником для получения препаратов, которые используются как адаптогены, иммуномодуляторы и терапевтические средства для лечения различных болезней. Их существенным достоинством является отсутствие токсичности. Биологическая активность высших базидиомицетов определяется рядом компонентов, среди которых наибольшее значение имеют полисахариды, терпеноиды и иммуномодулирующие протеины - лектины. Установлено что, среди природных макромолекул ПОЛИСАХАРИДЫ отличаются высокой способностью к передаче биологической информации. С этим связано разнообразие процессов, в которых проявляется их биологическая активность.

Иммуномодулирующие и противоопухолевые полисахариды высших базидиомицетов разнообразны по своей структуре. Противоопухолевое действие полисахаридов связано с их способностью активировать клетки иммунной системы: макрофаги, Т-лимфоциты, естественные клетки - киллеры. Исследования механизма иммуномодулирующего действия полисахарида лентинана доказали, что он стимулирует деятельность Т-лимфоцитов, которые активизируют макрофаги. Макрофаги и моноциты в свою очередь вырабатывают интерлейкин-1 и фактор некроза опухоли, которые помогают защитной системе организма разрушать клетки опухоли. Лентинан также повышает выработку цитокинов – интерферона и интерлейкина-2, которые по очереди стимулируют клетки иммунной системы. Интерферон стимулирует деятельность «естественных клеток - киллеров», которым принадлежит основная роль в разрушении опухолей и вирусов. Фермент перфорин, выделяемый клетками - киллерами, создает отверстия в наружной мембране чужеродных клеток, вследствие чего они теряют жидкость и погибают.

Кроме того, полисахариды грибов могут успешно использоваться как профилактическое средство для предупреждения развития злокачественных заболеваний. Они рассматриваются в качестве волокнистых компонентов, способных связывать и выводить из кишечника токсичные, в том числе канцерогенные вещества, предупреждая, злокачественные заболевания кишечника (дождевик, трутовик лиственничный). Свойство полисахаридов одновременно усиливать и восстанавливать иммунную защиту находит применение не только в онкологии. Доказано противовирусное, антибактериальное, а также защитное противорадиационное действие полисахаридов (веселка, рейши, шиитаке, санхван, траметес, дождевик).

Антиоксидантная активность грибов , по мнению ряда исследователей, связана с одновременным присутствием в составе грибов витаминов С, D 2, Е. Помимо этого некоторые протеогликаны сами являются антиоксидантами и способствуют выведению из организма супероксидных радикалов.

Гепатопротективное действие отмечено у полисахаридов шиитаке, рейши, траметы разноцветной, мейтаке, трутовика разветвленного, тремеллы фукусовидной. Оно определяется способностью полисахаридов связывать вещества, токсичные для клеток печени, и активизировать биосинтетические процессы последних. В экспериментах на животных было показано, что полисахариды рейши снижают уровень трансаминазы и коллагена в печени.

Противовоспалительная активность полисахаридов некоторых грибов показана в модельных экспериментах, где выявлена их способность подавлять повышенную проницаемость сосудов и активность медиаторов воспалительного процесса. Исследованы антивирусные и антибактериальные свойства грибов. Антивирусное действие веществ, содержащихся в плодовых телах и мицелии высших базидиомицетов, определяется их иммуномодулирующей активностью. Такой эффект отмечен у лигнана из мицелия шиитаке, препаратов из рейши и трутовика плоского. Многие базидиомицеты содержат антибиотические вещества, активные против бактерий и грибов микромицетов: полиацетилены, фенольные соединения, сесквитерпены, полипорин, клитоцибин, муцидин и др.

Антидиабетическая и гипогликемическая активность полисахаридов рейши и кислого полисахарида Tremella aurantia выявлена в экспериментах. Было доказано, что ганодермин- β вызывает повышение содержания инсулина в плазме и ускорение метаболизма глюкозы. Такое же действие обнаружено у гликопротеинов грибов мейтаке и траметы разноцветной.

Гипохолестеринемическое действие полисахаридов рейши доказано в экспериментах, проведенных на мышах. Было выявлено значительное снижение уровня холестерина, триглицеридов и β - протеинов в сыворотке крови испытуемых мышей.

Ранозаживляющее действие отмечено у полиаминополисахаридов грибов – хитина и хитозана, которые способствуют росту фибробластов и представляют собой матрикс, способный их удерживать, что приводит к активному отложению коллагена и грануляции ткани (веселка, чага, мухомор, шиитаке).

СТЕРОИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, которые обнаружены почти у всех исследованных базидиомицетов, представлены стеринами , имеющими в своей основе скелет холестерина и тетрациклические тритерпены - соединения со скелетом ланостана. Наиболее известным представителем грибных стеринов является эргостерин. В ходе проведенных исследований, было выявлено противоопухолевое действие эргостерина и натриевого пироглютамата, выделенных из гриба агарика бразильского. Механизм противоопухолевого действия связывают с блокированием кровеносной системы опухоли, в результате чего, «старые сосуды выходят из строя», а новые уже не могут образовываться и как следствие – происходит уменьшение размера опухоли и ее метастазов. Известно, что иммунные клетки – макрофаги, клетки – киллеры и Т-лимфоциты действуют на границе опухолевого роста, а центр опухоли для них обычно недоступен. Биологическая активность грибных стеринов (эргостерин и пироглютамат натрия) способствует проникновению иммунных клеток в центральную область опухолевого узла. При этом в несколько раз увеличивается противоопухолевое действие иммунитета.

Тритерпены цитотоксичны, поэтому их считают перспективными для создания противоопухолевых препаратов.

