Uno dei tre regni degli eucarioti (superdominio, che include organismi con un nucleo separato nelle cellule) - funghi. Sono al confine tra piante e animali. Oggi ci sono circa 100mila specie, la maggior parte delle quali sono funghi microscopici. Questo articolo racconta le caratteristiche della loro struttura e riproduzione, l'importanza nella natura e l'attività economica umana.
Quasi piante e non proprio animali
Kingdom Mycota comprende organismi sia unicellulari che multicellulari con un'organizzazione molto particolare. Condividono somiglianze con animali e piante, come segue:
- Hanno una parete cellulare, ma non di cellulosa, come nelle piante, ma di chitina, come negli animali.
- Nelle cellule dei funghi ci sono vacuoli pieni di linfa cellulare. Ma non amido (nelle piante), ma glicogeno (negli animali).
- I funghi non sono in grado di muoversi attivamente. Conducono uno stile di vita attaccato.
- Funghi- eterotrofi, non hanno clorofilla e non sono capaci di fotosintesi. Pertanto, si nutrono di sostanze organiche già pronte di organismi morti (saprotrofi) o organismi viventi (parassiti).
- A differenza di animali e piante, le cellule dei funghi non sono praticamente differenziate in tessuti e i tessuti in organi.
Misteriose creature del diavolo
Questo è esattamente ciò che i funghi erano considerati nel Medioevo. Uno dei naturalisti francesi, Venyan, scrisse nel 1727 che i funghi esistono per interrompere l'armonia di tutti gli esseri viventi.
La questione dell'origine dei funghi rimane aperta ancora oggi. Anche se nel 18° secolo, l'eccezionale botanico Carlo Linneo attribuì questi organismi al regno degli alberghi. I funghi, che hanno avuto origine all'alba della vita sul pianeta (circa un miliardo di anni fa), aspettano indizi sulla loro origine da biologi, biochimici, genetisti e tassonomi.
Sistematica dei funghi
Tutti i funghi sono divisi in 4 classi (funghi inferiori - Oomiceti e Zigomiceti, superiori - Ascomiceti e Basidomiceti). Il criterio principale per la separazione è la presenza o assenza di flagelli nei gameti e il tipo di riproduzione sessuale. Inoltre, nei funghi inferiori, il micelio sembra una cellula multinucleata, mentre nei funghi superiori il micelio ha setti intercellulari.
La maggior parte dei funghi ha dimensioni microscopiche. Molto spesso, il loro micelio non è visibile senza ingrandimento o è visibile sotto forma di fili sottili. La presenza di funghi microscopici è indicata dai risultati della loro attività vitale: la distruzione di tessuti o materiali vegetali, animali. Affattoun piccolo gruppo di funghi può formare corpi fruttiferi - densi grappoli di micelio.
La struttura dei funghi microscopici
I micromiceti non formano corpi fruttiferi, possono essere unicellulari e multicellulari. Di conseguenza, la morfologia dei funghi microscopici è piuttosto varia.
Il corpo dei funghi multicellulari è formato da cellule poste in sequenza che costituiscono ife (fili) con uno spessore da 0,15 a 1 micron. Le ife crescono apicalmente (apicalmente) e possono avere una struttura ramificata. L'intero insieme di ife fungine è chiamato micelio o micelio.
Le ife dei funghi crescono molto velocemente. In alcuni esemplari, il micelio può crescere di decine di metri in un solo giorno.
I funghi unicellulari (ad esempio il lievito) sono una cellula, non formano il micelio. Ha un nucleo, vacuoli con sostanze organiche e inorganiche, mitocondri.
Caratteristiche della nutrizione e della vita
La microbiologia dei funghi microscopici ha le sue caratteristiche. Le cellule ife sopra la membrana citoplasmatica contengono una membrana costituita dal polisaccaride chitina. Il citoplasma della cellula contiene il nucleo (uno o più) e gli organelli.
I funghi assorbono i nutrienti attraverso l'intera superficie del micelio, che penetra nell'intero substrato (micelio del substrato) o si trova sulla sua superficie (micelio superficiale).
