Отличия грибов растений и животных: Чем отличаются грибы от растений?

Различия между грибами и животными: что общего, чем отличаются

Как многие знают, всего существует пять царств живых организмов, к которым, помимо прочих, относятся животные и грибы. Эти два царства на самом деле имеют множество общих черт и различий, и в этой статье мы подробно их разберём.

Животные

Начнём с более «развитого» царства. В большинстве своём мир животных представлен ядерными многоклеточными организмами, хотя встречаются и одноклеточные (например, эвглена зелёная или инфузория). Животных относят к гетеротрофным организмам, а это значит, что всех их объединяет общий признак: они не могут производить органические соединения самостоятельно как это, к примеру, делают растения.

Всего в данное царство входит 35 групп организмов. Большинство животных также можно разделить на плотоядных, травоядных и всеядных, причислив каждый вид к тому или иному классу. Большая часть животных имеет способность самостоятельного передвижения в пространстве. Для этого класса характерна оогамия, при которой для развития нового организма необходима подвижная мужская половая клетка, сливающаяся с неподвижной женской.

Справка. В животном организме клетки образуют ткани и органы.

Грибы

Многие учёные считают, что первые грибы появились задолго до появления на планете животных и называют царство грибов самым древним из существующих. За время своего существования царство «обросло» количеством видов в полтора миллиона, каждый из которых можно причислить к одному из 36 классов. Изучением грибов и всего, что связано с ними занимаются учёные-микологи.

Справка. За время своей эволюции различные представители царства грибов «научились» выживать фактически где угодно: в безвоздушной среде и без света, без воды и даже внутри человеческого или животного организма, питаясь отмершими его тканями.

Несмотря на то что изучением грибов люди занимаются уже давно, достоверных сведений обо всех представителях царства получить до сих пор не удаётся. Впрочем, некоторые факты научному сообществу известны. К примеру, то, что большинство грибов не производят органику, а питаются готовыми соединениями, всасывая их в виде водного раствора.

Грибы, взаимодействующие с живым организмом, могут выступать не только, как паразиты (один организм питается за счёт другого), но и как симбионты (оба организма получают какую-либо выгоду от взаимодействия). Классическим примером «грибного» симбиоза является лишайник, растущий на деревьях.

Невозможно представить жизнь прошлого и современного человека без применения грибов, и речь идёт не только о гастрономических пристрастиях homo sapiens: грибы широко применяются в медицине, фармакологии, сельском хозяйстве, промышленности и т. д. К слову, обычные столовые дрожжи – это тоже своего рода грибы.

Справка. Полученные с питанием вещества грибы способны откладывать в себе в виде гликогена.

Первое время учёные относили грибы к классу низших растений, но всё больше и больше выявляемых различий (например, неспособность участия в процессе фотосинтеза) заставили светил науки вынести их в отдельное царство.

Примечательно, что для грибов характерно наличие так называемой ложной ткани, плектенхимы, которая формирует плодовое тело. Помимо того, что грибы могут питаться органическими веществами в виде твёрдого раствора, некоторые их виды способны также поглощать твёрдые частицы. Переоценить роль грибов в природе невозможно: они участвуют в огромном количестве биологических процессов, формируют состав почвы, используются не только животными, но и многими растениями для существования.

Что общего

Животных с данным царством роднит целый ряд признаков, среди которых можно выделить:

  • невозможность самостоятельно «производить» органические вещества для питания;
  • использование гликогена в качестве «запасного» питательного вещества;
  • присутствие в составе клеточной стенки хитина;
  • мочевина как один из продуктов метаболизма;
  • отсутствие в структуре клетки пластид, придающих характерный окрас представителям царства растений.

Справка. Одна грибная клетка может иметь несколько ядер, у некоторых видов это число достигает 30.

В чём разница между грибами и животными

Как бы странно ни звучал этот вопрос, попытаемся ответить на него развёрнуто. Несмотря на довольно большие сходства в вопросе питания, пищу представители рассматриваемых нами царств получают и обрабатывают абсолютно разными путями: у животных имеется сложная пищеварительная система, «прогоняющая» пищу через несколько этапов и обеспечивающая «отвод» ненужных отходов из организма.

Ещё одним очевидным отличием можно назвать способность животных вести активный образ жизни и свободно передвигаться в пространстве. Представители же грибного царства могут «перемещаться» только в виде спор, но даже при этом перемещение не происходит самостоятельно. Кроме того, животным организмам недоступен бесполый тип размножения: они плодятся только половым путём либо вегетативным.

Всё это – лишь самые значительные отличия двух рассматриваемых нами царств.

Эти загадочные грибы | Статья в журнале «Юный ученый»


 


Какое увлекательное занятие — собирать в лесу грибы! Бывало, идешь по берёзовой роще и видишь, как в траве притаился гриб с коричневой шляпкой и мясистой белой ножкой. Это боровик. Достанешь из кармана перочинный нож, срежешь аккуратно, чтобы не повредить грибницу, и положишь в корзину. А глядишь рядом еще два стоят по меньше. Вот такая «тихая» охота.


Грибы — это уникальные царство живой природы, объединяющее эукариотические организмы, сочетающие в себе некоторые признаки как растений, так и животных. Царство грибов — одна из самых больших и процветающих групп организмов. В настоящее время известно около 100 тыс. видов грибов Грибы изучает наука микология, которая считается разделом ботаники, поскольку ранее грибы относили к царству растений.


 


Таблица 1


Отличия грибов от растений и животных




От животных


От растений


1. Неограниченны рост


2. Поглощение пищи путем всасывания


3. Размножение с помощью спор


4. Наличие клеточной стенки


5. Отсутствие способности передвигаться


1. Гетротрофный способ питания


2. Запасательное питательное вещество-гликоген


3. Наличие в клеточных стенках хитина


 


Сложно представить, что плесень на пищевых продуктах и гриб, растущей в лесу — родственники. Давайте разбираться. Итак, грибы — это низшие гетротрофные споровые организмы. Тело грибов представлено грибницей, состоящим из тонких нитей-гифов. Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, в состав которой входит хитин. Пищеварение у них наружное — они выделяют гидролитические ферменты, расщепляющие сложные органические вещества, и всасывают продукты гидролиза всей поверхностью тела.


 


Таблица 2


Группы грибов по типу питания.




