Многообразие живых организмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция № 9. Многообразие живых организмов

План

1. Вирусы

1.1 Строение вирусов

1.2 Вирусы растений

1.3 Типы вирусных симптомов у растений

1.4 Система защитных мероприятий против фитопатогенных вирусов

2. Бактерии

2.1 Строение бактерий

2.2 Размножение бактерий

2.3 Питания бактерий

2.4 Классификация бактерий

2.5 Значение бактерий

2.6 Бактериальные удобрения

3. Грибы

3.1 Классификация грибов

3.2 Строение грибов

3.3 Питание грибов

3.4 Размножение грибов

4. Лишайники

4.1 Строение лишайников

4.2 Размножение лишайников

4.3 Значение лишайников в биосфере и народном хозяйстве

1. Вирусы

вирус растение бактерия лишайник

Вирусы - это неклеточные формы жизни, то есть не имеющими клеточной структуры и в этом заключается их главное отличие от прочих типов организмов. Они различимые только под электронным микроскопом.

Паразитируют на всех без исключения типах организмов: животных, растениях, грибах, бактериях и даже на себе подобных. Однако самих вирусов можно назвать живыми организмами только с большой натяжкой, поскольку вне клеток донора они не способны размножаться, не проявляют никаких свойств живого (не растут, не питаются, не вырабатывают энергии, у них нет обмена веществ) и имеют кристаллическую форму. Они не нуждаются в пище, дыхании, других источниках энергии, а их строение предельно просто.

Это внутриклеточные паразиты и от неживой материи вирусы отличаются двумя свойствами:

- способны воспроизводить себе подобные формы (размножаться)

- обладают наследственностью и изменчивостью.

Средние размеры вирусов колеблются в пределах от 20 до 300 нанометров, что делает их малейшими из, всего к чему применимо слово «живое». Среднестатистический вирус примерно в 100 раз меньше, чем другие патогенные существа, бактерии. Увидеть вирус можно только в достаточно мощном электронном микроскопе.

Попав в клетки хозяина вирусы начинают самопроизвольно размножаться, причем строительным материалом выступает вещество самой клетки, что нередко приводит к ее гибели. Именно этим опасны все вирусные инфекции. Интересно, что для человека существуют и полезные вирусы, это так называемые бактериофаги, которые разрушают вредные бактерии внутри нас.

Вирусы постоянно присутствуют в растениях. Многие вирусы способны вызывать серьезные заболевания, приводящие к существенной потере урожая или к ухудшению его качества, в частности, уменьшается всхожесть семян и коэффициент репродукции, устойчивость растений к инфекциям любой этиологии и др. Болезни, вызываемые вирусами, называют вирозами.

Вирусы прямо или косвенно влияют на физиологические процессы инфицированного растения, причем измененный метаболизм напоминает нормальное состояние стареющего организма. При появлении симптомов вироза у растений усиливается дыхание, это связано с разобщением дыхания и окислительного фосфорилирования.

Вирусы в природе выполняют, вероятно, роль регуляторов численности популяций живых организмов.

1.1 Строение вирусов

Строение вирусных частиц максимально просто, в большинстве случаев они состоят всего из двух компонентов, реже - трех:

- генетический материал в виде ДНК или РНК молекул - это собственно основа вируса, содержащая в себе информацию для его размножения;

- капсид - белковая оболочка, отделяющая и защищающая генетический материал от внешней среды;

- суперкапсид - дополнительная липидная оболочка, которая в некоторых случаях формируется из мембран клеток донора.



Рис. 1. Строение и типы вирусов.

Сложные вирусы могут иметь дополнительную оболочку из липопротеина. Некоторые вирусы (бактериофаги) имеют аппарат транспортировки своего генома в бактерии, после проникновения в клетку капсид остается за пределами клетки. Тело бактериофага имеет сложное строение, оно содержит головку, хвостик (трубку, через которую геном проталкивается в клетку) и хвостовые отростки.

Науке известно немногим более 5 000 видов вирусов, однако ученые полагают, что реальное их количество в тысячи раз больше. Каждый вид без исключения является паразитическим, в остальном же они довольно сильно отличаются друг от друга. Так различные вирусы способны паразитировать только на определенных типах организмов и поражать только определенные типы клеток, например вирусные частицы табачной мозаики совершенно не опасны для человека, а вирус гриппа в свою очередь не несет никакого вреда растениям.

По форме все вирусы можно разделить на 4 большие группы:

- спиральные;

- икосаэдрические (двадцатигранники, состоящий из 20 правильных треугольников) и круглые;

- продолговатые;

- комплексные или неправильные.

