Et av de tre kongerikene av eukaryoter (superdomene, som inkluderer organismer med en egen kjerne i cellene) - sopp. De er på grensen mellom planter og dyr. I dag er det rundt 100 tusen arter, hvorav de fleste er mikroskopiske sopp. Denne artikkelen forteller om egenskapene til deres struktur og reproduksjon, betydningen i naturen og menneskelig økonomisk aktivitet.
Nesten planter og ikke helt dyr
Kingdom Mycota inkluderer både encellede og flercellede organismer med en veldig særegen organisasjon. De deler likheter med både dyr og planter, som følger:
- De har en cellevegg, men ikke fra cellulose, som i planter, men fra kitin, som hos dyr.
- I cellene til sopp er det vakuoler fylt med cellesaft. Men ikke stivelse (i planter), men glykogen (i dyr).
- Sopp er ikke i stand til aktiv bevegelse. De fører en knyttet livsstil.
- Sopp- heterotrofer, de har ikke klorofyll og de er ikke i stand til fotosyntese. Derfor lever de av ferdige organiske stoffer fra døde organismer (saprotrofer) eller levende organismer (parasitter).
- I motsetning til både dyr og planter, er soppceller praktisk t alt ikke differensiert til vev, og vev til organer.
Djevelens mystiske skapninger
Dette er akkurat hva sopp ble ansett i middelalderen. En av de franske naturforskerne, Venyan, skrev i 1727 at sopp eksisterer for å forstyrre harmonien i alle levende ting.
Spørsmålet om soppens opprinnelse er fortsatt åpent i dag. Selv om den var tilbake på 1700-tallet, tilskrev den fremragende botanikeren Carl Linnaeus disse organismene til hotellriket. Sopp, som oppsto ved begynnelsen av livet på planeten (for omtrent en milliard år siden), venter på ledetråder til deres opprinnelse fra biologer, biokjemikere, genetikere og taksonomer.
Soppens systematikk
All sopp er delt inn i 4 klasser (nedre sopp - Oomycetes og Zygomycetes, høyere - Ascomycetes og Basidomycetes). Hovedkriteriet for separasjon er tilstedeværelse eller fravær av flageller i kjønnsceller og typen seksuell reproduksjon. I tillegg, i lavere sopp, ser myceliet ut som én flerkjernet celle, mens i høyere sopp har mycelet intercellulære skillevegger.
De fleste sopp er mikroskopiske i størrelse. Oftest er myceliet deres ikke synlig uten forstørrelse eller er synlig i form av tynne tråder. Tilstedeværelsen av mikroskopiske sopp er indikert av resultatene av deres vitale aktivitet - ødeleggelsen av plante-, dyrevev eller materialer. I det hele tatten liten gruppe sopp kan danne fruktlegemer - tette klynger av mycel.
Strukturen til mikroskopiske sopp
Mikromyceter danner ikke fruktlegemer, de kan være encellede og flercellede. Følgelig er morfologien til mikroskopiske sopp ganske variert.
Kroppen til flercellede sopp er dannet av sekvensielt plasserte celler som utgjør hyfer (tråder) med en tykkelse på 0,15 til 1 mikron. Hyfene vokser apik alt (apik alt) og kan ha en forgrenet struktur. Hele settet med sopphyfer kalles mycel eller mycel.
Sopphyfer vokser veldig fort. I noen eksemplarer kan myceliet vokse flere titalls meter på bare en dag.
Encellede sopp (for eksempel gjær) er én celle, danner ikke mycel. Den har en kjerne, vakuoler med organiske og uorganiske stoffer, mitokondrier.
Funksjoner ved ernæring og liv
Mikrobiologien til mikroskopiske sopp har sine egne egenskaper. Hyfeceller over den cytoplasmatiske membranen inneholder en membran som består av polysakkaridet kitin. Cytoplasmaet til cellen inneholder kjernen (en eller flere) og organeller.