Симбионты


Паразиты


Сапрофиты


Вступают во взаимовыгодное отношение с растениями в форме микоризы (растение снабжает гриб углеводами, аминокислотами и фитогормонами, а гриб в свою очередь обеспечивает растение большей поверхностью всасывании воды, выполняя функцию корневых волосков


Используют другие организмы в качестве пищи, не принося хозяину никакой пользы


Питаются органическими веществами, которые не входят в состав живых клеток, никому не приносят вреда. Некоторые из них могут осуществлять брожение.


 


Большинство грибов размножаются как половым, бесполым и вегетативным путем. При половом размножении происходит слияние мужских и женских гамет. При оплодотворении происходит образование ооспоры — это зигота, которая покрывается толстой оболочкой, некоторое время проводит в состоянии покоя, после чего прорастает.


Бесполое размножение идёт посредством спор. В зависимости от способа образования различают эндогенные и экзогенные споры. Эндогенные споры характерны для низших грибов. Образуются внутри особых клеток, называемых спорангиями. Экзогенные споры имеются у высших и у некоторых низших грибов. Образуются на вершинах или сбоку специальных гиф — конидиеносцев.


Также грибы размножаются вегетативным способом: частями мицелия, почкование гиф или отдельных клеток.


Грибы делятся на следующие отделы: высшие, низшие и несовершенные грибы.


 


Таблица 3


Отделы грибов




Высшие грибы


Низшие грибы


Несовершенные грибы


Это царство грибов, которое включает следующие классы: Аскомицеты (сморчки, строчки, трюфели: споры, образуются в сумках-асках) и Бази-диомицеты (почти все шляпочные: боровики, сыроежки, опята, мухоморы


Это одноклеточные грибы, тело которых состоит из одной много-ядерной клетки. Низшие грибы делятся на классы Хитридиомицеты (черная ножка капусты), Оомицеты (клеточная стенка состоит из целлюлозы и глюкана (фитофтора), Зигомицеты(серые, черные плесени (мукор, ризопус) отдел включает в себя хищные грибы, обладающие клейкими гифами и ловчими кольцами и питающиеся простей-шими, нематодами и мелкими личин-ками насекомых)


Дейтеромицеты — это не таксономическая группа грибов, ранее считавшаяся полно-ценным отделом, однозначно отли-чающаяся от всех других грибов, представители которых обычно имеют общих предков.


 


В быту грибами обычно называются именно высшие грибы, которые в свою очередь делятся на съедобные и несъедобные. Съедобные грибы — это трюфели, боровики, сыроежки, опята, которые можно употреблять в пищу. Несъедобные — это мухомор, бледная поганка, ложные опята и др. Употребление их в пищу человеком опасно для здоровья. Хотя некоторые животные могут употреблять, например, мухоморы без риска для жизни. Также существует еще одна категория — грибы-паразиты; это гриб-трутовик и чага. Их можно встретить на деревьях, последний произрастает на березе и широко используется в лекарственных и сувенирных целях.


Рис. 1. Высшие грибы (Боровик)


 


Низшие грибы- можно разделить на дрожжевые и плесневые грибы.


К дрожжевым можно отнести грибы, чьи клетки имеют микроскопические размеры (около 5 мкм) и почкуются, образуя подобие колоний. Дрожжи обычно не образуют мицелия. Форма дрожжевых клеток шарообразная. В природе дрожжи широко распространены и обитают на субстратах, богатых сахарами, питаясь нектаром цветов, соками растений и пр. Дрожжевые грибы могут жить в почве и воде, в кишечнике животных. К ним относятся кандида, пекарские, винные и прочие дрожжи.


Рис. 2. Дрожжевые грибы


 


Плесневые грибы или микромицеты имеют вегетативное тело которых образовано тончайшим, сильно разветвлённым, не септированным (не содержащим перегородок) многоядерным мицелием (грибницей), но без образования крупных, легко видимых невооружённым глазом, плодовых тел. Считается что одними из первых обитателей нашей планеты являлись плесневые грибы. Удивительно, но они способны и лишать людей жизни, и наоборот — спасать от смерти. Все «плесени» очень хорошо распространены в природе и развиваются практически повсеместно. Громадные колонии плесневых грибов растут при высокой температуре и повышенной влажности, причем, их рост совсем не ограничен условиями наличия или отсутствия пищи, их как раз отличает неприхотливость к среде обитания. Это грибы, такие как аспергилл (чёрная плесень), ботритис (благородная гниль), пеницилл (благородная плесень), мукор.


Рис. 3. Плесневые грибы


 


Польза грибов. Плодовые грибы служат продуктом питания. Они содержат белки, углеводы (микоза и гликоген), минеральные вещества, например, калий, магний, кальций, а также витамин А, С, D. Грибы используют в пивоварении, виноделии, хлебопечении, сыроделии. Некоторые грибы исползают для получения антибиотиков: пенициллина, эритромицина, тетрациклина.


Вред грибов. Несмотря на полезные качества грибов, некоторые из них могут принести огромный вред живым организмам. Грибы замедляют выделение желудочного сока из-за большого содержания хитина, в результате чего может ухудшаться переваривание самих грибов, поэтому грибы считаются тяжелой пищей. Так же они, как губка, могут всасывать в себя вредные вещества. Они поглощают их из почвы, воды, воздуха. Поэтому не рекомендуется собирать грибы на территориях промышленных предприятий, вблизи автомагистралей, железных дорог и пр. Кроме того, существуют ядовитые грибы, которые могут вызвать серьезные отравления, а некоторые привести к летальному исходу. К таким грибам относятся — бледная поганка, мухомор весенний, строчок обыкновенный, свинушка тонкая, зеленушка. И это малый список особо опасных для человека грибов.


Среди одноклеточных грибов встречается немало врагов человеку и растениям. Некоторые виды плесени выделяют токсичные вещества — микотоксины, способные нанести вред здоровью людей и животных. Споры проникают в организм человека через вдыхаемый воздух, поверхность кожи или проглатываются вместе с пищей. Чаще всего под удар попадают органы дыхания: плесень является причиной легочного аспергиллеза, нередко заканчивающегося летально, микогенной аллергии, трудно поддающейся лечению, бронхиальная астма, экзогенный аллергический альвеолит. Еще один недоброжелательный гриб по отношению к человеку это дрожжеподобный грибок рода Кандида, который может годами находится в организме человека и никак себя не проявлять, но при снижении иммунитета вызывает серьезные системные поражения. Кандидоз может поражать кожу и слизистые и называться поверхностным, а может проникать в самые нижние слои эпителия и попадать в кровь, тогда он станет инвазивным кандидозом.


