Гриби дуже різноманітні за зовнішнім виглядом, місцями проживання та фізіологічними функціями. Однак у них є і спільні риси. Основою вегетативного тіла грибів є міцелій, або грибниця, що являє собою систему тонких гілкових ниток, або гіф, що знаходяться на поверхні субстрату, де живе гриб, або всередині його. Зазвичай грибниця буває досить рясна, з великою загальною поверхнею. Через неї осмотичним шляхом відбувається всмоктування їжі. У грибів, умовно званих нижчими, грибниця не має перегородок (некліткова); у деяких тіло представляє голий протопласт; у решти грибниця розділена на клітини.
Будова клітини грибів
Гриби відрізняються від усіх еукаріотів найпростішою будівлею клітини. Зазвичай вона складається з оболонки, протопласту, вакуолів. До складу протопласту входить цитоплазма і ядро. Цитоплазма містить органоїди, що знаходяться в гіалоплазмі.
У більшості грибів клітина за своєю будовою і виконуваними нею функціями в цілому аналогічна клітині рослин. Вона складається з твердої оболонки і внутрішнього вмісту, що представляє собою цитоплазматичну систему, оточену цитоплазматичною мембраною і містить мітохондрії, рибосоми, ядро (або ядра), вакуолі і різні включення.
Однак грибна клітина має ряд специфічних особливостей, що відрізняють її від рослинної клітини і стали в числі інших аргументів підставою для виділення грибів у самостійне царство живої природи.
Клітинна оболонка
Її властивості залежать від багатьох функцій грибів, особливо тих, які пов'язані з контактом грибної клітини із зовнішнім середовищем. Склад клітинної оболонки змінюється при переході з однієї фази росту в іншу або залежить від типів росту - дріжджеподібний, гіфальний тощо.
Гриби відрізняються різноманітним складом клітинної оболонки. Вона може бути целюлозно-хітиновою, хітиново-глюкановою. У ній є гетерополімери, що містять маннозу, глюкозу, галактозу. Один з основних компонентів клітинної оболонки - хітин (азотовмісна, нерозчинна в міцних розчинах лужої речовина). Він становить у деяких грибів до 60% сухої ваги оболонки. У грибів з відділу Zygomycota (мукоральні гриби) в клітинній оболонці виявлено хітозан. Клітинна оболонка надає форму вегетативним клітинам гіф і органам розмноження, її поверхня є місцем локалізації деяких ферментів. Вона часто багатошарова, стійка до руйнування. По мірі старіння оболонка може кутінізуватися, інкрустуватися оксалатом кальцію. Зовнішні шари оболонки можуть вислизатися.
Протопласт
Це сферична освіта клітини, якій властиві метаболічні процеси і здатність до регенерації. Від клітинної оболонки протопласт відокремлений плазмалемою - мембраною, що містить ліпіди і білки. Головна її функція - регуляція надходження розчинів з навколишнього середовища в клітку і навпаки. Надходження речовин може бути пасивним і активним, що протікає з витратами енергії у вигляді АТФ. У протопласті розрізняють ядро і цитоплазму.
До складу цитоплазми входять різноманітні органоїди (мітохондрії, ендоплазматична мережа, рибосоми та ін.), пов'язані гіалоплазмою. У ній формуються надмолекулярні агрегати - мікрофіламенти і мікротрубочки, що обумовлюють цитоскелет клітини. У грибів більше значення мають мікрофіламенти, у рослин - мікротрубочки. Рибосоми знаходяться в основному в цитоплазмі. Ендоплазматичний ретикулюм виражений слабко. Мітохондрії схожі на мітохондрії рослин, але крісти сплющені або тарілкоподібні. Диктиосоми (тільця Гольджі), що мають велике значення у рослин у формуванні клітинної стінки, практично не зустрічаються. Замість диктиосом виявляються скупчення ендоплазматичного ретикулюму з невеликою кількістю ламелл. Однією з особливостей протопласту клітини грибів є наявність біля цитоплазматичної мембрани губковидних електронно-прозорих телець - ломасом, функції яких остаточно не з'ясовані.
У більшості грибів воно зазвичай невеликих розмірів, оточене подвійною мембраною, кругле, подовжене, розташоване або в центрі, або у клітинної оболонки або перегородки. Клітини гіф містять одне або кілька ядер. У ядрі зазвичай знаходиться одне ядришко, але іноді воно відсутнє. Основна функція ядра - реплікація ДНК і перенесення генетичної інформації в цитоплазму через РНК. До особливостей ядерного апарату грибів належить наявність дикаріонів (n + n), спарених ядер у клітці після злиття цитоплазми. Інша особливість ядер - здатність пересуватися з однієї клітини в іншу.