Sopp absorberer næringsstoffer gjennom hele overflaten av mycelet, som trenger gjennom hele substratet (substratmycelet) eller befinner seg på overflaten (overflatemyceliet).
Mat for soppen er organiske forbindelser - sukker, flerverdige alkoholer, fett, proteiner. Samtidig en rik og mangfoldig enzymenheten lar deg fullt ut bruke hele underlaget for å bygge kroppen av mikroskopiske sopp.
Mikrobiologi skiller sopp som er preget av saprotrofiske (nærer seg på dødt organisk materiale) og parasittiske (nærer seg på levende organisk materiale) typer ernæring. I tillegg kan sopp inngå symbiotiske forhold til planter. Så hyfer av sopp og alger danner symbiotiske organismer - lav.
Mikroskopiske patogene sopp kan utvikle seg i dyr og planter og forårsake sykdommer som kalles mykoser.
Reproduksjonsfunksjoner
Mikromyceter er preget av tre typer reproduksjon: vegetativ, aseksuell og seksuell.
Vegetativ forplantning av mikroskopiske sopp utføres av partikler av mycel. For eksempel gir et stykke hyfe opphav til et nytt mycel i soppen.
Aseksuell reproduksjon utføres ved hjelp av sporer - mikroskopiske rudimenter som dannes i sporangier (spesialiserte deler av mycelet). Hovedfunksjonen til sporer er overlevelse under ugunstige forhold. Og for en rekke mikroskopiske sopp som fører en parasittisk livsstil, tjener sporer til å infisere vertsorganismen.
Formene for den seksuelle prosessen hos sopp er mangfoldige og er delt inn i tre grupper:
- Gametogamy er en type seksuell reproduksjon med dannelse av kjønnsceller (gameter).
- Somatogamy er sammensmeltingen av vegetative celler av mycel eller encellede sopp.
- Gametangiogami er en type seksuell reproduksjon når strukturer der kjønnsceller ennå ikke hardifferensiert.
Ved sammensmelting av kjønnsceller (befruktning) danner sopp en zygote med en eller flere kjerner. Oftest spirer ikke zygoten umiddelbart, men etter en hvileperiode. Så sopp kan også overleve ugunstige miljøforhold.
Mikromyceter i naturen
Betydningen av mikroskopiske sopp i naturen er enorm. De deltar i syklusen av stoffer, og bryter ned organiske rester sammen med bakterier.
Jordsopp er involvert i dannelsen av det fruktbare laget. I symbiose med alger i lav er de de første som koloniserer fattig jord og tar aktivt del i ødeleggelsen av bergarter.
Det er verdt å merke seg et slikt fenomen som mykorrhiza - cellene til en mikroskopisk sopp inngår et symbiotisk forhold til planter. Samtidig tilfører plantene soppen organiske næringsstoffer, og soppen produserer vitaminer og nitrogenholdige stoffer som er nødvendige for planters vekst og utvikling.
Mikroskopiske sopp finnes i alle biocenoser og utfører en viktig økologisk funksjon. De er et viktig detritusledd i næringskjeder og regulatorer av overflod av andre organismer. I mange biogeocenoser er andelen soppbiomasse fra biomassen til alle mikroorganismer opptil 90 % og er sammenlignbar med biomassen til røttene til høyere planter.
Det er umulig å ikke legge merke til rollen til mikroskopiske patogene sopp i naturen. De regulerer antall andre organismer og deltar i endringene av biocenoser på planeten.
Micromycetes and man
I sine aktiviteter har en person bruktnoen dårlige sopp.
Mikroskopiske sopp, hvitmugg og aspergillus, alle typer gjær brukes i bakeri-, meieri-, bryggeri-, vin- og alkoholindustrien.
I den farmasøytiske industrien er mikromyceter mye brukt til å produsere antibiotika, vitaminer, hormoner, enzymer og fysiologisk aktive stoffer.
