Роль грибов в биосфере

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

"Роль грибов в биосфере"

М.А. Черная

Новосибирск 2015

Введение

Водоросли - предмет изучения раздела ботаники - альгологии - и грибы, которые изучает микология, широко распространены в природе, играют огромную роль в круговороте веществ и энергии и приобретают все большее значение в хозяйственной деятельности человека. По крайней мере некоторые группы грибов и водорослей связаны происхождением и, будучи низшими эукариотами, имеют черты сходства в морфологии, ультраструктуре, физиологии, а также в способах лабораторного культивирования и исследований. Некоторые грибы и водоросли образуют в природе ассоциации симбиотических организмов - лишайников, около 20 тыс. видов которых занимают специфические экологические ниши во всех климатических зонах земного шара, но доминируют в высоких широтах.

Грибы выделены в отдельную группу организмов, отличающихся как от растений, так и от животных, прежде всего типом питания. Грибы не автотрофы, у них нет хлоропластов, они могут утилизировать лишь энергию, запасенную в органических соединениях. Это отличает их от растений. В отличие от животных грибы - всасывальщики, или осмотрофы: они питаются всасыванием питательных веществ из окружающей среды. Эти особенности питания наложили существенный отпечаток на морфологию и физиологию грибов.[1]

Регулятор численности сообществ

Грибы - паразиты в ненарушенных человеком фитоценозах. Вред травянистым и древесным растениям, приносимый грибами, не велик, более того, они выполняют важные функции регуляторов численности компонентов фитоценозов. В частности, грибы - паразиты регулируют численность отдельных видов растений и способствуют формированию сложных многовидовых фитоценозов. Они наиболее сильно поражают массовые виды и, снижая их численность, позволяют развиваться менее конкурентоспособным видам. Если последние становятся массовыми, они тоже начинают сильно поражаться. Так создается устойчивое равновесие видов в фитоценозе.

Грибы - симбионты как и паразиты питаются содержимым клеток растений, но на ряду с приносимым вредом, они придают растению - хозяину ряд полезных свойств. Если приносимая польза превышает вред, зараженные растения становятся более жизнеспособными и конкурентоспособными (это еще один механизм поддержания устойчивого равновесия видов в фитоценозах).[2]

Звено в цепи питания и обиталище некоторых организмов.

1. Дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Их способность перерабатывать в процессе брожения сахара в спирт и углекислый газ издавна используют в производстве многих пищевых продуктов, прежде всего хлеба, вина и пива, а также в спиртовом производстве. Благодаря быстрому размножению (клетки почкуются каждые 60-- 100 мин) и накоплению биомассы многие виды дрожжей выращивают для получения богатых питательными веществами кормов (белково-витаминный концентрат - БВК). 2. Плодовые тела сумчатых и базидиальных макромицетов - наиболее любимый населением России природный продукт, который используют в свежем, сушеном и консервированном видах. Однако использование этих грибов в пищу не безопасно и может привести к тяжелым отравлениям, часто с летальным исходом. Во-первых, многие виды грибов содержат токсины (см. с. 69), причем недостаточно знающий собиратель может спутать ядовитые грибы с внешне похожими на них съедобными. Во-вторых, в отличие от высших растений, адсорбирующих почвенные растворы корневой системой, грибы всасывают питательные вещества всем вегетативным телом (мицелием), поэтому они активно накапливают в мицелии и плодовых телах находящиеся в окружающей среде токсические продукты (радионуклиды, тяжелые металлы, пестициды, промышленные выбросы).[2]

Грибы как образователи среды.

Грибы являются классическими гетеротрофами. Около 3/4 грибов - сапрофиты, минерализаторы органики (редуценты). Особенно это важно в лесу, где они разлагают 2/3 древесины, остальное разлагается насекомыми и другими организмами. По способу питания они делятся на сапротрофов, то есть мертвоедов, которые усваивают сложные органические соединения из мертвых субстратов, и паразитов, поглощающих питательные вещества из живых организмов. Самые примитивные грибы - хитридиомицеты и оомицеты паразитируют на самых примитивных растениях - водорослях. Некоторые микологи считают, что грибы появились на суше под покровом вышедших на сушу растений, как их паразиты и симбионты. Ферментативных аппарат грибов - гидролитические ферменты, которые выделяются в окружающую среду и обеспечивают первичное разложение пищевого субстрата, - настроен на разложение углеводов - строительного материала и запасных веществ растений. Поэтому не только паразитические грибы избрали объектами своего нападения в основном растения, но и сапротрофные грибы питаются погибшими растениями, оставляя трупы животных бактериям. Почти исключительно грибы участвуют в разложении мертвой древесины. Наличие набора ферментов, разрушающих основные растительные полимеры - целлюлозу и лигнин, в форме которых запасена большая часть связанного углерода, поставило грибы(особенно дереворазрушающие базидиомицеты) в исключительное положение в пищевой цепи организмов: на грибы приходится утилизация 2/3 связанного углерода. В этом заключается глобальная экологическая роль грибов.

