Содержание
Грибы — царство живых организмов
Грибы — это отдельное царство живых организмов, которые не являются ни растениями, ни животными. Они сочетают в себе признаки и тех, и других. Как растения, грибы неподвижны, имеют прочные клеточные стенки и способны укореняться в почве. В то же время они, как животные, питаются готовыми органическими веществами и могут запасать углеводы в виде гликогена.
Грибы бывают одноклеточными и многоклеточными. Царство этих живых организмов включает около 100 000 только описанных видов, а на самом деле, по оценкам ученых, их может быть 1,5 млн. Грибы не имеют хлорофилла и не могут сами вырабатывать органические вещества. Некоторые из них используют в пищу продукты распада растений и животных. Перерабатывая их, грибы повышают плодородие почвы. Другие грибы питаются за счет растений. Минеральные и прочие необходимые вещества они всасывают всей поверхностью тела. Количество таких грибов в почве огромно, поэтому и велика их роль в природе.
Жизненный цикл гриба
Большинство грибов растет на земле, пеньках или поваленных деревьях. Их скрытой корневой системой является мицелий, он и есть собственно гриб. Плодовое тело гриба состоит из ножки и шляпки. Именно в плодовом теле образуются споры — семена, необходимые для размножения гриба. Как раз плодовые тела мы во множестве собираем на лесных полянках.
Гименофор у грибов находится под шляпкой. У боровика он трубчатый, у лисички складчатый, у сыроежки пластинчатый, а у сморчка гладкий. Гименофор помогает различать грибы. Однако существует множество других способов.
Заглянув под шляпку, вы можете определить, с каким грибом столкнулись
Все ли грибы неподвижны?
На просторах России встречается удивительный гриб слизевик, или плазмодий, который может перемещаться. Эти грибы растут в лесу на различных растительных остатках. Ползая со скоростью примерно 1 см/ч, слизевики всем телом впитывают органические вещества распадающихся растительных тканей и поедают живые бактерии.
Через некоторое время из них начинают расти иногда очень красивые плодовые тела, где развиваются споры. Споры разносятся ветром. Попав в подходящие условия, они прорастают и начинают новую жизнь.
Слизевик фулиго известен еще под названием муравьиное масло
Грибы: вредные и опасные
Одним из самых ядовитых грибов является бледная поганка. Достаточно одного грибочка, чтобы отравить 4 человек
Ядовитые грибы иногда легко спутать со съедобными — это очень опасно. Кроме того, в природе широко распространены плесневые грибы. Их можно наблюдать на испорченных продуктах (хлебе или фруктах) в виде зеленоватого пушистого налета. Откуда же эта плесень могла взяться? Дело в том, что споры плесневых грибов присутствуют в воздухе практически повсюду. И если им удается попасть в благоприятные условия и получить доступ к питательным веществам, то плесень начинает очень быстро размножаться. Такие грибы могут нанести большой вред. Многие из них ядовиты и опасны как для человека, так и для животных.
Однако некоторые плесневые грибы приносят пользу — из них делают лекарства.
Мицелий гриба атакует человеческую клеткуЗаплесневевший апельсин есть уже нельзя
При грибковых заболеваниях у человека и животных поражаются клетки различных тканей. Организм при этом начинает бороться. Лимфоциты — клетки крови, отвечающие за иммунитет, — окружают вредоносных пришельцев и уничтожают их. Избежать грибковых заболеваний поможет соблюдение правил гигиены.
Лимфоциты разрушают грибки, поражающие кожу и волосы. Некоторые лимфоциты выделяют антитела, а фагоциты поедают клетки гриба
Чудо пенициллина
Во многих плесневых грибах есть вещества, подавляющие деятельность болезнетворных бактерий. Из них изготавливают лекарства — антибиотики. Первым антибиотиком был пенициллин, который в 1929 г. выделил британский бактериолог Александр Флеминг. В начале Второй мировой войны, в 1939—1941 гг., соотечественники Флеминга Хоуард Флори и Эрнст Чейн разработали методику получения стойкого пенициллина и наладили производство этого препарата в промышленном масштабе.
