Доста подробна информация за интересуващите ни организми дават учебниците по предмета "биология" (6 клас). Общите характеристики на гъбите обаче са тема за цели книги и научни трудове. И това не е изненадващо - много е интересно да ги изучавате.
Гъбите, общите характеристики на които са представени в тази статия, според екологичните и трофичните показатели, са хетеротрофни еукариоти с изключително осмотрофен тип хранене. Това определение ясно ги отличава от другите организми в пространството, заето от биотата. Общите характеристики на гъбите предполагат, че осмотрофният начин на хранене е този, който определя техните морфологични, физиологични и биохимични характеристики.
Вегетативно тяло от гъби
Вегетативното тяло на повечето гъби е силно разклонена нишка (хифи) с неограничен растеж, чиято съвкупност се наричамицел или мицел. Обикновено мицелът е напълно потопен в субстрата (почва, растителна тъкан, животински изпражнения, растителни остатъци и т.н.) и такива характеристики на структурата му позволяват на цялото тяло да извлича максимално хранителни вещества от него с помощта на екзоосмоза.
Органичните вещества в изброените субстрати са предимно под формата на високомолекулни полимери (протеини, полизахариди, нуклеинови киселини), които не преминават през клетъчните мембрани. Следователно гъбичките, чиито общи характеристики ни интересуват, отделят в субстрата ензими деполимераза, които разграждат полимерите до олиго- и мономери, които могат да бъдат транспортирани в клетките. Ако при животните храносмилателните ензими се секретират вътре в червата, то при гъбите те се секретират навън и след това гъбичните хифи могат да се оприличат на черво, обърнато отвътре навън.
Възпроизвеждане на гъби
Пълното потапяне на мицела в субстрата ограничава възможността за тяхното установяване в пространството. Следователно техните репродуктивни органи изпъкват на повърхността на субстрата или се издигат над него, за да се разпространяват във въздуха или (ако субстратът е във вода) във водната среда. При много гъби (макромицети) органите, носещи спори, са големи, ясно се виждат с невъоръжено око (издигащи се над почвата гъби от шапка или гъби, растящи на дърво). Други гъби (микромицети) имат малки спорулиращи органи, тяхната структура може да се види само под микроскоп, но с масовото развитие образуват цветни плаки под формата на плесени върху различни субстрати.
Две царства гъби
Филогенетичните конструкции показват, че екоморфът на "гъбите" не е хомогенна монофилетична група, а е разделен на две фила (царства). Повечето, наречени "истинските гъби" (евмицети), са монофилетични и представляват истинското царство на гъбите (Гъбички). По-малка част, наречена "гъбоподобни организми" (псевдомицети), е включена, заедно с някои водорасли, в царството Stramenopila, в което е групирана в два отдела - Oomycota (oomycetes) и Labyrinthulomycota (мрежести слузести плесени). Въз основа на това разделение се изгражда обща характеристика на гъбите. Гъбите шапки, както виждате, са само част от тяхното разнообразие.
Първични и вторични метаболити
Всички метаболити са условно разделени на първични и вторични. Първичните метаболити са необходими за растежа на организма и са незаменими. Това са нуклеинови киселини, белтъчини, въглехидрати, коензими, липиди и др. От тях се изграждат клетъчни органели – ядра, митохондрии, рибозоми, клетъчна стена и мембранни структури, които имат гъбите. Общата характеристика на първичните метаболити е, че техните отлагания се използват от клетката като източници на хранене и енергия. Вторичните метаболити са необходими за адаптирането на организма към условията на живот. Те могат да бъдат открити при някои видове и да липсват при други. За разлика от първичните метаболити, вторичните метаболити обикновено са съединения с ниско молекулно тегло.
Протеини
Структурните протеини са част от клетъчната стена, мембранните структури,хромозоми, от които са изградени елементите на цитоскелета - микротубули и микрофиламенти. Ензимните протеини осигуряват всички вътреклетъчни процеси и взаимодействие с околната среда.