Грибы - главные компоненты биоценозов многих почв как по числу видов, так по биомассе. Например, в лесных почвах биомасса грибов составляет свыше 90% от биомассы всех почвообитающих организмов. Протяженность грибных гиф в почве (от сотен метров до десятков километров в 1 грамме почвы) значительно превышает протяженность корней высших растений, причем в зоне химических выделений гиф - гифосфере, как и в зоне химических выделений корней - ризосфере, создается специфический микробиоценоз. В почве встречаются следующие основные виды грибов:

1) гумусовые сапротрофы (грибы, питающиеся полуразложившимися растительными остатками и органическим веществом почвы) - пеницилл, аспергилл и др.

2) подстилочные сапротрофы (распространены в различных ландшафтах, не подвергнутых сельскохозяйственному освоению - леса, степи. Подстилочные сапротрофы осуществляют первичное разложение опада.)

3) паразиты растений

4) микоризообразователи (почвенные грибы, которые после заражения корней высших растений в следствие защитных свойств организма хозяина не могут оккупировать внутренние клетки корня и не наносят существенного вреда растению, но вместе с тем такие ассоциации (микориза) дает грибам преимущества.)

Грибы осуществляют органическое обогащение и оструктурирование почвы мицелием.[1]

Таким образом, не зависимо от типа питания грибы являются мощными средообразователями, непосредственно участвуя в формировании полноценных биоценозов, собственных микробиоценозов и несущие важную редуцирующую роль в них. Также являются непосредственными участниками в формировании первичных сукцессий и являются одними из первых участников в формировании вторичных сукцессий.

Грибы - продуценты биологически активных веществ.

Многие грибы являются продуцентами различных лекарственных веществ.

1. Антимикробные препараты - антибиотики. Как известно, первый антибиотик, выделенный английским микробиологом А. Флеммингом, был продукт гриба Penicillium - пенициллин. Этот антибиотик совершил революцию в фармакологии, так как позволил лечить ранее летальные болезни, такие, как гангрена, сепсис, перитонит.

2. Иммуномодуляторы. Некоторые из них (иммуносупрессоры) подавляют иммунную систему млекопитающих, поэтому широко используются при пересадке чужеродных органов, которые иммунная система организма без обработки подобными веществами отторгает. Таков циклоспорин, получаемый из грибов рода Tolypocladium. Другие, например полисахариды многих базидиомицетов (иммуноактиваторы), наоборот, стимулируют интенсивность иммунного ответа на микробную инфекцию.

3. Противосклеротические препараты (ловастатин и другие продукты многих грибов), ингибирующие биосинтез холестерина и тем самым препятствующие отложению холестериновых бляшек на кровяных сосудах.

4. Противораковые вещества - полисахариды в плодовых телах некоторых трутовых и агариковых грибов (главным образом ксилотрофов).

5. Соединения, ингибирующие активные радикальные процессы в клетках, в том числе облученных, - каротиноиды, ликопины, фенолы и другие, продуцируются многими грибами в очень высоких концентрациях.

6. Гормональные вещества. Алкалоиды некоторых грибов, например спорыньи, издавна используют для получения гормональных препаратов.

7. Хитин - полифункциональное лекарственное вещество. Он обладает гораздо более высокими адсорбционными свойствами, чем активированный уголь, высокой рано- и ожогозаживляющей способностью. Все эти и другие препараты получают из разных видов грибов промышленными методами. Многие грибы используют для получения активных ферментов, разрушающих биополимеры. Так, древоразрушающие базидиомиты - источники активных целлюлоз и пероксидаз, обладающих способностью разлагать целлюлозу и лигнин. Их использование очень важно для целлюлозно-бумажной промышленности, поскольку позволяет заменить выделение и деградацию этих веществ химическими методами и избавиться от ядовитых отходов производства, загрязняющих окружающую среду (целлюлозная промышленность остается одним из самых грязных производств). Генно-инженерными методами гены, контролирующие эти ферменты, переносят из базидиальных грибов в более быстро растущие и технологически более удобные микромицеты (дрожжи и другие). Пектиназы (деградируют пектин), протеазы (разрушают белки), липазы (разрушают липиды) грибов широко используются в пищевой и легкой промышленности для осветления овощных и фруктовых соков, как добавки к моющим средствам и др. Из грибов традиционно получают органические кислоты - лимонную, итаконовую и др. Фитопатогенные грибы оказались активными продуцентами фитогормонов, таких, как гиббереллины, фузикокцины. Эти вещества регулируют ростовые процессы у растений, направляя их в нужную для паразита сторону. Сейчас ими обрабатывают сельскохозяйственные растения для получения более крупных плодов, ускорения роста и других целей.[2] гриб фитоценоз антимикробный

Список литературы

1. Дьяков Ю.Т. Введение в альгологию и микологию. М.: МГУ, 2000

2. Белякова Г.А., ДьяковЮ. Т. Тарасов, К.Л. . Ботаника Т. 1. Водоросли и грибы. - М.: Академия, 2006. - 320с

Размещено на Allbest.ru