Грибы существую огромное количество лет на нашей планете и вот интересные факты о них:


                    Грибы старше динозавров


Доказан тот факт, что грибы существовали 400 миллионов лет назад, то есть, задолго до появления динозавров. Они являются одними из древнейших обитателей планеты, наряду с папоротниками. Но если гигантские папоротники, сохранившиеся с того же периода, значительно измельчали, то грибы, приспосабливаясь, видоизменялись и, похоже, все эти виды существуют и сейчас.


                    Грибы и радиация


Микроскопические грибки, растущие на руинах взорвавшегося реактора Чернобыльской АЭС, развили у себя возможность усваивать энергию радиации, подобно тому, как растения используют солнечный свет. Это явление называется радиостимуляция грибов — феномен ускорения метаболизма ряда микроскопических грибков при воздействии на них ионизирующего излучения.


‒                    Грибы передвигаются


К «ходячим» грибам относится Плазмодий, обитающий в средней полосе России. Гриб этот не имеет ножки и по своему виду напоминает съёжившуюся медузу. Он полупрозрачен и студенист. Передвигается, переваливаясь с боку на бок. Скорость невысока, но попасть в более подходящее место за несколько дней сможет, иногда даже на пень забирается.


‒                    Грибы-целители


В 1940 году А. Флемминг из дрожжевых грибов выделил пенициллин, открыв эру антибиотиков. До этого времени люди не имели подобных лекарств и человек мог погибнуть от любой царапины. Метод производства антибиотика был усовершенствован, и с 1952 года сравнительно дешевый пенициллин стал применяться практически в мировых масштабах. Сегодня его модификации повсеместно используются для лечения тяжелых заболеваний.


‒                    Грибы светятся в темноте


Некоторые грибы имеют светящиеся грибницы. Например, опёнок осенний, растущий на трухлявых пнях. При этом грибница густо пронизывает пен. В темноте можно увидеть, как гнилушки светятся — фосфоресцируют. Это зрелище раньше очень пугало людей, которые приписывали данное явление мистическим персонажам. Что интересно — мерцание таких огней напоминает передвижение живых существ.


                    Грибы обладают чудовищной «пробивной» силой


Эта сила такова, что гриб способен пробить даже мрамор. Когда он растет, его давление может достичь 7 атмосфер, что соответствует давлению в шинах десятитонного самосвала. Именно по этой причине, казалось бы, такая мягкая грибная шляпка способна пробивать не только бетон или асфальт, но и такие твердые поверхности как железо и мрамор.


                    Гриб является самым большим живым существом на планете


Огромный гриб был найден в 1985 году в США, в штате Висконсин. Весило это чудо 140 килограммов и имело обхват в два метра. Однако это всего лишь видимая часть гриба. А вот в другом американском штате (Орегон) была найдена грибница, которая занимала площадь в 900 гектаров. Ее вес составлял несколько сотен тонн!


                    Грибы, интеллект и память


В 2000 году японский учёный по имени Тошуки Накагаки провел эксперимент. В университетской лаборатории Хоккайдо он создал маленький лабиринт. К входу в лабиринт он поместил небольшой кусочек плесневого гриба Physarum polycephalum, а к выходу кубик рафинированного сахара. Через 4 часа грибные паутинки полностью заполнила лабиринт, а спустя еще нескольких часов паутинка нашла путь к сахару. На втором этапе эксперимента ученый отщипнул крохотный кусочек паутинки от гриба, который участвовал в опыте, и поместил его в начало аналогичного лабиринта с кубиком сахара на выходе. Сразу после начала эксперимента начались чудеса. Паутинка мгновенно пустила два отростка, которые начали стремительно расти: первый проложил идеальный путь без единого лишнего поворота к сахару, а второй просто вскарабкался на стену лабиринта и пересек его по прямой линии по потолку, не теряя времени на блуждания к цели. Ученый сделал вывод что грибы обладают памятью и интеллектом, т. к. прохождение лабиринта было осуществлено без ошибок.


Несмотря на то, что грибы существую много миллионов лет, изучаются человеком очень давно, они таят в себе еще немало тайн и секретов, которые нам еще предстоит изучить.


 


Литература:


 


  1.                О.Ч Мазур, Т. В. Никитинская Билогия (Наглядный школьный курс: удобно и понятно), 2018. стр.50–51

  2.                Колесников С. И. Биология. Большой справочник для подготовки к ЕГЭ и ОГЭ. Справочное пособие. 2017. стр. 301–303

  3.                http://gribnikoff.ru/articles/fakty-o-gribah/dvadtsat-faktov-o-gribah/

Более глубокое погружение в грибы

Я уже рассказывал о грибах. См. «Увеличение изображения грибов» и «Лишайниковые леса». Однако эти статьи касались только поверхности. В этом посте я собираюсь погрузиться немного глубже, исследуя то, что мы знаем (или подозреваем) об эволюции грибов и их взаимоотношениях с другими формами жизни.

Просто чтобы освежить вашу память, вот небольшой отрывок из моего первого поста на эту тему:

…грибы — это отдельное царство жизни — как царство животных или царство растений. К ним относятся дрожжи, плесень и грибы. Собственно, гриб — это всего лишь плодовое тело (репродуктивная часть) родственного ему гриба. Основное тело состоит из очень тонких нитей, называемых гифами (сингулярные гифы). Эти гифы спрятаны в субстрате, то есть в почве, в древесине или где-то еще, на котором растет гриб. В совокупности гифы образуют разветвленную сеть, называемую мицелием (множественное число мицелий). 1

В этом отрывке я упомянул, что грибы — это царство. Конечно, царство — это способ группировки живых существ. Но как именно определяется царство? Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется немного углубиться в таксономию.

