Et af de tre kongeriger af eukaryoter (superdomæne, som omfatter organismer med en separat kerne i cellerne) - svampe. De er på grænsen mellem planter og dyr. I dag er der omkring 100 tusinde arter, hvoraf de fleste er mikroskopiske svampe. Denne artikel fortæller om træk ved deres struktur og reproduktion, betydningen af naturen og menneskelig økonomisk aktivitet.
Næsten planter og ikke helt dyr
Kingdom Mycota omfatter både encellede og flercellede organismer med en meget ejendommelig organisation. De deler ligheder med både dyr og planter, som følger:
- De har en cellevæg, men ikke fra cellulose, som i planter, men fra kitin, ligesom i dyr.
- I svampeceller er der vakuoler fyldt med cellesaft. Men ikke stivelse (i planter), men glykogen (i dyr).
- Svampe er ikke i stand til aktiv bevægelse. De fører en knyttet livsstil.
- Svampe- heterotrofer, de har ikke klorofyl, og de er ikke i stand til fotosyntese. Derfor lever de af færdige organiske stoffer fra døde organismer (saprotrofer) eller levende organismer (parasitter).
- I modsætning til både dyr og planter er svampeceller praktisk t alt ikke differentieret til væv og væv til organer.
Djævelens mystiske skabninger
Det er præcis, hvad svampe blev anset for i middelalderen. En af de franske naturforskere, Venyan, skrev i 1727, at svampe eksisterer for at forstyrre harmonien i alle levende ting.
Spørgsmålet om svampenes oprindelse er stadig åbent i dag. Skønt tilbage i det 18. århundrede tilskrev den fremragende botaniker Carl Linnaeus disse organismer til hotelriget. Svampe, som opstod ved livets begyndelse på planeten (for ca. en milliard år siden), venter på spor til deres oprindelse fra biologer, biokemikere, genetikere og taksonomer.
Systematik af svampe
Alle svampe er opdelt i 4 klasser (lavere svampe - Oomycetes og Zygomycetes, højere - Ascomycetes og Basidomycetes). Hovedkriteriet for adskillelse er tilstedeværelsen eller fraværet af flageller i kønsceller og typen af seksuel reproduktion. Derudover ser myceliet i lavere svampe ud som én flerkernet celle, mens myceliet i højere svampe har intercellulære septa.
De fleste svampe er mikroskopiske i størrelse. Oftest er deres mycelium ikke synligt uden forstørrelse eller er synligt i form af tynde tråde. Tilstedeværelsen af mikroskopiske svampe er indikeret af resultaterne af deres vitale aktivitet - ødelæggelsen af plante-, dyrevæv eller materialer. Overhovedeten lille gruppe svampe kan danne frugtlegemer - tætte klynger af mycelium.
Strukturen af mikroskopiske svampe
Mikromyceter danner ikke frugtlegemer, de kan være encellede og flercellede. Derfor er morfologien af mikroskopiske svampe ret forskelligartet.
Kroppen af flercellede svampe er dannet af sekventielt placerede celler, der udgør hyfer (tråde) med en tykkelse på 0,15 til 1 mikron. Hyferne vokser apik alt (apik alt) og kan have en forgrenet struktur. Hele sættet af svampehyfer kaldes mycelium eller mycelium.
Svampehyfer vokser meget hurtigt. I nogle eksemplarer kan myceliet vokse titusinder af meter på bare en dag.
Enkeltcellede svampe (f.eks. gær) er én celle, danner ikke mycelium. Den har en kerne, vakuoler med organiske og uorganiske stoffer, mitokondrier.
Funktioner ved ernæring og liv
Mikrobiologien af mikroskopiske svampe har sine egne karakteristika. Hyferceller over den cytoplasmatiske membran indeholder en membran, der består af polysaccharidet kitin. Cellens cytoplasma indeholder kernen (en eller flere) og organeller.
Svampe absorberer næringsstoffer gennem hele overfladen af myceliet, som trænger ind i hele substratet (substratmycelium) eller er placeret på dets overflade (overflademycelium).