Распространяются вирусы различными путями; по воздуху, при непосредсвенном контакте, посредством животных-переносчиков, у человека через кровь и т.д.

У растений основными переносчиками вирусов растений служат членистоногие, особенно насекомые, но иногда также и клещи.

Членистоногие - переносчики с колющим хоботком, высасывающие сок растений, весьма эффективно переносят вирусы, поскольку они обладают способностью вводить вирус в относительно глубоко расположенную ткань растения - флоэму. Небольшое число вирусов попадает в ксилему, значительно большее их число встречается во флоэме. Наиболее широк спектр вирусов растений, переносимых тлями.

В клетку вирусы могут попасть вместе с пиноцитозными пузырьками или путем погружения части оболочки клетки с приклеившимся к ней вирусом в цитоплазму, а также путем растворения оболочки клетки.

Вирусы вносят в клетку свою генетическую информацию, и клетка начинает производить подобные вирусы.

Проникнув в клетку, вирус изменяет в ней обмен веществ, направляя всю деятельность клетки на производство вирусной нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и вирусных белков. Внутри клетки происходит самосборка вирусных частиц из синтезированных молекул нуклеиновой кислоты и белков.

До момента гибели в клетке успевает синтезироваться огромное число вирусных частиц. В конечном итоге клетка гибнет, оболочка ее лопается и вирусы выходят из клетки хозяина, заражая новые клетки. Встроенный в геном клетки геном вируса может существовать в таком виде долгое время.

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока неясно. Большинство ученых предполагают, что вирусы представляют собой клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили всё, без чего “можно обойтись”, за исключением своего наследственного аппарата в виде нуклеиновой кислоты и защитной белковой оболочки.

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания: у животных - ящур, чуму свиней и птиц, бешенство и др.; у растений - мозаичную болезнь табака, томатов, огурцов, скручивание листьев, карликовость и др.

Вирусными заболеваниями человека являются также грипп, корь, краснуха, гепатит, ветряная оспа, бешенство, герпес, СПИД и многие другие.

Наибольшую опасность в наше время представляет вирус СПИДа. Он попадает в организм человека при переливании крови, при половых контактах. Этот вирус поражает клетки организма, отвечающие за иммунитет. В результате человек оказывается беззащитным перед инфекционными болезнями и быстро погибает.

Вирусы, благодаря мутированию и способности быстро размножаться внутри клеток, становятся устойчивыми к действию лекарств, и это обстоятельство затрудняет лечение таких вирусных заболеваний, как грипп, гепатит и др.

1.2 Вирусы растений

Более 1000 различных болезней растений вызываются вирусами. Многие вирусы способны к заражению какого-либо одного хозяина. Другие, например, вирус табачной мозаики (ВТМ), имеют широкий спектр хозяев. Некоторые вирусы растений способны размножаться в телах насекомых-переносчиков.

1.3 Типы вирусных симптомов у растений

Исследования свидетельствуют, что найти растение, не содержащее вирус практически невозможно, проявление симптомов в свою очередь зависит от степени патогенности вируса. Растения, на которых легко выявляются симптомы, характерные для заражения данным вирусом, называются индикаторными растениями.

Кроме внешних симптомов вирусная инфекция вызывает различного рода гистологические и цитологические изменения в больном растении. Они проявляются в аномалиях сосудистой системы и различного рода изменениях структуры клеток - от изменений структуры отдельных органелл до образования в клетке специфических вирусных включений.

Включения могут быть образованы вирусными частицами, которые локализуются в клетке характерным для данного вируса образом либо сочетанием их с продуктами вирусного влияния. Тип внутриклеточного включения является характерным для данного вируса и используется для идентификации вирусов.

Растения, заболевшие вирусом, вылечить практически невозможно, их рекомендуется уничтожать. Профилактические действия должны быть направлены на уничтожение переносчиков вирусов - насекомых-вредителей растений. Кроме того при работе с растением дезинфицируйте инструменты, такие как ножи ножницы. Не используйте подозрительные растения для черенков.

Как правило, инфицирование растений вирусами сопровождается мозаичностью, пятнистостью, полосатостью листьев, их скрученностью, отставанием растения в развитии (карликовостью), аспермией (бессемянностью).

Рост поражённых растений останавливается либо деформируется. Дефекты могут появиться на побегах (плоские побеги), на луковицах (например, коркообразные пятна) или на плодах (например, крапины, вмятины, выпуклости).

Размножение вирусов, в большинстве случаев, приводит к лизису клеток и может вызывать гибель растения.