Сферы жизни и происхождение эукариот 2 3

Биологическая таксономия – практика и наука о классификации живых существ – постоянно меняется. Это не потому, что с наукой что-то изначально не так. Наши системы классификации — это инструменты — способы описания и отслеживания организмов, о которых мы говорим. По мере того, как мы узнаем больше, мы совершенствуем наши инструменты. 4

В современной таксономии высшим таксономическим уровнем является домен. Вся жизнь делится на три домена: Бактерии , Археи и Эукариоты . Бактерии, как вы, наверное, знаете, одноклеточные организмы. Археи также являются одноклеточными организмами. Они очень похожи на бактерии, но совершенно разные генетически. И бактерии, и археи являются прокариотами . То есть в их клетках отсутствует ядро.

Организмы, клетки которых до содержат ядро, составляют третий домен, эукариоты. Назначение ядра — заключать в себе ДНК организма, изолируя ее от остальной части клетки. Это защищает весь этот драгоценный генетический материал от повреждения сложными химическими реакциями, происходящими вне ядра.

Ядро — не единственная органелла (специализированная мембраносвязанная субъединица), встречающаяся в эукариотической клетке. Есть много других. Например, есть важнейшие митохондрии — знаменитые «электростанции» клетки. Митохондрии появились, когда какой-то одноклеточный организм — возможно, архея — поглотил бактерию. Возможно, он пытался съесть бактерию. Или, возможно, бактерия была паразитом и пыталась питаться. В любом случае, что-то пошло не так (или правильно, в зависимости от вашей точки зрения). Ни одна клетка не могла съесть другую. Вместо этого они оба выжили, а меньшая клетка продолжала жить внутри большей. Меньшая клетка даже воспроизводилась внутри большей клетки. И когда сама более крупная клетка в конце концов размножилась путем деления надвое (деление), часть потомства бактерии оказалась в обеих новых клетках.

В течение миллионов лет более мелкие клетки эволюционировали, чтобы специализироваться на производстве энергии, в то время как более крупные клетки эволюционировали, чтобы выполнять все остальные функции — передвижение, поиск пищи и т. д. Другими словами, более мелкие клетки стали митохондриями, а более крупные клетки стали эукариотами.

Вероятно, следующей самой известной органеллой является хлоропласт. В основном они содержатся в растениях. Хлоропласты имеют сходное с митохондриями происхождение, за исключением того, что все они произошли от захваченных цианобактерий. Цианобактерии являются фотосинтезирующими, поэтому они стали специализироваться на улавливании энергии солнечного света, которую они передают клетке-хозяину.

Таким образом, есть три домена, два домена прокариот и один домен эукариот. Следующее филогенетическое дерево 5 иллюстрирует это.

Филогенетическое дерево, показывающее три домена жизни
Источник: Институт астробиологии НАСА, найдено в статье
Автор: Эта векторная версия: Эрик Габа (Стинг, фр: Стинг), Черкаш
Разрешение: Общественное достояние

Шесть королевств Жизнь (или пять, или семь, или четыре, в зависимости от того, кого вы спросите) 6 7

Вторым по величине таксономическим уровнем является королевство. В то время как количество доменов в значительной степени согласовано, количество королевств немного висит в воздухе. Карл Линней (1707–1778), изобретший первую современную систему таксономии, признавал только два царства — растения и животные. (На самом деле он включил третье царство — минералы, — но этим особо никто не пользовался.)

Позднее, когда были обнаружены микроскопические организмы, они были отнесены к третьему царству. Еще позже, когда биологи узнали больше о том, чем живые организмы отличаются друг от друга, были введены другие системы с четырьмя, пятью, шестью и даже семью царствами. Сегодня количество королевств зависит от того, с кем вы разговариваете, а некоторые ученые хотят вообще отказаться от этого термина. Таким образом, мы, вероятно, должны рассматривать «царство» как неофициальный термин, используемый скорее для удобства, чем по какой-либо строгой научной причине. Для наших целей не имеет большого значения, какое из более современных определений мы используем, поэтому я выберу то, которое популярно здесь, в Соединенных Штатах. 8

The six kingdoms are (for our purposes):

  • Bacteria
  • Archaea
  • Protozoa
  • Chromista
  • Plantae
  • Fungi
  • Animalia

As we’ve already seen, the first two of these kingdoms — Бактерии и археи — состоят из одноклеточных прокариотических организмов; Protozoa и Chromista — одноклеточные эукариоты; Plantae и Animalia (растения и животные) — многоклеточные эукариоты; и грибы — это эукариоты, которые в основном многоклеточные, но включают некоторые одноклеточные типы.

Зачем грибам свое царство 9 10

Долгое время грибы относились к царству растений. Вероятно, это потому, что, как и растения, они в основном сидячие организмы. То есть они не двигаются. Однако, когда во второй половине 20-го века генетические инструменты начали применяться сами по себе, ученые проанализировали генетический код грибов и обнаружили, что они не только сильно отличаются от растений, но и более тесно связаны с животными!

Давайте рассмотрим некоторые важные различия между растениями, животными и грибами.

Самая очевидная разница заключается в том, как они зарабатывают на жизнь. Большинство растений фотосинтезируют. Они преобразуют световую энергию солнца в химическую энергию, которую хранят и используют в качестве топлива. Животные не могут приготовить себе еду. Они должны получать его от других организмов. Они делают это, поглощая организмы или части организмов или их останки. Другими словами, они едят всякую всячину. Внутри своего тела животные используют пищеварительные соки для расщепления этого органического вещества на полезные питательные вещества.

Как и животные, грибы не производят себе пищу. В отличие от животных, они не расщепляют пищу внутри своего тела. Вместо этого они выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду. Эти ферменты расщепляют органические вещества в окружающей среде, и грибы поглощают переваренные извне питательные вещества.

Помимо этого фундаментального различия в поведении существуют структурные различия. Мембраны клеток животных содержат холестерин, тогда как мембраны клеток грибов содержат эргостерол и некоторые другие полимеры. У животных нет клеточных стенок (жестких, толстых слоев, покрывающих мембраны). У растений и грибов есть клеточные стенки, но растения используют целлюлозу для их жесткости, а грибы используют хитин. 11

Ученые обнаружили, что у растений отсутствуют последовательности генов, необходимые для развития животных; у животных отсутствуют последовательности генов для развития растений; а грибы не имеют ни одной из последовательностей развития растений или животных. Эти находки подчеркивают фундаментальные различия между тремя царствами. Конечно, эти различия не возникли в одночасье. В какой-то момент три ветви жизни должны были отойти друг от друга. Подробнее об этом чуть позже.

