Грибы - это обширная группа организмов, насчитывающая свыше 100 тысяч видов. Они занимают особое положение в системе органического мира, представляя особое царство наряду с царствами животных и растении.
С животными их сближает гетеротрофный способ питания, наличие хитина в составе клеточной оболочки, образование мочевины в процессе обмена веществ, гликоген в качестве запасного продукта. А растения они напоминают адсорб-тивным (путем всасывания) питанием и неограниченным ростом.
Грибы чрезвычайно разнообразны по внешнему виду, местам обитания, физиологическим функциям. Однако у них есть и общие черты. Вегетативное тело грибов (мицелий или грибница) представляет собой систему тонких ветвящихся нитей (гиф), находящихся на поверхности или внутри субстрата, где поселяется гриб. Обычно грибница имеет огромную общую поверхность, чтобы увеличить всасывающую способность. В основе всасывания лежит осмотический процесс.
Грибница может быть представлена одной огромной разветвленной многоядерной клеткой (неклеточный мицелий), у очень немногих тело представлено голым протопластом, большинство же имеет клеточное строение мицелия.
Клетка грибов покрыта плотной оболочкой - клеточной стенкой. Клеточная стенка на 80-90 % состоит из полисахарида - хитина, и лишь у низших грибов - из целлюлозы.
Гифы мицелия имеют верхушечный рост и обильно ветвятся. При образовании органов размножения грибные нити плотно переплетаются, образуя ложную ткань, плектенхиму, принципиально отличающуюся от настоящей ткани. Параллельно расположенные гифы образуют мицелиаль-ные тяжи, по которым к плодовым телам поступают вода и питательные вещества. Особенно мощные тяжи или ри-зоморфы, как, например, у опенка, достигают нескольких метров длиной.
У грибов имеется вегетативное, бесполое и половое размножение.
Вегетативное размножение осуществляется частями мицелия, которые, отделяясь от общей массы, способны расти и развиваться самостоятельно. У дрожжевых грибов вегетативное размножение происходит почкованием: на клетках мицелия образуются выросты (почки), постепенно увеличиваются в размерах, а затем отшнуровываются.
Бесполое размножение осуществляется спорами, развивающимися либо внутри спорангиев (эндогенно), либо отчленяются от концов особых выростов мицелия (экзоген-но). Прорастают споры в ростовую трубку, из которой развивается мицелий.
Половой процесс состоит в слиянии мужских и женских гамет, в результате чего образуется зигота. У низших грибов гаметы подвижны, они могут быть одинаковыми по размерам (изогамия) или разных размеров (гетерогамия). Если гаметы различаются не только по размерам, но и по строению, они формируются в женских (оогонии) и мужских (антеридии) половых органах. Неподвижная крупная яйцеклетка оплодотворяется либо подвижным сперматозоидом, либо выростом антеридия, переливающим в оогонии свое содержимое. У некоторых грибов половой процесс заключается в конъюгации двух одинаковых клеток на
концах мицелия.
Грибы питаются готовым органическим веществом. Сап-рофиты используют мертвую органику, а грибы-паразиты используют для питания живые ткани.
Грибы широко распространены в природе на самых различных субстратах. Почвенные грибы участвуют в процессе разложения растительных и животных остатков. Например, большинство шляпочных грибов разрушают лесную подстилку. Хищные грибы питаются мелкими круглыми червями - нематодами, обитающими в почве. Дереворазру-шающие грибы могут обитать как в живой, так и в мертвой древесине и вызывать ее деструкцию; к ним относятся и домовые грибы. Грибы существуют даже в водной среде, среди них часто встречаются паразиты рыб и других гидро-бионтов. Очень обширна группа фитопатогенных грибов, паразитирующих на высших растениях.
Грибы - древние организмы, их ископаемые остатки имеют возраст около 900 млн лет. Не исключено, что они являются одними из первых эукариот. К концу каменноугольного периода (около 300 млн лет назад) они уже достигли значительного разнообразия.
В результате возникают круги из плодовых тел, называемые «ведьмиными кольцами».
Репродуктивные возможности шляпочных грибов огромны - одно плодовое тело рассеивает миллиарды спор.
Некоторые грибы играют ключевую роль в минеральном питании высших растений. Это обусловлено микоризой (грибокорнем), тесным взаимовыгодным симбиозом корней и грибов. Особенно большую роль играет микориза в бедных минеральными солями почвах. Грибные гифы, проникая внутрь тканей корневой системы высших растений, активизируют приток минеральных веществ в корни, а растение, в свою очередь, поставляет грибу готовые органические питательные вещества.
Плодовые тела шляпочных грибов богаты питательными веществами, поэтому человек охотно употребляет их в пищу. Среди съедобных грибов наиболее популярны белые, подберезовики, подосиновики и другие, растущие в хвойных и лиственных лесах и образующие микоризу с определенными породами деревьев. Многие грибы легко культивируются и дают обильные урожаи в искусственно созданных для них человеком условиях. Среди них шампиньон и вешенка. Но не все шляпочные грибы съедобны. В плодовых телах некоторых из них содержится сильный яд, который вызывает у человека и животных отравление организма и даже может привести к смерти. Особенно много ядовитых форм среди пластинчатых грибов. Одним из самых опасных является бледная поганка. Поэтому очень важно хорошо знать грибы по внешнему виду и никогда не употреблять в пищу незнакомые плодовые тела. Учитывая полезную роль грибов в природе, человек должен заботиться об их охране. При сборе грибов нельзя повреждать мицелий, вырывая гриб из земли; нужно избегать загрязнения почвы вредными и ядовитыми веществами, отходами сельского хозяйства и промышленного производства, так как плодовые тела активно адсорбируют тяжелые металлы. Кроме того, нужно охранять леса и луга, как местообитания многих видов грибов.