Несмотря на то, что проявление симптомов варьирует в зависимости от возбудителя, генотипа растения, климатических и других факторов, первым методом диагностики вирусных заболеваний растений является метод оценки по внешним признакам. Данные, полученные при визуальном обследовании растения, позволяют сделать вывод о природе заболевания. В сомнительных случаях, а также при диагностике латентных инфекций, применяют метод растений-индикаторов и методы иммунологической диагностики - латекс-тест, метод двойной диффузии в агаровом геле, иммуноферментный анализ и иммуноэлектронную микроскопию.

Выделяют следующие основные типы вирусных симптомов:

1. Мозаика - неравномерная зеленая окраска листовой пластинки или наличия пятен желтоватого или светло-зеленого цвета.

2. Хлороз - общее или симметричное пожелтение тканей листа.

3. Некроз - отмирание тканей растений, часто является следствием мозаики или хлороза при сильном их развитии, но нередко развивается и самостоятельно. Выделяют местный некроз - развивается в местах проникновения инфекции в растение и системный (рассеянный) некроз - может проявляться на любых частях растения.

4. Деформации органов растений разнообразны и могут быть вызваны физиологическими нарушениями, которые приводят к изменению морфологии органов или всего растения. В результате нарушения координаций роста развивается морщинистость, курчавость, вздутия, искривления побегов.

5. Угнетение роста может выражаться в общей карликовости растений, укорочении междоузлий на верхушке побега.

6. Увядание наблюдается при сильном поражении сосудистой системы.

7. Израстание (пролиферация). Непосредственными причинами израстания может быть нарушение покоя пазушных и зимующих почек или перерождение и вегетативный рост генеративных органов. Сопутствующим признаком израстания является нитевидность стеблей и ростков.

8. Абортивность - опадение цветков и завязей, усыхание завязавшихся плодов или отдельных семян в плоде, бессемянность плодов.

9. Новообразования - опухоли на различных частях растения (например, разрастание жилок листа), листовидные выросты энации и др.

10. Антоцианоз - пурпурное, красно-фиолетовое или сине-фиолетовое окрашивание листьев или их краев, жилок, стеблей.

11. Пестролепестность - неравномерность окраски или частичное обесцвечивание лепестков, например, у тюльпана.

В большинстве случаев у больного растения обнаруживается несколько симптомов в сочетании.

1.4 Система защитных мероприятий против фитопатогенных вирусов

Прямые методы защиты растений от вирусов отсутствуют. Применяемая система интегрированной защиты против вирусов направлена на сокращение источников инфекции внутри и вне посевов или насаждений. Основными направлениями защиты являются:

1. Иммунизация растений слабопатогенными штаммами вируса. Вакцинные штаммы используются как в открытом, так и в закрытом грунте. Опрыскиваются сеянцы (проростки). Вакцина вызывает бессимптомный патологический процесс, который вскоре подавляется иммунными системами организма.

2. Селекция растений, направленная на усиление иммунности и толерантности. Широкое внедрение в производство гибридов, несущих гены устойчивости к определенным вирусам в значительной степени сдерживает распространение этих вирусов.

3. Устранение источников инфекции. Сюда относится выбраковка из насаждений растений с вирусными симптомами, прополка, удаление растительных остатков. Часто резерваторами вирусов являются сорные растения. Особое значение играет прочистка маточников. Этот метод эффективен для растений, имеющих хорошо различимые симптомы.

4. Использование безвирусных семян. Семенные растения нужно выращивать в достаточной изоляции от внешних резерваторов инфекции. Хранить семена желательно в фольге или любой герметичной упаковке.

5. Термотерапия позволяет резко снизить зараженность, а иногда и полностью избавить растения от вирусов. Прогревание семян или вегетативных органов строго специфичны для каждой культуры.

6. Химиотерапия - обработка химическими веществами, задерживающими репликацию вирусов или снижающими их инфекционные свойства. К таким веществам относятся аналоги азотистых оснований (пуринов или пиримидинов).

7. Использование безвирусного посадочного материала, полученного методом апикальных меристем. Лучший эффект оздоровления от вирусных инфекций получают при комбинировании метода апикальных меристем с предварительной термотерапией и химиотерапией. В среду для культивирования меристем вводят специальные антивирусные добавки (гликопротеины, полисахариды, нуклеиновые кислоты, антибиотики) либо обрабатывают ими исходные растения-доноры.

8. Государственный или внутрихозяйственный карантин. При импорте растений в сертификате должно быть подтверждение о том, что материал не содержит карантинных объектов.

9. Организационно-хозяйственные мероприятия включают дезинфекцию режущих инструментов и орудий труда в растворе формалина, перманганата калия, спирта или их тепловую обработку, работу в спецодежде и обуви, использование дезинфекционных ковриков и платформ.

