Одноклеточные грибы и их роль в природе

Одноклеточные организмы стали известны человеку лишь с появлением увеличительных приборов. Однако на сегодняшний день именно они - основа ценных генетических исследований для накопления теоретического материала по многим вопросам биохимии, молекулярной биологии, генетики. Существуют разные одноклеточные организмы. Грибы - одни из них. Не все, конечно, но довольно значительная часть. В данной статье рассмотрим, какие представители входят в категорию простейших грибов и какими свойствами и особенностями они обладают.

Грибы одноклеточные и многоклеточные: общая характеристика

Из всех пяти царств живой природы грибы - самое необычное. Все дело в том, что определить систематическое положение растения или животного достаточно просто. Бактерии и вирусы совсем иначе устроены, поэтому с ними вообще ошибок быть не может.

И только грибы - это такие сложные организмы, которые долгое время не относились к какому-либо определенному царству. Изначально их считали растениями, просто лишенными хлорофилла. Более поздние исследования показали, что в продуктах распада их содержится мочевина, а клеточная стенка состоит в значительной степени из хитина. При этом пищеварение наружное, а многие ферменты сродни тем, что вырабатываются организмами млекопитающих.

Эти признаки явно говорили о принадлежности грибов к животным. Кроме того, стало известно, что одноклеточные грибы отдела миксомицетов (слизевые) способны двигаться в сторону пищи и света при определенных условиях. Это еще раз доказывает, что у этих организмов и животных был общий предок.

Все это привело к тому, что грибы стали относить к отдельному царству живой природы. Общим признаком для их идентификации стали:

• наличие одноклеточного многоядерного или многоклеточного мицелия;
• гифы - тонкие нити, способные переплетаться, формируя грибницу и плодовое тело;
• гетеротрофный способ питания;
• хитин в клеточной стенке;
• мочевина в составе продуктов распада веществ;
• отсутствие пластид;
• размножение при помощи спор.

Всего сегодня насчитывают около 250 тысяч видов данных организмов. Значительная их часть - одноклеточные грибы.

Классификация одноклеточных грибов

При таком многообразии возникает необходимость в классификации. Поэтому и были систематизированы все одноклеточные грибы, примеры которых можно привести, если рассмотреть полную классификацию.

Единой ее на сегодняшний день не существует, поэтому у разных авторов они неодинаковы. Так, выделяют 4 основные группы.

1. Дейтеромицеты - другое название несовершенных грибов. Не имеют полового способа размножения. Представители: склеротиум, ризоктония, многие виды кандиды.
2. Хитридиомицеты - сложные одноклеточные грибы, мицелий которых представлен длинными ветвящимися структурами, содержащими несколько ядер. Представители: олпидиум, силхитриум, спизелломы, моноблефариды и другие. Большинство ведут водный или полуводный образ жизни, являясь паразитами морских и пресноводных растений, животных.
3. Зигомицеты - типичные одноклеточные грибы, у некоторых представителей мицелий с несколькими слабыми перегородками. Представители: мукор, трихомицеты, спинеллусы, зоопагалисы и прочие. Среди них есть и почвенные обитатели, и паразиты человека, животных и растений.
4. Аскомицеты - большинство многоклеточные, но встречаются и одноклеточные грибы. Примеры: дрожжи, сморчки, трюфели, строчки, пармелия и прочие. Свое название получили за особенности строения спор, которые именуются аскоспорами. Часть представителей утрачивает в течение жизни способность к половому размножению и их относят у дейтеромицетам, то есть несовершенным грибам.

Каждый отдел имеет свои особенности и характерные черты, а уж виды тем более очень многообразны. Интересен образ жизни, важно хозяйственное значение. Кроме того, грибы играют важную экологическую роль в природе.

Особенности строения и образа жизни

Прежде чем ответить на вопрос: "Охарактеризуйте роль одноклеточных грибов в природе", следует рассмотреть их особенности строения и образа жизни. Ведь именно от этого и будет зависеть, какое значение они будут иметь для окружающих организмов, в том числе, и для человека.

Итак, особенности строения одноклеточных грибов.

