Эту группу организмов ранее относили к растениям. В настоящее время грибы, насчитывающие около 120 тыс. видов, выделены в самостоятельное царство, поскольку по ряду биологических свойств они отличаются от бактерий, растений и животных.
Клетки грибов в отличие от бактерий являются эукариотами. От растений их отличают отсутствие хлорофилла и использование для питания готового органического вещества, т. е. по типу питания они являются гетеротрофами. Запасным питательным веществом у грибов служит гликоген, а не крахмал, характерный для большинства растений. По способу питания (всасывание) и неограниченному росту грибы приближаются к растениям. С животными их сближает то, что в обмене веществ участвует мочевина. Грибы характеризуются также образованием выраженной клеточной стенки, размножением спорами, неподвижностью в вегетативном состоянии и др.
В основе классификации грибов лежат способы размножения и особенности морфологии.
Царство грибы Mycetalia, Fungi, Mycota подразделяется на два полцарства: низшие грибы (Myxobionta) и высшие грибы (Mycobionta).
Низшие грибы характеризуются наличием зачаточного, а также одноклеточного мицелия. К ним относятся грибы отдела Myxomycota с подотделом Myxomycotina, объединяющим класс Phycomycetes (фикомицеты) - водные грибы.
Класс фикомицеты включает около 700 видов грибов. Фикомицеты имеют хорошо развитый одноклеточный несептированный (не имеющий перегородок) многоядерный мицелий. Грибы этого класса подразделяют на порядок мукоровые Mucorales, семейство Мисогасеае, объединяющее основные роды Mucor, Rhizopus и Thamnidium, являющиеся возбудителями пороков (порчи) молочных и других продуктов.
Квысшимгрибам относятся спорообразующие дрожжи, а также грибы, характеризующиеся многоклеточным мицелием. В клетках имеется по одному ядру, у многих - по два и более.
Подцарство высшие грибы включает отдел истинные (настоящие) грибы (Eumycota), подотдел истинные грибы (Eumycotina), объединяющий три класса: Ascomycetes - аскомицеты, или сумчатые грибы, Basidiomycetes - базидиомицеты, или базидиальные грибы, и класс несовершенные грибы (Deuteromycetes -дейтеромицеты, Fungi imperfecti).
Класс аскомицеты (от лат. ascus - сумка + греч. myces - гриб) объединяет более 30 тыс. видов. Характерным признаком для всего класса является половое спороношение и наличие в клетках (сумках) обычно 8 эндогенных спор (аскоспор), иногда 4-х или 2-х. В класс аскомицетов входит порядок Endomycetales, в который включено семейство Endomycetaceae, куда входят немицелиальные одноклеточные спорообразующие грибы, называемые дрожжами, в частности дрожжи рода Saccharomyces. Эти дрожжи используют при изготовлении хлеба, вина, пива, спирта и др. К спорообразующим дрожжам относят и молочные дрожжи видов Saccharomyces lactis и S. casei.
Класс базидиомицеты (от греч. basidion - небольшое основание, фундамент + myces - гриб) объединяет более 20 тыс. видов грибов, имеющих развитый септированный мицелий. Основным органом спороношения у них являются дубинкообразные структуры - базидии (гомолог аска). Из базидиоспор развивается первичный (гаплоидный) мицелий, который в результате слияния гиф дает вторичный (диплоидный) мицелий со слиянием ядер, т. е. начинается половое размножение.
В класс несовершенных грибов входят более 25 тыс. грибов, не имеющих полового спороношения. Они имеют развитый многоклеточный мицелий. В этот класс отнесены также неспорообразующие дрожжи.
Отсутствие полового цикла у несовершенных грибов вынуждает исследователей сводить грибы в порядки, семейства и роды лишь на основе морфологии. Поэтому для грибов этого класса предложено несколько классификаций.
По характеру конидиального спороношения класс дейтеромицетов делят на несколько порядков, среди которых наибольшее значение имеют гифомицелиальные (Hyphomycetales) грибы (от греч. hyphe - ткань + myces - гриб) и Protoascales (протоасковые грибы). В порядок гифомицелиальных грибов входит семейство Moniliaceae, к которому относят роды плесеней Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Alternaria, Catenularia, а также молочную плесень Geotrichum (Oidium, Endomyces) lactis, являющиеся частыми возбудителями пороков молочных продуктов.
