Grybų karalystė Ji apima nepaprastą organizmų įvairovę, paprastai vadinamą grybai, kurie randami beveik kiekvienoje planetos ekosistemoje. Šie organizmai – nuo mikroskopinių mielių iki įspūdingų grybų – sudaro esminę gyvybės Žemėje grupę dėl savo ekologinės, metabolinės ir evoliucinės funkcijosGrybų savybių tyrinėjimas apima jų unikalių ląstelių struktūrų, gyvenimo būdo, dauginimosi ir sudėtingų santykių su kitais gyvais organizmais gilinimąsi.
Grybų struktūra ir sudėtis
Grybai yra eukariotiniai organizmai, tai yra, jo ląstelės yra apibrėžtas branduolys ir organelės pavyzdžiui, mitochondrijos ir vakuolės. Ryškiausias šių ląstelių bruožas yra ląstelės sienelės, daugiausia sudarytos iš chitino, buvimas, polisacharidas, taip pat esantis vabzdžių ir kitų nariuotakojų egzoskeletuose. Ši ląstelės sienelė suteikia jiems tvirtumo ir apsaugos.
Grybų ląstelės gali sudaryti struktūras vienaląsčiai (mielės) arba daugialąstis kurie, organizuoti, generuoja hifoscilindriniai ir pailgi siūlai. Šakotas ir susipynęs hifų rinkinys vadinamas grybiena, kuris sudaro grybelio vegetatyvinį kūną. Hifai gali būti pertvara (su vidiniais skyriais, vadinamais pertvaromis, kiekviename skyriuje yra vienas ar daugiau branduolių) arba koenocitinis (be pertvarų, sudarančios daugiabranduolius vamzdelius).
Į grybelinė grybiena Tai yra raktas į grybų plitimą ir augimą, leidžiantį jiems greitai kolonizuoti didelius substrato plotus, kur jie absorbuoja maistines medžiagas per savo paviršių. Daugelis grybų gali susidaryti vaisių davimas makroskopiniai, pavyzdžiui, grybai, kurie yra specializuoti dauginimosi kūnai.
Biocheminė sudėtis ir ląstelių savybės
Grybų ląstelės neturi chlorofilo ar chloroplastų, todėl Jiems trūksta gebėjimo fotosintezuotiJo pagrindinė energijos atsarginė medžiaga yra glikogenas, junginys, labiau būdingas gyvūnams nei augalams. Jie taip pat turi vakuoles įvairioms medžiagoms laikyti, tačiau neturi plazmodezmų (tarpląstelinių kanalų, randamų augaluose).
La unikalus chitino ir gliukanų derinys ląstelės sienelėje skiria grybus nuo kitų grupių. Jie taip pat turi organeles, tokias kaip Spitzenkörper hifų viršūnėje, kur koncentruojasi ląstelės sienelės sintezė ir nukreipiamas viršūninis augimas.
Heterotrofinis gyvenimo būdas ir mityba
Vienas iš pagrindinių grybų skiriamųjų bruožų yra jų heterotrofinė mityba; tai yra, Jie patys negamina maisto kaip augalai, tačiau jie gauna energijos ir maistinių medžiagų iš juos supančios organinės medžiagos. Šis procesas vyksta dėl išorinis virškinimas, kai grybai į substratą išskiria hidrolizės fermentus, kurie skaido sudėtingas molekules (pvz., celiuliozę, ligniną ir kitus organinius junginius) į paprastesnes molekules, kurios gali būti absorbuojamos difuzijos būdu.
- Saprofitiniai grybai: Jie gauna maisto skaidydami negyvų augalų, gyvūnų ir kitų organizmų liekanas. Jie yra būtini maistinių medžiagų perdirbimas ir dirvožemio formavimąsi.
- Parazitiniai grybai: Jie minta gyvu šeimininku (augalu, gyvūnu ar net kitais grybais) ir gali sukelti ligas, vadinamas mikozėmis.
- simbiotiniai grybai: Jie užmezga mutualistinius santykius, tokius kaip mikorizė (ryšiai tarp grybų ir augalų šaknų) arba kerpės (grybelio susijungimas su dumbliais arba melsvabakteriais).