Стероидные соединения грибов по данным многих авторов обладают противовоспалительным, гепатопротективным, гиполипидемическим действием, влияют на агрегацию тромбоцитов. Гиполипидемическую активность стероидных соединений грибов связывают с взаимодействием сырых волокон (β-глюканы, пектин) и хитозана с желчными кислотами в тонком кишечнике. Благодаря способности связывать желчные кислоты эти компоненты подавляют образование мицелл, необходимых для абсорбции липидов. Включение в диету плодовых тел или пищевых добавок шиитаке приводит к снижению уровня холестерина в крови благодаря наличию в них эритаденина. Это вещество способствует выводу холестерина из организма.

ЛЕКТИНЫ грибов – это протеины или гликопротеины природного происхождения, которые не относятся к классу иммунных. У лектинов грибов шампиньона двуспорового, рейши, вольвориеллы съедобной, рядовки монгольской обнаружено иммуномодулирующее, противоопухолевое, сосудорасширяющее и гипотензивное действие .

Антитромбические свойства грибов обусловлены наличием протеолитических ферментов. Некоторые базидиомицеты могут представлять интерес в качестве фибринолитических и тромболитических агентов (опенок зимний, навозник домашний, навозник обыкновенный). Высокая протеолитическая активность обнаружена у опенка весеннего, пилолистника тигрового, лиофиллума ильмового и др. Производные нуклеиновых кислот и нуклеотиды шиитаке обладают способностью угнетать агрегацию тромбоцитов, предупреждая образование тромбов.

Питательная ценность и лечебные свойства грибов позволяют использовать их для приготовления различного рода диетических добавок(нутрицевтиков), которые можно использовать, как адаптогены поддерживающие регуляторные функции основных систем организма – нервной, гормональной и иммунной.

Заключение

Современные биотехнологии позволили выделить из макромицетов ряд соединений, которые обладают биологической активностью (полисахариды, терпеноиды, лектины) По сравнению с продуктами химического синтеза, они менее токсичны и более эффективны в профилактике и реабилитации многих болезней человека и животных.

Тело гриба представляет собой мицелий, состоящий из тонких нитей - гиф. Мицелий имеет тесную связь с субстратом, что обусловлено осмотическим поглощением питательных веществ. У высших грибов мицелий разделен на отдельные клетки перегородками - септами, т.е. у них септированнный (клеточный) мицелий. Низшие грибы имеют неклеточное строение мицелия, так как его гифы не разделены на перегородки, а представляют собой как бы одну разветвленную клетку со множеством ядер.

Грибы обособлены по своей морфофизиологической организации от остального мира живых существ. Их нельзя отнести ни к растениям, ни к животным. Существуют две теории происхождения грибов: животная и растительная, поскольку клетки грибов имеют признаки как животной, так и растительной клетки (табл. 5.2).

Теория растительного происхождения грибов предполагает их происхождение от зеленых водорослей, из чего следует, что грибы прежде всего явно регрессивная группа растений, утративших хлоропласты.

Теория животного происхождения основывается на том, что грибы изначально являются бесхлорофильными организмами, т.е. происходят от простейших гетеротрофных организмов, а не от водорослей. Эта теория предпочтительнее, поскольку бесхлорофильные водоросли, относимые к зеленым, в качестве запасного продукта накапливают крахмал, в то время как у грибов крахмала нет.

Таблица 5.2. Особенности строения грибной клетки

Грибы - это гетеротрофы. Как и бактериям, им свойственно внеклеточное переваривание, осуществляемое за счет выделения во внешнюю среду ферментов. Всасывание расщепленных питательных веществ происходит осмотически, всей поверхностью тела. Клетки мицелия в качестве запасных питательных веществ откладывают углеводы в виде гликогена, жиры в виде капель липидов, а в вакуолях - белки.

Грибы способны вступать в симбиоз с высшими растениями, образуя микоризу (грибокорень). Грибы используют углеводы, синтезируемые растением, и добывают для него (за счет минерализации органических соединений) различные соединения с азотом, фосфором, вырабатывают активаторы роста и витаминоподобные вещества.

Размножаться грибы могут вегетативно, бесполым и половым путем.

Вегетативное размножение может происходить частями мицелия (почти у всех грибов), почкованием (дрожжи). Бесполое размножение происходит за счет образования зооспор, спорангиоспор и конидий.

Зооспоры образуются у грибов, ведущих водный образ жизни (хи- тридиомицеты, оомицеты). Их подвижность обеспечивают жгутики (их 1 или 2). Образуются внутри одноклеточных зооспорангиев и при созревании выходят в воду. Покрываются оболочкой и прорастают в новую особь.

Спорангиеспоры образуются эндогенно - внутри одноклеточных спорангиев, возникающих на гифах-спорангиеносцах. В одном спорангии может быть до 10 тыс. спор, которые при созревании выходят из спорангия и распространяются ветром на значительные расстояния. Попав в благоприятные условия, спора прорастает в новый мицелий (например, у мукора).

Конидии образуются экзогенно на особых гифах - конидиеносцах. Конидии образуют цепочки, отчленяются и в благоприятной среде прорастают в новый мицелий (например, у пеницилла).

Половое размножение у низших грибов происходит:

При слиянии гамет - гаметогамия (изогамия, гетерогамия и оогамия);

При слиянии двух многоядерных специализированных половых органов (гаметангиев) - зигогамия.

Половое размножение у высших грибов:

гаметангиогамия; архикарп - женский гаметангий, антеридий - мужской (у сумчатых грибов);

соматогамия - слияние гаплоидных соматических клеток гетероталличных гиф (+ и - физиологически различных гиф), например у высших базидиальных грибов.

Половой процесс всегда завершается образованием диплоидной зиготы, ее мейотическим делением и спороношением.