10. Ослабление симптомов заболевания за счет поддержания оптимального режима выращивания культуры, т. е. активизации иммунитета. Для этого растения опрыскивают растворами микроэлементов, фосфорными и калийными удобрениями, которые стимулируют раннее созревание растений и как следствие - наступление возрастной устойчивости.

2. Бактерии

Бактерии представляют собой тип низших одноклеточных, конечно безхлорофиловых растений. Реже они соединены в простые нитчатые колонии. Бактерии отличаются исключительно малыми размерами. Величина их клеток исчисляется несколькими микронами и десятыми долями микрона. Как все низшие растения, бактерии лучше развиваются в условиях повышенной влажности.

2.1 Строение бактерий

Микроскопически малые клетки бактерий имеют тонкую оболочку и содержимое, состоит из однородной протоплазмы и вакуолей.

Хорошо выраженное ядро ??есть только у обособленной группы бактерий (миксобактерии), в других оно находится в диффузном состоянии.

Большинство бактерий бесцветные, но некоторые имеют пигменты, придающие бактериям различной окраски - красного, синего, желтого, пурпурного и др. Пурпурные и зеленые бактерии имеют хлорофилл. Форма клеток бактерий бывает разная, но чаще всего они имеют форму палочек.

Некоторые бактерии способны передвигаться с помощью жгутиков. Разные бактерии имеют один, два и несколько жгутиков.



Рис. 2. Строение бактериальной клетки (схема): 1 - капсула; 2 - клеточная стенка; 3 - цитоплазматическая мембрана; 4 - протопласт; 5 - базальное тельце; 6 - жгутик; 7 - реснички (пили); 8 - нуклеотид; 9 - мезосомы (эквиваленты митохондрий); 10 - рибосомы; 11 - включения волютина, жира, полисахаридов.

2.2 Размножение бактерий

Бактерии размножаются очень быстро, делением клеток пополам. Дочерние клетки, образовавшиеся в результате деления, сразу же расходятся, достигают размеров материнской клетки, и обычно через 30 минут эти клетки вновь делятся пополам. Некоторые бактерии при делении клеток не расходятся, а остаются соединенными, образуя цепочки и другие объединения.

Существуют бактерии, в которых процесс деления клеток длится всего 12-15 минут (кишечная палочка), а в других этот процесс происходит очень медленно (бактерия, вызывающая туберкулез).

При размножении, как и все живые существа, бактерии попадают на бесконечное количество препятствий, задерживающих их деление.

Некоторые виды бактерий способны при неблагоприятных для жизни условиях образовывать споры. Споры отмечаются стойкостью против неблагоприятных температурных условий (выдерживают температуру +150 °С и -180 °С) и действия многих ядовитых веществ.

Споры образуются внутри клетки бактерии. Содержание такой клетки теряет воду, сжимается и покрывается очень плотной оболочкой. Споры могут сохранять жизнеспособность в течение многих лет. Попадая в благоприятные условия, спора прорастает и дает начало новой клетке, далее размножается простым делением, как обычная бактерия.

2.3 Питания бактерий

Большинство бактерий относится к группе гетеротрофных организмов. Они питаются готовыми органическими веществами, но существуют и автотрофные бактерии. Гетеротрофные бактерии бывают сапрофиты и паразиты (патогенные). К сапрофитным бактериям относятся те, которые живут и питаются за счет органического материала, мертвых организмов, а бактерии паразиты, или патогенные (болезнетворные), живут на поверхности или внутри живого организма (животного или растительного происхождения), за счет которого и питаются. Они являются возбудителями большинства заразных болезней как у человека, так и у животных (тиф, сибирская язва, холера, туберкулез).

Патогенные бактерии вызывают заболевания и у растений, так называемые бактериозы (увядание, пятнистость, гниения стеблей и т. д.). Бактериозами часто бывают поражены помидоры, огурцы, плодовые деревья, капуста, картофель.

Некоторые бактерии являются автотрофными организмами, они способны ассимилировать углекислоту воздуха. Этот процесс у бактерий называется хемосинтезом. При хемосинтезе органические вещества образуются из неорганических за счет химической энергии, которая возникает при окислении некоторых неорганических веществ. На хемосинтесинтезирование способны нитрифицирующие бактерии, железобактериями, серобактерии и др. Но среди бактерий есть и фотосинтезирующие, которые используют энергию солнечного света, - зеленые и пурпурные бактерии.