Mange mikromyceter ødelegger papir- og celluloseprodukter, ødelegger oljer og petroleumsprodukter, skader optikk og kunstverk.
Muggsopp og gjær er hovedårsakene til matforringelse. De er også treødeleggende - skader tre.
Mikroskopiske patogene sopp forårsaker sykdommer i avlinger, husdyr og mennesker. På grunn av deres evne til å produsere giftstoffer, forårsaker sopp ofte forgiftning.
Mykotoksiner
Farlige biologiske stoffer syntetisert av mikroskopiske sopp er metabolitter (avfallsprodukter) med en lang rekke kjemiske strukturer og effekter på menneskekroppen.
I dag er mer enn 250 arter av mikromyceter kjent. De syntetiserer rundt 100 giftstoffer og allergener. Mikroskopiske sopp av forskjellige arter kan syntetisere det samme giftstoffet. Og giftene i seg selv har oftest en kumulativ (kumulativ) effekt på menneskekroppen, nemlig:
- Yaflatoksiner - har en hepatotoksisk, mutagen, immundempende effekt på menneskekroppen.
- Trichothecenes er nevrotoksiner som demper immunsystemet,forårsake ulike dermatitt.
- Ochratoksiner - påvirker først og fremst tubuliene i nyrenes nefroner.
- Patulins er nevrotoksiner og mutagener.
Ved forgiftning med mikromycetgifter, bør magen vaskes først.
parasittiske mikromyceter
Denne gruppen inkluderer et stort antall sopp som forårsaker ulike patologier hos mennesker, planter, dyr, fisk. Hudens patologier kalles dermatomycosis, og patologier i organer kalles mykoser.
De vanligste menneskelige sykdommene forårsaket av parasittiske sopp er:
- Dermatofytose (skorpe eller ringorm), som viser seg som røde, kløende flekker på huden og ødeleggelse av hårsekker.
- Candidiasis (trost) er forårsaket av representanter for slekten Candida, som er fakultativt patogene og er en del av den normale mikrofloraen i munnhulen, kjønnsorganene og tykktarmen.
- Onychomycosis (neglesopp) er forårsaket av ulike sopp som påvirker det subunguale rommet.
- Sporotrichosis - parasittiske sopp ødelegger subkutant vev, slimhinner, indre organer.
- Svart og hvit piedra er en sykdom som påvirker hårsekkene i barten og øyenbrynene. Årsaken er en sopp av slekten Piedraia.
Og dette er ikke en fullstendig liste over sykdommer forårsaket av mikromyceter. Samtidig er måtene soppen kommer inn i kroppen på forskjellige (luft, vann, kontakter), og deres motstand mot ulike medier er ganske høy.
De mest kjente mikromycetene
Mikroskopiske sopp inkluderer Mucor, Penicillium og Yeast.
Sopp av slekten Mucor er 60 soppsorter som vi kaller hvitmugg. De danner kolonier med hvit og grå farge, som blir svarte når sporene modnes. Mucor mycelium er encellet, celleveggen inneholder det nitrogenholdige karbohydratet kitosan, som har allergifremkallende egenskaper. Blant dem er det parasitter, men det er også de som brukes aktivt i fremstillingen av antibiotika. Mushroom Mukor Chinese - grunnlaget for surdeigs "ragi" basert på soya og frokostblandinger.
Penicillium (Penicillium) er en slekt av mikroskopiske sopp som er vanlig over alt - i jord, vann, hav, luft, rom, på alle overflater. Danner grønnaktige kolonier. Penicillium gylden eller grønn børstemugg er den vanligste representanten for slekten og kilden til penicillin. Disse soppene har forgrenet flercellet mycel.