Въглехидрати
Структурните полимерни въглехидрати са основата на клетъчната стена, която имат гъбите. Общите характеристики на такива въглехидрати по отношение на химичния състав ни позволяват да ги разделим на три групи: глюкоза, други монозахариди и въглехидрати, ковалентно свързани с пептиди (гликопротеини).
Глюкозните полимери са глюкани, хитини и целулоза. Глюканите са линейни или разклонени вериги от глюкозни молекули. Те изграждат външния слой на клетъчната стена на повечето гъби. В молекулите на хитина глюкозните остатъци са свързани с аминогрупи (аминирани), към които от своя страна са прикрепени (ацетилирани) остатъци от оцетна киселина. Молекулите, "омрежени" помежду си от разклонени молекули на други полизахариди, изграждат здрава рамка на клетъчната стена. Целулоза е открита във всички изследвани оомицети, в които съставлява около 10% от масата на клетъчната стена. Дълго време се смяташе, че при истинските гъби липсва, но сега присъствието му е показано в стената на някои аскомицети (род Ophiostoma).
Полимери на други монозахариди (маноза, галактоза и др.), наречени хемицелулоза във висшите растения, не се срещат във всички групи гъби. В клетъчните стени на дрождите има особено много манозни полимери - манани. Очевидно този състав на стената осигурява пъпкуване по-добре от глюкана.
Накрая, общите характеристики на гъбите могатда бъдат допълнени от факта, че техните клетъчни стени, подобно на растенията, съдържат много полизахариди, свързани с протеинови молекули - пептидоглюкани, мананопротеини и др. Те образуват средния слой на многослойната клетъчна стена и играят важна роля както за поддържане на структурната цялост на клетките и в неговите обменни процеси с околната среда.
Резервирайте въглехидрати
Тази статия предоставя доста подробно общо описание на гъбите. 6 клас на училището е времето, когато за първи път се запознаваме в детайли с тези организми в уроците по биология. Предлагаме да задълбочим знанията и да ги изучаваме по-подробно. Нека преминем към описанието на резервните въглехидрати.
Гъбите не са открили основния резервен полизахарид, присъщ на висшите растения и много водорасли - нишестето. Глюкозата в еумицетите се съхранява като глюкан, близо до гликогена на животинското нишесте. В допълнение към глюканите, гъбите имат и други въглехидрати за съхранение, някои от които са уникални за царството на гъбите. Това е преди всичко дизахарид трехалоза. Дълго време трехалозата се намираше само в гъбите, поради което получи второто си име - микоза. Сега се среща и в някои висши растения като второстепенно съединение. Трехалозата играе важна роля в адаптирането на гъбичните клетки към стрес и регулирането на осмотичните процеси. Клетките на гъбите съдържат и захарни алкохоли - манитол, сорбитол, ксилитол и др.
липиди
Липидите (естери на глицерол с права верига алифатни монокарбоксилни киселини) са важнирезервни продукти, те се отлагат в клетката под формата на капчици мазнини. Гъбите се характеризират с високо съдържание на полиненаситени (с няколко двойни връзки в алифатната верига) мастни киселини, като линоленова - с три, и арахидонова - с четири двойни връзки. Под формата на фосфолипиди (етерно свързани с фосфорна киселина), липидите са основните компоненти на клетъчните мембрани. Важна роля в създаването на мембранни структури играят и стеролните липиди, които придават здравина на мембраната. За разлика от животинския холестерол, който има 27 въглеродни атома в една молекула (C-27), и растителните фитостероли (C-29), основният гъбен стерол е ергостерол (C-28).
Вторични метаболити: пигменти
Гъбите са лишени от фотосинтетични пигменти, но произвеждат голям брой съединения, които оцветяват мицела, размножителните органи или субстрата. По химическа природа повечето пигменти са терпеноиди (каротеноиди) или ароматни съединения. Те изпълняват различни функции. Така портокаловите производни на каротина индуцират хода на половия процес в мукорните гъбички; тъмнозелени и черни фенолни пигменти на аспергилуса се отлагат само в спороносния апарат, който за разлика от субстратния мицел се образува във въздуха и в спорите за защита от ултравиолетова светлина; тъмният меланин се отлага в клетъчните стени, увеличавайки тяхната здравина.