Грибы – одна из крупных и процветающих групп организмов. Это эукариоты, у которых нет хлорофилла, и, следовательно, они питаются готовыми органическими веществами, как животные, а запасным питательным веществом является гликоген. Вместе с тем у них есть жесткая клеточная стенка, они не способна передвигаться, как и растения, поэтому их выделили в особое царство.
Размножение грибов происходит тремя способами:
Широко известны шляпочные грибы – лисички, мухоморы, белые, грузди. Их плодовые тела представлены ножкой и шляпкой, состоят из плотно прилегающих нитей грибницы. Шляпки окрашены. Различают трубчатые шляпочные грибы, у которых нижний слой шляпки образован трубочками (белый гриб, подосиновик) и пластинчатые, с нижним слоем из пластинок (сыроежки, лисички). В трубочках и пластинках образуются миллионы спор.
Плесневые грибы – мукор и пеницилл, развиваются на пищевых остатках, в почве, навозе, на плодах. Пеницилл вырабатывает вещества, губительно действующие на бактерии. Их выделяют и используют для лечения воспалительных заболеваний. К этой же группе относятся дрожжи – , которые могут образовывать колонии, это используется в хлебопечении.
Полезное значение грибов:
Сапрофитные грибы вместе с почвенными бактериями оказывают влияние на формирование почвы, так как разлагают органические вещества до неорганических.
Вместе с бактериями сапрофитные грибы применяются для очистки точных вод.
Одним из самых древних способов применения грибов является бродильное производство.
Самые знаменитые сорта сыра – это продукт одновременной работы бактерий и различных видов грибов.
Получение антибиотиков – например, пенициллин.
Некоторые грибы являются наиболее удобными объектами для исследований и генной инженерии.
Являются дешевым источником кормового белка.
Вредное значение грибов:
Сапрофитные грибы, поселяясь на продуктах питания и различных органических материалах, могут вызвать их порчу.
Возбудители различных заболеваний.
Тело гриба представлено мицелием, или грибницей, и состоит из тонких ветвящихся нитей, которые называются гифами. Для грибов характерно бесполое размножение спорами, частями грибницы или почкованием. У некоторых видов возможен половой процесс. Половое размножение происходит с образованием гамет в специальных органах — антеридиях и архегониях.
По строению мицелия грибы подразделяются на низшие и высшие.
Длительность жизни мицелия низших грибов составляет несколько дней. Их гифы не имеют перегородок и представляют собой гигантские сильно разветвленные клетки с многочисленными ядрами. Примером таких грибов является мукор, или головчатая плесень. Его часто можно встретить в виде белого пушка на портящихся овощах, фруктах, ягодах, хлебе. Отсюда и название «плесневые грибы». Они обитают на почве и продуктах, богатых углеводами. На грибнице мукора заметны черные округлые головки — спорангии, в которых образуются споры. Они служат для бесполого размножения. Мукор может также размножаться делением мицелия.
Мицелий шляпочных грибов расположен в почве, а на ее поверхности образует крупное плодовое тело, состоящее из ножки (пенька) и шляпки. Шляпка предназначена для образования спор. Верхний ее слой — кожица — обычно окрашен. Нижний слой представлен пластинками у пластинчатых грибов (волнушки, сыроежки, грузди) или пронизан трубочками у трубчатых грибов (боровики, подосиновики, маслята).
Шляпочные грибы называют грибами-симбионтами. Известно, например, что рыжики встречаются в сосновых и еловых лесах, белые грибы вблизи берез, сосен, елей и дубов. Гифы гриба вступают в симбиоз с корнями деревьев (так называемая микориза, или грибокорень). Нити грибницы оплетают корни и проникают внутрь их, заменяя дереву корневые волоски. Грибница поглощает из почвы воду, растворы минеральных веществ и проводит их в корни дерева. Взамен она получает органические вещества (углеводы), которые образует растение в процессе фотосинтеза.