Absorbcijos procesas vadinamas osmotrofijaŠi mitybos forma leidžia jiems kolonizuoti viską – nuo dirvožemio iki pūvančios medienos, nukritusių lapų, gyvūnų liekanų ir vandens aplinkos.
Dauginimasis: lytiniai ir nelytiniai mechanizmai
Grybai yra didelė reprodukcijos mechanizmų įvairovė, tiek seksualinio, tiek nelytinio pobūdžio, būdamas sporos pagrindinis dauginimosi elementas. Šios sporos paprastai yra haploidinės ląstelės, labai atsparios nepalankioms sąlygoms ir gali būti platinamos vėjo, vandens arba gyvūnų organizmų.
- Nelytinis dauginimasis: Jis gaminamas mitozės būdu ir generuoja sporas, kurios yra genetiškai identiškos tėvui. Daugialąsčiuose grybuose nelytinės sporos gali formuotis konidioforai (specializuotos hifų struktūros), o vienaląsčios mielės tai gali padaryti pumpuravimo arba dalijimosi būdu.
- Lytinis dauginimasis: Tai apima dviejų haploidinių branduolių, gautų iš skirtingų suderinamų individų, susiliejimą (plazmogamija), po kurio galiausiai įvyko branduolių sintezė (kariogamija) ir mejozė, dėl kurios susidaro genetiškai įvairios sporos. Daugelyje rūšių dikariotinė (n+n) stadija gali užsitęsti iki kariogamijos.
Sporos sudygsta radusios palankias sąlygas ir išvysto naujas hifas, kurios sudaro grybieną. Vaisiakūnių, kuriuose gaminamos sporos, formos gali labai skirtis – nuo mikroskopinių iki didelių grybų.
Grybų klasifikacija ir pagrindinės rūšys
Grybų karalystė yra padalinta į kelias filogenetinės ir taksonominės grupės, kurie skiriasi morfologinėmis savybėmis, dauginimosi būdais ir evoliuciniais ryšiais. Plačiausiai priimta klasifikacija pripažįsta šias pagrindines grupes:
- Askomicetai (Ascomycota): Didžiausia grupė gamina lytines sporas, vadinamas askosporos struktūrose, vadinamose asci. Apima mieles, kai kuriuos pelėsius ir daugelį grybų.
- Basidiomycetes (Basidiomycota): Jie formuoja lytines sporas specializuotose ląstelėse, vadinamose bazidijos, kurie paprastai randami vaisiakūniuose, vadinamuose bazidiokarpais arba grybais. Apima valgomuosius grybus ir augalų patogenus.
- Glomeromicetai (Glomeromycota): Jie užmezga arbuskulinės mikorizinės simbiozės ryšius su augalų šaknimis, kurie yra būtini sausumos ekosistemų sveikatai.
- Zigomicetai (Zygomycota): Šiuo metu jie suskirstyti į keletą pogrupių, jie žinomi dėl formavimosi zigosporos ir kolonizuoja dirvožemį, augalų liekanas ir organines medžiagas.
- Chytridiomycetes (Chytridiomycota): Laikomi pačiais primityviausiais grybais, jie daugiausia gyvena vandenyje ir yra išskirtiniai tuo, kad gamina žiuželinės sporos.
- Kitos naujausios grupės: Jie apima, be kita ko, Microsporidia, Blastocladiomycota, Mucoromycota, Rozellomycota, šiuolaikinės molekulinės klasifikacijos rezultatą.
Klasifikacija kinta kartu su molekulinės biologijos pažanga, atrandant naujas linijas ir filogenetinius ryšius.
Grybų biologinė įvairovė ir paplitimas
Moksliškai aprašyta maždaug tarp 100.000 144.000 ir XNUMX XNUMX grybų rūšių, nors rūšių ir augalų santykiu pagrįsti skaičiavimai rodo, kad jų gali būti iki 1,5 milijono ar net daugiau nei 3 milijonai rūšių dar neklasifikuota. Grybai yra kosmopolitiškas pasiskirstymas, prisitaikant prie įvairių aplinkų:
- Sausumos aplinka: Dirvožemis, miškai, pievos, dykumos, ekstremali aplinka (įskaitant didelę radiaciją ar didelį druskingumą).
- Vandens aplinka: Upės, ežerai, vandenynai, net karštosios versmės ir poliarinė aplinka.