Токсини и антибиотици
Много гъби произвеждат съединения, които са токсични за други организми, коиточесто се отбелязва, когато се съставя общо описание на гъбите (учебник за 6 клас или учебник за университет). Веществата, токсични за микроорганизмите, се наричат антибиотици, токсични за растенията – фитотоксини, токсични за животните и хората – микотоксини. Някои гъбични метаболити, токсични за различни групи организми (микроорганизми и растения, растения и животни), имат комплексно действие. Антибиотиците се синтезират от много гъбички, живеещи в почвата, които трябва да се конкурират за хранителни субстрати с други микроорганизми. Тяхната химична природа и механизъм на действие са разнообразни. Така антибиотиците пеницилини и цефалоспорини инхибират синтеза на клетъчната стена в бактериите, трихотецините - протеиновия синтез в еукариотните микроорганизми, гризеофулвин - митоза.
Фитотоксини и митотоксини
Фитотоксините, секретирани от гъбичките в тъканта на заразено растение, причиняват смъртта на растителните клетки, които след това стават лесна плячка за паразита. Токсините инхибират ензимните процеси в клетките на заразените растения (например тентоксинът на гъбичките Alternaria инхибира фотосинтетичното фосфорилиране), имат силен мембранотропен ефект и влияят на транспорта на вещества през мембраните, трансмембранния транспорт на йони (фузаринова киселина, фузикоцин и др.).
Микотоксините се разделят на две групи - токсини на микроскопични гъби (микромицети) и токсини на макромицетни гъби с големи плодни тела. Първите са особено опасни при гъбички, които заразяват растениетопродукти, използвани за храна. Например, склероцията на ергото натрупва алкалоиди (хетероцикли, съдържащи азот), които са нервни отрови. Те не се разрушават по време на печене, така че хлябът, изпечен от брашно с примес на смлян склероция, е изключително опасен. Употребата му може да причини сериозно отравяне, често фатално. Друг житен паразит е причинителят на ушния фузариум. Това е гъбичка Fusarium, която отделя терпеноидни токсини в зърното, които също причиняват сериозно отравяне (хляб, изпечен от заразено с Fusarium брашно, популярно е наричан „пиян хляб“, защото причинява замаяност, повръщане и други симптоми, наподобяващи тежко алкохолно отравяне).
Гъби за храна
В момента науката биология е натрупала доста информация за тяхното хранене. Общите характеристики на гъбите от тази гледна точка са както следва. Храненето на повечето гъби се осъществява за сметка на растенията, поради което те имат активни ензими, които разграждат структурните и складиращите полизахариди в живите растения и растителните остатъци. Това са пектинази, които разграждат полигалактуроновата киселина (пектин) до нискомолекулни олигогалактурониди, ксиланази, целобиази и целулози, които разграждат целулозата и хемицелулозата – основните въглехидратни компоненти на растителната клетъчна стена, амилаза, която разгражда нишестето и т.н. от растителните клетки след целулоза по тегло е лигнин, който е триизмерен полимер от ароматни пръстени. Особено много от него в втвърдените клетки. Лигнинът е най-устойчивият растителен полимер и само гъбите (главно унищожаващи дървесина гъби) имат ензими лигназа, които го разграждат. Паразитни гъбички, които засягат кожата на животните и хората (кожа, коса, пера), отделят ензими, които разрушават кератиновия протеин, от който са изградени.
Повечето от изброените ензими се синтезират от клетките не постоянно с цел пестене на енергия, а само в присъствието на съответното вещество в околната среда (например, ако в околната среда няма пектин, тогава пектиназа не се синтезира). Те не са конститутивни, но подлежат на субстратна индукция. Освен това те не се образуват, ако средата съдържа смес от хранителни вещества с по-благоприятни съединения за енергийния метаболизъм (катаболити). Например, крайният продукт от разрушаването на повечето полизахариди е глюкоза, следователно, в среда, която съдържа глюкоза в допълнение към пектин или целулоза, пектинази и целулази не се произвеждат. Едва ли е препоръчително да се извършват сложни химични процеси за получаване на глюкоза, ако тя вече присъства в растежната среда. Тази регулация се нарича катаболитна репресия.
