Экологические группы. Среди наземных грибов (~70 000) выделяют:
- копрофилы - обитают на навозных кучах, местах скопления помета животных и т.д. (навозники, пилобусы и др.);
- кератинофилы - живут на рогах, копытах и волосах животных (представители семейства гимноасковых);
- ксилофилы - живут на живой и мертвой древесине, разрушая ее (трутовики и др.);
- хищные - живущие как сапротрофы, но могут питаться нематодами, коловратками, простейшими, мелкими насекомыми;
Большинство хищных грибов - гифомицеты (один из порядков отдела дейтеромикоты). Однако сюда относятся и некоторые представители других отделов (зигомикоты, оомикоты, хитридиомикоты и базидиомикоты).
Мицелий хищных грибов развивается в почве, на растительных остатках и других субстратах, но часть питания они получают из тканей пойманной ими жертвы. Захват жертвы осуществляется при помощи различных ловчих приспособлений Рис. 6.):
Рис. 6. Типы ловушек хищных грибов. 1 - клейкие трехмерные сети; 2, 6 - клейкие головки; 3 - сжимающиеся кольца; 4 - клейкие выросты гиф; 5 - несжимающиеся кольца.
- клейкие ловушки представлены: боковыми выростами гиф, покрытыми клейким веществом (например, у Arthrobotrys perpasta); овальными или шаровидными клейкими головками, сидящими на коротких двуклеточных веточках мицелия (Arthrobotrys entomophaga); клейкими сетями, состоящими из большого числа колец (Артроботрис малоспоровый);
- механические ловушки в виде неклейких несжимающихся колец (Дактилярия белоснежная);
- сжимающиеся кольца (представители родов дактилярия, монакроспориум, артроботрис).
- почвенные - живут в почве, участвуют в разложении органического вещества, в образовании гумуса (например, мукоровые);
- подстилочные - грибы, разрушающие лесную подстилку (опавшие листья, хвою).
Водные (в основном оомикоты) живут сапротрофно на растительных остатках, паразитируют на растениях и животных, обрастают деревянные части судов, пристаней и т.д.
Значение.
1. В природе участвуют в биологическом круговороте веществ - редуценты.
Сапротрофные грибы разлагают органические вещества отмерших животных и растений до минеральных веществ, делая их доступными для автотрофов; участвуют в образовании гумуса; вместе с бактериями являются основными поставщиками СО2.
2. Человек использует в промышленности.
Дрожжи (одноклеточные грибы) применяются в хлебопекарной, пивоваренной, винодельной, спиртовой промышленности - сбражживают сахар с выделением СО2 и спирта.
Биологически активные вещества, органические кислоты грибов используются в микробиологической промышленности.
Получают ферменты:
- пектиназы - используют для осветления фруктовых соков;
- целлюлазы - для переработки сырья, грубых кормов, разрушения остатков бумажных отходов;
- протеазы - для гидролиза белков;
- амилазы - для гидролиза крахмала и др.
Используют для получения витаминов (группы В), регуляторов роста растений (гибберелин; его получают при помощи грибов из рода Фузариум), белка, антибиотиков (пенициллин, фумагиллин, гризеофульвин), лимонной кислоты (при помощи Aspergillus niger), в качестве лекарственного сырья (спорынья) для получения лекарственных препаратов и т.д.
3. Широко употребляются в пищу.
По своей питательной ценности грибы стоят примерно на уровне овощей. С добавлением грибов в пищу улучшается вкус блюд.
В сухом веществе плодового тела шляпочных грибов содержится в среднем 20 - 40% белка, 17 - 60% углеводов, 1,5 - 10% липидов и 6 - 25% минеральных элементов, органических кислот, витаминов (А, В1, В2, РР), смол и эфирных масел, придающих грибам своеобразный запах и вкус.
Только измельчение сушеных грибов в муку высвобождает белки!!!
4. Препараты на основе некоторых грибов применяются в качестве биологического метода борьбы с сорняками и вредителями.
Боверин - препарат для уничтожения вредных насекомых; триходермин - для борьбы с почвенными патогенами растений; вертициллин - для борьбы с белокрылкой в теплицах.
5. Велико и отрицательное значение грибов:
- паразитируют на растениях и животных;
Olpidium brassicae (хитридиомицеты) - вызывает «черную ножку» капустной рассады.
Synchytrium endobioticum (хитридиомицеты) - вызывает рак картофеля.
