Мы привыкли называть грибами рыжики и подберезовики, которые отлично смотрятся на столе, сервированном к обеду. А вот об их настоящей природе рассуждаем разве что на уроках ботаники или в случае редких «околонаучных» разговоров. Строение, образ существования, а тем более размножение грибов для большей части населения остаются «тайной, покрытой мраком». Да, тема специальная. Но тем не менее человеку образованному желательно обладать минимальным представлением обо всем. Не так ли?
Описание живого организма
Прежде чем вникнуть в занимательную и запутанную тему «Способы размножения грибов», давайте выясним, что они собой представляют. Это важно и очень
Немного о строении
Чтобы представить себе размножение грибов, необходимо знать, как они выглядят. Ведь непонятно, что именно будет воссоздаваться. Грибы по большей части состоят из вегетативного тела. Это совсем не то, что мы видим и собираем. Данный организм на самом деле представляет собой огромную массу тоненьких бесцветных нитей, именуемую «грибница» или «мицелий». Она делится на две части.
Способы размножения грибов
Так как это целый отдельный мир живых организмов, не имеющих «родственников» в среде животных и растений, то и существует он по-своему. Размножение грибов может быть половым, бесполым или вегетативным. Некоторые их виды рождают себе подобных почкованием. То есть налицо практически все известные науке методы. Если рассматривать подробнее, то и здесь имеются свои особенности и нюансы.
Вегетативное размножение грибов
Эти организмы могут появиться даже из одной клетки, которая является диаспорой. Чаще всего от грибницы отделяется часть, которая становится самостоятельным организмом. При таком способе не нужен орган размножения. У грибов просто часть
Бесполое размножение
Данный процесс более открытый. Он осуществляется посредством спор. Они очень маленькие и легкие. Не тонут в воде, переносятся ветром, прилипают к шерсти животных. Так и путешествуют. Попав в подходящие условия, начинают развиваться. Споры делят на покоящиеся и пропагативные, подвижные и неподвижные. Низкоорганизованные грибы оснащены более агрессивным механизмом размножения. Для них характерны подвижные споры, оснащенные жгутиком. Они могут пролетать до тысячи километров. Бесполое размножение грибов, к которым мы привыкли, происходит посредством неподвижных спор. Они тоже бывают разными. Для простоты их поделим на эндогенные и экзогенные. Первые формируются внутри спорангиев. У таких спор плотная оболочка. Количество зависит от конкретного вида гриба. Некоторые грибы имеют всего одну спору (конидию). Способы их образования весьма разнообразны. По большей части они формируются на верхушках конидиеносцев.
Половое размножение
Здесь тоже имеются вариации. Половое размножение грибов может проходит различными способами, связанными с формированием зиготы. Один из них – гаметогамия. Этот способ характерен для низкоорганизованных грибов. Его можно трактовать как
О шляпочных грибах
Теория, конечно, интересна, но для понимания процессов желательно «пощупать» пример. Рассмотрим размножение шляпочных грибов. Их-то мы можем увидеть и исследовать. То, что люди собирают для употребления в пищу, называется плодовыми телами. Их грибы выращивают с целью организации процесса размножения. В науке их еще называют «органы спороношения». Они состоят из шляпки и ножки, которые являются плотными пучками гиф. Споры находятся в верхней части. Шляпка имеет два отделения. Верхнее – плотное, покрытое окрашенной кожицей. Под ней прячется нижний слой. У некоторых видов он пластинчатый, у других – трубчатый. В этом слое покоятся споры.
Почему грибы срезают, а не вырывают
Так как люди занимаются сбором «органов спороношения», то помимо своей воли вмешиваются в процесс размножения этих организмов. Если просто забрать «мешок с семенами», то гриб вырастет новый. По сути, он огромен и создает не один, а
Это интересно
Ученые очень внимательно занимаются изучением этих живых организмов. За ними не просто наблюдают, с ними проводят множество экспериментов. Некоторые из которых повергают в шок. Так, известно, что японские исследователи пришли к выводу о разумности желтых дрожжей. Они провели эксперимент, в ходе которого заставляли этот организм расти в «лабиринте», где были спрятан сахар. Оказалось, что желтая плесень «запоминает» путь, по которому добиралась до лакомства. Отросток, взятый от этого организма, рос прямиком к тому месту, где находился сахар! А ведь это всего лишь простейший гриб, размножающийся вегетативным способом.