Грибы имеют большое значение в природе и хозяйственной деятельности человека. Грибы-сапрофиты участвуют в круговороте веществ, разлагая растительные остатки и пополняя запас минеральных веществ в почве. Сапрофитами являются и дрожжи. Они развиваются на сахаристой среде и вызывают спиртовое брожение. Их широко используют в виноделии, пивоварении, хлебопечении, для получения технического спирта. Пивные дрожжи часто прописывают больным, страдающим гиповитаминозами, поскольку они содержат тиамин, рибофлавин, никотиновую кислоту и другие витамины. Пищевые дрожжи содержат до 55 % белка, который по своему составу близок к белкам мяса. В сельском хозяйстве используют кормовые дрожжи. Различные виды пеницилла применяют для приготовления сыров «рокфор» и «камамбер» с целью придания им специфического аромата и вкуса.
Многие шляпочные грибы (около 200 видов) съедобны и являются продуктами питания человека. Они содержат много минеральных солей и витаминов. Белки грибов составляют до 30 % их массы, но усваиваются в пищеварительном тракте человека лишь на две трети. Наиболее часто в пищу употребляют белые грибы, подберезовики, подосиновики, грузди, сыроежки, лисички, маслята, опята. Из шляпочных грибов искусственно разводят шампиньоны и вешенки.
Необходимо иметь в виду, что отравления несвежими или старыми съедобными грибами , а также ядовитыми (их известно около 25 видов), являются крайне тяжелыми и могут привести к смерти. Поэтому, собирая грибы, надо уметь отличать ядовитые от съедобных. Наиболее ядовиты бледная поганка, мухомор, желчный гриб, ложные лисички и ложные опята.
Домовой гриб и трутовик разрушают древесину. Споры трутовика поражают дерево через различные повреждения ствола или ветвей и прорастают. Образующаяся грибница разрушает древесину, делает ее трухлявой. Пораженное дерево обычно погибает. Плодовое тело трутовика многолетнее, по форме напоминает копыто. Споры образуются на нижней его поверхности.
Грибы (Mycota )
Грибы – гетеротрофные организмы, тело которых называют мицелием (грибницей), состоящим из отдельных нитей – гиф с апикальным (верхушечным) ростом и боковым ветвлением. Мицелий пронизывает субстрат и всей поверхностью поглощает из него питательные вещества (субстратный мицелий), а также располагается на его поверхности и может подниматься над субстратом (поверхностный и воздушный мицелий). На воздушном мицелии обычно образуются органы размножения.
Различают неклеточный, или ценотический мицелий, лишенный перегородок и представляющий как бы одну гигантскую клетку с большим числом ядер, и клеточный, или септированный мицелий, разделенный перегородками – септами на отдельные клетки, содержащие от одного до многих ядер. Для представителей классов хитридиомицетов, оомицетов и зигомицетов, условно называемых низшими грибами , характерен неклеточный мицелий. У всех высших грибов – аскомицетов, бизидиомицетов и дейтеромицетов – мицелий клеточный.
Оболочка клеток содержит хитин. Запасное питательное вещество гликоген (животный крахмал).
Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.
По строению мицелия и особенностям полового размножения выделяют шесть основных классов грибов: Chytridiomycetes – хитридиомицеты, Zygomycetes – зигомицеты, Ascomycetes – аскомицеты, Basidiomycetes – базидиомицеты, Oomycetes – оомицеты и Deuteromycetes – дейтеромицеты.
В медицине из класса аскомицеты, или сумчатые грибы, используют пекарские дрожжи и спорынью, из класса базидиомицетов – чагу (трутовик скошенный или березовый гриб), из дейтеромицетов – виды рода пеницилл.
Революционным событием в истории медицины стало открытие первого антибиотика пенициллина, полученного из грибов рода Penicillium . Пенициллин активен против всех стафилококковых инфекций и грамположительных бактерий и почти нетоксичен для человека. Несмотря на то, что в настоящее время в медицинскую практику введено много синтетических производных пенициллина, основой для получения этого лекарственного сырья является промышленное выращивание пеницилла.