К низшим грибам относится отдел зигомикоты, к высшим - отделы: сумчатые, базидиомикоты, несовершенные.

ОТДЕЛ ЗИГОМИКОТЫ (ZYGOMYCOTA)

Мукор широко распространен в природе как белая плесень (рис. 5.15). Сапрофит по способу питания; развивается на почве, пищевых продуктах. Гифы мицелия представляют собой вытянутую разросшуюся гигантскую клетку с множеством ядер (неклеточное строение). Ядра - с гаплоидным набором хромосом (n). На мицелии развиваются многочисленные вертикальные спорангиеносцы с буро-черными спорангиями. В результате митоза содержимое спорангия распадается на множество спор (до 10 тыс.). После созревания оболочка спорангия лопается, и споры рассеиваются, прорастая в новые особи. Размножение может быть бесполым (спорами), вегетативным (частями мицелия), редко - половым (зигогамия).

При зигогамии (рис. 5.16) физиологически различные гифы - гетероталличные, условно обозначающиеся как + и -, начинают расти навстречу друг к другу. На концах гиф образуются гаметангии, от- деляющиеся перегородками от остальной гифы. Далее происходит гаметангиогамия, состоящая в слиянии 2 специализированных половых структур (гаметангиев), не дифференцированных на гаметы, и образуется зигота с множеством диплоидных ядер. Зигота покрывается толстой бурой оболочкой. После периода покоя ядра претер- певают мейоз, а зигота прорастает в зародышевый спорангий. В него переходят гаплоидные ядра + и-, образовавшиеся после мейоза. В спорангии формируются споры, после их созревания спорангий вскрывается, споры рассеиваются и прорастают в новые мицелии (+ и -).

Рис. 5.15. Строение мукора (Мuсоr mucedo): 1 - гифа; 2 - мицелий; 3 - спорангиеносец; 4 - спорангий со спорами

Некоторые мукоровые грибы вызывают микоз (мукоромикоз) легких (ложный туберкулез), головного мозга и других органов че ловека, а также сельскохозяйственных растений. Многие виды рода обладают высокой ферментативной активностью, что используется при получении «соевого сыра» из семян сои, спирта из клубней картофеля и т.д.

Рис. 5.16. Жизненный цикл мукора (Мuсоr): А - гаплоидная фаза; Б - диплоидная фаза: 1 - два гетероталличных (противоположных по физиологическому знаку) мицелия; 2 - спорангиеносец; 3 - спорангий; 4 - споры; 5 - прорастание спор; 6 - гаметангий; 7 - подвесок; 8 - зигоспора; 9 - прорастающая зигоспора; 10 - прорастающий мицелий

ОТДЕЛ СУМЧАТЫЕ ГРИБЫ, ИЛИ АСКОМИКОТЫ (ASCOMYCOTA)

Это один из наиболее обширных классов грибов, включающий более 30 тыс. видов. К этому классу относятся дрожжи, представ- ленные одиночными почкующимися клетками, и грибы с крупными плодовыми телами, например сморчки и строчки. Аскомикоты широко распространены в природе во всех природных зонах. По способу питания это сапрофиты. Мицелий сумчатых грибов является септированным, т.е. разделен на клетки (с гаплоидным набором хромосом). Характерный признак аскомикот - наличие сумок (аск), образующихся в результате полового процесса. Сумки - замкнутые структуры, содержащие определенное количество аскоспор (споры полового размножения) и образующиеся в результате мейоза.

У многих аскомикот сумки образуются в плодовых телах (подкласс Плодосумчатые). Различают 3 типа плодовых тел: клейстотеций, перитеций и апотеций. У других представителей сумки лежат открыто на мицелии (подкласс Голосумчатые).

Большая роль в цикле развития принадлежит и бесполому размножению. Споры бесполого размножения - конидии - образуются в результате митоза на мицелии с гаплоидными ядрами (n) или кони- диеносцах различного строения.

Наиболее распространенным и имеющим практическое значение является род Дрожжи (Saccharomyces). Дрожжи представлены единичными, овальными клетками (рис. 5.17). Для дрожжей харак- терно вегетативное размножение, осуществляющееся почкованием; для этого им необходимы питательная среда, наличие в ней сахара и определенная температура. При неблагоприятных условиях происходит половой процесс; при слиянии 2 гаплоидных дочерних клеток (хологамия) образуется зигота, превращающаяся в сумку. В результате мейоза в сумке образуются четыре споры (аскоспоры), прорастающие в новые дрожжевые клетки.

Пекарские дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) объединяют многие выведенные в культуре дрожжи: спиртовые, пивные, винные, хлебопекарные. Все эти дрожжи разлагают сахар на этиловый спирт и СО 2 . Так, при добавлении дрожжей в тесто они начинают разлагать имеющуюся там глюкозу, образующуюся из крахмала. При этом выделяется СО 2 , обеспечивающий тесту пористость и увеличение объема. При выпечке этанол и СО 2 улетучиваются.

Рис. 5.17. Дрожжи пивные (Saccharomyces cerevisiae): А - одноклеточный таллом; Б - сумка с аскоспорами; В – почкование

Дрожжи являются ценным пищевым и кормовым продуктом. Содержат до 50% белка, а также жиры и углеводы. Синтезируют в больших количествах витамины, особенно В 2 . Их используют при лечении малокровия, а также как источник белка при добавлении в кормовые продукты в животноводстве и птицеводстве.

Подкласс Плодосумчатые (Carpoascomycetidae)

Представители этого подкласса характеризуются наличием плодовых тел, в которых находятся сумки. Плодовые тела образуются за счет плотного сплетения гаплоидных и дикарионных (двуядерных) гиф, называемых также аскогенными. Плодовые тела (аскокарпы) бывают 3 типов: замкнутые (закрытые) - клейстотеции, полузамкнутые - перитеции, незамкнутые (открытые) - апотеции.