Анатомия гриба 12

Давайте отвлечемся от таксономии и поговорим об анатомии. Поскольку большинство грибов растут в виде гиф, мы сосредоточимся на этих типах. На следующем изображении показан вид Penicillium с маркировкой различных частей.

Penicillium sp.
Автор: Penicillium_labeled.jpg: Y_tambe
Производная работа: Adrian J. Hunter (обсуждение)
Этот файл был  извлечен  из другого файла
: Penicillium labeled.jpg
Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic, 2.0 Generic и 1.0 Generic.

Вот легенда к изображению:

  1. гифа — Тонкая нить. Паутина этих гиф представляет собой мицелий.
  2. конидиофор – «специализированная ветвь гиф некоторых грибов, производящая конидии» 13
  3. фиалид – колбовидный выступ расширенной части верхушки конидиеносца.
  4. конидии – Бесполые споры (единственные конидии).
  5. перегородки – Стенки, которые делят гифы на отсеки.

Гифы бывают двух видов – септированные и ценоцитарные. (Конкретный гриб будет иметь один или другой тип, но не оба.) Септированные гифы разделены на отсеки своими перегородками. Каждый компартмент имеет одно или несколько ядер. Септы имеют поры, которые позволяют части содержимого проходить между отсеками. Иногда это даже включает ядра. Ценоцитарные гифы не имеют компартментов, поэтому деления на клетки нет. По этой причине их иногда называют 9.0015 многоядерные суперклетки .

На следующей диаграмме показано увеличенное изображение кончика септированной гифы.

Ячейки на кончике гифы
Автор: AHiggins12
Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Я не буду включать легенду для различных частей. В основном это обычные вещи, найденные в типичной камере. Однако, если вам нужны подробности, вы можете щелкнуть здесь, чтобы перейти к статье в Википедии.

Наиболее важной частью схемы является перегородка, обозначенная цифрой 2.

Репродукция 14

Размножение у грибов усложняется, и между видами существует множество различий. По сути, грибок может размножаться половым или бесполым путем. Бесполое размножение может происходить либо за счет вегетативных спор (конидий), либо за счет фрагментации мицелия. Фрагментация мицелия как раз и означает, что часть мицелия отрывается и вырастает в отдельный гриб. Спора – это особая клетка, которая может развиться в клон гриба. Прелесть спор в том, что их легко рассеять. Некоторые грибы производят грибы, которые в основном представляют собой специализированные структуры для распространения спор. 15

Половое размножение у грибов сложное, запутанное и увлекательное. Я не буду вдаваться в подробности, так как это не совсем относится к тому, что я хочу здесь осветить, но, по сути, когда встречаются гифы из двух разных мицелиальных сетей, они сливаются, обмениваясь генетическим материалом. Сросшиеся гифы продолжают разветвляться и рекомбинировать, образуя больше мицелия и, в конечном итоге, производя споры, содержащие скрещенный генетический материал. В отличие от большинства животных, грибы не имеют пола как такового. Вместо них типы сопряжения . Согласно Википедии, типы спаривания — это «микроорганизмы, эквивалентные полу у высших организмов». Организм может иметь два типа спаривания, и только организмы разных типов способны успешно спариваться, но, вероятно, не будет очевидно, какой из типов должен быть «самкой», а какой — «самцом». Таким образом, различные типы обычно обозначаются буквами, цифрами или просто «+» и «-». Разные группы грибов имеют разные наборы типов спаривания, а в некоторых группах вообще нет типов — любой член группы может спариваться с любым другим членом. 16 17

Ископаемые и молекулярные данные об эволюции грибов 18 19

У нас не так много окаменелостей грибов, но они есть. То, что мы знаем об эволюции грибов, основано на нескольких имеющихся у нас окаменелостях в сочетании с генетическими исследованиями.

Самые ранние окаменелости, демонстрирующие некоторые типичные черты грибов, очень старые — они датируются примерно 2,4 миллиарда лет назад. Это были обитающие на дне океанские организмы с нитевидными структурами, напоминающими гифы. Эти структуры, как и гифы, были способны рекомбинировать, образуя сеть.

В 2020 году были опубликованы две интересные статьи о возможных окаменелостях грибов. В первом исследовании, опубликованном в Nature , изучается окаменелость возрастом примерно один миллиард лет из канадской Арктики, которая может быть окаменелостью микроскопического гриба. Тесты, проведенные на этой окаменелости, показали наличие хитина, в то время как те же тесты не выявили признаков целлюлозы. Морфология (форма) окаменелости наводила на мысль о гифах с перегородками и терминальными спорами. Хотя это и не окончательно, это, безусловно, похоже на грибок. 20

Во втором исследовании, опубликованном в Science Advances , использовался более строгий набор химических тестов для изучения окаменелости из Демократической Республики Конго, возраст которой составляет от 810 до 715 миллионов лет. Окаменелость демонстрирует переплетение нитей, и в исследовании использовались три различных метода, чтобы показать, что нити содержат хитин на внешней стороне. Не многие организмы производят хитин, а из тех, что производят, только грибы образуют сетку, которую демонстрирует это ископаемое. 21

Исследования 2009 года использовали сравнение скорости эволюции в близкородственных группах, чтобы оценить происхождение грибов от 760 до 1060 миллионов лет назад (млн лет назад). Эти первые грибы, вероятно, были водными и оставались водными на протяжении палеозойской эры, 542–251 млн лет назад. Возможно, они были похожи на современных хитридов. Хитриды (подраздел Chytridiomycota ) — одноклеточные грибы. Они необычны среди грибов тем, что у них есть подвижные клетки, называемые зооспорами, которые перемещаются с помощью задней хлыстообразной структуры (жгутика).

Обратите внимание, что это, кажется, противоречит тому факту, что ископаемые организмы, упомянутые ранее, уже демонстрировали сети филаментов. Хотя на самом деле это не противоречие. Грибы могли возникнуть как одноклеточные хиридоподобные организмы, которые в этот период времени эволюционировали в многоклеточные сетчатоподобные формы. Наряду с ними продолжали бы существовать одноклеточные разновидности. Фактически, филогенетические исследования показывают, что большинство грибов потеряли жгутик в начале своей эволюционной истории, а у большинства современных видов его нет.