Mad til svampen er organiske forbindelser - sukker, polyvalente alkoholer, fedtstoffer, proteiner. På samme tid, en rig og mangfoldig enzymenheden giver dig mulighed for fuldt ud at bruge hele substratet til at bygge kroppen af mikroskopiske svampe.
Mikrobiologi skelner mellem svampe, der er kendetegnet ved saprotrofisk (føde sig med dødt organisk materiale) og parasitisk (føde sig med levende organisk materiale) ernæringstyper. Derudover kan svampe indgå i symbiotiske forhold med planter. Så hyfer af svampe og alger danner symbiotiske organismer - lav.
Mikroskopiske patogene svampe kan udvikle sig i dyr og planter og forårsage sygdomme kaldet mykoser.
Funktioner ved reproduktion
Micromycetes er karakteriseret ved tre former for reproduktion: vegetativ, aseksuel og seksuel.
Vegetativ formering af mikroskopiske svampe udføres af partikler af mycelium. For eksempel giver et stykke hyfer anledning til et nyt mycelium af svampen.
Aseksuel reproduktion udføres ved hjælp af sporer - mikroskopiske rudimenter, der dannes i sporangier (specialiserede dele af myceliet). Sporernes hovedfunktion er overlevelse under ugunstige forhold. Og for en række mikroskopiske svampe, der fører en parasitisk livsstil, tjener sporer til at inficere værtsorganismen.
Formerne for den seksuelle proces i svampe er forskellige og er opdelt i tre grupper:
- Gametogamy er en form for seksuel reproduktion med dannelse af kønsceller (gameter).
- Somatogamy er sammensmeltningen af vegetative celler af mycelium eller encellede svampe.
- Gametangiogami er en form for seksuel reproduktion, når strukturer, hvori kønscellerne endnu ikke hardifferentieret.
Ved fusion af kønsceller (befrugtning) danner svampe en zygote med en eller flere kerner. Oftest spirer zygoten ikke med det samme, men efter en hvileperiode. Så svampe kan også overleve ugunstige miljøforhold.
Mikromyceter i naturen
Vigtigheden af mikroskopiske svampe i naturen er enorm. De deltager i stoffernes kredsløb og nedbryder organiske rester sammen med bakterier.
Jordsvampe er involveret i dannelsen af det frugtbare lag. I symbiose med alger i lav er de de første til at kolonisere fattige jorder og tage en aktiv del i ødelæggelsen af klipper.
Det er værd at bemærke et sådant fænomen som mykorrhiza - cellerne i en mikroskopisk svamp indgår i et symbiotisk forhold til planter. Samtidig forsyner planter svampen med organiske næringsstoffer, og svampen producerer vitaminer og kvælstofholdige stoffer, der er nødvendige for planternes vækst og udvikling.
Mikroskopiske svampe er til stede i alle biocenoser og udfører en vigtig økologisk funktion. De er et vigtigt detritusled i fødekæder og regulatorer af overfloden af andre organismer. I mange biogeocenoser er andelen af svampebiomasse fra biomassen af alle mikroorganismer op til 90 % og kan sammenlignes med biomassen af rødderne på højere planter.
Det er umuligt ikke at bemærke, hvilken rolle mikroskopiske patogene svampe spiller i naturen. De regulerer antallet af andre organismer og deltager i ændringerne af biocenoser på planeten.
Micromycetes and man
I deres aktiviteter har en person brugtnogle ringere svampe.
Mikroskopiske svampe, hvidskimmel og aspergillus, alle typer gær bruges i bageri-, mejeri-, bryggeri-, vin- og alkoholindustrien.
I den farmaceutiske industri er mikromyceter meget brugt til at producere antibiotika, vitaminer, hormoner, enzymer og fysiologisk aktive stoffer.
Mange mikromyceter ødelægger papir- og celluloseprodukter, ødelægger olier og petroleumsprodukter, beskadiger optik og kunstværker.