Асексуално размножаване
Продължавайки да разкриваме такава тема като "Общи характеристики на гъбите", ще опишем накратко характеристиките на размножаването. Безполовото размножаване в тези организми може да се осъществява от подвижни и неподвижни спори. Зооспорите се образуват от малък брой гъби, както водни, така и сухоземни, в които ясно се проследяват генетичните връзки с водните. Структурата на жгутиците в зооспорите на оомицети и hyphychytria е подобна на описаната за охрофити.водорасли и при chytridiomycetes ще бъдат разгледани при описанието на тази група. Повечето видове гъби се размножават чрез неподвижни спори, което показва много дългото им приземяване. Спорите могат да се образуват ендогенно в спорангии (спорангиоспори) или екзогенно (конидии). Ендогенните спори се отделят едва след унищожаването на спорангиума, което обикновено се случва, когато се намокри. Обикновено в спорангиите се образуват голям брой (хиляди) спори, но някои видове образуват малки спорангии (спорангиоли), в които има само няколко спори (понякога една). В последния случай спорангиолните мембрани и спорите могат да се слеят и тогава ендогенната спора функционира като екзогенна. Това показва първичната поява на ендогенни спори, които са били предшественици на екзогенни спори.
Сексуално възпроизвеждане
Най-често срещаният тип сексуален процес и най-простият е сливането на две вегетативни клетки, които не са диференцирани в гамети, наречено соматогамия. Подобен тип полов процес е характерен за аскомицетните дрожди, много базидиомицети и други гъби. Понякога протича дори без клетъчно сливане, просто сливане на ядра вътре в клетката. По-сложен полов процес се предшества от разделяне на партньорските мицелни места (гаметангии), които след това се сливат. Такъв полов процес, гаметангиогамия, е характерен за много зиго- и аскомицети. И накрая, гъбите също имат гаметогамия, обща за други еукариотни организми, т.е. сливане на специализирани гамети.
Класическа изо- и хетерогамия, характерна за водораслите,се срещат само в нисшите гъби - chytridiomycetes. В гъбите изобщо няма класическа оогамия. Дори оомицетите, наречени така заради оогамията си, нямат мъжки гамети (сперматозои или сперматозоиди), а яйцата в оогониума нямат собствена клетъчна стена и се наричат оосфери. Някои видове торбести животни имат оогоний (но без женски гамети на яйцата, т.е. представляващи гаметангия), но нямат антеридий, така че оплождането се осъществява от вегетативна хифа. Други аскомицети и базидиомицетни ръждиви гъби имат мъжки гамети - сперматозоиди, но липсват женски гамети, а понякога и гаметангии (сперматогамия). При някои видове сперматозоидите имат двойни функции - мъжки гамети и асексуални спори (конидии).
Заключение
Общи характеристики на гъбите: хранене и дишане, размножаване на спори - всичко това представлява голям интерес за любителите на природата. В крайна сметка това са уникални организми, които не принадлежат нито към растенията, нито към животните. След като отворите темата "Общи характеристики на гъбите" (7 клас) в учебника, ще разберете, че те представляват отделно царство. Другите царства са животни, растения, вируси и бактерии. Темата "Обща характеристика и значение на гъбите", изложена в училищните учебници и в тази статия, е само основна информация за тях. За тях са написани цели книги, така че можете да ги изучавате много дълго време. Една от най-интересните теми според нас са общите характеристики на плесенните гъби. Мухълът е един отнай-древните видове живи организми на Земята. Появи се преди 200 милиона години и се чувства страхотно в съвременните условия. Отворете раздела на всеки учебник "Царството на гъбите. Общи характеристики" (6 клас) и ще намерите по-подробна информация за него.