В практике земледелия огромное значение имеют автотрофные - нитрифицирующие бактерии, которые были открыты отечественным ученым проф. С. М. Виноградским. Нитрифицирующие бактерии развиваются в почве и имеют большое влияние на повышение ее плодородия. В процессе гниения навоза, трупов и т.д. выделяется большое количество аммиака. Превращения аммиака в легкоусвояемые для растений азотные соединения и осуществляют нитрифицирующие бактерии.

2.4 Классификация бактерий

Общепризнанной, завершенной классификации бактерий пока нет. Это объясняется трудностью их изучения. В основе существующей классификации бактерий лежат форма клеток, их внутреннее строение, спорообразование.

По форме клеток различают следующие роды бактерий:

1) бациллы - палочковидные,

2) коки - шаровидные,

3) диплококки - шаровидные, соединены попарно,

4) стрептококки - шаровидные, собраны в цепочки,

5) вибрионы - бактерии в виде запятой,

6) спириллы - завитые в виде штопора.

Рис.3. Разнообразие бактерий.

Существует большое количество переходных форм. На питательной среде бактерии собираются в колонии. Форма, величина и окраска этих колоний у разных видов бактерий неодинаковы.

2.5 Значение бактерий

Бактерии являются самыми древними организмами, появившимися около 3,5 млрд. лет назад в архее. Около 2,5 млрд. лет они доминировали на Земле, формируя биосферу, участвовали в образовании кислородной атмосферы.

В природе происходит непрерывный круговорот веществ, существенную роль в котором играют бактерии.

Большинство бактерий относится к гетеротрофным растениям. Питаясь готовыми органическими веществами, бактерии сапрофиты раскладывают сложные органические вещества (трупы животных и растений) на простые вещества. Под влиянием деятельности различных бактерий органические вещества разрушаются до минеральных соединений, которые вновь используются зелеными растениями для питания.

Расписание органических веществ бактериями осуществляется в результате процессов брожения и гниения.

Бактерии активно участвуют в биогеохимических циклах на нашей планете (в том числе в круговороте большинства химических элементов). Деятельность бактерий имеет также глобальный характер. Основная часть парникового газа - метана, поступающего в атмосферу, образуется бактерииями (метаногепами).

Бактерии являются ключевым фактором почвообразования, зон окисления сульфидных и серных месторождений, образования железных и марганцевых осадочных пород и т.д.

Некоторые бактерии вызывают тяжёлые заболевания у человека, животных и растений. Нередко они становятся причиной порчи сельскохозяйственной продукции, разрушения подземных частей зданий, трубопроводов, металлических конструкций шахт, подводных сооружений и т.д. Изучение особенностей жизнедеятельности этих бактерии позволяет разработать эффективные способы защиты от вызываемых ими повреждений.

В то же время положительную роль бактерий для человека невозможно переоценить. С помощью бактерий получают вино, молочные продукты, закваски и другие продукты, ацетон и бутанол, уксусную и лимонную кислоты, некоторые витамины, ряд ферментов, антибиотики и каротиноиды. Бактерии участвуют в трансформации стероидных гормонов и др. соединений. Их используют для получения белка (в т. ч. ферментов) и ряда аминокислот.

Применение бактерий для переработки с.-х. отходов в биогаз или этанол даёт возможность создания принципиально новых возобновляемых энергетических ресурсов. Бактерии используют для извлечения металлов (в т.ч. золота), увеличения нефтеотдачи пластов. Благодаря бактериям и плазмидам стало возможным развитие генетической инженерии. Изучение бактерий сыграло огромную роль в становлении многих направлений биологии, в медицине, агрономии и др. Велико их значение в развитии генетики, т.к. они стали классическом объектом для изучения природы генов и механизмов их действия. С бактериями связано установление путей метаболизма различных соединений и др.

Потенциал бактерий в практическом отношении неисчерпаем. Углубление знаний об их жизнедеятельности открывает новые направления эффективного использования бактерий в биотехнологии и других отраслях промышленности.

2.6 Бактериальные удобрения

Микрофлора почвы оказывает непосредственное влияние на её плодородие и, как следствие, на урожайность растений. Почвенные микроорганизмы в процессе роста и развития улучшают структуру почвы, накапливают в ней питательные вещества, минерализуют различные органические соединения, превращая их в легко усвояемые растением компоненты питания.

Для стимуляции этих процессов применяют различные бактериальные удобрения, обогащающие ризосферу растений полезными микроорганизмами. Микроорганизмы, используемые для производства бактериальных препаратов, способствуют снабжению растений не только элементами минерального питания, но и физиологически активными веществами (фитогормонами, витаминами и др.).

В настоящее время выпускают такие бактериальные удобрения, как нитрагин, ризоторфин, азотобактерин, фосфобактерин, экстрасол.