Слід зазначити деякі особливості мітозу. У більшості грибів мітоз «закритий» (без руйнування ядерної оболонки), відсутні центріолі. Утворення перегородки між клітинами, що розділилися, не завжди відбувається відразу після ділення ядра, в результаті чого можуть утворитися багатоядерні клітини.
Своєрідна особливість грибів - відсутність у цитоплазмі їхніх клітин рослинного крохмалю. Водночас найважливіша роль, належить глікогену, який є основною запасною речовиною грибної клітини і рівномірно розподіляється по всій цитоплазмі у вигляді дрібних гранул.
Вакуолі
Як виглядають суперечки грибів під мікроскопом
Вакуолі - невід'ємна частина клітини. Вони відокремлені від протопласту мембраною. У юних клітинах вакуолі невеликих розмірів, у старих зливаються з формуванням однієї великої вакуолі. У даній органелі зберігаються запасні поживні речовини. Також ці речовини можуть вільно розміщуватися в цитоплазмі. Так, глікоген може знаходитися у вигляді гранул, масло у вигляді крапель.
Джгутики
Є у представників відділу хітрідіомікоту. Вони сприяють пересуванню зооспор і гамет. По будові відрізняються від джгутиків бактерій, але схожі на джгутики найпростіших, гамет рослин і багатьох тварин. У центрі знаходяться дві одиночні, а по периферії - дев'ять подвійних фібрил.
Включення
У клітинах гриба є свої комори, де зберігаються запаси поживних речовин; глікоген у вигляді гранул міститься в цитоплазмі, там же можна виявити краплі олії і волютин (поживна речовина, що складається з поліфосфатів, а також сполук, близьких до нуклеїнових кислот), який відіграє важливу роль у процесах обміну. З інших включень у клітинах багатьох грибів містяться жирові речовини; особливо багаті ними суперечки, плодові тіла, склероції, старі частини міцелію. Жири знаходяться в цитоплазмі в дрібно розпорошеному стані або утворюють більш великі краплі (ліпосоми). До складу клітин міцелію, репродуктивних органів, структур грибів можуть входити і багато інших речовин: пігменти, органічні кислоти та їхні солі, вітаміни, ароматичні ефірні масла, токсини, смоли та ін. Деякі з них відіграють роль запасних поживних речовин клітини, беруть участь у фізіологічних процесах, виконують захисну функцію, а інші є шкідливими.
Чим клітина гриба схожа на клітку рослини і тварини?
Основна схожість полягає в тому, що будова грибної клітини передбачає наявність клітинної стінки поверх плазматичної мембрани. Така освіта не характерна для клітин тварин, а от у рослин вона також присутня. Однак у представників флори клітинна стінка побудована з целюлози, а у грибів вона складається з хітина.
Основна риса, яка робить будову грибної клітини схожою на тварину, це наявність включень з глікогену. На відміну від рослин, які запасають крохмаль, гриби, як і тварини, запасають глікоген. Ще одна подібна риса - спосіб харчування клітини. Гриби є гетеротрофами, тобто отримують готові органічні речовини ззовні. Рослини ж є автотрофами. Вони фотосинтезують, отримуючи поживні речовини самостійно.
Висновки
З наведеного тут огляду основних типових компонентів грибної клітини можна бачити, що гриби представляють собою вельми своєрідну групу організмів, вони виключно гетеротрофні, що ставить їх порівняно з класичними представниками рослинного світу в абсолютно особливе положення і зближує їх за широкою низкою ознак напрямку і продуктів їх метаболізму з тваринами. Крім інших сполук особливе місце у грибів займають стироли, синтез яких на першому етапі протікає подібно до тварин, тобто шляхом утворення холестерину. Однак надалі у грибів він зводиться в основному до синтезу ергостерину.