1. Мицелий либо не развит совсем, либо очень слабый. Может быть многоядерным либо представлен одной клеткой с одним ядром.
2. Размножение чаще бесполое, хотя для многих характерен и половой процесс.
3. У водных представителей образуются зооспоры (хитридиомикота), которые свободно передвигаются в воде при помощи жгутиков. У аскомицетов особые органы спороношения сумки, в которых созревают аскоспоры. Их количество не превышает восьми штук.
4. Некоторые почвенные зигомицеты формируют микоризу с корнями деревьев.
5. Несовершенные грибы вступают в симбиоз с бактериями, формируя полезный чайный гриб.

Вообще строение практически всех грибов, а также внутренний клеточный состав практически идентичен. И неважно, высший он или несовершенный. Поэтому в основе классификации всегда лежит главный признак - способ размножения.

Особенности образа жизни:

1. Подавляющее большинство - облигатные или факультативные паразиты.
2. Многие приспособились к жизни в воде или почве.
3. Часть представителей выделяет большое количество ферментов в окружающую среду, чтобы подготовить для себя пищу. Даже не имея разветвленного мицелия, некоторые организмы выпускают тонкие ризоиды, которыми и крепятся к субстрату, и захватывают (всасывают) пищу.
4. Среди зигомицетов есть особые представители - зоопагалисы. Свое название получили за хищный образ жизни. Они захватывают клейкими гифами личинки насекомых, нематод и других простейших и съедают их, переваривая снаружи.
5. В процессе жизнедеятельности многие представители (особенно, дрожжи) способны вырабатывать ценные лекарственные вещества, ферменты, важные химические соединения.

Выделить общие черты для всех в образе жизни сложно, ведь количество видов слишком велико. Поэтому лучше подробнее остановиться на самых часто встречаемых и важных для человека.

Процесс размножения

Мы уже уточняли, что основной отличительный признак рассматриваемых организмов - это способ воспроизведения потомства. Размножение одноклеточных грибов может осуществляться тремя путями:

• половым;
• вегетативным;
• бесполым.

Рассмотрим все варианты более подробно.

1. Бесполое размножение подразумевает формирование спор внутри специальных образований спорангиев. Так, например, у хитридиевых это подвижные зооспоры, а у аскомицет - аскоспоры эндогенного происхождения.
2. Вегетативное для одноклеточных представителей подразумевает почкование. То есть одна клетка отпочковывается и становится самостоятельным организмом. Так происходит у дрожжей, которые вообще считаются вторично одноклеточными грибами.
3. Половой процесс происходит неодинаково у разных видов. Однако всего возможны три варианта: гетерогамия, оогамия и изогамия. В любом случае суть заключается в слиянии половых клеток с образованием зиготы. Чаще всего она покрывается плотной оболочкой и переживает состояние покоя какое-то время. После этого начинает формироваться мицелий и прорастает новый организм. Даже в случае многоклеточных представителей о существовании мужских и женских частей речи не идет. Просто говорят о наличии "+" и "-" стороны мицелия, которые сливаются с образованием дикариона.

Конечно, существуют и особенности, которые помогают идентифицировать некоторых представителей. Однако общие закономерности размножения одноклеточных грибов именно такие, которые описаны выше.

Пеницилл и его характеристика

То, что пеницилл - одноклеточный гриб, сказать нельзя. Все дело в том, что он относится к классу плесневых представителей, большинство из которых являются простейшими по организации. Поэтому зачастую и ему приписывают подобные особенности. Однако сам пеницилл, а также его близкий друг, аспергилл - это обладатель многоклеточного ветвящегося мицелия.

Данный гриб был открыт Эрнестом Дюшеном в 1897 году. Именно он первым обратил внимание на то, как в Аравии использовали непонятный зеленоватый налет для заживления ран лошадей. Исследовав его структуру, молодой человек (а Дюшену было всего 23 года) пришел к выводу, что данный организм - это гриб, обладающий антибактериальными свойствами, так как способен уничтожать эйшерихию коли - одну из самых патогенных и зловредных бактерий.

Долгое время к его открытию никто не прислушивался. В 1949 году Флеминг доказал антисептические и антибактериальные свойства данного гриба, и заслуга Дюшена была признана, правда уже после смерти последнего.

Основной компонент, который используют для изготовления лекарства пенициллина - это антибиотик, вырабатываемый в процессе жизнедеятельности организма.