3. Грибы

Царство грибов - одна из самых больших и процветающих групп организмов. В настоящее время известно около 100 тыс. видов грибов. Наука, изучающая грибы, называется микологией (от греч. микес - «гриб», логос - «учение»).

Грибы обитают всюду, где имеются органические вещества: в почве, в воде, в жилищах, на пищевых продуктах, на теле человека и животных. Среди грибов есть одноклеточные и многоклеточные организмы. Эти организмы относятся к эукариотам, так как в их клетках имеется ядро.

Грибы занимают особое положение в системе органического мира. Они не являются ни растениями, ни животными, однако имеют некоторые черты сходства с представителями обоих царств.

Бывают одноклеточные и многоклеточные грибы. При этом все виды грибов являются эукариотами, то есть их клетки содержат оформленное ядро.

Сходство с растениями. Они, так же как и растения, неподвижны, постоянно растут верхушечной частью, имеют прочные клеточные стенки, способны синтезировать витамины и гормоны, дышат кислородом, часто осуществляют вегетативное размножение.

Сходство с животными. Наряду с этим грибы обладают многими признаками животного организма. Они, так же как и животные, являются гетеротрофами, так как не имеют хлорофилла, поэтому питаются готовыми органическими веществами. В их клеточных стенках содержится вещество хитин, из которого состоит оболочка покровов некоторых Для животных (насекомых, раков и др.).

Для наглядности сходство грибов с растениям и животными представлено в таблице 1:

Таблица 1 - Сходные признаки грибов с растениями и животными

Сходство с растениями	Сходство с животными
клетки с клеточной стенкой	гетеротрофный способ питания: в клетках нет пластид
осмотрофный тип питания	запасное питательное вещество: гликоген
способны к неограниченному росту	в экосистемах никогда не играют роль продуцентов
размножение с помощью спор	продукт метаболизма: мочевина
неподвижны в вегетативном состоянии	некоторые содержат хитин

Отличительные признаки грибов заключаются в том, что вегетативное тело гриба, называемое грибницей или мицелием (от греч. Микес - «гриб»), образовано тонкими ветвящимися нитями. Их называют гифами (от греч. Гифа - «ткань», «паутина»). Разветвляясь, мицелий образует большую поверхность, что обеспечивает всасывание воды и питательных веществ.

Царство грибов делится на подцарства: Низшие (у которых тело состоит из одной клетки) и Высшие (которые имеют многоклеточный мицелий).

3.1 Классификация грибов

Классификация и построение филогенетической системы грибов относятся к наиболее сложным теоретическим проблемам микологии и фитопатологии и поэтому в розное время были предложены как русскими (Х.Я. Гоби, Н.В. Сорокин, А.А. Потебня, и.Л. Сербинов, А.А. Ячевский и др.) та и зарубежными (А. Де Барии, О. Брефельд, Р. Саккардо, Н. Клемент, К. Шир и жр.) учеными различные системы классификации этих организмов.

Однако до сих пор мы не имеем филогенетической системы грибов, достаточно обоснованной и принятой всеми учеными.

В настоящее время грибы разделяют на следующие основные классы:

Хитридиомицеты (Chytridiomycetes). Мицелия не имеют, или мицелий у них зачаточный, слаборазвитый. Зооспоры и гаметы подвижные, одножгутиковые. Половой процесс изо-, гетеро- и оогамный.

Оомицеты (Oomycetes). Мицелий хорошо развитый, но неклеточный; зооспоры с двумя жгутиками (один гладкий, другой перистый). Половой процесс оогамный, половой продукт - ооспора.

Зигомицеты (Zygomycetes). Мицелий большей частью неклеточный. Спорангиоспоры (редко конидии) неподвижные. Половой процесс - зигогамия.

Сумчатые, или аскомицеты (Ascomycetes). Мицелий большей частью хорошо развитый, часто имеется сумчатая и конидиальная стадии. Половой процесс обычно гаметангиогамия, половой продукт - сумки.

Базидиомицеты (Basidiomycetes). Мицелий развитый, клеточный. Половой процесс - соматогамия, половой продукт - базидия.

Дейтеромицеты, или несовершенные грибы (Deuteromycetes). Мицелий развитый. Бесполое размножение конидиями, половой процесс неизвестен. Изменчивость грибов этого класса создается за счет гетерокариоза и парасексуального процесса.

Кроме указанных классов, имеются небольшие группы грибов с неясным систематическим положением, возводимые некоторыми учеными в ранг класса (например, трихомицеты).