Il cibo per il fungo sono composti organici: zucchero, alcoli polivalenti, grassi, proteine. Allo stesso tempo, un enzimatico ricco e diversificatoil dispositivo consente di utilizzare completamente l'intero substrato per costruire il corpo di funghi microscopici.
La microbiologia distingue i funghi caratterizzati da tipi di nutrizione saprotrofici (si nutrono di materia organica morta) e parassiti (si nutrono di materia organica viva). Inoltre, i funghi possono entrare in relazioni simbiotiche con le piante. Quindi, le ife di funghi e alghe formano organismi simbionti - licheni.
I funghi patogeni microscopici possono svilupparsi negli animali e nelle piante e causare malattie chiamate micosi.
Caratteristiche di riproduzione
I micromiceti sono caratterizzati da tre tipi di riproduzione: vegetativa, asessuale e sessuale.
La propagazione vegetativa di funghi microscopici è effettuata da particelle di micelio. Ad esempio, un pezzo di ifa dà origine a un nuovo micelio del fungo.
La riproduzione asessuata viene effettuata con l'aiuto delle spore - rudimenti microscopici che si formano negli sporangi (parti specializzate del micelio). La funzione principale delle spore è la sopravvivenza in condizioni avverse. E per un certo numero di funghi microscopici che conducono uno stile di vita parassitario, le spore servono a infettare l'organismo ospite.
Le forme del processo sessuale nei funghi sono diverse e sono divise in tre gruppi:
- La gametogamia è un tipo di riproduzione sessuale con formazione di cellule germinali (gameti).
- La somatogamia è la fusione di cellule vegetative di micelio o funghi unicellulari.
- La gametangiogamia è un tipo di riproduzione sessuale quando le strutture in cui i gameti non sono ancoradifferenziato.
Alla fusione dei gameti (fecondazione), i funghi formano uno zigote con uno o più nuclei. Molto spesso, lo zigote non germina immediatamente, ma dopo un periodo dormiente. Quindi i funghi possono anche sopravvivere a condizioni ambientali avverse.
Micromiceti in natura
L'importanza dei funghi microscopici in natura è enorme. Partecipano al ciclo delle sostanze, decomponendo i resti organici insieme ai batteri.
I funghi del suolo sono coinvolti nella formazione dello strato fertile. In simbiosi con le alghe nei licheni, sono le prime a colonizzare i terreni poveri ea prendere parte attiva alla distruzione delle rocce.
Vale la pena notare un fenomeno come la micorriza: le cellule di un fungo microscopico entrano in una relazione simbiotica con le piante. Allo stesso tempo, le piante forniscono al fungo nutrienti organici e il fungo produce vitamine e sostanze contenenti azoto necessarie per la crescita e lo sviluppo delle piante.
I funghi microscopici sono presenti in tutte le biocenosi e svolgono un'importante funzione ecologica. Sono un importante anello di detriti nelle catene alimentari e regolatori dell'abbondanza di altri organismi. In molte biogeocenosi, la proporzione di biomassa fungina dalla biomassa di tutti i microrganismi arriva fino al 90% ed è paragonabile alla biomassa delle radici delle piante superiori.
È impossibile non notare il ruolo dei funghi patogeni microscopici in natura. Regolano il numero di altri organismi e partecipano ai cambiamenti delle biocenosi sul pianeta.
Micromiceti e uomo
Nelle loro attività, una persona ha utilizzatoalcuni funghi inferiori.
Funghi microscopici, muffe bianche e aspergillus, tutti i tipi di lievito sono utilizzati nell'industria della panificazione, del latte, della birra, del vino e degli alcolici.
Nell'industria farmaceutica, i micromiceti sono ampiamente utilizzati per produrre antibiotici, vitamine, ormoni, enzimi e sostanze fisiologicamente attive.
Molti micromiceti distruggono prodotti di carta e cellulosa, rovinano oli e prodotti petroliferi, danneggiano ottiche e opere d'arte.