Цикл развития спорыньи протекает со сменой ядерных фаз (рис. 5.18). Так, осенью на злаковых растениях образуются склеро- ции - темно-фиолетовые снаружи и белые внутри рожки, представляющие собой мицелий гриба (обезвоженные гифы) в стадии покоя. На зиму склероции выпадают из злаков на почву и зимуют в ней. Весной на почве склероции прорастают, образуя нитевидные выросты, увенчанные головками - стромами. В этих стромах в результате полового процесса образуются плодовые тела - перитеции, заполнен- ные длинными цилиндрическими сумками (асками), содержащими нитевидные аскоспоры - споры полового размножения (рис. 5.19). Созревание спор идет в результате мейоза во время цветения злака. Споры активно выбрасываются с помощью ветра, попадают на рыльце цветущего злака и прорастают. Образующийся мицелий проникает в завязь пестика и разрушает ее. На концах гиф мицелия в результате митоза отшнуровываются конидии - споры бесполого размножения, т.е. наступает конидиальное спороношение. При этом гифы гриба выделяют капельки сладкой жидкости - «медвяную росу». Насекомые переносят конидии на цветки соседних растений и заражают их.

Рис. 5.18. Спорынья пурпурная (Claviceps рurpurеа): А - колос ржи со склероциями (1); Б - стромы (2), выросшие на перезимовавшем склероции; В - продольный срез через строму с перитециями; Г - продольный срез через перитеции (3) с сумками; Д - сумка с нитевидными аскоспорами (4); Е - конидиальное спороношение

Рис. 5.19. Развитие сумки с аскоспорами: А, Б - образование зиготы на верхушке аскогенной гифы; В-Е - мейоз и развитие сумки с аскоспорами

Незамкнутые плодовые тела - апотеции - встречаются у таких представителей, как сморчки (Morchella), строчки (Gyromitra). Это открытое плодовое тело обычно блюдцевидной, бокаловидной формы размером от 0,1 до 10 см, разнообразной окраски - от ярко-оранжевой или красной до коричневой и черной. Верхний слой (гимений) содержит множество сумок. Плодовые тела грибов из этой группы состоят из стерильной ножки и складчатой или лопастной шапки (рис. 5.20).

Сморчки и строчки - съедобные грибы, но при употреблении в пищу строчки предварительно необходимо прокипятить, а воду слить.

Рис. 5.20. Аскомикоты - внешний вид и плодовые тела сморчков и строчков:

А - сморчок конический (Моrchella coinca); Б - строчок обыкновенный (Gyromitra exculenta); 1 - разрезы плодовых тел

ОТДЕЛ БАЗИДИОМИКОТЫ (BASIDIMYCОTА)

В этом классе объединены почти все группы шляпочных грибов, насчитывающих около 30 тыс. видов. Вегетативное тело представлено членистым мицелием, состоящим из членистых гиф.

Размножение: вегетативное (осуществляется частями мицелия), бесполое (конидиями) и половое.

При половом процессе специальных органов полового размножения не образуется. Половой процесс протекает в форме соматогамии (рис. 5.21). Из прорастающей гаплоидной базидиоспоры развивается первичный мицелий, который затем превращается в членистый. Каждый членик одноядерный. Вскоре происходит гологамия - слияние конечных клеток гиф. Однако слияние содержимого члеников не сопровождается слиянием ядер. Образуются дикарионы, которые затем синхронно делятся. Так формируется вторичный дикарионный мицелий.

Рис. 5.21. Развитие базидиального гриба. Схема цикла развития: А - схема цикла развития: 1 - базидия; 2 - базидиоспора; 3 - первичный мицелий; 4 - дикарионный мицелий; 5 - плодовое тело из дикарионного мицелия; Б - развитие базидии с базидиальными спорами

На дикарионном мицелии образуется плодовое тело, которое состоит из пенька и шляпки. Гимениальный слой шляпки может быть пластинчатым или трубчатым. В гимениальном слое на концах дикарионных гиф из 2 ядерных клеток образуются базидии. По своему развитию базидии гомологичны сумкам. В базидии завершается половой процесс, т.е. сливаются ядра дикариона и образуется диплоидное ядро. Такая одноклеточная базидия называется холобазидией. Образовавшееся диплоидное ядро делится мейозом с образованием 4 гаплоидных ядер (см. рис. 5.19, А). К этому времени в верхней части базидии образуются четыре трубчатых выроста - стеригмы. В стеригмы перетекают образовавшиеся ядра и формируются 4 базидиоспоры: 2 условно со знаком - и 2 со знаком +. Поэтому первичные мицелии, вырастающие из них, будут гетероталличными. Базидии образуются непосредственно на гифах или в плодовых телах различной формы, но чаще состоящих из шляпки и ножки. В цикле развития чередуются 3 фазы: гаплоидная (короткая) - это базидиоспоры, дикарионная (длится основную часть жизни) - дикарионный мицелий и диплоидная (кратковременная) - молодая базидия до образования базидиоспор.

ОТДЕЛ ДЕЙТЕРОМИКОТЫ (DEUTEROMYCOTA), ИЛИ НЕСОВЕРШЕННЫЕ ГРИБЫ (FUNGI IMPERFECT!)

Дейтеромикоты, наряду с бизидиомикотами и аскомикотами, являются крупнейшей группой грибов, объединяющей 25-30 тыс. ви- дов. Эти грибы представляют собой бесполые формы (анаморфы), размножающиеся бесполым путем - конидиями. Жизненный цикл у них проходит в гаплоидной стадии без полового процесса. Вполне возможно, что дейтеромикоты - это наиболее специализированные линии эволюции грибов.

