2. Эктокарпуса
Империя Клеточные организмы (Cellulata)
Подимперия Ядерные организмы = Эукариоты (Eucaryota)
Царство Протоктисты (Protoctista)
Подцарство Протоктисты – водоросли
Отдел Бурые водоросли = Фукофикоты (Fucophycota = Phaeophyta)
Род эктокарпус (Ectocarpus)
1 – таллом = спорофикот (2n);
2 – многоклеточный зооспорангий;
3 – зооспоры (2n), образующиеся путем митотического деления; при прорастании дают спорофикот;
4 – одноклеточный зооспорангий;
5 – зооспоры (n), образующиеся путем мейотического деления;
6 – оседание зооспоры на субстрат;
7 – прорастание зооспоры;
8 – гаметофикот (n);
9 - гаметофикот с многоклеточными гаметангиями;
а – гаметангии;
10 – гаметы (n);
11 – слияние противоположных по физиологическому знаку гамет (оогамия);
12 – зигота (2n).
3. Хламидомонады
Империя Клеточные организмы (Cellulata)
Подимперия Ядерные организмы = Эукариоты (Eucaryota)
Царство Протоктисты (Protoctista)
Подцарство Протоктисты – водоросли
Отдел Зеленые водоросли (Chlorophycota = Chlorophyta)
Род хламидомонада (Сhlamydomonas)
1 – взрослая особь;
а – ядро;
б – цитоплазма;
в – пульсирующая вакуоль;
г – базальное тельце «жгутиков»;
д – ундулиподии;
е – хроматофор;
ж - пиреноид;
з – пигментный глазок;
2, 3 – деление клетки; формирование зооспор;
4 – сформировавшиеся зооспоры;
5 – рост зооспоры до взрослой особи;
6 – формирование изогамет (n);
7 – копуляция гамет;
8 – зигота (2n);
9 – мейотические деления зиготы;
10 – сформировавшаяся взрослая особь (2n).
Определите и запишите, какой тип полового процесса имеется у представителей каждого вида.
Занятие 5. Грибы.
Вводные пояснения.
Царство Грибы.
1. Классификация. Спорна. Большинство ученых выделяют в царстве Грибы 4 отдела грибов - Зигомикоты, Аскомикоты, Базидиомикоты, Дейтеромикоты (несовершенные грибы) и отдел Лишайники. Царство насчитывает около 120 тысяч видов.
2. Жизненная форма, анатомия и морфология. Крайне разнообразны по величине, внешнему виду и физиологическим особенностям. У некоторых грибов (дрожжи) вегетативное тело представлено лишь одиночными почкующимися клетками. Некоторые грибы являются крупнейшими по биомассе живыми организмами. Напр., в одном из американских журналов было сообщение, что живая масса гриба Armillaria bulbosa, грибница которого охватывала 15 га в лесу штата Мичиган, весила более 100 тонн (масса синего кита). Основа вегетативного тела гриба – мицелий=грибница – система микроскопически тонких ветвящихся нитей (гиф). В мицелии выделяют 2 части: субстратная (пронизывающая субстрат) и воздушная, на которой формируются органы размножения. У большинства грибов мицелий разделен поперечными перегородками (септами) на отдельные клетки с одним или несколькими ядрами – септированный мицелий. В септах много пор, поэтому клетки могут обмениваться содержимым. У некоторых грибов мицелий представляет собой одну гигантскую клетку – ценоцитный мицелий.
3. Питание. Все грибы гетеротрофны: либо сапрофиты (обитают на мертвом орг. материале), либо паразиты (питаются за счет живых организмов. Некоторые (дрожжи) получают энергию в процессе брожения, образуя этиловый спирт из глюкозы. Известна также группа хищных грибов с приспособлениями для захвата и переваривания мелких животных.
У всех грибов особый тип взаимоотношений с окружающей средой, из-за чего некоторые ученые относят их к царству животных. Это связано с их строением. Все клетки мицелия отделены от субстрата лишь тонкой клеточной стенкой. Поэтому ферменты, выделяемые грибами, мгновенно воздействуют на материал субстрата и частично переваривают его вне грибной стенки. Такой полупереваренный материал затем легко впитывается поверхностью клетки.
4. Дыхание. Все грибы аэробы, однако, способны существовать в среде с пониженным содержанием кислорода. Наличие дыхательных ферментов позволяет им осуществлять окисление органических соединений до простых неорганических – это реакции первичного метаболизма грибов. Реакции вторичного метаболизма грибов дают 3 группы метаболитов: 1) микоспорины – вещества, способствующие изменению метаболизма стероидов, 2) антибиотики (пеницилл), 3) микотоксины – очень опасны (аспергилл) – оказывают канцерогенное, мутагенное действие.
5. Размножение.