Потеря жгутика могла быть адаптацией к наземной или полуназемной жизни. То есть все ранние водные грибы были одиночными клетками со жгутиками и превратились в многоклеточные организмы без жгутиков только при переходе на сушу. Из того, что я могу сказать, неясно, в какой именно среде жили организмы в двух исследованиях 2020 года. Возможно, они жили на краю водоема или на очень мелководье.

Последний общий грибковый предок

Что я действительно хотел бы знать, и причина, по которой я начал исследовать этот пост, так это то, как все началось. От какого организма произошли грибы? Другими словами, каким был последний общий грибковый предок (LCFA) ?

Согласно Википедии, сестринская группа или сестринский таксон «включает ближайших родственников другой данной единицы в эволюционном дереве. 22 Это важная концепция, потому что, если две близкородственные группы имеют какую-то общую характеристику, вполне вероятно, что они унаследовали ее от последнего общего предка двух групп. Поэтому, если мы сможем найти сестринскую группу грибов, это даст нам важные подсказки относительно того, на что, должно быть, были похожи LCFA.

Найденная мной статья, опубликованная в 2019 году, 18  предложила несколько увлекательных идей ранней эволюции грибов. Согласно этой статье, родственной группе Fungi является Nucleariida . Это группа амеб, которые обычно встречаются в морской среде. Как упоминалось ранее, грибы, по оценкам, возникли от 760 до 1060 млн лет назад. Это было задолго до того, как жизнь начала колонизировать землю. Эти два факта вместе указывают на водное происхождение грибов. Большинство современных линий грибов являются наземными; однако генетические исследования показали, что все наземные грибы образуют монофилетическую группу, то есть все они произошли от одного предка. Исследования также показывают, что жгутик был потерян только один раз. Другими словами, одна линия грибов вторглась на землю, потеряла в процессе жгутики и превратилась в мицелий.

Кратко о происхождении грибов

Я нашел ряд научных статей, в которых обсуждалось происхождение грибов. Попытка разобраться во всех деталях в этих статьях и представить результаты в ясной и лаконичной форме оказалась довольно трудной. Но после нескольких неудачных попыток я наткнулся на веб-сайт (который вы можете просмотреть, нажав здесь), который дает хорошее резюме.

Согласно
на этом участке животные, многие одноклеточные эукариоты и грибы составляют
супергруппа под названием Opisthokonta  в пределах
Эукария. Все одноклеточные организмы этой группы имеют один жгутик.
(хлыстообразная нить) на заднем конце клетки. Этот жгутик используется для
движение. Хотя большинство грибов в какой-то момент своего существования потеряли жгутики.
эволюционной истории, и у большинства животных клеток их нет, есть некоторые
пережитки. Сперматозоиды животных еще имеют жгутики, а подвижные гаметы и
споры некоторых видов грибов тоже.

Опистоконта
подразделяется на две группы: Голозоа ,
который включает животных и их родственников, и  Holomycota , который производится
грибов и их родственников. Обе группы включают некоторые примеры
одноклеточные виды, поэтому вполне вероятно, что многоклеточность эволюционировала
независимо в двух группах.

Ближайшими современными родственниками животных являются хоанофлагелляты , группа свободноживущих одноклеточных и колониальных эукариот, обладающих задними жгутиками. Считается, что животные произошли от чего-то подобного этому. На самом деле губки, одни из самых примитивных животных, имеют клетки, сильно напоминающие хоанофлагелляты.

Хоанофлагелляты и хоаноциты
Клетки хоанофлагеллят очень напоминают клетки хоаноцитов губки. Биение жгутиков этих клеток в губке протягивает через нее воду.
Автор: Кларк М.А., Чой Дж. и Дуглас М.
Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International.

Грибы, с другой стороны, наиболее тесно связаны с отрядом одноклеточных эукариот, называемым Nucleariida . (Возможно. См. следующий раздел) Это амебоподобные организмы, у которых вытягиваются нитевидные псевдоподии, 23  , который они используют, чтобы передвигаться, а также обнаруживать и потреблять пищу. Согласно этому веб-сайту, основное различие между грибами и нуклеароидами заключается в том, что у всех грибов есть хитин в клеточных стенках, а у нуклеаридов его нет. Это говорит о том, что у последнего общего предка Holozoa и Holomycota, вероятно, был хитон в клеточных стенках, но эта характеристика была утрачена в нуклеарной линии.

Nuclearia thermophila  (заказ Nucleariida )
Автор: ja:Пользователь:NEON / Пользователь:NEON_ja
Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 2.5 Generic.

Другая возможность

Идея о том, что нуклеариды являются ближайшими родственниками грибов, меня не устраивает. Я не понимаю, как вы переходите от тонких ложноножек к жгутикам. Они кажутся очень разными вещами. В другой статье, 24 , опубликованной в 2018 году, приводятся доводы в пользу другой сестринской группы — типа Aphelida . Афелиды – паразиты водорослей. Афелида начинается как свободно плавающая одиночная клетка с задним жгутиком. Когда эта клетка вступает в контакт с клеткой водоросли, она прикрепляется к ней и образует кисту. Киста вырастает в трубку, которая проникает в клеточную стенку хозяина и впрыскивает ее содержимое. Афелид питается цитоплазмой клетки-хозяина, разрастаясь и производя дополнительные ядра, пока полностью не заполнит клетку-хозяина. В этот момент афелиды делятся на подвижные споры, которые разрывают клетку-хозяин и расходятся, чтобы найти новых хозяев. 25  В документе сообщается о генетическом исследовании, предполагающем, что грибы произошли от предка, похожего на афелиду, возможно, также паразитирующего на водорослях. Афелиды являются фагоцитами, то есть они поглощают свою пищу. Каким-то образом в ходе эволюции в грибы этот афелидоподобный предок, должно быть, перешел от фагоцитоза к осмоцитозу — выделению пищеварительных ферментов в окружающую среду и поглощению уже переваренных питательных веществ.

Как произошел этот переход неизвестно, но 2019бумага 26 , упомянутая ранее, по-видимому, предполагает, что трубка, которую этот паразит использовал для проникновения в стенки клеток водорослей, могла быть источником гиф, которые грибы используют для проникновения и закрепления. Грибы очень хорошо проникают в твердые поверхности и переваривают целлюлозу и другие биополимеры. Эта статья резюмирует свои выводы следующим образом: «Это говорит о том, что предком всех грибов, вероятно, был паразитоид микроводорослей с фаготрофными способностями, демонстрирующий как амебоидную, так и жгутиковую подвижность и обладающий хитиновыми клеточными стенками, по крайней мере, на некоторых стадиях жизни».