Так были спасены сотни тысяч людей, обреченных на смерть от последствий тяжелых ранений, воспаления легких и других заболеваний. У первых пациентов после введения пенициллина улучшение наступало очень быстро, потому что болезнетворные микроорганизмы еще не были приспособлены к борьбе с этим веществом. Но позднее в результате естественного отбора появились устойчивые к антибиотикам бактерии. Тогда были выделены и синтезированы новые антибиотики. Борьба антибиотиков с бактериями продолжается и в наши дни.
Первый пенициллин был очень эффективен, но бактерии приспособились к нему, и сегодня в мире выпускается множество других антибиотиков
Вопросы для самопроверки
- Почему грибы выделяют в отдельное царство?
- Как размножаются грибы?
- Какой вред приносят грибы?
Ответы
- Грибы одновременно напоминают и растения, и животных. Они растут в почве или на других поверхностях, как растения, но питаются органическими веществами, как животные.
- Они размножаются при помощи спор.
- Некоторые виды грибов портят продукты и вызывают грибковые заболевания у человека и животных.
Питание и дыхание грибов
Грибы — это в основном наземные (реже водные) организмы, тело которых состоит из одной (у дрожжей) или многих (у большинства) клеток. Грибы издавна относят к растениям. Такое назначение было сделано в 1753 году Чарльзом Линнеем, который при классификации живых организмов принял два основных критерия для разделения. Первое — это способность двигаться, а второе — чувствительность к раздражителям. Согласно его открытиям, систематики разделили всех известных ему существ на две основные группы: Царство растений (были организмы, нечувствительные к раздражителям и неспособные двигаться) и Царство животных (здесь были организмы, чувствительные к стимулам, которые могли двигаться независимо).
Поскольку методы исследования, доступные во времена Линнея, не позволяли более детально изучить строение грибов, известные в то время виды показали большое сходство с растениями (помимо вышеупомянутого также наличие клеточной стенки) было включено в их царство.
Только в начале 20 века благодаря новым техническим возможностям было показано, что грибы, в отличие от растений, не имеют хлоропластов, а значит, не осуществляют фотосинтез. С тех пор к ним относились как к растениям и животным и составляли отдельную группу, которой был присвоен ранг Грибного королевства (грибов). Шапочные грибы, то есть съедобные подберезовики, лисички, бабочки или несъедобные поганки, которые являются представителями базидиомицетов (наиболее развитая группа грибов), на самом деле составляют лишь небольшую часть всех представителей Царства грибов.
Питание и дыхание грибов
Питание:
У грибов нет хлоропластов, поэтому они не могут производить пищу самостоятельно. Следовательно, это непищевые организмы, которые органические вещества извлекают из окружающей среды. Пищеварительные ферменты, вырабатываемые грибами, выделяются за пределы мицелия, где они расщепляют органические вещества на более простые соединения, которые для них легко усваиваются (например, простые сахара).
Подавляющее большинство грибов — сапрофиты, а это значит, что их пища — это мертвые органические остатки. Некоторые грибы являются паразитами, которые получают органические соединения непосредственно от живых организмов (растений, животных или грибов), но ничего не дают взамен. Некоторые грибы получают пищу из клеток самоподдерживающихся водорослей, цианобактерий и растений, а взамен обеспечивают кров и воду. Значит, они симбиоты, сосуществующие с этими организмами.
Дыхание
Грибы получают энергию, необходимую для жизни, в результате аэробного или анаэробного разложения органических соединений, взятых из внешней среды. Анаэробное дыхание, осуществляемое дрожжами, также часто называемое ферментацией, широко используется людьми в пищевой промышленности. Большой выбор обворожительных проституток Питера – это то, чем выделяется этот сайт. Если вы мечтаете подобрать подходящую девушку для секс досуга, рекомендуем ознакомиться с уникальным перечнем страниц. Каждая из наших красоток согласится провести с вами ночь!
Что новообретённое Царство означает для Древа Жизни
Из Quanta Magazine ( найти оригинал здесь ).
Древо жизни только что получило еще одну крупную ветвь. Исследователи недавно обнаружили некий редкий и загадочный микроб, называемый гемастиготой, в комке почвы Новой Шотландии. Их последующий анализ его ДНК показал, что он не был ни животным, ни растением, ни грибком, ни каким-либо признанным типом простейших — что он фактически не попадает ни в одну из известных больших категорий для классификации сложных форм жизни (эукариот). Вместо этого этот размахивающий жгутиками чудак является первым членом своей собственной группы «надцарства», которая, вероятно, отделилась от других крупных ветвей жизни по крайней мере миллиард лет назад.