Большое медицинское значение имеет род Пенициллиум (Penicillium). Пеницилл имеет членистый мицелий зеленоватого цвета, состоящий из одноядерных члеников. Отходящие вверх гифыконидиеносцы ветвятся на верхнем конце на стеригмы. Последние по внешнему виду напоминают кисточку или кисть руки и заканчиваются цепочкой наружных спор - конидий (рис. 5.22). Конидии - это споры бесполого размножения, образующиеся за счет митоза.

Наблюдается и половой процесс, в результате которого непосредственно на мицелии образуются закрытые шаровидные плодовые тела ярко-желтого цвета - клейстотеции. Внутри клейстотециев формируются сумки с 8 аскоспорами. Созревшие аскоспоры выходят из сумок после разрыва клейстотеция.

Пеницилл (Penicillium), сапрофит по способу питания, поселяясь на пищевых продуктах и изделиях (ткани, кожа), вызывает их порчу. Пеницилл используют не только в медицинской практике, но и в пищевой промышленности для приготовления особых сортов сыра («рокфор»).

Рис. 5.22. Дейтеромикоты (Deuteromycota) пеницилл: 1 - мицелий; 2 - конидиеносец; 3 - конидии; 4 – стеригмы

Велико значение грибов в деятельности человека. Они участвуют в круговороте веществ в природе. Грибы, как и бактерии, минерализуют органические вещества и принимают участие в образовании гумуса. Их используют в пищевой промышленности для производства спирта, вина, пива, кваса, в хлебопечении, при получении белков и витаминов. Грибы образуют органически активные вещества - антибиотики, ферменты, органические кислоты и др.

Грибы могут вызывать коррозию металлов, разрушать кожу, бумагу, ткани. Многие грибы наносят существенный вред человеку, животным и растениям, вызывая ряд заболеваний (микозы, стригущий лишай, паршу), а также приводить к порче пищевых продуктов и тем самым служить причиной различных отравлений.

ОТДЕЛ ЛИШАЙНИКИ (LICHENES)

Это группа симбиотропных растений, состоящих из 2 компонентов - автотрофных водорослей и гетеротрофных грибов. Грибная основа лишайников формируется в основном сумчатыми грибами. Водорослевый компонент состоит из видов, относимых в большинстве случаев к представителям отделов зеленые и сине-зеленые водоросли. Выделенные из лишайника водоросли не отличаются от свободно живущих форм. Физиологически этот тип симбиоза основан на межклеточном обмене между водорослями и грибами. Гриб питается углеводами водоросли, а водоросли получают от грибов минеральные вещества. Однако симбиоз с грибами приводит к появлению нового биологического качества, которое выражается у лишайника в его способности размножаться как единый организм.

Вегетативное тело лишайников представлено слоевищем, имеющим различную окраску (серую, зеленоватую, буро-коричневую, желтую или почти черную). Морфологически различают 3 основных типа слоевища лишайников: накипной (корковый), листоватый и кустистый (рис. 5.23), однако существуют и переходные формы. Наиболее низкоорганизованные - накипные, или корковые, слоевища; они имеют вид порошковатых, зернистых, бугорчатых налетов, плотно срастающихся с субстратом и не отделяющихся от него без значительных повреждений.

Рис. 5.23. Различные типы слоевищ лишайников: А - корковый (графис - Graphis scripta); Б - листоватый (ксантория - Xanthoria); В - кустистый (кладония - Cladonia)

Более высокоорганизованные лишайники имеют листоватое слоевище в форме пластинок, чешуек или розеток, прилепленных к по- чве или деревьям с помощью ризин - аналогов ризоидов, состоящих из пучков грибных гиф.

Наивысшей организации в своем строении достигают лишайники с кустистым типом слоевища, имеющие вид разветвленного кустика (12-15 см в высоту) и срастающиеся с субстратом только основанием.

По анатомическому строению лишайники бывают гомеомерными и гетеромерными (рис. 5.24). У более примитивных - гомеомерных - по всей толще слоевища равномерно расположены грибные гифы и водоросли. При гетеромерном строении на поперечном разрезе лишайника сверху можно видеть так называемую верхнюю кору. Она образована переплетающимися и тесно смыкающимися грибными гифами. Под корой грибные гифы лежат более рыхло, и между ними находятся клетки водоросли (гонидиальный слой). Внутри слоевища можно выделить сердцевину, состоящую из рыхлых грибных гиф и больших пустот, заполненных воздухом. Под ней размещается нижняя кора, которая по строению сходна с верхней. Через нее из сердцевины проходят отдельные гифы (ризины), закрепляя лишайник в субстрате.

Большинство лишайников легко переносят высыхание. Фотосинтез и питание у них в это время прекращаются, чем и объясняется их незначительный ежегодный прирост.

Размножение лишайников преимущественно вегетативное, осно- вано на способности лишайников регенерировать из отдельных участков. Оно осуществляется путем фрагментации (отделения участков слоевища) или с помощью обособленных групп клеток водорослей, окруженных гифами гриба и различных по своей форме, - соредий, изидий и лобул (рис. 5.25). Соредии - мельчайшие образования округлой формы, включающие одну или несколько клеток водоросли и окруженные грибными гифами. Изидии - бугорчатые палочковидные выросты на верхней поверхности слоевища.