- для грибів характерно більш сильний, ніж у тварин і рослин, розвиток агранулярного ендоплазматичного ретикулуму;
- у них відсутній характерний для рослин і тварин зв'язок цитокінезу (тобто ділення клітин) з поділом ядра;
- типовий апарат Гольджі, характерний для інших еукаріот, у них відсутній або представлений в основному окремими цистернами;
- для вищих сумчастих грибів характерний закритий тип мітозу зі збереженням ядришка його до кінця;
- для грибів характерний апікальний ріст клітин, тоді як клітини тварин ростуть ізодиаметрично, а у багатоклітинних рослин шляхом їх розтягнення;
- замість характерних для тварин і відсутніх у рослин центріолів у грибів у процесі кариокінезу присутні більш спрощено, ніж у тварин, організовані спеціальні полімерні тільця; близький до тварин також спостережуваний у грибів процес цитокінезу шляхом борознення, в якому відома для водоростей участь мікротрубочок відсутня.
Положення грибів у системі органічного світу виявляється надзвичайно відокремленим, в тому числі і з точки зору біохімії, що виправдовує виділення їх в особливе, четверте царство природи.
Відео
[[1]] Клітини прокаріот не мають оформленого ядра і багатьох органоїдів, притаманних клітинам еукаріот. Прокаріоти виникли на Землі кілька мільярдів років тому і представлені виключно одноклітинними організмами. Еукаріоти складаються з однієї або декількох клітин, проте всі клітини мають загальний план будови. У таблиці порівнюються клітини бактерій, рослин і тварин за морфологічними ознаками.
Гриби - стародавні гетеротрофні організми, що займають особливе місце в загальній системі живої природи. Вони можуть бути як мікроскопічно малі, так і досягати декількох метрів. Оселяються на рослинах, тваринах, людині або на мертвих органічних залишках, на корінні дерев і трав. Їхня роль у біоценозах велика і різноманітна. У ланцюгу харчування вони є редуцентами - організмами, що харчуються мертвими органічними залишками, що піддають ці залишки мінералізації до простих органічних сполук.
У природі гриби відіграють позитивну роль: вони їжа і ліки для тварин; утворюючи грибокорень, допомагають рослинам всмоктувати воду; будучи компонентом лишайників, гриби створюють середовище проживання для водоростей.
Гриби - безхлорофільні нижчі організми, що об "єднують близько 100 000 видів, від дрібних мікроскопічних організмів до таких велетнів, як трутовики, гігантський дощовик та деякі інші.
У системі органічного світу гриби займають особливе становище, представляючи окреме царство, поряд з царствами тварин і рослин. Вони позбавлені хлорофілу і тому вимагають для харчування готову органічну речовину (належать до гетеротрофних організмів). За наявністю в обміні сечовини, в оболонці клітин - хітина, запасного продукту - глікогена, а не крохмалю - вони наближаються до тварин. З іншого боку, способом харчування (шляхом всмоктування, а не заковтування їжі), необмеженим зростанням вони нагадують рослини.
Гриби мають і ознаки, властиві тільки їм: майже у всіх грибів вегетативне тіло являє собою грибницю, або міцелій, що складається з ниток - гіф.
Це тонкі, як нитки, трубочки, заповнені цитоплазмою. Нитки, складові гриб, можуть туго або рихло переплітатися, ветвитися, зростатися один з одним, утворюючи плівки на зразок війлоку або видимі простим оком джгути.
У вищих грибів гіфи розділені на клітини.
У клітинах грибів може бути від одного до декількох ядер. Крім ядер, у клітинах є й інші структурні компоненти (мітохондрії, лізосоми, ендоплазматична мережа тощо).
Будова
Тіло переважної більшості грибів побудовано з тонких нитчастих утворень - гіф. Сукупність їх утворює грибницю (або міцелій).
Розгалужуючись, міцелій утворює велику поверхню, що забезпечує всмоктування води і поживних речовин. Умовно гриби діляться на нижчі і вищі. У нижчих грибів гіфи не мають поперечних перегородок і міцелій являє собою одну сильно розгалужену клітку. У вищих грибів гіфи розділені на клітини.
Дріжджі та гриби внутрішньоклітинні паразити, міцелію не мають.
Клітини більшості грибів покриті твердою оболонкою, її немає у зооспор і вегетативного тіла деяких найпростіших грибів. Цитоплазм гриба містить структурні білки і не пов'язані з органоїдами клітини ферменти, амінокислоти, вуглеводи, ліпіди. Органоїди: мітохондрії, лізосоми, вакуолі, що містять запасні речовини - волютин, ліпіди, глікоген, жири. Крохмалю немає. У клітці гриба є одне або кілька ядер.
Розмноження
Розмноження необхідне для того, щоб зберегти чисельність виду, розсіятися і пережити несприятливі умови - спеку, сухість або безгодівницю.