Существует 3 способа размножения грибов:
1. Вегетативное размножение
Осуществляется кусочком мицелия или отдельными клетками — оидиями, образующимися в результате расчленения гиф и хламидоспорами — толстостенными клетками, устойчивыми к неблагоприятным воздействиям. Оидии и хламидоспоры образуют высшие грибы.
2. Бесполое размножение с образованием спор
В этом случае на определенном этапе вегетативного размножения грибов образуются специальные плодоносящие гифы воздушного мицелия.
У низших грибов споры формируются внутри шаровидных мешочков — спорангиев, внутри которых формируются внутренние споры (эндоспоры). Плодоносящий гиф на котором образуются спорангии называется спорангиеносцем.
У высших грибов на кончике плодоносящего гифа образуются специальные вытянутые клетки — стеригмы, на которых формируются цепочки из спор — конидии. Споры, расположенные на конидиях, находятся снаружи плодоносящего гифа (экзоспоры). Плодоносящий гиф на котором образуются конидии называется конидиеносцем.
Рис. 4.1 Строение плодоносящих гифов:
1 — спорангиеносца, 2 — конидиеносца
3. Половое размножение
Половому размножению (митозу) предшествует слияние двух многоядерных гифов мицелия. Состоит половое размножение из трех этапов:
•плазмогамия — соединение протопластов двух гифов. Возникающая в результате этого клетка имеет два ядра и называется дикарион;
•кариогамия — слияние двух гаплоидных ядер с образованием диплоидного ядра (ядра с двойным набором хромосом).
•мейоз — редукционное деление. Процесс деления ядер состоит из нескольких стадий.
Различают гомо- и гетероталличные грибы. У гомоталличных грибов происходит слияние двух одинаковых гифов, у гетероталличных -оплодотворение может происходить только между мицелиями разных половых знаков ( + и — ).
Существуют грибы, которые не способны размножаться половым путем. Такие грибы называют несовершенными.
4.3. Классификация грибов. Характеристика наиболее важных представителей различных классов
Грибы относятся к царству Mycota, которое делится на два отдела в зависимости от наличия жесткой клеточной стенки: отдел Myxomycota (слизевики) и отдел Eumycota (истинные грибы).
В пищевой промышленности встречаются, главным образом, представители истинных грибов, классификация которых базируется на двух признаках:
1. Строение мицелия
2. Наличие полового способа размножения.
3. Особенности полового размножения.
В зависимости от этих признаков отдел истинных грибов делится на 4 класса:
1. Класс фикомицетов
К этому классу относятся низшие грибы, имеющие несептированный многоядерный мицелий. К фикомицетам относятся мукоровые грибы, которые широко распространены в природе. Наибольшее значение имеют представители родов Mucor и Rhizopus.
Размножаются фикомицеты бесполым и половым путем. При бесполом рязмножении образуются спорангиеносцы, при половом – в результате слияния двух гиф происходит образование зиготы (зигоспоры), которая после периода покоя прорастает и образует короткую гифу со спорангием на конце. При прорастании споры происходит деление ядер.
Многоядерная цитоплазма спорангия распадается на множество спорангиеспор, которые в благоприятных условиях могут прорасти в мицелий.
Грибы рода Мисоr вызывают порчу пищевых продуктов. Отдельные представители этого рода нашли применение как продуценты ферментных препаратов, органических кислот, спиртов, каротиноидов, стероидов.
Грибы рода Rhizopus вызывают так называемую «мягкую гниль» ягод, плодов и овощей.
У грибов имеется вегететивное, бесполое и половое размножение:
Вегетативное размножение осуществляется частями мицелия, которые, отделяясь от общей массы, способны расти и развиваться самостоятельно. У дрожжевых грибов вегетативное размножение происходит почкованием: на клетках мицелия образуются выросты (почки), постепенно увеличиваются в размерах, а затем отшнуровываются.
Бесполое размножение осуществляется спорами. Споры могут быть со жгутиками и без, одиночными и покрытыми общей оболочкой. Вместилище спор называется спорангием, а гифа, на которой он расположён — спорангиеносцем. Зооспоры (споры со жгутиками) находятся в зооспорангии. Если же споры не имеют жгутиков, то они называются конидиями и открыто сидят на гифе-кондиеносце. Споры могут развиваться либо внутри спорангиев (эндогенно), либо отчленяются от концов особых выростов мицелия (экзогенно).