Это интересно, но похоже, что мы до сих пор не знаем, как предки грибов перешли от фагоцитоза к осмоцитозу.

Грибы и растения 27 28

Хотя грибы генетически более тесно связаны с животными, чем с растениями, это не означает, что грибы не были основным фактором эволюции растений. Отнюдь не. Грибы и растения установили тесные партнерские отношения на раннем этапе, и, возможно, именно грибы позволили растениям колонизировать землю.

Многие грибы сформировали симбиотические отношения с растениями. Гифы гриба растут вокруг корней растения. В некоторых случаях они даже проникают в корни. Затем гриб и растение могут обмениваться водой, питательными веществами и сахарами. Мицелий гриба способен покрывать гораздо большую площадь, чем корневая система ассоциированного растения, а гифы, образующие мицелий, способны поглощать питательные вещества, особенно фосфор, более эффективно, чем корни. Таким образом, грибок передает растению воду и питательные вещества, значительно увеличивая его способность поглощать эти вещества из окружающей среды. Взамен растение производит сахар, который передает грибу. Как я упомянул в одном из своих предыдущих постов, было даже высказано предположение, что сосудистые растения (растения со специализированными проводящими тканями для транспортировки минералов и воды) произошли от несосудистых растений, когда гифы гриба вросли в корневую систему растения. завод и никогда не уходил.

В последние годы ученые узнали несколько замечательных вещей о микоризных грибах (грибах, образующих мутуалистические отношения с растениями). Во-первых, было показано, что если мицелиальная сеть связана с рядом деревьев, и некоторые из этих деревьев борются за выживание, возможно, они не получают достаточно солнечного света для производства необходимых им сахаров, например, грибка. будет брать сахар с деревьев, у которых все хорошо, и передавать его деревьям, которые борются за выживание. Некоторые авторы считают, что это пример того, как природа действует альтруистически — деревья помогают другим деревьям. Скорее всего, грибок просто помогает себе. Поддержание связанных с ним деревьев счастливыми и здоровыми в долгосрочной перспективе будет полезно для грибка. Тем не менее, это замечательная находка.

Еще несколько вех в истории грибов

Большинство из нас склонны игнорировать грибы. Они просто не кажутся такими уж важными по сравнению с растениями и животными. Это, конечно, неправда. Хотя они живут в основном в почве или внутри других субстратов и как таковые малозаметны, грибы есть везде. Они спокойно выполняют жизненно важные функции в экосистеме.

Тем не менее, были времена в истории Земли, когда грибы были бы намного более заметными, если бы кто-то их заметил. Как я упоминал в предыдущем посте, около 470–360 млн лет назад существовал гриб под названием 9.0007 Prototaxites , чьи плодовые тела вырастали до 8 метров или 26 футов в высоту. 29 Поскольку самые ранние деревья эволюционировали только около 370 млн лет назад, 30 большую часть своего времени на Земле, Prototaxites легко был бы самым высоким организмом в мире. Представьте себе настоящие леса гигантских древовидных грибов. Мне не удалось найти недавний художественный рендеринг Prototaxites , который был в открытом доступе, но вот ссылка на изображение с Reddit. Я не знаю, насколько это близко к тому, как на самом деле выглядели эти организмы — возможно, не так уж и близко — но это должно, по крайней мере, дать вам представление о том, насколько причудливой должна была быть земля, где доминировали такие древние грибы.

В доисторические времена был еще как минимум один случай, когда грибы были наиболее заметными организмами. После удара астероида, который уничтожил нептичьих динозавров, земля была бы полна гниющих трупов растений и животных — настоящая сокровищница грибов, которые в основном питаются мертвым органическим веществом. Неудивительно, что палеонтологи обнаружили доказательства значительного увеличения распространенности грибов в это время. По сути, вся эта гибель привела к огромному грибковому цветению, превратившему землю в «огромную компостную кучу» 9 . 0009 31 , как выразился один автор.

  1. http://theevolvingnaturalist.com/zooming-in-on-fungi/
  2. https://en.wikipedia.org/wiki/Domain_(biology)
  3. https://organismalbio.biosci.gatech.edu /биоразнообразие/эукариоты и их происхождение/
  4. Мощной альтернативой традиционным системам классификации является кладистика . См. https://en.wikipedia.org/wiki/Cladistics. Но мы не будем вдаваться в это в этой статье.
  5. https://en.wikipedia.org/wiki/Phylogenetic_tree
  6. https://en.wikipedia.org/wiki/Evolution_of_fungi
  7. https://en.wikipedia.org/wiki/Kingdom_(биология)
  8. https://en.wikipedia.org/wiki/Kingdom_(биология) )
  9. https://www.brighthubeducation.com/science-homework-help/8061-relationship-between-animal-plant-and-fungi-phylogeny/
  10. https://lisbdnet.com/what-is-the -разница-между-грибами-и-растениями/
  11. Одна группа микроскопических грибов, Cryptomycota , является исключением. В их клеточных стенках отсутствует хитин. Филогенетические исследования показывают, что это очень древняя группа грибов.
  12. https://en.wikipedia.org/wiki/Fungus#Morphology
  13. https://www.merriam-webster.com/dictionary/conidiophore
  14. https://en.wikipedia.org/wiki/Fungus# Репродукция
  15. https://en.wikipedia.org/wiki/Fungus#Репродукция
  16. https://en.wikipedia.org/wiki/Mating_type
  17. https://en.wikipedia.org/wiki/Fungus#Sexual_reproduction
  18. https://en.wikipedia.org/wiki/Evolution_of_fungi
  19. https://www.nationalgeographic.com/science/article/oldest-fungus-fossils-found-earth-history?loggedin=true
  20. https://www.nature.com/articles/s41586-019-1217-0.epdf?sharing_token=ioQ9TBBtJlgRQEA7IPvHW9RgN0jAjWel9jnR3ZoTv0Mhyji6JwpXgTOHFqzctCibhN0m2D6HZARtNkhmEGZUAswQkB16k0knhLKOtZK0OChJXvbwmKsLFyV_A_dj4X1oXCN4WEQjLTc-xWHx3TiS6IimLVt8AIowknCDxBLSqF4kL0DTeZI_OLGOFnJMgX0XSeqmxMf2qZmJT16VgC6xrBzYu4GaHvKTdNLaEcnkK10%3D&tracking_referrer=www. nationalgeographic.com
  21. https://www.science.org/doi /10.1126/sciadv.aax7599
  22. https://en.wikipedia.org/wiki/Sister_group
  23. Согласно Википедии, псевдоподия или псевдоподия — это «временный рукавообразный выступ эукариотической клеточной мембраны, возникший в направление движения. Заполненные цитоплазмой, псевдоподии в основном состоят из актиновых филаментов, а также могут содержать микротрубочки и промежуточные филаменты. Псевдоподы используются для подвижности и приема пищи. Они часто встречаются у амеб». См. https://en.wikipedia.org/wiki/Псевдоподия.
  24. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6850671/
  25. https://cryptomycota.ua.edu/aphelida.html
  26. https://www.ncbi.nlm.nih .gov/pmc/articles/PMC6850671/
  27. https://en.wikipedia.org/wiki/Mycorrhiza
  28. «Запутанная жизнь: как грибы создают наш мир, меняют наше мышление и формируют наше будущее», Мерлин Шелдрейк, глава «Wood Wide Webs», особенно стр. 177-179
  29. Prototaxites на самом деле мог быть лишайником — комбинацией грибка и водоросли или цианобактерии. См. раздел «Лишайники в предыстории» на сайте http://theevolvingnaturalist.com/in-forests-of-lichen/.
  30. https://www.thoughtco.com/archaeopteris-the-first-true-tree-1341519
  31. Casadevall, Артуро; Хейтман, Джозеф (16 августа 2012 г.). «Грибы и появление млекопитающих». PLOS Патогены . 8  (8): e1002808. doi:10.1371/journal.ppat.1002808. PMC 3420938. PMID 22916007. Это экологическое бедствие сопровождалось массовым обезлесением, за которым последовало цветение грибов, поскольку земля превратилась в массивный компост.