По уровню организации:

- низшие (лишены мицелия или имеют неразделенный мицелий; представляют собой одноядерный комочек цитоплазмы, паразитирующий внутри клетки хозяина; пр.: возбудитель рака картофеля);

- высшие (имеют хорошо развитый разделенный мицелий, погруженный в субстрат - почву, растение и др. и надземную часть - плодовое тело - орган размножения, образующий споры; пр.: шляпочные грибы).

По строению:

- одноклеточные (дрожжевые и др.);

- многоклеточные (шляпочные, плесневые и др.).

По типу питания среди грибов есть сапрофиты, паразиты и симбионты.

Грибы-сапрофиты выделяют различные пищеварительные ферменты, которые разрушают органические вещества. Таким образом, они как и бактерии обеспечивают круговорот веществ в природе. Например, на фруктах может появляться гриб пеницилл, и они начинают гнить, т. е. разлагаться.

Грибы-паразиты могут поражать растения, животные и даже грибы. Гриб-паразит проникает в тело хозяина своими гифами через поры. Примером гриба-паразита является картофельная гниль.

Грибы-симбионты живут совместно с растениями. С высшими растениями они образуют так называемую микоризу, а с низшими растениями образуют лишайник. В микоризе растение дает грибу органические соединения, а гриб растению - воду и минеральные вещества.

3.2 Строение грибов

Однако у грибов есть признаки, уникальные только для них и не встречающиеся среди растений и животных. Тело гриба образовано тонкими ветвящимися нитями - гифами. Это тело называют грибницей или мицелием. Каждый отдельный гиф состоит из объединенных клеток, между которыми часто нет перегородок, в результате чего получается одна большая клетка. Клетки имеют одно или множество ядер.

Из гиф состоит не только грибница, но и плодовое тело гриба. В плодовом теле образуются споры. Плодовое тело гриба - это то, что люди называют грибами и собирают в лесу. Чаще всего у плодового тела есть ножка и шляпка.

Грибы питаются готовыми органическими веществами, они не могут их сами синтезировать. Также им необходимы минеральные вещества. Грибы всасывают необходимые им вещества всей поверхностью тела.

3.3 Питание грибов

Для питания грибам необходимо готовое органическое вещество, что сближает их с животными. Но по способу поглощения пищи - путём всасывания (а не заглатывания) - они сходны с растениями. По характеру питания грибы относят либо к сапрофитам, либо к паразитам. Грибы-сапротрофы питаются мёртвыми органическими веществами, а грибы-паразиты поселяются на живых организмах и питаются за их счёт.

3.4 Размножение грибов

Размножение грибов происходит тремя способами:

Бесполый. Происходит при помощи спор, которые созревают в трубочках или на пластинках шляпки. Высыпаются и разносятся ветром. Во влажной почве прорастают.

Вегетативный. Размножение происходит частями грибницы.

Половой. Состоит в слиянии половых клеток - мужских и женских - гамет, образуется зигота, из которой формируется плодовое тело гриба.

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 генетических исследований и генной инженерии.

Являются дешевым источником кормового белка.

Но грибы могут наносить и большой вред. Некоторые из них вызывают болезни у растений, животных и человека. Грибы портят продукты питания, разрушают постройки. Некоторые грибы вырабатывают ядовитые вещества, ими можно тяжело и даже смертельно отравиться.

Сапрофитные грибы, поселяясь на продуктах питания и различных органических материалах, могут вызвать их порчу.

Возбудители различных заболеваний.

4. Лишайники

Лишайники представляют своеобразную группу комплексных организмов, тело которых всегда состоит из двух компонентов - гриба и водоросли. Это своеобразная группа живых организмов, произрастающих на всех континентах, в том числе и в Антарктиде. Лишайники не могут считаться единым организмом, так как его отдельные части имеют разные геномы.

В природе их насчитывают более 26 000 видов.

Долгое время лишайники были загадкой для исследователей. Однако до сих пор не пришли к единому мнению относительно их положению в систематике живой природы: одни относят их к царству растений, другие - к царству грибов.

Лишайники характеризуются очень медленным ростом: от долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Скорее всего, это связано с небольшим относительным объёмом автотрофных водорослей, синтезирующих органические вещества. Наибольшей скоростью роста обладают лишайники тропических лесов, наименьшей - обитатели скал и тундры.

Низкая скорость роста приводит к тому, что лишайники в основном растут в тех местах, где не встречают конкуренции со стороны растений. Прежде всего, это горные области, где они являются первопроходцами на камнях и скалах, создавая первичные почвы. Не встречают лишайники конкурентов и в тундре, где из-за мёрзлых грунтов не могут развиваться корни растений.

Часто лишайники растут как эпифиты (поселяются на стволах других растений, но живут самостоятельно) в кронах деревьев.