Skimmelsvampe og gærsvampe er hovedsynderne i fødevarefordærvelse. De er også træødelæggende - ødelægger træ.
Mikroskopiske patogene svampe forårsager sygdomme i afgrøder, husdyr og mennesker. På grund af deres evne til at producere toksiner forårsager svampe ofte forgiftning.
Mykotoksiner
Farlige biologiske stoffer syntetiseret af mikroskopiske svampe er metabolitter (affaldsprodukter) med en lang række kemiske strukturer og virkninger på den menneskelige krop.
I dag kendes mere end 250 arter af mikromyceter. De syntetiserer omkring 100 toksiner og allergener. Mikroskopiske svampe af forskellige arter kan syntetisere det samme toksin. Og selve giftene har oftest en kumulativ (kumulativ) effekt på menneskekroppen, nemlig:
- Yaflatoksiner - har en hepatotoksisk, mutagen, immunsuppressiv virkning på den menneskelige krop.
- Trichothecener er neurotoksiner, der sænker immunsystemet,forårsage forskellige dermatitis.
- Ochratoxiner - påvirker primært tubuli i nyrernes nefroner.
- Patuliner er neurotoksiner og mutagener.
I tilfælde af forgiftning med mikromycetetoksiner, skal maven vaskes først.
Parasitiske mikromyceter
Denne gruppe omfatter et stort antal svampe, der forårsager forskellige patologier hos mennesker, planter, dyr, fisk. Hudens patologier kaldes dermatomycosis, og organers patologier kaldes mykoser.
De mest almindelige menneskelige sygdomme forårsaget af parasitiske svampe er:
- Dermatofytose (skorpe eller ringorm), der viser sig som røde, kløende pletter på huden og ødelæggelse af hårsækkene.
- Candidiasis (trøske) er forårsaget af repræsentanter for slægten Candida, som er fakultativt patogene og er en del af den normale mikroflora i mundhulen, kønsorganerne og tyktarmen.
- Onychomycosis (neglesvamp) er forårsaget af forskellige svampe, der påvirker det subunguale rum.
- Sporotrichosis - parasitiske svampe ødelægger subkutant væv, slimhinder, indre organer.
- Sort og hvid piedra er en sygdom, der påvirker hårsækkene i overskægget og øjenbrynene. Det forårsagende middel er en svamp af slægten Piedraia.
Og dette er ikke en komplet liste over sygdomme forårsaget af mikromyceter. Samtidig er måderne, hvorpå svampen kommer ind i kroppen, forskellige (luft, vand, kontakter), og deres modstand mod forskellige medier er ret høj.
De mest berømte mikromyceter
Mikroskopiske svampe omfatter Mucor, Penicillium og Gær.
Svampe af slægten Mucor er 60 arter af svampe, som vi kalder hvidskimmel. De danner kolonier af hvid og grå farve, som bliver sorte, når sporerne modnes. Mucor mycelium er encellet, cellevæggen indeholder det nitrogenholdige kulhydrat chitosan, som har allergifremkaldende egenskaber. Blandt dem er der parasitter, men der er også dem, der aktivt bruges til fremstilling af antibiotika. Mushroom Mukor Chinese - grundlaget for surdejs "ragi" baseret på soja og korn.
Penicillium (Penicillium) er en slægt af mikroskopiske svampe, der er almindelige over alt - i jord, vand, hav, luft, rum, på alle overflader. Danner grønlige kolonier. Penicillium gylden eller grøn børsteskimmel er den mest almindelige repræsentant for slægten og kilden til penicillin. Disse svampe har forgrenet flercellet mycelium.