- Simbiotinė ir parazitinė aplinka: Kartu su augalais (mikorizėmis), su dumbliais ir melsvabakterėmis (kerpėmis) arba kaip gyvūnų, augalų ir kitų grybų parazitai.
Grybų alfa ir beta įvairovė yra itin didelė, rodanti rūšių gausumo modelius, priklausančius nuo klimato, platumos ir buveinės tipo.
Ekologinės funkcijos ir vaidmenys ekosistemoje
Grybai vaidina svarbų vaidmenį esminiai vaidmenys ekosistemų struktūroje ir funkcionavime:
- Pagrindiniai skaidytojai: Tai organizmai, atsakingi už sudėtingų organinių medžiagų (lignino, celiuliozės) skaidymą iš augalų ir gyvūnų. Per savo fermentus jie perdirba esmines maistines medžiagas, tokias kaip anglis, azotas ir fosforas, palaikydami dirvožemio derlingumą ir biogeocheminius ciklus.
- Simbiozinių santykių kūrėjai: Per mikorizė, grybai padidina vandens ir maistinių medžiagų absorbciją augaluose, pagerindami jų augimą. kerpės (grybai + dumbliai) gali kolonizuoti pačius nesvetingiausius paviršius, inicijuodami dirvožemio formavimąsi.
- Gyventojų skaičiaus reguliuotojai: Kai kurie grybai veikia kaip augalų, gyvūnų ar net kitų grybų ir mikroorganizmų parazitai, paveikdami biologinių bendrijų struktūrą.
Grybų vaidmuo dinamikoje anglies, azoto ir fosforo Tai būtina gyvybei Žemėje, padedanti reguliuoti svarbiausių elementų saugojimą ir perdirbimą.
Grybų ekonominė, gastronominė ir biotechnologinė svarba
Grybų svarba peržengia ekosistemos ribas. Daugybė rūšių daro tiesioginį poveikį ekonomikai, maistui, medicinai ir biotechnologijoms.:
- Valgomieji grybai: Grybai (Agaricus bisporus), triufeliai (Gumbas), grybai, pvz. Lactarius deliciosus y Baravykai, taip pat laukinės ir kultivuojamos rūšys.
- Fermentacijoje naudojami grybai: Mielės (Saccharomyces cerevisiae) būtinas duonos, alaus ir vyno gamyboje.
- vaistiniai grybai: El penicillium davė pradžią pirmiesiems antibiotikams (penicilinui), o kitos rūšys tiriamos dėl jų priešnavikinių, imunomoduliacinių ar psichotropinių savybių (pavyzdžiui, Ganoderma lucidum, Kordicepsas, Pleurotus oko).
- Toksiški ir nuodingi grybai: Kai kurios rūšys, pvz. amanita phalloides y Amanita muscaria, gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir net mirtį.
- Pramonė ir biokontrolė: Fermentų, biokuro, kenkėjų biokontrolės priemonių gamyba ir teršalų skaidymas.
Grybų panaudojimas apima nuo pagrindinio maisto iki pažangių farmacijos ir biotechnologijų tyrimų, todėl jie yra būtini sąjungininkai tvariam vystymuisi ir žmonių sveikatai.
Grybų ryšys su žmonių, augalų ir gyvūnų sveikata
Nors grybai gali būti naudingi, jie taip pat gali Jie gali sukelti augalų, gyvūnų ir žmonių ligas:
- Augalų ligos: Grybelinės infekcijos, tokios kaip miltligė, rūdys, maras ir puvinys, pažeidžia pasėlius ir sukelia didelius žemės ūkio nuostolius. Pavyzdys: kviečių rūdys (sukelia bazidiomicetai).
- Gyvūnų ir žmonių ligos: Odos mikozės (atleto pėda, grybelis), sisteminės infekcijos (aspergiliozė, kandidozė) ir mikotoksinų gamyba maiste gali pakenkti sveikatai. Rūšis Candida albicans, Trichophyton rubrum y Aspergillus yra vieni iš labiausiai paplitusių.
- Mikotoksinai: grybai patinka Aspergillus flavus Jie gamina toksiškus junginius (aflatoksinus), kurie užteršia maistą ir kelia pavojų sveikatai.