Способность гриба поглощать и удерживать воду позволяет лишайникам существовать в крайне сухих условиях. Они могут поглощать воду не только во время дождей, но и из тумана, и насыщенного водяным паром воздуха.

Классификация лишайников

По форме таллома лишайники делятся на:

· накипные: прикрепляющиеся к субстрату всей своей поверхностью (ризокарпон);

· листоватые: прикрепляются к субстрату в отдельных точках (пармелия, ксантория). У некоторых листовых лишайников слоевище прикрепляется с помощью короткой ножки (гомфа), расположенной в центральной части слоевища.

· кустистые: прикреплённые в одной точке и ветвящиеся (кладония, ягель, уснея). У кустистых радиально построенных лишайников на периферии поперечного разреза находится кора, под ней гонидиальный слой, а внутри - сердцевина.

Рис. Морфология слоевища лишайника: а - накипные; б - листовые; в - кустовые

Накипные лишайники растут своей периферией, а кустистые -- концами «веточек».

4.1 Строение лишайников

Вегетативное тело лишайника называется талломом.

Гифы гриба образуют основу таллома, формируя нижнюю кору, прикреплённую к субстрату, и поверхностный коровый слой, обуславливая форму и окраску лишайника.

Водоросли, занимая полости между гифами, образуют гонидиальный (альгальный) слой, то есть слой зеленых клеток водоросли.

Под слоем водорослей грибные гифы расположены рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом - это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевины проходят пучки гиф (ризоиды), которые прикрепляют лишайник к субстрату.

У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.

Рис. Внутреннее строение лишайника

По анатомическому строению лишайники делят на гомео- и гетеромерные.

У гомеомерных лишайников слоевище представляет собой рыхлое сплетение гиф гриба, среди которых более или менее равномерно располагаются клетки или нити фикобионта (от греч. Phykos водоросль и бионт) - водорослевый компонент таллома лишайника.

Гетеромерное строение характеризуется наличием в слоевище дифференцированных слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию: верхняя и нижняя кора - защитную, фотосинтезирующий слой участвует в процессе фотосинтеза и накапливает продукты ассимиляции, а сердцевина - в прикреплении таллома к субстрату и обеспечении аэрации фикобионта. Такой морфологический тип лишайника представляет собой наиболее высокоорганизованную форму слоевища и характерен для большинства листоватых и кустистых лишайников.

4.2 Размножение лишайников

Размножение лишайников как половое, так и бесполое. Половое размножение осуществляется за счет грибного компонента, т. к. клетки водорослей могут размножаться только вегетативно. В основном лишайники размножаются бесполым путем:

- частями таллома (чаще всего);

- специальными образованиями, состоящих из гиф гриба, оплетающих клетки водорослей:

- соредиями - образующимися внутри слоевища и освобождающимися в результате разрыва коркового слоя;

- изидиями - формирующимися на поверхности слоевища, отламываются и формируют новые слоевища.

- лобулами - небольшими пластинками, которые расположены по краю слоевища.

4.3 Значение лишайников в биосфере и народном хозяйстве

Известно около 26 тыс. видов лишайников. Они широко распространены в природе за исключением мест, где воздух насыщен вредными газами. Лишайники весьма чувствительны к загрязнению воздуха и поэтому большинство из них в крупных городах, а также вблизи заводов и фабрик быстро погибает. По этой причине они могут служить индикаторами загрязненности воздуха вредными веществами.

Будучи автогетеротрофными организмами, лишайники аккумулируют солнечную энергию и создают органические вещества в местах, недоступных другим организмам, а также разлагают органику, участвуя в общем круговороте веществ в биосфере. Лишайники играют существенную роль в почвообразовательном процессе, так как они постепенно растворяют и разрушают горные породы, на которых поселяются, а за счет разложения их слоевищ происходит формирование почвенного гумуса. Таким образом, лишайники вместе с бактериями, цианобактериями, грибами и некоторыми водорослями создают условия для других, более совершенных организмов, в том числе для высших растений и животных.

В хозяйственной деятельности человека важную роль играют прежде всего кормовые лишайники, такие как олений мох, или ягель, исландский мох и другие, которые поедаются не только северными оленями, но и маралами, кабаргой, косулями, лосями. Некоторые виды лишайников (лишайниковая манна, гигрофора) используют в пищу, также они нашли применение в парфюмерной промышленности - для получения ароматических веществ, в фармацевтической - для изготовления препаратов против туберкулеза, фурункулеза, кишечных заболеваний, эпилепсии и др. Из лишайников получают красители (например, лакмус) и лишайниковые кислоты (известно около 250), обладающие антибиотическими свойствами.

Размещено на Allbest.ru

...