«Это результат, который вы надеетесь увидеть хоть раз в своей карьере», — сказал Аластер Симпсон, микробиолог из Университета Далхаузи, который руководил исследованием.
Несмотря на то, что это открытие о гемастиготах само по себе впечатляет, важнее то, что это лишь последнее (и самое глубокое) из тихо и неуклонно растущего числа основных таксономических дополнений.
Исследователи продолжают открывать не только новые виды или классы, но и совершенно новые царства жизни, поднимая вопросы о том, как они так долго оставались скрытыми и насколько мы близки к тому, чтобы найти их все.
Яна Эглит — аспирант Далхаузи, посвятившая себя открытию новых линий одноклеточных эукариот, называемых протистами. Во время прогулки по Новой Шотландии холодным весенним днем 2016 года она отступила от своих друзей, чтобы соскребать несколько граммов грязи в пластиковую трубку. (Такой импровизированный отбор проб почвы, по ее словам, представляет собой «профессиональную опасность».) Вернувшись в лабораторию, Эглит вымачивала свой образец в воде и в течение следующего месяца периодически рассматривала его в микроскоп в поисках признаков необычной жизни.
Однажды поздно вечером ее внимание привлекло что-то странное в образце. Удлиненная клетка, излучающая хлыстообразные жгутики, «неловко плавала, как будто не осознавая, что у нее есть все эти жгутики, которые могут помочь ей двигаться», — сказал Эглит.
Под более мощным прицелом она увидела, что это подходит под описание гемимастиготы, редкого вида протистов, которых, как известно, трудно культивировать. На следующее утро лаборатория была взбудоражена возможностью описать и секвенировать образец. «Мы бросили все, — вспоминает она.
Гемимастиготы представляют собой одну из немногих рамсфелдовских «известных неизвестных» линий протистов — умеренно хорошо описанных групп, положение которых на древе жизни точно неизвестно, поскольку их трудно культивировать в лаборатории и секвенировать. Протисты использовали особенности строения гемамастигот, чтобы сделать вывод об их близких родственниках, но их догадки были «отсеяны» на протяжении всего филогенеза», — сказал Симпсон. Без молекулярных данных такие линии, как гемастиготы, остаются сиротами неизвестного происхождения.
Но новый метод, называемый транскриптомикой отдельных клеток, произвел революцию в таких исследованиях. Это позволяет исследователям секвенировать большое количество генов только из одной клетки.
Гордон Лакс, еще один аспирант лаборатории Симпсона и эксперт по этому методу, объяснил, что для трудноизучаемых организмов, таких как гемастиготы, транскриптомика одиночных клеток может дать генетические данные качества, ранее зарезервированного для более распространенных клеток, делая более глубокие геномные данные. наконец возможны сравнения.
Команда секвенировала более 300 генов, и Лаура Эме, в настоящее время занимающая постдокторскую степень в Университете Упсалы, смоделировала эволюцию этих генов, чтобы вывести классификацию гемастигот. «Мы полностью ожидали, что они попадут в одну из существующих супергрупп», — пояснила она. Вместо этого члены лаборатории были ошеломлены, обнаружив, что гемастиготы нигде на дереве не помещаются. Они представляли свою особую родословную помимо полудюжины других супергрупп.
Чтобы понять, насколько эволюционно различается линия гемимастигот, представьте эукариотическое дерево, раскинувшееся перед вами на земле, в виде сужающегося набора путей, которые начинаются с мест для всех живых групп эукариот у ваших пальцев ног и сходятся далеко на расстоянии в наш общий предок.
Начав с вершины нашего млекопитающего, пройдите по тропе и вернитесь в историю, мимо развилки, где наша родословная расходилась от рептилий и птиц, мимо поворотов для рыб, морских звезд и насекомых, а затем еще дальше, за разделяющую нас грань. от грибков. Если вы обернетесь и оглянетесь назад, все разнообразные организмы, мимо которых вы прошли, попадут только в одну из шести супергрупп эукариот. Гемимастиготы все еще впереди, в своей собственной супергруппе, на пути, который никто другой не занимает.