Nėra paprastos taisyklės, kaip atskirti valgomuosius grybus nuo nuodingų; identifikavimas priklauso nuo morfologinių, biocheminių ir, vis dažniau, molekulinių genetinių savybių.
Grybai ir simbiozė: mikorizė ir kerpės
Dvi įdomiausios grybų simbiotinės formos yra mikorizė ir kerpės:
- mikorizė: Mutualistiniai grybų ir augalų šaknų ryšiai leidžia keistis vandeniu, mineralais ir maistinėmis medžiagomis. Mainais augalai aprūpina grybą angliavandeniais. Šie ryšiai padidina augalų atsparumą ligoms ir sausrai, pagerina dirvožemio struktūrą ir derlingumą.
- Kerpės: Grybelio (dažniausiai askomiceto) ir fotosintetinančio organizmo (žaliųjų dumblių arba melsvabakterų) junginys. Kerpės kolonizuoja uolėtus paviršius ir ekstremalias aplinkas, dalyvaudamos dirvožemio formavime ir veikdamos kaip aplinkos taršos bioindikatoriai.
Abi formos simbiozė yra esminiai globalios ekologijos klausimais.
Įdomūs faktai ir įdomybės apie grybus
- Kai kurios grybų kolonijos, pvz. Armillaria ostoyae, yra laikomi vienais didžiausių ir ilgiausiai gyvenančių organizmų planetoje, besidriekiančių kelis kilometrus po žeme ir siekiančių tūkstančius metų.
- Yra bioliuminescencinių grybų, galinčių skleisti savo šviesą, tokių kaip Panellus stipticus.
- Kai kurių grybų hifų augimas optimaliomis sąlygomis gali siekti kelis milimetrus per minutę ir yra pastebimas beveik plika akimi.
- Daugelis grybų turėjo įtakos žmonių kultūrai ir istorijai – kaip šventas maistas, naudojami ritualuose ar kaip vaistų šaltinis.
Grybų taksonomija ir evoliucija
La Grybų karalystės evoliucija buvo intensyvių genetinių ir paleontologinių tyrimų objektas. Grybai, kaip ir gyvūnai, kilę iš vienaląsčio eukariotinio protėvio, todėl jie kartu su jais priklauso opisthokontaiFilogenetinės analizės rodo, kad:
- Grybai išsivystė iš vienaląsčių žiuželinių organizmų.
- Įvyko daug daugialąsčių atsiradimo ir praradimo atvejų.
- Molekulinės sekoskaitos metodai leidžia suprasti gilią evoliucijos istoriją ir nustatyti ryšius tarp skirtingų linijų, o tai lėmė daugybę tradicinės klasifikacijos pokyčių.
Grybų morfologinė ir genetinė įvairovė yra milžiniška – nuo mikroskopinių iki makroskopinių formų, prisitaikiusių prie begalinio skaičiaus ekologinių nišų.
Kaip atpažinti grybus ir jų svarbą tyrimuose
Grybų rūšies nustatymas reikalauja analizės makroskopinės ir mikroskopinės savybės, pavyzdžiui:
- Vaisiaus kūno forma ir spalva.
- Hifų, sporų ir reprodukcinių struktūrų tipas ir išsidėstymas.
- Pertvarų arba rizoidų buvimas arba nebuvimas.
- Biocheminiai tyrimai ir, vis dažniau, genetinė analizė.
Mikologija, disciplina, tirianti grybus, sparčiai vystėsi dėl molekulinės biologijos, geresnės klasifikacijos, naujų rūšių identifikavimo ir mūsų supratimo apie jų biochemines savybes.
Garsiausių grybų pavyzdžiai ir jų poveikis
- Mielės: Saccharomyces cerevisiae (duona, alus, vynas).
- Grybas: Agaricus bisporus (auginamas, valgomas).
- Sportininko pėdos sindromas: Trichophyton rubrum (žmogaus patogenas).
- Huitlakočė: Ustilago maydis (valgomas grybas, parazituojantis ant kukurūzų).
- Indiška duona: Cyttaria harioti (medžių parazitas Pietų Amerikoje).
- Toksiški grybai: amanita phalloides, Cortinarius orellanus, Galerina marginata.
Šie pavyzdžiai rodo, Teigiama ir neigiama grybų reikšmė žmogaus gyvenime ir ekosistemose.