Рис. 5.24. Анатомическое строение слоевищ лишайников: А - разрез гомеомерного слоевища лишайника: 1 - гифы гриба; 2 - водорослевый компонент;

Б - разрез гетеромерного лишайника: 1 - верхний корковый слой; 2 - гонидиальный слой; 3 - средний слой с гифами гриба; 4 - нижний корковый слой; 5 - ризины

Рис. 5.25. Размножение лишайников: А - соредии; Б - изидии

Лобулы имеют вид маленьких чешуек, расположенных вертикально на поверхности слоевища или по его краям. Кроме того, наблюдается бесполое размножение с помощью спор, самостоятельно образующихся и у водорослей, и у грибов.

Половое размножение изучено недостаточно, но в общих чертах протекает так же, как у свободно живущих грибов.

Значение лишайников велико. Они разлагают и минерализуют ор- ганические вещества почвы. Являются первопроходцами - одними из первых заселяя скалы, они разрушают их поверхностный слой и, отмирая, образуют гумус, на котором расселяются другие растения. Лишайники являются индикаторами чистоты воздуха, так как не выносят даже малейших примесей сернистых газов. Из некоторых их видов получают краску и особое вещество - лакмус (для химической промышленности). В тундре и лесотундре лишайники (ягель) являются основным кормом для оленей. Встречаются съедобные лишайники также в полупустынных и пустынных районах Киргизии и Туркмении.

Все грибы делятся на низшие грибы и высшие грибы.

Низшие грибы , вегетативное тело которых образовано мицелием клеточного строения, обладают менее совершенным половым способом размножения, чем высшие грибы , у них сильно разветвлённый, несептированный (с отсутствием перегородок), многоядерный мицелий. Низшие грибы – это одноклеточные грибы. К таким грибам относится известная всем белая плесень или гриб мукор. Несмотря на то, что внешне мукор похож на многоклеточный организм, на самом деле это все одна клетка , которая разрослась в одной цитоплазме с огромным количеством ядер. Продолговатые нити называются мицелиями . Расширение на концах мицелиев имеют черные головки (спорангии), в которых образуются споры, с помощью которых и размножается гриб.

Главным различием между низшими и высшими грибами является строение мицелия. Неклеточный мицелий у низших грибов, а у высших он клеточный или членистый. Мицелий низших грибов живет не более пяти дней. Размножаются низшие грибы безполовым путем. Мукор также имеет способность к размножению еще и делением мицелия.

Продолжительность жизни мицелия высших грибов может составлять несколько лет. Высшие грибы могут размножаться половым, безполовым и вегетативным способами. Когда мы говорим о вегетативном способе подразумевается распад гиф на отдельные клетки. Бесполое размножение происходит посредством спор. Половое размножение имеет несколько способов: соединение гаплоидных клеток, соматогамный и способ сперматизации.

Вегетативная фаза у низших грибов состоит из плазмодия (многоядерной подвижной протоплазматической массы, лишённой клеточных стенок) или псевдоплазмодия (агрегата голых одноядерных амёбоидных клеток, сохраняющих свою индивидуальность). Питание как голозойное, так и абсорбтивное. Жгутиконосные клетки, когда они имеются, обычно несут два неодинаковых жгутика. Споры и спорангии (вместилища спор) обычно многочисленные. Включает один отдел (тип) слизистые грибы, или миксомицеты.

У высших грибов плазмодий или псевдоплазмодий отсутствует. Вегетативная фаза состоит из нитей (гиф) или клеток с ясно выраженной клеточной стенкой. Питание только абсорбтивное. Жгутиконосные клетки, когда они имеются, с одним или двумя жгутиками. Включает отделы: мастигомицеты, или зооспоровые грибы (Mastigomycota), зигомицеты (Zygomycota), аскомицеты (Ascomycota) и базидиомицеты (Basidiomycota), а также искусственный отдел несовершенные грибы (Deuteromycota).

Кира Столетова

Современная научная классификация живой природы выделяет все существующие грибы в самостоятельное царство и разделяет их на высшие и низшие грибы. Рассмотрим основные отличия и каково влияние тех и других на живой и растительный мир?

Низшие грибы

Низшие грибы – это организмы, у которых вегетативное тело образовано неклеточной (не имеющей перегородок) грибницей. Она у них чрезвычайно разветвленная и многоядерная, представляет собой сильно разросшийся одноклеточный организм. Часто их называют микромицетами.

Самые распространенные представители низших грибов описаны ниже.

Фитофтора

Этот представитель может за короткий срок полностью погубить многие культурные растения из семейства пасленовых (томат, баклажан, картофель, перец), вызывая опасное заболевание фитофтороз. К сведению. Заражение здоровых растений происходит через устьица листьев. В результате на листьях образуются темные пятна, во влажную погоду листья чернеют и погибают. Грибница расположена в мезодерме листа, а вот спорангиеносцы выглядывают наружу через устьица.

Раньше фитофтора, как и все низшие грибы, размножалась зооспорангиями, содержащими неполовые зооспоры. В теплой среде с повышенной влажностью, благоприятной для их прорастания, развитие фитофторы происходит всего за 4-5 часов.

Примерно с середины прошлого, ХХ века, ученые стали наблюдать новые популяции этого гриба, которые в результате генетического скрещивания и мутаций получили способность к половому размножению. Новый грибной организм значительно более устойчив к температурному режиму, так как образует ооспоры, способные к долгой зимовке в почве.

Мукор

Белую плесень можно встретить на заплесневелых хлебных изделиях, фруктовых, ягодных, овощных и других продуктах питания.

Внешний вид больше напоминает многоклеточный грибной организм. На самом же деле мукор представляет собой всего одну клетку, сильно разросшуюся, у которой в цитоплазме находятся многочисленные ядра.

В начале своего образования плесневый гриб производит впечатление воздушной ваты белого цвета, но по мере роста белый цвет плесени сменяется черным. Светлые волокна-ниточки этой ваты – спорангиеносцы, держат на себе шаровидные спорангии (головки черного цвета). В черных спорангиях созревают споры для размножения.