Фабьен Бурки, биолог из Упсальского университета в Швеции, не участвовавший в этом исследовании, был рад такому результату, но не совсем удивлен. «Это немного похоже на поиск жизни на других планетах», — сказал он. «Когда мы наконец найдем его, я не думаю, что мы сильно удивимся, но это будет огромное открытие».
Берки, Симпсон, Эглит и многие другие также думают, что нам предстоит раскрыть гораздо больше древа жизни, в основном из-за того, как быстро оно меняется. «Древо жизни видоизменяется новыми данными.
Это действительно сильно отличается даже от того, что было 15 или 20 лет назад», — сказал Бурки. «Мы видим дерево с гораздо большим количеством ветвей, чем мы думали».
Относительно редко можно найти такое отличное происхождение, как гемастиготы. Но если вы спуститесь на уровень или два ниже по иерархии, до уровня простого царства — того, который охватывает, скажем, всех животных, — вы обнаружите, что новые основные линии появляются примерно раз в год. «Эта скорость не снижается», — сказал Симпсон. «Во всяком случае, это может быть ускорение».
Доступность более эффективных технологий секвенирования, таких как транскриптомика отдельных клеток, является частью того, что движет этой тенденцией у эукариот, особенно для известных неизвестных групп. Это позволяет исследователям собирать пригодную для использования ДНК из отдельных образцов. Но Эме предупреждает, что эти методы по-прежнему требуют острого взгляда опытных протистологов, таких как Эглит, «чтобы мы могли нацеливаться на то, на что хотим смотреть».
Другой вид секвенирования, называемый метагеномикой, может еще больше ускорить открытие. Теперь исследователи могут отправиться в поле, взять образец грязи с тропы или биопленку из глубоководного жерла и секвенировать все в образце. Загвоздка в том, что обычно это всего лишь фрагмент одного гена. Для бактерий и архей — организмов в двух других областях жизни, отличных от эукариот, — этого обычно достаточно для работы, и метагеномика стоит за недавними огромными открытиями, такими как археи Асгарда, огромный тип архей, совершенно неизвестный науке примерно до трех лет. много лет назад.
Но для эукариот, которые, как правило, имеют более крупные и сложные геномы, метагеномика представляет собой неприятный широкий способ отбора проб. Он раскрывает множество типов организмов, которые живут в окружающей среде, «но если у вас нет более крупной известной эталонной последовательности, очень сложно поместить эти разные вещи в эволюционную структуру», — сказал Берки. Вот почему, по словам Симпсона, большинство недавних, действительно глубоких эукариотических линий были обнаружены «старомодным» путем, путем идентификации странного протиста в лаборатории и выделения его для секвенирования.
«Но эти два метода дополняют друг друга и информируют друг друга», — сказал Симпсон. Например, теперь ясно, что гемастиготы появлялись в ранее опубликованных метагеномных базах данных. Тем не менее, «у нас просто не было возможности распознать их, пока у нас не было более длинных гемастиготных последовательностей, с которыми можно было бы их сравнить», — сказал он. Метагеномика может указать на потенциальные горячие точки неизвестного разнообразия, а более глубокое секвенирование может сделать метагеномные данные более значимыми.
Яркое будущее для исследователей, каталогизирующих разнообразие как в обычных, так и в необычных условиях. В то время как метагеномные инструменты позволяют нам исследовать экстремальные условия — например, отложения вблизи гидротермальных жерл, где были обнаружены археи Асгарда, — исследователи также могут находить новые линии у себя на заднем дворе. «Всю эту новую сверхцарственную родословную обнаружил во время похода аспирант, которому довелось собрать немного грязи», — сказал Бурки.
«Представьте, если бы мы могли сканировать каждую среду на Земле».
По словам Эме, по мере того, как ученые продолжают заполнять дерево, алгоритмы, используемые для добавления ветвей, будут становиться все более эффективными. Это поможет исследователям разрешить более глубокие, более древние разногласия в истории жизни. «Наше понимание того, как разворачивалась жизнь, все еще очень неполное, — сказал Бурки. Такие вопросы, как появление эукариот или как развился фотосинтез, остаются без ответа, потому что «у нас нет достаточно стабильного дерева, чтобы точно определить, где произошли эти ключевые события», — сказал он.
