Eno od treh kraljestev evkariontov (superdomena, ki vključuje organizme z ločenim jedrom v celicah) - glive. So na meji med rastlinami in živalmi. Danes obstaja približno 100 tisoč vrst, od katerih je večina mikroskopskih gliv. Ta članek govori o značilnostih njihove strukture in razmnoževanja, pomenu v naravi in človekovi gospodarski dejavnosti.
Skoraj rastline in ne čisto živali
Kingdom Mycota vključuje tako enocelične kot večcelične organizme z zelo svojevrstno organizacijo. Imajo podobnosti z živalmi in rastlinami, kot sledi:
- Imajo celično steno, vendar ne iz celuloze, kot v rastlinah, ampak iz hitina, kot pri živalih.
- V celicah gliv so vakuole, napolnjene s celičnim sokom. Ampak ne škroba (v rastlinah), ampak glikogena (pri živalih).
- Gobe niso sposobne aktivnega gibanja. Vodijo navezan življenjski slog.
- Gobe- heterotrofi, nimajo klorofila in niso sposobni fotosinteze. Zato se hranijo s pripravljenimi organskimi snovmi mrtvih organizmov (saprotrofov) ali živih organizmov (parazitov).
- Za razliko od živali in rastlin se celice gliv praktično ne razlikujejo v tkiva, tkiva pa v organe.
Skrivnostna hudičeva bitja
Točno to so v srednjem veku veljale za gobe. Eden od francoskih naravoslovcev Venyan je leta 1727 zapisal, da gobe obstajajo zato, da bi motile harmonijo vseh živih bitij.
Vprašanje o izvoru gob ostaja odprto še danes. Čeprav je izjemni botanik Carl Linnaeus že v 18. stoletju te organizme pripisal hotelskemu kraljestvu. Gobe, ki so nastale ob zori življenja na planetu (pred približno milijardo let), čakajo na namige o svojem izvoru od biologov, biokemikov, genetikov in taksonomistov.
Sistematika gob
Vse gobe so razdeljene v 4 razrede (nižje gobe - Oomycetes in Zygomycetes, višje - Ascomycetes in Basidomycetes). Glavno merilo za ločitev je prisotnost ali odsotnost flagel v gametah in vrsta spolnega razmnoževanja. Poleg tega je pri nižjih glivah micelij videti kot ena večjedrna celica, medtem ko ima pri višjih glivah micelij medcelične pregrade.
Večina gob je mikroskopske velikosti. Najpogosteje njihov micelij ni viden brez povečave ali pa je viden v obliki tankih niti. Na prisotnost mikroskopskih gliv kažejo rezultati njihove vitalne dejavnosti - uničenje rastlinskih, živalskih tkiv ali materialov. Nasplohmajhna skupina gob lahko tvori plodna telesa - goste grozde micelija.
Struktura mikroskopskih gliv
Mikromiceti ne tvorijo plodnih teles, lahko so enocelični in večcelični. V skladu s tem je morfologija mikroskopskih gliv precej raznolika.
Telo večceličnih gliv tvorijo zaporedno postavljene celice, ki sestavljajo hife (niti) debeline od 0,15 do 1 mikrona. Hife rastejo apikalno (apikalno) in imajo lahko razvejano strukturo. Celoten niz glivičnih hif se imenuje micelij ali micelij.
Hife gob rastejo zelo hitro. Pri nekaterih primerkih lahko micelij v samo enem dnevu zraste na desetine metrov.
Enocelične glive (na primer kvasovke) so ena celica, ne tvorijo micelija. Ima jedro, vakuole z organskimi in anorganskimi snovmi, mitohondrije.
Značilnosti prehrane in življenja
Mikrobiologija mikroskopskih gliv ima svoje značilnosti. Hife celice nad citoplazemsko membrano vsebujejo membrano, ki je sestavljena iz polisaharida hitina. Citoplazma celice vsebuje jedro (eno ali več) in organele.