Наиболее просто устроенные низшие грибы чаще всего обитают в воде. Споры этих грибов имеют жгутики и прекрасно плавают. Это- первый способ распространения спор.
Споры плесневелых грибов очень мелкие и лёгкие, поэтому они легко могут распространяться по воздуху, по воде, на лапках насекомых. Капли дождя могут переносить и крупные грибные споры. В распространение многих спор участвуют и животные. Особенно часто ими пользуются грибы, плодовые тела которых расположены под землёй, например, трюфеля. Распространяют споры грибов и насекомые. Тогда грибы часто имеют специфический запах и слизистые выделения.
Ещё один способ — разбрасывание спор с помощью упругих гиф (пероноспоры) или отстреливающегося спорангия (пилоболюс)
Способы расселения грибов делят на пассивные и активные. При пассивном гриб пользуется чьей-либо помощью, а при активном справляется сам. Заметим, что чем больше выбор переносчиков, тем проще расселительные приспособления гриба. Кроме того, чем меньше спор образует гриб, тем лучше они защищены и приспособлены.
Прорастают споры в ростовую трубку, из которой развивается мицелий.
Репродуктивные возможности огромны — одно плодовое тело может принести 1 миллиард спор в год.
Но спора даёт лишь начало первичному мицелию. Рядом проросли две споры и первичные мицелии слились, дав начало вторичному мицелию (это- половой процесс). Половой процесс состоит в слиянии мужских и женских гамет, в результате чего образуется зигота. У низших грибов гаметы подвижны, они могут быть одинаковыми по размеру (изогамия) или различны (гетерогамия). Если гаметы различаются не только по размерам, но и по строению, они формируются в женских (оогонии) и мужских (антеридии) половых органах. Неподвижная яйцеклетка оплодотворяется либо подвижными сперматозоидами, либо выростом антеридии, переливающий в оогонии своё содержимое. У некоторых грибов половой процесс заключается в коньюгации двух одинаковых на концах мицелия. Вторичный мицелий растёт, питается и в благоприятных условиях формирует новые плодовые тела. А зачем грибу плодовые тела? В их налаженной «кухне» готовиться новое поколение грибов: закладываются и созревают споры, защищённые от неблагоприятных условий. А, созрев, споры с помощью плодовых тел разлетаются от гриба-родителя.
Любой живой организм, а гриб не исключение, получает по наследству программу дальнейшего развития, и если условия позволяют, реализует её. Наследственная информация содержится в ядрах клеток. Мицелии бывают с полной программой (диплоидные) или только с её половиной (гаплоидные). В первом случае они развиваются нормально, а во втором, чтобы не остановиться на «полдороги» в развитии, требуется слияние с другой гаплоидной половинкой с объединением наследственной информации и образование нового диплоидного организма.
У грибов есть два варианта развития после этого слияния.
Первый наблюдается, если диплоидная стадия недолговечна. Тогда после полового процесса быстро происходит редукционное деление (т.е. ядра сливаются и делятся два раза), которое приводит к образованию гаплоидных структур. Гриб сразу переходит к образованию спор, снабдив каждую из половинок половинной наследственной программы.
У некоторых грибов в конце полового процесса образуется клетка с двумя ядрами, пришедшими от обоих родителей и происходит редукционное деление. В результате образуется сумка с восемью гаплоидными спорами. Такие грибы называются сумчатыми.
У других грибов тоже образуется клетка с двумя ядрами, которые сливаются и два раза делятся. Но гаплоидные споры оказываются не в сумке, а на специальных выростах вздутой клетки-базидии.
Ну, а второй вариант встречается у грибов, «впадающих в спячку» после слияния клеток. Их диплоидная клетка (зигота) покрывается толстой оболочкой и ждёт весны. А дождавшись — прорастает: происходит редукционное деление и развиваются уже гаплоидные споры.
Рассматривая особенности строения, питания, размножения грибов можно сказать, что эти удивительные организмы как нельзя лучше приспособились к условиям окружающей среды. Как же они всего этого добились. Для этого необходимо проследить развитие грибов в течение огромного промежутка времени.
Происхождение грибов и дальнейшее развитие по эрам