Появление этого грибного организма в доме приносит только лишь неприятности, но в природных условиях белая плесень выполняет полезную функцию по разложению остатков различной отмершей органики.

Ольпидий капустный

Этот одноклеточный гриб называют капустной «черной ножкой», потому что из всех культурных растений он поражает в основном молодую рассаду.

Ирина Селютина (Биолог):

Зооспора ольпидиума капустного характеризуется наличием одного заднего длинного и гладкого жгутика. Попадая на поверхность корня растения она одевается оболочкой, при этом параллельно растворяет покровы хозяина и переливает свое содержимое в его эпидермальную клетку. Из него после многократного деления образуется зооспорангий. Если по какой-то причине прорастание зооспорангия (выделение зооспор) задерживается, то зооспоры из разных спорангиев могу сливаться попарно дальнейшем она ведет себя как зооспора.

От заражения ольпидиумом страдают также такие растения, как клевер, люцерна, табак, лен, горошек и др.

Синхитриум

Когда опухоль прорывается, зооспоры освобождаются и вновь заражают растения. Пораженный грибом синтихритиумом картофель категорически не рекомендуется употреблять в пищу.

Все патогенные грибы в процессе жизнедеятельности и размножения вырабатывают микотоксины, загрязняя зерновые культуры, овощи, фрукты и продукты питания. У человека и животных под воздействием микотоксинов возникают отравления (микотоксикозы) различной степени тяжести вплоть до летального исхода, инфекционные заболевания и злокачественные опухоли.

Высшие грибы

Подцарство включает 5 отделов, 2 из которых основные:

Аскомицеты, споры которых формируются в сумках внутри специальных клеток (асках).
Базидиомицеты, у них споры снаружи в специальных частях гриба (бизидиях).

Для примера, в бытовом понимании под высшими грибами обычно подразумеваются плодовые тела, которые делят на съедобные, условно-съедобные, несъедобные и ядовитые.

Также называют грибами и студенистую массу, используемую для сбраживания жидких продуктов питания. Как правило, к этой категории относят дрожжи и молочнокислые бактерии, а также кефирный и чайный гриб.

Пеницилл

Этого представителя можно обнаружить практически везде — в воздухе, почве, на растениях и пищевых продуктах. Споры пеницилла находятся в небольших кисточках на концах гифов мицелия, а грибница внешне представлена в виде густо переплетенных нитей. Благодаря лечебным свойствам, колонии пеницилла разводят в медицинских целях для производства антибиотика пенициллина.

Ирина Селютина (Биолог):
Представители рода Пеницилл были обнаружены практически одновременно с аспергилами благодаря в общем их сходной экологии, широкому распространению и морфологическому сходству. Пеницилл представлен высшими грибами сапротрофами, занимающими первое место пр распространению среди почвенных грибов. В отличие от мукора они формируют голубоватую или зеленоватую плесень. Многоклеточная грибница состоит из разветвленных, разделенных перегородками гиф. От мицелия вверх поднимаются плодоносные нити с разветвленными в виде кисточек образованиями, на которых и формируются споры.

В природных условиях гриб пеницилл выполняет функцию биологического санитара, а в домашних условиях способствует порче продуктов.

Аспергилл

Этот грибной организм относят к высшим аэробным плесневым грибам. От мукора и пеницилла он отличается тем, его плодоносные нити мицелия на свих верхушках имеют утолщения с палочкоподобными выростами, которые на первый взгляд напоминают «растрепанную голову». От этих выростов и отшнуровываются цепочки спор.

Грибница аспергилла обладает мембранными перегородками. Как правило, размножение происходит зооспорангиями, но некоторые виды аспергилла способны к размножению половым путем.

Аспергилл важен для человека в медицине для производства медикаментов, но отдельные виды являются сильными патогенами, выделяющими токсины и вызывающими инфекционные болезни различного характера.

Плодовые тела

К высшим грибам с точки зрения обычного человека относятся те, что образуют плодовые тела. На самом деле микологи включают сюда все грибы имеющие многоклеточный мицелий.

Привычные нам шляпочные грибы – обладатели плодовых тел, характеризуются их репродуктивной функцией и многообразными грибовидными формами (шляпконожечные, округлые, веерообразные и пр.).

Съедобные полезные грибы вносят значительные вклад в рацион питания животных и человека.

Отличия между низшими и высшими грибами

Существуют определенные признаки, по которым одних представителей отличают от других:

Строение грибницы (мицелия): у низших грибница имеет неклеточное строение, у высших – клеточное.
Продолжительность жизни грибницы (мицелия): у низших грибница существует около пяти дней, у ряда высших — до нескольких лет и более.
Размножение:у низших бесполое размножение может происходить при помощи зооспор.
Вегетативная часть: у низших она представлена псевдоплазмодием (плазмодием), у высших – гифами (клетками с выраженной мембранной перегородкой).
Вид питания: части низших присущи 2 вида питания голозойный и абсорбтивный, у высших – только абсорбтивный.
Количество отделов: низшие представлены рядом отделов, в то время как высшие включают только 3.

Царство Грибы. Подготовка к ЕГЭ и ОГЭ по биологии

5 зеленых водорослей для ЕГЭ по биологии | Ботаника | Даниил Дарвин

Высшие и низшие растения

Итог

Мы выяснили, что представляют из себя низшие и высшие грибы и чем они отличаются. Зная основные характеристики, можно без труда классифицировать плодовые тела и принадлежащие к ним разновидности.