Gobe absorbirajo hranila skozi celotno površino micelija, ki prodre v celoten substrat (micelij substrata) ali se nahaja na njegovi površini (površinski micelij).
Hrana za glive so organske spojine - sladkor, polihidrični alkoholi, maščobe, beljakovine. Hkrati pa bogat in raznolik encimnaprava vam omogoča, da v celoti izkoristite celoten substrat za izgradnjo telesa mikroskopskih gliv.
Mikrobiologija loči glive, za katere so značilne saprotrofne (prehranjujejo se z mrtvimi organskimi snovmi) in parazitske (prehranjujejo se z živo organsko snovjo) vrste prehrane. Poleg tega lahko glive vstopijo v simbiotske odnose z rastlinami. Torej, hife gliv in alg tvorijo simbiotične organizme - lišaje.
Mikroskopske patogene glive se lahko razvijejo pri živalih in rastlinah ter povzročijo bolezni, imenovane mikoze.
Lastnosti reprodukcije
Za mikromicete so značilne tri vrste razmnoževanja: vegetativno, nespolno in spolno.
Vegetativno razmnoževanje mikroskopskih gliv se izvaja z delci micelija. Na primer, kos hife povzroči nov micelij glive.
Aspolno razmnoževanje poteka s pomočjo spor - mikroskopskih rudimentov, ki nastanejo v sporangijih (specializiranih delih micelija). Glavna funkcija spor je preživetje v neugodnih razmerah. Za številne mikroskopske glive, ki vodijo parazitski življenjski slog, spore okužijo gostiteljski organizem.
Oblike spolnega procesa pri glivah so raznolike in jih delimo v tri skupine:
- Gametogamija je vrsta spolne reprodukcije s tvorbo zarodnih celic (gamet).
- Somatogamija je zlitje vegetativnih celic micelija ali enoceličnih gliv.
- Gametangiogamija je vrsta spolne reprodukcije, ko strukture, v katerih gamete še nisodiferencirano.
Pri zlitju gamet (oploditev) glive tvorijo zigoto z enim ali več jedri. Najpogosteje zigota ne vzklije takoj, ampak po obdobju mirovanja. Tako lahko gobe preživijo tudi neugodne okoljske razmere.
Mikromiceti v naravi
Pomen mikroskopskih gliv v naravi je ogromen. Sodelujejo v ciklu snovi, razgrajujejo organske ostanke skupaj z bakterijami.
Glive v tleh sodelujejo pri tvorbi rodovitne plasti. V simbiozi z algami v lišajih so prvi, ki kolonizirajo revna tla in aktivno sodelujejo pri uničevanju kamnin.
Omeniti velja takšen pojav, kot je mikoriza - celice mikroskopske glive vstopijo v simbiotično razmerje z rastlinami. Hkrati rastline zagotavljajo gobi organska hranila, gliva pa proizvaja vitamine in snovi, ki vsebujejo dušik, potrebne za rast in razvoj rastlin.
Mikroskopske glive so prisotne v vseh biocenozah in opravljajo pomembno ekološko funkcijo. So pomemben detritusni člen v prehranjevalnih verigah in regulatorji številčnosti drugih organizmov. V mnogih biogeocenozah je delež biomase gliv iz biomase vseh mikroorganizmov do 90 % in je primerljiv z biomaso korenin višjih rastlin.
Nemogoče je ne opaziti vloge mikroskopskih patogenih gliv v naravi. Uravnavajo število drugih organizmov in sodelujejo pri spremembah biocenoz na planetu.
Mikromiceti in človek
V svojih dejavnostih je oseba uporabljalanekaj slabših gob.
Mikroskopske glive, bela plesen in aspergilus, vse vrste kvasovk se uporabljajo v pekarski, mlečni, pivovarski, vinski in alkoholni industriji.
V farmacevtski industriji se mikromiceti pogosto uporabljajo za proizvodnjo antibiotikov, vitaminov, hormonov, encimov in fiziološko aktivnih snovi.
Številni mikromiceti uničujejo papir in celulozne izdelke, kvarijo olja in naftne derivate, poškodujejo optiko in umetniška dela.