Препараты из чаги оказывают стимулирующее и тонизирующее действие на организм, обладают антибиотическим свойством в отношении многих микроорганизмов, излечивают гастриты, способствуют рассасыванию злокачественных опухолей в ранних стадиях развития.
Дрожжи, используемые для целого ряда отраслей пищевой промышленности (получение пива, вина и др.), сами по себе являются питательными, так как содержат белки, углеводы, жиры, витамины. Наибольшее значение для человека имеет Saccharomyces cerevisiae (пекарские дрожжи). Дрожжевая биомасса хорошо усваивается организмом человека, поэтому дрожжи специально выращиваются для лекарственных целей. Их применяют в жидком виде и в таблетках.
Спорынья используется как источник алкалоидов, вызывающих сокращение гладкой мускулатуры, применяемых в гинекологической практике.
Многие грибы обладают ценными пищевыми и лечебными свойствами. Наука о лечении разных болезней грибами называется фунготерапией.
"Запасные вещества" - термин не слишком точный, если им обозначать вещества, сохраняемые впрок для дальнейшего их использования, поскольку происхождение и функции их не всегда однозначны. В их число могут попасть и некоторые антибиотики, как накапливаемые в больших количествах полиацетилены, пигменты и отходы и продукты их ресинтеза после других биосинтетических процессов, как например волютин. В данном случае речь пойдет только о запасных веществах прямого назначения, т. е. об углеводах, жирах и мочевине.
Из числа углеводов, локализованных в клетках грибов, для них характерны гликоген, маннит, дисахарид трегалоза (или микоза). Количество гликогена в плодовых телах и мицелии грибов может варьировать от 1,5 до 40% в зависимости от вида гриба и возраста плодового тела. В молодых плодовых телах и культурах грибов его соответственно больше на целый порядок, чем в старых с созревшими спорами.
Трегалоза - дисахарид (α-D-глюкозидо-α, D-глюкозид) встречается обычно в небольших количествах, чаще в десятых долях процента по отношению к массе сухого мицелия, но иногда количество ее доходит до 1-2%. С ее использованием, видимо, связано накопление шестиатомного спирта, маннита, которого в плодовых телах грибов может накапливаться до 10-15%, особенно в гимении базидиомицетов. В значительных количествах он встречается у видов рода Boletus (B. scaber, B. aurantiacus, B. crassus). Маннит в большей степени присущ более зрелым мицелию и плодовым телам, что можно видеть из примера плодовых тел Phallus impudicus, в которых он преобладает над трегалозой. По-видимому, при метаболизме трегалозы в этих плодовых телах может синтезироваться маннит. Как трегалоза, так и маннит из числа других организмов свойственны в основном насекомым.
Из других веществ в мицелии грибов часто содержится много жира, скапливающегося в форме каплевидных включений, которые могут потребляться грибами при росте или споруляции. В молодом мицелии Penicillium chrysogenum количество его может доходить до 35%, тогда как в стареющем мицелии оно падает до 4-5% от массы сухого мицелия.
Для жиров грибов типично высокое содержание ненасыщенных жирных кислот, олеиновой, линолевой, линоленовой и других, жидких при комнатной температуре, и большое количество неомыляемых липидов, т. е. стероидов. В мицелии Penicillium chrysogenum количество стероидов типа эргостерина достигает 1% от массы сухого мицелия. Есть основания считать, что у некоторых грибов на определенных стадиях их развития стероиды могут составлять до 80% от состава их жировой фракции, причем часто это бывают биологически активные вещества, токсины или витамины.
Накопление жиров у грибов часто зависит от возраста культуры или от состава питательной среды, в частности от наличия в ней углеводов. Как отмечалось, с повышением концентрации глюкозы в среде увеличивается количество жировых веществ. Хотя прямой пропорциональности между накоплением жиров и увеличением концентрации глюкозы и не существует, чтобы поднять количество жировых веществ в мицелии дереворазрушающего гриба вдвое, оказалось необходимым увеличить концентрацию сахара в питательной среде с 10 до 40% (Рипачек, 1967).