Плесневые грибы

Если отвечать на вопрос: "Охарактеризуйте роль одноклеточных грибов в природе", то нельзя не сказать о других плесневых представителях. Ведь большая их часть поселяется на почве, придавая ей сероватый или голубоватый оттенок в виде налета. При этом происходит разложение отмершей органики. Поэтому в природе данные грибы играют роль своеобразных санитаров.

Для человека очень важными являются следующие представители:

• аспергилл;
• пеницилл;
• "благородная гниль";
• "благородная плесень".

Все они - активные участники процесса приготовления редких и вкусных сыров, вин, пищевых добавок, антибиотиков и прочих ценных веществ.

Мукор

Самый типичный представитель рассматриваемых организмов - мукор. Одноклеточный гриб, который имеет достаточно большой, ветвящийся мицелий, при этом образованный всего одной клеткой. Перегородок в нем нет. Относится к плесневым грибам отдела зигомицетов.

Назвать полезным этот гриб сложно, ведь его основная заслуга - это порча продуктов и образование многочисленных мукоромикозов. Однако некоторые виды все же используются человеком для изготовления "китайских дрожжей". Это специальная закваска, служащая для приготовления некоторых продуктов питания. Например, соевый сыр. Некоторые виды мукора являются источником ферментов и антибиотиков.

На почве и продуктах колонии данных грибов формируют пушистый налет бежевого и серого цвета, хорошо различимый невооруженным глазом.

Дрожжи

К одноклеточным грибам относится и такой представитель, как дрожжевой грибок. Однако эти организмы следует считать вторично одноклеточными, поскольку живут они многопочкующимися колониями. Мицелий каждого представителя одноклеточный, без перегородок. Но тесное сожительство сразу нескольких форм заставляет подумать о многоклеточности.

Вообще, дрожжи - очень полезные грибы. Не все, конечно, но многие из них. Так, человек издревле использовал их для выпечки хлеба, изготовления вина и пивоварения. Еще 6 тыс. лет назад до н. э. эти существа использовались в Египте повсеместно.

Хлеб выпекали с использованием остатков старой закваски. Это приводило к вырождению культуры, она становилась совершенно генетически чистой и однородной. Поэтому сегодня существуют такие "породы" дрожжей, которые не были созданы эволюцией в природе, а явились результатом хозяйственной деятельности человека.

Интересная особенность дрожжей в том, что они являются факультативными паразитами. То есть в присутствии кислорода свободно дышат им, выделяя углекислый газ. Но и в анаэробных условиях не пропадают, окисляя сахара (брожение).

Разные виды дрожжей способны перерабатывать неодинаковый субстрат. Некоторые могут сбраживать лишь простые сахара, гексозы. Но есть и те, что подвергают обработке не только углеводы, но и белки, липиды, карбоновые кислоты.

Человеку важны те продукты, которые выделяются в результате жизнедеятельности данных грибов. А именно:

• диацетил;
• изоамиловый спирт;
• сивушные масла;
• диметилсульфид и прочие.

Сочетание данных веществ определяет качество получаемой продукции. Это напрямую отражается на ее органолептических свойствах.

Паразитические одноклеточные представители грибов

Среди паразитов самыми опасными одноклеточными являются те, что вызывают микозы у человека и животных, а также различные плесени и гнили у растений.

1. Трихофитон и микроспорум - два вида, которые вызывают серьезные кожные заболевания у людей.
2. Грибы рода Кандида - вызывают заболевание кандидоз.
3. Дерматофиты - грибки, вызывающие заболевание ногтевой пластины - онихомикоз.
4. Пиедра, экзофила, малазиза - вызывают различные лишаи на частях тела.
5. Грибок блэк хэри вызывает заболевание, проявляющееся черным налетом на языке человека и животных.
6. Фитофтора - опасный гриб, поражающий растения и вызывающий формирование черных гнилей на корнях и листьях.

И это еще неполный список тех представителей, которые являются патогенными, вредоносными и крайне опасными для здоровья и урожая.

Роль одноклеточных грибов в природе

Если перед вами стоит задача такого плана: "Охарактеризуйте роль одноклеточных грибов", то в первую очередь, следует обозначить все же плюсы. Мы выше о них много упоминали:

• используются в химической промышленности;
• в пищевой;
• служат для подготовки сельскохозяйственных кормов;
• являются природными разлагателями органики, то есть санитарами и прочее.

Но также не следует забывать и о минусах, которых тоже немало. Ведь большинство одноклеточных грибов - паразитические организмы.