Plesni in kvasovke so glavni krivci kvarjenja hrane. Prav tako uničujejo - poškodujejo les.
Mikroskopske patogene glive povzročajo bolezni pridelkov, domačih živali in ljudi. Zaradi svoje sposobnosti proizvajanja toksinov gobe pogosto povzročajo zastrupitev.
mikotoksini
Nevarne biološke snovi, ki jih sintetizirajo mikroskopske glive, so metaboliti (odpadni produkti) s široko paleto kemičnih struktur in učinkov na človeško telo.
Danes je znanih več kot 250 vrst mikromicetov. Sintetizirajo okoli 100 toksinov in alergenov. Mikroskopske glive različnih vrst lahko sintetizirajo isti toksin. In sami strupi imajo najpogosteje kumulativni (kumulativni) učinek na človeško telo, in sicer:
- Yaflatoksini - imajo hepatotoksični, mutageni, imunosupresivni učinek na človeško telo.
- Trihoteceni so nevrotoksini, ki zavirajo imunski sistem,povzročajo različne dermatitise.
- Ohratoksini - prizadenejo predvsem tubule nefronov ledvic.
- Patulini so nevrotoksini in mutageni.
Pri zastrupitvi s toksini mikromicetov je treba najprej sprati želodec.
parazitski mikromiceti
Ta skupina vključuje ogromno število gliv, ki povzročajo različne patologije pri ljudeh, rastlinah, živalih, ribah. Patologije kože se imenujejo dermatomikoze, patologije organov pa mikoze.
Najpogostejše človeške bolezni, ki jih povzročajo parazitske glive, so:
- Dermatofitoza (krasta ali lišaj), ki se kaže kot rdeče, srbeče lise na koži in uničenje lasnih mešičkov.
- Candidiasis (drož) povzročajo predstavniki rodu Candida, ki so fakultativno patogeni in so del normalne mikroflore ustne votline, genitalnega trakta in debelega črevesa.
- Onihomikozo (glivice na nohtih) povzročajo različne glive, ki prizadenejo podnožni prostor.
- Sporotrihoza - parazitske glive uničujejo podkožje, sluznice, notranje organe.
- Črno-bela piedra je bolezen, ki prizadene lasne mešičke brkov in obrvi. Povzročitelj je gliva iz rodu Piedraia.
In to ni popoln seznam bolezni, ki jih povzročajo mikromiceti. Hkrati so načini vstopa gliv v telo različni (zrak, voda, stiki), njihova odpornost na različne medije pa je precej visoka.
Najbolj znani mikromiceti
Mikroskopske glive vključujejo Mucor, Penicillium in kvas.
Gobe iz rodu Mucor so 60 vrst gob, ki jim pravimo bela plesen. Tvorijo kolonije bele in sive barve, ki z dozorevanjem tros postanejo črne. Mucor micelij je enoceličen, celična stena vsebuje ogljikov hidrat hitozan, ki vsebuje dušik, ki ima alergene lastnosti. Med njimi so paraziti, obstajajo pa tudi tisti, ki se aktivno uporabljajo pri proizvodnji antibiotikov. Gob Mukor kitajski - osnova kislega testa "ragi" na osnovi soje in žit.
Penicillium (Penicillium) je rod mikroskopskih gliv, ki so pogoste povsod - v tleh, vodi, morju, zraku, prostorih, na vseh površinah. Tvori zelenkaste kolonije. Zlata ali zelena plesen Penicillium je najpogostejši predstavnik rodu in vir penicilina. Te gobe imajo razvejan večcelični micelij.