грибок — Дети | Британика Кидс

Введение

Грибок — это простой организм или живое существо, которое не является ни растением, ни животным. Когда грибков несколько, их называют грибами. Некоторые знакомые грибы — грибы, плесень, мучнистая роса, трюфели и дрожжи.

Где растут грибы

Известно около 50 000 видов или типов грибков. Они встречаются по всему миру на суше или в воде. Некоторые живут на растениях и животных или внутри них. Грибы особенно хорошо растут в мягких, влажных регионах и в тропиках. Грибы не часто встречаются в очень сухих, жарких или холодных районах, хотя некоторые грибы были зарегистрированы в арктических и антарктических регионах. Известно, что некоторые виды плесени растут на охлажденных продуктах.

Физические свойства

Когда-то грибы считались растениями. Однако им не хватает типичных черт растений. Эти особенности включают стебли, корни, листья и пигмент хлорофилл. Поэтому биологи теперь говорят, что грибы не являются ни растениями, ни животными.

Грибок обычно состоит из массы нитевидных нитей, называемых гифами. Эта масса, называемая мицелием, является основным телом гриба. У некоторых грибов развивается особая часть, образующая клетки, называемые спорами, которые помогают грибу размножаться. Обычно это видимая часть грибка. Например, гриб — это спорообразующая часть гриба, которая в основном находится под землей.

Видимые части грибов сильно различаются по размеру. Некоторые из них настолько малы, что их невозможно увидеть невооруженным глазом. Другие довольно большие. Некоторые грибы вырастают до 8–10 дюймов (от 20 до 25 сантиметров) в диаметре и от 10 до 12 дюймов (от 25 до 30 сантиметров) в высоту.

Поведение

Гриб растет, питаясь другими организмами. Большинство грибов питаются отмершим растительным и животным материалом. Эти грибы называются сапрофитами. Они помогают окружающей среде, ломая упавшие деревья, помет животных и другие мертвые вещества. Другие грибы получают пищу от живых растений и животных. Эти грибы называются паразитами. Паразитические грибы часто заражают или убивают организмы, на которые они нападают. Оба типа грибов добавляют химические вещества, называемые ферментами, в органическое вещество, на котором они растут. Эти ферменты переваривают вещество, которое затем поглощается грибами.

Жизненный цикл

Грибок обычно размножается, образуя споры. Ветер, вода и насекомые уносят споры от грибка, который их создал. Если спора попадает во влажное место, она может превратиться в новый грибок. Грибы также развиваются в результате фрагментации, деления клеток или почкования. Простейшим процессом является фрагментация, при которой распадается тело гриба. В благоприятной среде каждый из фрагментов развивается в новый организм. Некоторые дрожжи представляют собой одноклеточные грибы, размножающиеся путем простого деления клеток. В этом процессе дрожжевая клетка делится на две полные дрожжевые клетки. Другие дрожжи размножаются почкованием. Почка развивается на поверхности дрожжевой клетки и становится новым грибком.

Использование грибов

Многие грибы и трюфели можно есть. Трюфели растут под землей и считаются деликатесом. Они растут вместе с корнями деревьев, особенно дубов. Франция, Италия и Англия славятся трюфелями. Поскольку трюфели растут под землей, их обнюхивают и находят свиньи или собаки.

Некоторые дрожжи используются для выпечки хлеба и варки пива. Пивные дрожжи уже давно считаются питательно полезными для человека, поскольку они содержат большое количество витаминов группы В.

Некоторые виды грибов, растений и животных взаимно зависят друг от друга. Эти отношения называются симбиозом. Некоторые грибы живут в такой тесной связи с другими видами живых существ, называемыми водорослями, что кажутся одним растением. Эти сочетания называются лишайниками.

Пенициллин и многие другие лекарства, называемые антибиотиками, получают из грибов. Антибиотики используются для лечения определенных инфекций у людей. Они произвели революцию в медицинской практике 1900-х годов.

Вредное воздействие

Некоторые сапрофиты разрушают древесину, ткани, бумагу и кожу. Они также могут испортить такие продукты, как хлеб, сыр, фрукты и овощи. Паразитические грибы могут вызывать серьезные заболевания растений. Голландская болезнь вязов, вызываемая грибком, уничтожила многие деревья вяза в Европе и Соединенных Штатах в 1900-х годах.

Эрготизм, также известный как огонь святого Антония, представляет собой серьезное заболевание ржи и других зерновых культур.