У грибів розрізняють вегетативне, безстатеве і статеве розмноження.
Вегетативний
Розмноження здійснюється частинами міцелію, спеціальними утвореннями - оідіями (що утворюються в результаті розпадання гіф на окремі короткі клітини, кожна з яких дає початок новому організму), хламідоспорами (утворюються приблизно так само, але мають більш товсту темноокрашену оболонку, добре переносять несприятливі умови), шляхом почкування міцелію або окремих клітин.
Для безполого вегетативного розмноження спеціальні пристосування не потрібні, але нащадків з'являється не багато, а мало.
При безполому вегетативному розмноженні клітини нитки, нічим не відрізняються від сусідніх, виростають в цілий організм. Іноді, тварини або рух середовища розривають гіфу на частини.
Буває при настанні несприятливих умов нитка сама розпадається на окремі клітини, кожна з яких може вирости в цілий гриб.
Часом на нитці утворюються нарости, які розростаються, відпадають і дають початок новому організму.
Часто деякі клітини нарощують товсту оболонку. Вони можуть витримувати висихання і зберігають життєздатність до десяти і більше років, а в сприятливих умовах проростають.
Безполе
При безстатевому споровому розмноженні нитка гриба утворює спеціальні клітини, що створюють суперечки. Ці клітини виглядають як гілочки, що не здатні рости і відокремлюють від себе суперечки, або як великі бульбашки, всередині яких утворюються суперечки. Такі утворення називають спорангіями.
Статеве
При статевому розмноженні з'являються нові поєднання ознак. При цьому розмноженні ДНК нащадків утворюється з ДНК обох батьків. У грибів об'єднання ДНК відбувається по-різному.
Різні способи забезпечити об'єднання ДНК при статевому розмноженні грибів:
У якийсь момент зливаються ядра, а потім і нитки ДНК батьків, обмінюються шматочками ДНК і розділяються. У ДНК нащадка опиняються ділянки, отримані від обох батьків. Тому нащадок чимось схожий на одного батька, а чимось - на іншого. Нове поєднання ознак може зменшити, і збільшити життєздатність потомства.
Розмноження полягає в злитті чоловічих і жіночих статевих гамет, в результаті чого утворюється зігота. У грибів розрізняють ізо-, гетеро- і оогамію. Статевий продукт нижчих грибів (ооспора) проростає в спорангій, в якому розвиваються суперечки. Аскоміцети (сумчасті гриби) утворюють сумки (аски) - одноклітинні структури, які зазвичай містять 8 аскоспор. Сумки утворюються безпосередньо із зіготи (у нижчих аскоміцетів) або на аскогенних гіфах, що розвиваються із зіготи. У сумці відбувається злиття ядер зиготи, потім мейотичний поділ диплоїдного ядра і утворення гаплоїдних аскоспор. Сумка бере активну участь у поширенні аскоспор.
Для базидіальних грибів характерний статевий процес - соматогамія. Він складається в злитті двох клітин вегетативного міцелію. Статевий продукт - базидія, на якій утворюються 4 базидіоспори. Базидіоспори гаплоїдні, вони дають початок гаплоїдному міцілю, який недовговічний. Шляхом злиття гаплоїдного міцелію утворюється дикаріотичний міцелій, на якому утворюються базидії з базидиоспорами.
У недосконалих грибів, а в деяких випадках і в інших статевий процес замінюється гетерокаріозом (різноядерністю) і парасексуальним процесом. Гетерокаріоз полягає в переході генетично неоднорідних ядер з одного відрізка міцелію в інший шляхом утворення ^ омозів або злиття гіф. Злиття ядер при цьому не відбувається. Злиття ядер після, переходу їх в іншу клітку називається парасексуальним процесом.
Нитки гриба приростають поперечним поділом (уздовж клітини нитки не діляться). Цитоплазма сусідніх клітин гриба становить єдине ціле - в перегородках між клітинами є отвори.
Харчування
Більшість грибів має вигляд довгих ниток, що всмоктують поживні речовини всією поверхнею. Гриби всмоктують потрібні речовини з живих і мертвих організмів, з ґрунтової вологи і води природних водойм.
Гриби виділяють назовні речовини, що розривають молекули органічних речовин на такі частини, які гриб може ввібрати.
За способом харчування розрізняють три основні групи грибів: паразити, сапрофіти і симбіонти. Ці три групи не можна різко розмежувати, бо у сапрофітів, наприклад, нерідко з'являється здатність харчуватися за рахунок живого субстрату.