Kvas je skupina raznolikih enoceličnih gliv iz različnih razredov (1500 vrst iz razreda Ascomycetes in Basidomycetes). Te glive ne tvorijo micelija, njihove celice pa so velike do 40 mikronov. Združeni so v splošno skupino za posebnosti presnove - vsi prejemajo energijo med fermentacijo (redoks proces, zaradi katerega se ogljikovi hidrati razgradijo, alkoholi pa so produkti razgradnje). Pridelava kruha, vinarstva, pivovarstva in kvasa ni popoln seznam panog, kjer oseba uporablja te gobe. In hkrati je to eden od glavnih dejavnikov kvarjenja hrane in nekateriparaziti, ki povzročajo bolezni pri ljudeh (kandidiaza, kriptokokoza, pitiriaza, folikulitis, seboroični dermatitis).
Lovske nagnjenosti
Čudno se zdi, da so med mikroskopskimi glivami aktivni "plenilci".
Tako gliva Arthrobotrys oligospora s svojimi hifami ustvari mrežo, katere stene so prekrite z lepljivo snovjo. Žrtve glive so okrogli črvi (nematode), ki živijo v tleh. Črv, ki se je prilepil na hife, je prikrajšan za možnost, da se osvobodi, in hife hitro zrastejo v njegovo telo. Nematoda postane hrana in po 24 urah ostane samo lupina.
Druga gliva, Dactylaria Candida, tvori lasu podoben lovilec iz hif. Vanjo vstopi ogorčica in obroč se zapre. Epilog drame je enak prejšnji različici.
Te značilnosti mikromicetov v tleh so biologi že dolgo preučevali za uporabo v obliki biološke zaščite pridelkov.
Okoljski bioindikatorji
Nedavne študije biologov so dokazale, da imajo mikroskopske glive sposobnost spreminjanja števila in sestave glede na stanje svojega habitata.
Običajno je število talnih mikromicetov okoli 10 ton na hektar, hkrati pa je pestro. Pri preučevanju tal, onesnaženih z nafto in njenimi produkti, so ekologi ugotovili, da se pri velikih odmerkih toksinov število in vrstna sestava mikroskopskih gliv zemlje močno spremeni. V tem primeru se vrstna raznolikost močno zmanjša, začnejo prevladovati mikromiceti s hitro rastjo, ki za takšna tla niso značilni. poleg tegamnoge od teh gliv so fitopatogene – proizvajajo biološko aktivne snovi, ki motijo znotrajcelične procese v rastlinskih organizmih, kar vodi do zaviranja njihove vitalne aktivnosti in smrti.
Tako sta lahko število in vrstna sestava mikroskopskih gliv zanesljiv pokazatelj onesnaženosti tal z nafto in njenimi derivati.
Povzetek
Tisoče let je odstranjevanje maščobe s kože veljalo za najbolj zamuden proces v usnjarski industriji. Postopek je bil dolg in neurejen, z uporabo golobjih iztrebkov in pasjih iztrebkov. Danes je proteinaza, encim, pridobljen iz gob Aspergillus, ta proces skrajšala na 24 ur, koža pa je postala mehkejša in jo je lažje obarvati.
To je le en primer, kako koristni so lahko mikroskopski organizmi. Kljub razvoju biologije številne značilnosti vitalne aktivnosti teh organizmov še vedno ostajajo skrivnost.
Vsako leto taksonomi opišejo več kot tisoč novih vrst mikroskopskih gliv. Vloga talnih mikromicetov ostaja najbolj neraziskana veja tako bioekologije kot biogeografije. In to je predvsem posledica težav pri opazovanju takšnih organizmov v njihovem naravnem habitatu.
Nov razdelek v mikologiji - nauk o toksinih gliv - nam že danes daje upanje na zmago nad rakom. Na primer, toksin glive Chaga močno poveča odpornost telesa na razvoj rakavih celic. In psilocicin daje dobre predpogoje zazdravljenje živčnih motenj. Tudi preučevani penicilij še naprej navdušuje mikrobiologe – nazadnje so znanstveniki iz njega uspeli izolirati snovi, ki so kemično podobne hormonom liberinom.
Gobe ne bodo stali ob strani pri razvoju novih bioloških sredstev za zaščito pridelkov kmetijskih rastlin in pri razvoju novih "zelenih" načinov odstranjevanja odpadkov.