Gær er en gruppe af forskelligartede encellede svampe fra forskellige klasser (1.500 arter fra klassen Ascomycetes og Basidomycetes). Disse svampe danner ikke mycelium, og deres celler er op til 40 mikron i størrelse. De kombineres i en generel gruppe for de særlige forhold ved metabolisme - de modtager alle energi under fermentering (en redoxproces, som et resultat af hvilken kulhydrater nedbrydes, og alkoholer er nedbrydningsprodukter). Brødfremstilling, vinfremstilling, brygning og kvassbrygning er ikke en komplet liste over industrier, hvor en person bruger disse svampe. Og på samme tid er dette en af hovedfaktorerne for madfordærvelse, og nogleparasitter, der forårsager sygdomme hos mennesker (candidiasis, kryptokokkose, pityriasis, folliculitis, seborrheic dermatitis).
Jagttendenser
Hvor mærkeligt det end kan virke, er der aktive "rovdyr" blandt de mikroskopiske svampe.
Svampen Arthrobotrys oligospora skaber således et netværk med sine hyfer, hvis vægge er dækket af et klæbrigt stof. Ofrene for svampen er rundorme (nematoder), der lever i jorden. Ormen, der sidder fast på hyferne, fratages muligheden for at frigøre sig, og hyferne vokser hurtigt ind i dens krop. Nematoden bliver til føde, og efter 24 timer er kun skallen tilbage.
En anden svamp, Dactylaria Candida, danner en lasso-lignende fangering fra hyfer. Nematoden kommer ind i den, og ringen lukkes. Epilogen af dramaet er den samme som den tidligere version.
Disse egenskaber ved jordmikromyceter er længe blevet undersøgt af biologer til brug i form af biologisk beskyttelse af afgrøder.
Miljøbioindikatorer
Nylige undersøgelser foretaget af biologer har bevist, at mikroskopiske svampe har evnen til at ændre deres antal og sammensætning afhængigt af tilstanden af deres levested.
Norm alt er antallet af jordmikromyceter omkring 10 tons pr. hektar, og det er samtidig mangfoldigt. I undersøgelsen af jord, der er forurenet med olie og dens produkter, har økologer fundet ud af, at ved høje doser af toksiner ændres antallet og artssammensætningen af jordmikroskopiske svampe dramatisk. I dette tilfælde falder artsdiversiteten kraftigt, mikromyceter med hurtig vækst begynder at dominere, som ikke er typiske i sådanne jordarter. Udover,mange af disse svampe er fytopatogene - de producerer biologisk aktive stoffer, der forstyrrer intracellulære processer i planteorganismer, hvilket fører til hæmning af deres vitale aktivitet og død.
Således kan antallet og artssammensætningen af mikroskopiske svampe være pålidelige indikatorer for jordforurening med olie og dens derivater.
Summarize
I tusinder af år blev fjernelse af fedt fra huden betragtet som den mest tidskrævende proces i læderindustrien. Processen var lang og rodet med dueekskrementer og hundeekskrementer. I dag har proteinase, et enzym afledt af Aspergillus-svampe, forkortet denne proces til 24 timer og også gjort huden blødere og lettere at farve.
Dette er blot et eksempel på, hvor gavnlige mikroskopiske organismer kan være. På trods af udviklingen af biologi er mange træk ved disse organismers vitale aktivitet stadig et mysterium.
Taxonomer beskriver hvert år mere end tusind nye arter af mikroskopiske svampe. Jordens mikromycetes rolle er fortsat den mest uudforskede gren af både bioøkologi og biogeografi. Og det skyldes primært vanskelighederne ved at observere sådanne organismer i deres naturlige habitat.
Et nyt afsnit i mykologi - læren om svampetoksiner - giver os allerede i dag håb om sejr over kræft. For eksempel øger Chaga svampetoksin i høj grad kroppens modstand mod udviklingen af kræftceller. Og psilocycin giver gode forudsætninger forbehandling af nervøse lidelser. Selv den undersøgte penicillium fortsætter med at forbløffe mikrobiologer - senest lykkedes det forskerne at isolere stoffer fra den, der kemisk ligner hormonerne liberiner.
Svampe vil ikke stå til side i udviklingen af nye biologiske midler til at beskytte afgrøder af landbrugsplanter og i udviklingen af nye "grønne" måder til bortskaffelse af affald.