Грибы не являются ни растениями, ни животными. Их выделяют в отдельное царство, хотя еще в первой половине XX века их обычно относили к растениям. Одни признаки грибов схожи с растениями, другие с животными, третьи - являются характерными только для них.

Количество описанных видов грибов около 100 тыс. Однако точное количество неизвестно. По подсчетам одних ученых видов грибов не более 250 тысяч, а по подсчетам других - более миллиона.

Грибы растут во многих местах. Много их в почве, в которой содержится много перегноя, так как грибам для питания нужны органические вещества. Поскольку грибам не нужен свет, как растениям, то они могут расти в затемненных местах. Однако грибам нужна влага. Поэтому обычно их можно встретить во влажных местах. Также грибы растут на пищевых продуктах, остатках организмов и на живых растениях и животных.

Клетки грибов, как и клетки растений, имеют клеточные стенки. Однако у большинства грибов в ее составе присутствует хитин . В живой природе хитин встречается также во внешнем скелете насекомых, что сближает грибы с животными. При этом у некоторых примитивных форм грибов в состав клеточной стенки входит целлюлоза, как у растений.

Другие признаки грибов, сближающими их с животными: в качестве запасного питательного вещества выступает гликоген , конечным продуктом обмена веществ является мочевина . Для растений же запасным питательным веществом является крахмал, а мочевину они не вырабатывают.

Мицелием , или грибницей , называют тело гриба. Мицелий составляют гифы , которые выглядят как тонкие ветвящиеся нити.

Обычно грибы размножаются бесполым способом: спорами, почкованием, частями мицелия. У ряда видов наблюдается половой процесс. В случае полового размножения грибы производят гаметы.

Грибы делят на низшие и высшие.

Низшие грибы

Максимальная длительность жизни грибницы низших грибов составляет несколько дней. Каждая отдельная гифа низшего гриба является одной клеткой с большим количеством ядер и ветвлений.

Представителем низших грибов является плесневый гриб мукор . Он выглядит как белое напыление на продуктах питания (например, хлебе) или почве. питается углеводами. От гиф мукора отрастают спорангии , в них образуются споры. Спорангии имеют вид черных круглых головок. Созревшие споры высыпают и разносятся ветром.

Высшие грибы

Мицелий высших грибов живет несколько лет. Клетки гиф высших грибов также огромны, они могут достигать нескольких метров. Однако содержат одно или несколько ядер, а не множество ядер, как в случае низших грибов.

Особняком стоят . Их мицелий состоит из почти отдельных клеток, сохраняющих связь друг с другом. При этом они легко отделяются друг от друга. Количество клеток увеличивается почкованием.

Также как мукор, часто поселяется на продуктах питания и портит их. Выглядит он как зеленая плесень.

К высшим относятся шляпочные грибы . Их мицелий находится в почве, а на поверхность вырастает плодовое тело, которое имеет ножку и шляпку. В шляпке гриба образуются споры, ножка служит для выноса шляпки как можно выше над уровнем почвы. Так споры разлетаются дальше. Верхняя сторона шляпки покрыта кожицей, которая обычно имеет характерную для того или иного вида гриба окраску.

Делят на пластинчатые и трубчатые. У пластинчатых грибов нижний слой шляпки состоит из пластинок, а у трубчатых грибов - из трубочек. Примером пластинчатых грибов являются сыроежки, а трубчатых - маслята.

Шляпочные грибы часто вступают в симбиоз с растениями. Обычно определенный вид гриба образует симбиоз только с определенными видами деревьев. Так белые грибы вступают в симбиоз с березами, дубами, соснами и елями. Рыжики - с соснами и елями. Гифы гриба проникают в корни дерева, и образуется микориза (грибокорень). Гифы служат корням как бы дополнительными корневыми волосками. Через них дерево получает воду и минеральные вещества. А поскольку мицелий гриба занимает большую площадь, то дерево получает много водного раствора. Гриб же получает от растения органические вещества (в основном углеводы) для своего питания.

Значение грибов

Грибы-сапрофиты, разлагающие растительные остатки, участвуют в круговороте веществ в природе, так как обогащают почву минеральными веществами.

Дрожжи сбраживают сахар в спирт. Их широко используют в пищевой промышленности (хлебопечении, виноделии). Пивные дрожжи часто используют как витаминную добавку, так как в них содержатся многие витамины. Пищевые дрожжи содержат много белка, близкого по составу к животному белку. Кормовые дрожжи используются в сельском хозяйстве.

Некоторые виды пеницилла используются для приготовления сыров с целью придания им специфического запаха и вкуса.

Около 200 видов шляпочных грибов могут употребляться человеком в пищу. В этих грибах содержится много витаминов и минеральных солей, а также большое количество белков (около 20% их массы). Однако белки грибов плохо усваиваются человеком. Съедобными грибами являются подберезовики, подосиновики, белые грибы, сыроежки, маслята, опята, лисички, грузди. Некоторые грибы разводятся человеком (шампиньоны и вешенки).

Больше 20 видов шляпочных грибов являются ядовитыми. Многие из них могут приводить к смерти человека (бледная поганка, мухомор, ложные опята). Кроме того, ядовитыми являются несвежие и старые съедобные грибы. Поэтому, если вы не разбираетесь в грибах, собирать их не стоит.

Грибковые заболевания растений быстро распространяются, так как споры грибов легко разносятся ветром, водой и насекомыми.

Грибы способны вызвать повреждение лакокрасочных покрытий, тканей, бумаги, и даже вызывать коррозию металлов.

Человек научился использовать грибы в медицине. Так из культур ряда грибов получают антибиотики и лимонную кислоту. Антибиотиками являются пенициллин, стрептомицин и др. Спорынья содержит большое количество алкалоидов, поэтому из нее также получают ряд лекарств.