Phytophtora infestans (оомицеты) - вызывает гниль картофеля (клубней и ботвы).
Saprolegnia (оомицеты) - паразитирует на рыбах, часто вызывая их гибель.
Entomophtora (зигомицеты) - паразитирует на насекомых и др.
- сапротрофно развиваются на пищевых продуктах, промышленных материалах и изделиях (древесина, шпалы, деревянные мосты и постройки, резина, книги, газеты, топливо), вызывают их порчу и приносят большой экономический ущерб (ускоряют коррозию металлов, портят оптику и т.д.);
Очень опасна вредоносная деятельность грибов в книгохранилищах и музеях (таких грибов насчитывается до 200 видов). Они способны в течение 3 месяцев разрушить от 10 до 60% волокон бумаги.
- фитопатогенные грибы наносят большой вред сельскому и лесному хозяйству;
- возбудители заболеваний человека (микозы, кандидозы, дерматомикозы) и домашних животных (особенно большой ущерб наносят пчеловодству);
Микотоксикозы - заболевания человека и животных, связанные с отравлением пищевых продуктов и кормов токсинами (ядами) грибов.
Давно известно явление «пьяного хлеба» - заражение зерна грибами из рода фузариум. Льняное масло, полученное с использованием грибов этого же рода - «пьяное масло».
- некоторые продукты жизнедеятельности грибов являются ядами и влияют на организм человека при очень малых концентрациях (0,000001 доли %).
По сути дела все грибы являются в известной степени ядовитыми. Однако ядовитость их часто зависит от образования промежуточных продуктов распада, образующихся при употреблении в пищу несвежих грибов. Поэтому перед употреблением в пищу необходимо их отваривать в одной или нескольких водах - в этом случае ядовитые начала растворяются и удаляются вместе с водой.
Среди дрожжей нет видов, образующих токсические для человека вещества (они меняют вкус, цвет, внешний вид пищевых продуктов, но не выделяют токсины)!!!
6. Некоторые грибы используются в культовых мероприятиях.
Например, культ священных мексиканских грибов. Грибы рода псилоцибе съеденные человеком в сыром виде вызывают галлюцинации, сопровождающиеся веселостью, возбуждением, фантастическими видениями. Вещество псилоцибин сейчас синтезировано и применяется в психотерапии.
Галлюциногены содержатся и в других грибах (красный мухомор, рожки-склероции спорыньи пурпурной и др.).
2. Общая характеристика водорослей и их значение в природе
Примерно до середины XX века все растения делили на низшие и высшие. К низшим растениям относили бактерии, грибы, слизевики, водоросли, лишайники. Представители этих групп чрезвычайно разнородны, однако им характерны некоторые общие признаки: отсутствие тканей и дифференциации тела на корень, стебель, лист (т.е. отсутствие органов).
В настоящее время бактерии и грибы выделены в самостоятельные царства живых организмов, а слизевики и лишайники рассматриваются как отдельные группы (отделы) в царстве грибов.
Растениям характерны следующие признаки:
- аэробный фотосинтез;
- наличие в клетках хлоропластов;
- запасное вещество - крахмал;
- плотная целлюлозная клеточная оболочка;
- относительная неподвижность.
По одной из классификаций царство Растения делят на три подцарства: Багрянки (красные водоросли), Настоящие водоросли и Высшие растения.
Вегетативное тело багрянок и настоящих водорослей не расчленено на органы и ткани. Их нередко, по-старому, называют низшими растениями. Однако сейчас багрянки и настоящие водоросли относят к царству Протисты.
Высшие растения, в отличие от низших, - сложные, дифференцированные на органы и ткани многоклеточные организмы, приспособленные к обитанию в наземной среде.
Водоросли - сборная группа преимущественно водных фотосинтезирующих протистов. Возникли в протерозое ~800-900 млн. лет назад.
Понятие «водоросли» в научном отношении страдает большой неопределенностью. Само слово «водоросли» означает лишь то, что это - простейшие организмы, живущие в воде. Однако в воде могут встречаться и семенные (кувшинка, ряска), высшие споровые (мох фонтиналис, хвощ речной, полушник озерный, папоротник сальвиния) вторичноводные растения. К тому же в водоемах обитают и фотосинтезирующие бактерии (цианобактерии), которые не являются растениями или протистами, однако они способны к аэробному фотосинтезу (часто их называют сине-зелеными водорослями). С другой стороны, значительное количество микроскопических водорослей произрастает и на суше (в отличие от «водных» водорослей эти «сухопутные» водоросли легко переносят высыхание и очень быстро оживают при малейшем увлажнении).