Gjær er en gruppe forskjellige encellede sopp fra forskjellige klasser (1500 arter fra klassen Ascomycetes og Basidomycetes). Disse soppene danner ikke mycel, og cellene deres er opptil 40 mikron i størrelse. De er kombinert i en generell gruppe for særegenheter ved metabolisme - de mottar alle energi under gjæring (en redoksprosess, som et resultat av hvilken karbohydrater brytes ned, og alkoholer er nedbrytningsproduktene). Brødlaging, vinproduksjon, brygging og kvassbrygging er ikke en fullstendig liste over bransjer der en person bruker disse soppene. Og samtidig er dette en av hovedfaktorene for matødeleggelse, og noenparasitter som forårsaker sykdommer hos mennesker (candidiasis, kryptokokkose, pityriasis, follikulitt, seboreisk dermatitt).
Jakttendenser
Hvor rart det kan virke, er det aktive "rovdyr" blant de mikroskopiske soppene.
Dermed skaper soppen Arthrobotrys oligospora et nettverk med sine hyfer, hvis vegger er dekket med et klebrig stoff. Ofrene for soppen er rundormer (nematoder) som lever i jorda. Ormen som sitter fast på hyfene fratas muligheten til å frigjøre seg, og hyfene vokser raskt inn i kroppen. Nematoden blir til mat og etter 24 timer er bare skallet igjen.
En annen sopp, Dactylaria Candida, danner en lasso-lignende fangering fra hyfer. Nematoden kommer inn i den og ringen lukkes. Epilogen til dramaet er den samme som den forrige versjonen.
Disse egenskapene til jordmikromyceter har lenge blitt studert av biologer for bruk i form av biologisk beskyttelse av avlinger.
Miljøbioindikatorer
Nyere studier av biologer har vist at mikroskopiske sopp har evnen til å endre antall og sammensetning avhengig av tilstanden til habitatet deres.
Norm alt er antallet jordmikromyceter på ca. 10 tonn per hektar, og samtidig er det mangfoldig. I studiet av jord som er forurenset med olje og dens produkter, har økologer funnet ut at ved høye doser av giftstoffer endres antallet og artssammensetningen av jordmikroskopiske sopp dramatisk. I dette tilfellet reduseres artsmangfoldet kraftig, mikromyceter med rask vekst begynner å dominere, som ikke er typiske i slike jordarter. I tillegg,mange av disse soppene er fytopatogene - de produserer biologisk aktive stoffer som forstyrrer intracellulære prosesser i planteorganismer, noe som fører til hemming av deres vitale aktivitet og død.
Dermed kan antallet og artssammensetningen til mikroskopiske sopp være pålitelige indikatorer på jordforurensning med olje og dens derivater.
Sumarize
I tusenvis av år ble fjerning av fett fra huden ansett som den mest tidkrevende prosessen i lærindustrien. Prosessen var lang og rotete, med dueskitt og hundeekskrement. I dag har proteinase, et enzym avledet fra Aspergillus-sopp, forkortet denne prosessen til 24 timer og også gjort huden mykere og lettere å farge.
Dette er bare ett eksempel på hvor nyttige mikroskopiske organismer kan være. Til tross for utviklingen av biologi er mange trekk ved den vitale aktiviteten til disse organismene fortsatt et mysterium.
Hvert år beskriver taksonomer mer enn tusen nye arter av mikroskopiske sopp. Rollen til jordmikromyceter er fortsatt den mest uutforskede grenen av både bioøkologi og biogeografi. Og dette skyldes først og fremst vanskelighetene med å observere slike organismer i deres naturlige habitat.
En ny seksjon i mykologi - læren om soppgifter - gir oss allerede i dag håp om seier over kreft. For eksempel øker Chaga sopptoksin i stor grad kroppens motstand mot utvikling av kreftceller. Og psilocycin gir gode forutsetninger forbehandling av nervøse lidelser. Selv den undersøkte penicillium fortsetter å forbløffe mikrobiologer - sist klarte forskere å isolere stoffer fra den som er kjemisk lik hormonene liberiner.
Sopp vil ikke stå til side i utviklingen av nye biologiske midler for å beskytte avlinger av landbruksplanter, og i utviklingen av nye "grønne" måter for avfallshåndtering.