Помимо ответов на такие фундаментальные вопросы, таких исследователей, как Бурки и Эглит, мотивирует простая радость открытия. «Микробный мир — это широко открытая граница», — сказал Эглит. «Очень интересно исследовать то, что там находится».
Перепечатано с разрешения Quanta Magazine , редакционно-независимого издания Simons Foundation , чьей миссией является улучшение понимания науки общественностью путем освещения научных разработок и тенденций в математике, физических науках и науках о жизни.
The secret life of fungi: Ten fascinating facts
Published
Image source, Royal Botanic Gardens, Kew
Image caption,
Fungi come in all shapes and sizes
Хелен Бриггс
BBC News
Они повсюду вокруг нас, в почве, в наших телах и в воздухе, но зачастую они слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
Они дают лекарства и пищу, но также сеют хаос, вызывая болезни растений и животных.
Согласно первой большой оценке состояния грибов в мире, царство грибов жизненно важно для жизни на Земле.
Тем не менее, более 90% из примерно 3,8 миллионов грибов в мире в настоящее время неизвестны науке.
«Это такой интересный набор организмов, и мы действительно так мало о них знаем», — говорит профессор Кэти Уиллис, директор по науке Королевского ботанического сада в Кью, которая руководила отчетом.
«Это действительно странные организмы с самым причудливым жизненным циклом. И все же, когда вы понимаете их роль в экосистеме Земли, вы понимаете, что они лежат в основе жизни на Земле.»
Источник изображения, Королевские ботанические сады, Кью
Подпись к изображению,
Китай богат грибковыми ресурсами
Многие люди знакомы со съедобными грибами или плесенью пенициллина. Но у грибов есть ряд жизненно важных функций: от помощи растениям в извлечении воды и питательных веществ из почвы до лекарств, которые могут снизить уровень холестерина в крови или сделать возможным пересадку органов.
Грибы также обещают разрушать пластмассы и создавать новые виды биотоплива. Но у них есть и более темная сторона: уничтожение деревьев, посевов и других растений по всему миру, а также уничтожение животных, таких как амфибии.
Джекил и Хайд
Доктор Эстер Гайя, руководитель исследовательского проекта в Кью, изучающего разнообразие и эволюцию мировых грибов, говорит, что грибы немного похожи на доктора Джекила и мистера Хайда.
«Они могут быть одновременно и хорошими, и плохими», — говорит она. «Тот же грибок можно рассматривать как вредную вещь — он может быть плохим — но также может иметь большой потенциал и множество решений».
Отчет проливает свет на ряд пробелов в наших знаниях о группе организмов, которые могут содержать ответы на вопросы продовольственной безопасности. Царство грибов содержит одни из самых опасных патогенов сельскохозяйственных культур. Но грибы также перерабатывают питательные вещества и играют роль в регулировании уровня углекислого газа.
«Мы игнорируем грибки на свой страх и риск, — говорит профессор Уиллис. «Это королевство, к которому мы должны относиться серьезно, особенно в связи с изменением климата и всеми другими проблемами, с которыми мы сталкиваемся».
Источник изображения, Королевские ботанические сады, Кью
Image caption,
Существуют сотни видов съедобных грибов
Увлекательные факты о грибах
- Грибы — это отдельное царство, но они ближе к животным, чем к растениям
- В их клеточных стенках есть химические вещества, такие же, как у омаров и крабов
- Обнаружен грибок, способный разрушать пластик за недели, а не годы
- Имеются данные, свидетельствующие о том, что дрожжи — разновидность грибка — использовались для производства медовухи для алкогольных напитков еще 9000 лет назад
- Не менее 350 видов потребляются в пищу, включая трюфели, которые могут продаваться за тысячи долларов за штуку, творог, мармит и сыр
- Пластиковые автомобильные детали, синтетический каучук и лего производятся с использованием итаконовой кислоты, полученной из гриба
- 216 видов грибов считаются галлюциногенными
- Грибы используются для превращения отходов сельскохозяйственных культур в биоэтанол тысячи различных грибов в одном образце почвы, многие из которых неизвестны и скрыты — так называемые «темные таксоны»
Источник изображения, Королевские ботанические сады, Кью
Подпись к изображению,
Один только пенициллин имеет множество применений — в антибиотиках, противозачаточных пилюлях и производстве сыра
В докладе «Состояние грибов в мире» приняли участие более 100 ученых из 18 стран.