Плесневые грибы объединяют группу организмов, не формирующих плодовых тел. К ним относятся мукор, пеницил-лы и аспергиллы. Они относятся к разным таксономическим группам. Мукор относится к низшим грибам и имеет мицелий, лишенный клеточных перегородок. Он развивается часто на пищевых продуктах растительного происхождения (хлебе, например) и образует белый пушистый налет, частично погруженный в субстрат, а частично простирающийся по поверхности. Гифы, которые имеют вертикальный рост, формируют на своих концах спорангии черного цвета, внутри которых развиваются споры, служащие для размножения мукора. Два других гриба - пеницилл и аспергилл -относятся к высшим грибам. Оба эти гриба поселяются на субстратах в основном растительного происхождения, образуя на них плесневые налеты. Мицелий многоклеточный, бесцветный, ветвящийся. Основное различие между ними наблюдается в строении спорангиев. У пеницилла спорангии представляют собой вертикальные гифы, обильноветвя-щиеся на конце в виде компактной кисточки, конечные клетки которых отчленяют споры, называемые конидиями. Отсюда второе название пеницилла - *кистевик».
В процессе своей жизнедеятельности пеницилл продуцирует антибиотик пенициллин. Лечебные свойства пенициллина очень разнообразны, но особенно эффективен он при лечении гангрен, раневых инфекций, различных абсцессов.
Аспергилл имеет такое же строение вегетативного тела, как и пеницилл, но иногда образует обильный воздушный мицелий. Сам плесневой налет представлен в основном конидиеносцами. Верхняя часть конидиеносца вздувается, образуя округлый или овальный пузырь. На нем радиаль-но располагаются особые клетки, в форме бутылки, из узкого горлышка которых выходят округлые споры - конидии. Именно строение конидиеносца служит главным отличием аспергилла от пеницилла.
Некоторые виды аспергиллов токсичны. Ограниченное их число способно продуцировать антибиотики, но аспергилл не нашел широкого применения в микробиологии и медицине, как пеницилл. Зато он широко используется в промышленном биосинтезе как источник лимонной и щавелевой кислот, витаминов и различных ферментов.
В цитоплазме находятся от одного до нескольких ядер. Из органелл грибной клетки следует назвать митохондрии, лизосомы, вакуоли, содержащие запасные питательные вещества - волютин, липиды, гликоген, жиры.
Шляпочные грибы относятся к группе базидиалъпых грибов, названных так по типу образования спор. Их вегетативное тело представлено разветвленным клеточным мицелием. Из мицелия формируется плодовое тело, состоящее из шляпки и ножки. Оно образовано очень плотным переплетением гиф гриба. Нижняя поверхность шляпки может иметь либо пластинчатое (сыроежка, шампиньон), либо трубчатое (белый гриб, подберезовик) строение. Здесь формируются споры. С ложный процесс спорообразования происходит после окончания полового процесса. Созревая, споры высыпаются и, подхваченные ветром, могут разноситься на большие расстояния, заселяя новые субстраты. Спора прорастает в мицелий, он начинает ветвиться и расти равномерно во всех направлениях. Плодовые тела развиваются в молодых частях грибницы по ее окружности.
Под общим названием дрожжи объединяется целая группа сумчатых (высших) грибов, не имеющих разветвленного нитчатого мицелия, характерного для высших грибов, а существующих в виде раздельных одиночных клеток. Дрожжи растут и размножаются с очень большой скоростью. Способ их размножения - почкование, это вегетативное размножение, которое было уже охарактеризовано выше.
Наряду с практическим использованием дрожжей в хлебопечении и виноделии, основанном на процессе спиртового брожения, они нашли широкое применение в биологических науках, особенно генетике, как объекты исследования.
Однако не все грибы приносят пользу. Многие из них весьма вредны. Из них наиболее известны грибы-паразиты высших растений, которые приносят настолько ощутимый ущерб сельскому хозяйству, что борьбой с ним занимаются специальные государственные учреждения. Наука, занимающаяся изучением болезней растений, называется фитопатологией. Из грибов, вызывающих заболевания культурных растений, наиболее распространены ржавчина, головня и спорынья. Поселяясь в тканях злаков, они используют в пищу их клетки, угнетая растения, а вместо семян формируют органы спороношения - склероции у спорыньи, вызывающие тяжелые отравления, а в колосках, пораженных головней, образуется масса черных спор, придающих им обугленный вид. Хлебная ржавчина поражает листья и стебли злаков, образуя на них налет ржаво-красного цвета, подавляя развитие колосьев. Бороться с этими грибами очень трудно, поскольку они продуцируют массу мелких спор, легко разносимых ветром на большие расстояния. Самым перспективным методом борьбы является выведение сортов, устойчивых к поражению этими грибами.
Многие свойства грибов используются в хозяйственной деятельности человека. Из них добывают ферменты, используемые для переработки сырья, грубых кормов, разрушения остатков бумажных отходов, гидролиза белков и крахмала.
Есть грибы, продуцирующие ростовое вещество - гиберел-лин, которым обрабатывают растения с целью повышения их продуктивности. А значение антибиотиков, продуцируемых некоторыми видами пенициллина, трудно переоценить