Известно более 40 000 видов водорослей, которые ранее объединялись в 9 отделов: красные, диатомовые, зеленые, бурые, пирофитовые, желтозеленые, золотистые, харовые, эвгленовые. В настоящее время вопрос о количестве и составе отделов водорослей, как представителей царства Протисты, окончательно не решен. Общим для водорослей является их способность к автотрофному способу питания благодаря наличию фотосинтезирующего аппарата (вместе с тем у некоторых водорослей наряду с автотрофным существует и гетеротрофное питание). Разные группы водорослей различаются набором пигментов, строением хлоропластов, продуктами фотосинтеза, числом и строением жгутиков. Считается, что отделы водорослей произошли от разных групп одноклеточных организмов, т.е. непосредственно не родственны друг другу. От них, вероятно, происходят наземные хлорофиллоносные растения.
Наука, изучающая водоросли - альгология (от лат. algae - водоросли).
Строение клетки. Организация клетки большинства водорослей мало отличается от организации типичных клеток растений, однако имеет и свои особенности (рис. 7.).
Рис. 7. Строение клетки водорослей. А - хламидомонада; Б - спирогира (часть нити).
Клетка большинства водорослей покрыта плотной оболочкой, состоящей в основном из целлюлозы и пектиновых веществ.
Оболочка водорослей слоистая (неоднородная, 2-х - 3-хслойная). Как правило, внутренние слои оказываются целлюлозными, а наружный - пектиновым, который защищает клетку от губительного действия кислот и других реагентов.
У многих водорослей в оболочке откладываются добавочные компоненты: карбонат кальция (харовые), альгиновая кислота (бурые), железо (красные, вольвоксовые). У диатомовых вместо целлюлозы в клеточной оболочке содержится кремний (он укрепляет матрикс оболочки, создавая структуру, похожую на панцирь).
Лишь немногие водоросли являются «голыми» (т.е. без оболочки, окруженные лишь плазмолеммой), чаще они покрыты пелликулой - плотным эластичным белковым слоем (эвгленовые) и способны легко изменять форму своего тела.
Снаружи от оболочки у некоторых водорослей имеется кутикула (порфира, эндогониум, бурые водоросли), слизистая капсула (у многих одноклеточных зеленых водорослей) - продукт жизнедеятельности оболочки. Также оболочки многих водорослей снабжены различного рода выростами в виде щетинок, шипиков и чешуек (выполняют защитную функцию, способствуют парению организма в толще воды и др.).
Под оболочкой находится протопласт, включающий цитоплазму и ядро (ядра). У большинства водорослей цитоплазма расположена постенным тонким слоем, окружая большую центральную вакуоль с клеточным соком.
У большинства водорослей в клетке имеется всего 1 ядро, но, например, у кладофоры их несколько десятков, а у водяной сеточки (гидродиктион) - несколько сотен. Клетки с большим количеством ядер называются ценоцитными.
В клетках водорослей присутствуют все органоиды типичные растительным клеткам: эндоплазматическая сеть, рибосомы, комплекс Гольджи, митохондрии, хлоропласты и другие.
Однако, хлоропласты водорослей (хроматофоры) отличаются от хлоропластов растений огромным разнообразием форм, месторасположением в клетке, а также набором пигментов.
По форме они могут быть чашевидными (хламидомонада), спиральными (спирогира), пластинчатыми (мелозира), цилиндрическими (улотрикс), звездчатые (зигнема) и др. (рис. 7., 8.).
Рис. 8. Некоторые формы хлоропластов водорослей: 1 - звездчатый у зигнемы; 2 - цилиндрический у улотрикса; 3 - пластинчатый у мелозиры.
В хлоропластах имеются различные пигменты: хлорофиллы a, b, c, d; каротиноиды (оранжевые), фукоксантин (бурый), фикоцианин (синий), фикоэритрин (красный).
В хлоропластах водорослей находятся особые образования - пиреноиды - зоны синтеза и накопления запасных веществ (крахмала у зеленых и харовых, а у остальных - ламинарина (бурые), парамилона (эвгленовые), багрянкового крахмала (красные) и т.д.). Чаще всего хлоропласт содержит только 1 пиреноид, но у некоторых водорослей (спирогира, кладофора) их число доходит до нескольких десятков.