Muffe e lieviti sono i principali responsabili del deterioramento degli alimenti. Distruggono anche il legno, danneggiando il legno.
I funghi patogeni microscopici causano malattie nei raccolti, negli animali domestici e nell'uomo. A causa della loro capacità di produrre tossine, i funghi spesso causano avvelenamento.
Micotossine
Le sostanze biologiche pericolose sintetizzate da funghi microscopici sono metaboliti (prodotti di scarto) con un'ampia varietà di strutture chimiche ed effetti sul corpo umano.
Oggi sono note più di 250 specie di micromiceti. Sintetizzano circa 100 tossine e allergeni. Funghi microscopici di specie diverse possono sintetizzare la stessa tossina. E i veleni stessi il più delle volte hanno un effetto cumulativo (cumulativo) sul corpo umano, vale a dire:
- Yaflatoxins - hanno un effetto epatotossico, mutageno e immunosoppressivo sul corpo umano.
- I tricoteceni sono neurotossine che deprimono il sistema immunitario,causare varie dermatiti.
- Ocratossine - colpiscono principalmente i tubuli dei nefroni dei reni.
- Le patuline sono neurotossine e mutageni.
In caso di avvelenamento da tossine micromiceti, lavare prima lo stomaco.
Micromiceti parassiti
Questo gruppo include un numero enorme di funghi che causano varie patologie in persone, piante, animali e pesci. Le patologie della pelle sono chiamate dermatomicosi e le patologie degli organi sono chiamate micosi.
Le malattie umane più comuni causate da funghi parassiti sono:
- Dermatofitosi (crosta o tigna), che si manifesta con macchie rosse e pruriginose sulla pelle e distruzione dei follicoli piliferi.
- La candidosi (mughetto) è causata da rappresentanti del genere Candida, che sono facoltativamente patogeni e fanno parte della normale microflora del cavo orale, del tratto genitale e dell'intestino crasso.
- L'onicomicosi (fungo dell'unghia) è causata da vari funghi che colpiscono lo spazio subungueale.
- Sporotricosi - i funghi parassiti distruggono il tessuto sottocutaneo, le mucose, gli organi interni.
- La piedra in bianco e nero è una malattia che colpisce i follicoli piliferi dei baffi e delle sopracciglia. L'agente eziologico è un fungo del genere Piedraia.
E questo non è un elenco completo delle malattie causate dai micromiceti. Allo stesso tempo, i modi in cui il fungo entra nel corpo sono diversi (aria, acqua, contatti) e la loro resistenza ai vari mezzi è piuttosto elevata.
I micromiceti più famosi
I funghi microscopici includono Mucor, Penicillium e Yeast.
I funghi del genere Mucor sono 60 specie di funghi che chiamiamo muffa bianca. Formano colonie di colore bianco e grigio, che diventano nere con la maturazione delle spore. Il micelio mucoso è unicellulare, la parete cellulare contiene il chitosano carboidrato contenente azoto, che ha caratteristiche allergizzanti. Tra questi ci sono i parassiti, ma ci sono anche quelli che vengono utilizzati attivamente nella produzione di antibiotici. Mukor cinese di funghi - la base del "ragi" di pasta madre a base di soia e cereali.
Penicillium (Penicillium) è un genere di funghi microscopici comuni ovunque: nel suolo, nell'acqua, nei mari, nell'aria, nelle stanze, su tutte le superfici. Forma colonie verdastre. Penicillium stampo a pennello dorato o verde è il rappresentante più comune del genere e la fonte della penicillina. Questi funghi hanno un micelio multicellulare ramificato.
Il lievito è un gruppo di diversi funghi unicellulari di classi diverse (1.500 specie della classe Ascomiceti e Basidomiceti). Questi funghi non formano micelio e le loro cellule hanno una dimensione fino a 40 micron. Sono combinati in un gruppo generale per le peculiarità del metabolismo: ricevono tutti energia durante la fermentazione (un processo redox, a seguito del quale i carboidrati si decompongono e gli alcoli sono i prodotti di degradazione). La panificazione, la vinificazione, la produzione di birra e la produzione di kvas non sono un elenco completo di industrie in cui una persona usa questi funghi. E allo stesso tempo, questo è uno dei principali fattori di deterioramento del cibo, e alcuniparassiti che causano malattie nell'uomo (candidosi, criptococcosi, pitiriasi, follicolite, dermatite seborroica).