Але в певних умовах організму корисніше бути ниткою (як гриб), а не грудочком (циста) як бактерія. Перевіримо, чи так це.
Прослідкуємо за бактерією і зростаючою ниткою гриба. Міцний розчин цукру показаний коричневим кольором, слабкий - світло-коричневий, вода без цукру - білим.
Можна зробити висновок: нитевидний організм, розростаючись, може опинитися в місцях багатих їжею. Чим довше нитка, тим більший запас речовин, які наситилися клітини можуть витрачати на зростання гриба. Всі гіфи ведуть себе, як частини одного цілого, і ділянки гриба, опинившись в багатих їжею місцях, живлять весь гриб.
Плісняві гриби
Плісняві гриби оселяються на зволожених залишках рослин, рідше тварин. Одним з найбільш поширених пліснявих грибів є мукор, або головчаста цвіль. Грибницю цього гриба у вигляді найтонших білих гіфів можна виявити на хлібі, що залежався. Гіфи мукора не розділені перегородками. Кожна гіфа являє собою одну сильно розгалужену клітку з кількома ядрами. Одні відгалуження клітини проникають в субстрат і поглинають поживні речовини, інші піднімаються вгору. На верхівці останніх утворюються чорні округлі головки - спорангії, в яких утворюються суперечки. Дозрілі суперечки поширюються повітряними потоками або за допомогою комах. Потрапивши в сприятливі умови, суперечка проростає в нову грибницю (міцелій).
Другим представником пліснявих грибів є пеніцилл, або сиза цвіль. Грибниця пеніцилу складається з гіфів, розділених поперечними перегородками на клітини. Деякі гіфи піднімаються вгору, і наприкінці їх утворюються розгалуження, що нагадують пензлики. Наприкінці цих розгалужень утворюються суперечки, за допомогою яких пеніцилл розмножується.
Дріжджові гриби
Дріжджі - одноклітинні нерухомі організми овальної або подовженої форми, розміром 8-10 мкм. Справжнього міцелія не утворюють. У клітці є ядро, мітохондрії, у вакуолях накопичується багато речовин (органічних і неорганічних), в них відбуваються окислювально-відновлювальні процеси. Дріжджі накопичують у клітинах волютин. Вегетативне розмноження почкуванням або поділом. Спороосвіта настає після багаторазового розмноження почкуванням або поділом. Воно здійснюється легше при різкому переході від рясного харчування до незначного, при надходженні кисню. У клітці число суперечок парне (частіше 4-8). У дріжджів відомий і статевий процес.
Дріжджові гриби, або дріжджі, зустрічаються на поверхні плодів, що містять вуглеводи рослинних залишках. Від інших грибів дріжджі відрізняються тим, що не мають грибниці і представляють поодинокі, в більшості випадків овальні клітини. У цукристому середовищі дріжджі викликають спиртове бродіння, в результаті якого виділяються етиловий спирт і вуглекислий газ:
Цей процес ферментативний, протікає за участю комплексу ферментів. Енергія, що звільняється, використовується дріжджовими клітинами на життєві процеси.
Розмножуються дріжджі почкуванням (деякі види - шляхом ділення). При ниркуванні на клітині утворюється випуклість, що нагадує нирку.
Ядро материнської клітини ділиться, і одне з дочірніх ядер переходить у випуклість. Випуклість швидко росте, перетворюється на самостійну клітку і відокремлюється від материнської. При дуже швидкому почкуванні клітини не встигають роз'єднуватися і в результаті виходять короткі неміцні ланцюжки.
Паразитні гриби дуже пристосовані до рослини-господаря. На перших етапах життя вони навіть стимулюють його розвиток, клітин не вбивають, і не пронизую міцелієм, а харчуються за допомогою виростів - гаусторій.
Є екзопаразити, які живуть на поверхні рослин (борошняна роса), і ендопаразити, що живуть на тілі господаря. Серед них є міжклітинні (іржавчинні гриби) і внутрішньоклітинні (синхитрія) паразити. Ці гриби паразитують на рослинах, рідше на тваринах.
Не менше за всіх грибів - сапрофіти. Сапрофітний спосіб харчування пов'язаний переважно з продуктами рослинного походження (кисла реакція середовища і склад органічних речовин рослинного походження більш сприятливі для їх життя).
Гриби-симбіонти пов'язані переважно з вищими рослинами, мохоподібними, водоростями, рідше - з тваринами. Прикладом