Tendenze di caccia
Per quanto strano possa sembrare, ci sono "predatori" attivi tra i funghi microscopici.
Così, il fungo Arthrobotrys oligospora crea una rete con le sue ife, le cui pareti sono ricoperte da una sostanza appiccicosa. Le vittime del fungo sono nematodi (nematodi) che vivono nel terreno. Il verme attaccato alle ife viene privato dell'opportunità di liberarsi e le ife crescono rapidamente nel suo corpo. Il nematode diventa cibo e dopo 24 ore rimane solo il guscio.
Un altro fungo, Dactylaria Candida, forma un anello di intrappolamento simile a un lazo dalle ife. Il nematode vi entra e l'anello si chiude. L'epilogo del dramma è lo stesso della versione precedente.
Queste caratteristiche dei micromiceti del suolo sono state a lungo studiate dai biologi per l'uso sotto forma di protezione biologica delle colture.
Bioindicatori ambientali
Recenti studi di biologi hanno dimostrato che i funghi microscopici hanno la capacità di cambiare numero e composizione a seconda dello stato del loro habitat.
Normalmente, il numero di micromiceti del suolo è di circa 10 tonnellate per ettaro, e allo stesso tempo è diverso. Nello studio dei suoli contaminati dal petrolio e dai suoi prodotti, gli ecologisti hanno scoperto che a dosi elevate di tossine, il numero e la composizione delle specie dei funghi microscopici del suolo cambia drasticamente. In questo caso, la diversità delle specie diminuisce drasticamente, iniziano a predominare micromiceti a crescita rapida, che non sono tipici in tali terreni. Oltretutto,molti di questi funghi sono fitopatogeni: producono sostanze biologicamente attive che interrompono i processi intracellulari negli organismi vegetali, il che porta all'inibizione della loro attività vitale e alla morte.
Quindi, il numero e la composizione delle specie di funghi microscopici possono essere indicatori affidabili della contaminazione del suolo con olio e suoi derivati.
Riassumi
Per migliaia di anni, la rimozione del grasso dalla pelle è stata considerata il processo che richiede più tempo nell'industria della pelle. Il processo è stato lungo e disordinato, utilizzando escrementi di piccione ed escrementi di cane. Oggi, la proteinasi, un enzima derivato dai funghi Aspergillus, ha ridotto questo processo a 24 ore e ha anche reso la pelle più morbida e più facile da colorare.
Questo è solo un esempio di quanto possano essere utili gli organismi microscopici. Nonostante lo sviluppo della biologia, molte caratteristiche dell'attività vitale di questi organismi rimangono ancora un mistero.
Ogni anno i tassonomi descrivono più di mille nuove specie di funghi microscopici. Il ruolo dei micromiceti del suolo rimane il ramo più inesplorato sia della bioecologia che della biogeografia. E ciò è dovuto principalmente alla difficoltà di osservare tali organismi nel loro habitat naturale.
Una nuova sezione di micologia - la dottrina delle tossine fungine - già oggi ci dà speranza di vittoria sul cancro. Ad esempio, la tossina del fungo Chaga aumenta notevolmente la resistenza del corpo allo sviluppo delle cellule tumorali. E la psilocicina offre buoni prerequisiti pertrattamento dei disturbi nervosi. Anche il penicillio studiato continua a stupire i microbiologi: più recentemente, gli scienziati sono riusciti a isolare da esso sostanze chimicamente simili agli ormoni liberins.
I funghi non si faranno da parte nello sviluppo di nuovi mezzi biologici per proteggere le colture delle piante agricole e nello sviluppo di nuove modalità "verdi" di sm altimento dei rifiuti.