Вегетативное. Может происходить разными способами: 1) отламывающимися кусочками мицелия, 2) с помощью хламидоспор (толстостенные клетки, предназначенные для перенесения неблагоприятных условий, 3) с помощью артроспор (тонкостенные короткие клетки), 4) почкованием (дрожжи).
Бесполое – с помощью спор. Споры могут образовываться на мицелии двумя путями: 1) эндогенно; при этом спорангии со спорами закладываются на специальных гифах – спорангионосцах; 2) экзогенно; споры образуются на веточках мицелия – конидиеносцах.
Половое. Типы:
- Гаметангиогамия – слияние двух специализированных половых структур, не дифференцированных на гаметы, - гаметангиев. Функцию гамет в гаметангиях выполняют ядра. Такое размножение характерно для аскомикот. Женский половой орган аскомикот – аскокарп - состоит из расширенного аскогона с ядрами и трихогины. Мужской половой орган – антеридий. Антеридий прикладывается к аскогону и переливает через трихогину содержимое. При этом сливаются лишь цитоплазмы (плазмогамия), а ядра не сливаются (образуются дикарионы – пара ядер). Затем из аскогона начинают расти гифы. Сюда мигрируют дикарионы, которые затем отделяются от аскогона перегородкой – на верхушках гиф образуются сумки – аски. В каждой сумке ядра дикариона сливаются. Затем делятся мейозом, потом митозом. Получаются 8 гаплоидных ядер, преобразующихся в аскоспоры. Созревшие аскоспоры высыпаются из аскокарпа и прорастают. Гаметангиогамия встречается у грибов из отдела аскомикоты.
- Соматогамия – половой процесс, при котором типичные половые органы не образуются. При этом сливается содержимое двух клеток вегетативного мицелия с образованием базидии. При этом сливаются лишь цитоплазмы клеток, а ядра, не сливаясь, объединяются в пары – дикарионы. Так образуется вторичный (дикарионтический) мицелий. Он существует довольно долго. При этом глубоко пронизывает субстрат (почву, древесину и т.п.). Вторичный мицелий образует базидиокарпы – мясистые плодовые тела, на которых образуются споры (базидиокарп – то, что в обиходе называют грибами). Затем верхушечные клетки гиф вторичного мицелия делятся с образованием пряжковидного мостика. При этом из одной двуядерной верхушечной клетки возникают две клетки, а мостик-пряжка остается следом совершившегося деления. Затем у верхушечных образовавшихся двуядерных клеток сливаются ядра (кариогамия) и лишь эта часть вторичного мицелия становится диплоидной. Затем диплоидная клетка в верхней части гифы превращается в молодую базидию. Ее ядро делится мейозом. В результате на базидии на особых выступах – стеригмах формируются 2-4 базидиоспоры разных «половых знаков». После созревания базидиоспоры осыпаются, прорастают и дают начало новому мицелию. Соматогамия встречается у грибов из отдела базидиомикоты.
- Зигогамия. В этом случае на гифах соседних мицелиев («+» и «-« знаков) образуются выросты, растущие навстречу друг другу. В месте их соприкосновения протопласты, затем ядра двух клеток объединяются в зиготу. Зигота превращается в зигоспорангий, ее ядро делится мейозом с образованием спор «+» и «-« знаков. После созревания споры высыпаются, дают начало мицелиям разных половых знаков и цикл повторяется вновь. Зигогамия встречается у представителей из отдела зигомикоты.
- Парасексуальный цикл. У некоторых грибов открыто явление гетерокариоза – ядра, находящиеся в общей цитоплазме мицелия, могут быть генетически разнородны (гетерокарионтический мицелий) и сливаться между собой с образованием зиготы, которая дает начало новому мицелию.
6. Распространение.
Распространены повсеместно, где может существовать жизнь. Считается, что верхние 20 см. плодородной почвы в среднем содержат около 5 тонн грибов и бактерий на 1 гектаре.
7. Значение в природе и жизни человека.
В природе. Грибы занимают особое место в «экономике природы». Как и бактерии, это организмы-деструкторы, способные превращать орг. вещества биосферы в простые соединения (СО2, Н2О, NH3, завершая тем самым различные биогеохимические циклы. Некоторые грибы образуют микоризу растений.
В жизни человека. (-) Некоторые грибы из отдела зигомикоты портят пищевые продукты, образуя налет (плесень) на пищевых продуктах. Некоторые (из рода мукор) вызывают микозы легких ( ложный туберкулез), головного мозга и других органов человека и животных. При этом гриб поселяется внутри клеток органов. Представители рода спорынья (аскомикоты) паразитируют на злаках – повреждают цветки и семена хлебных злаков. Употребление в пищу муки, зараженной спорыньей, вызывает у человека отравление.
(+) Алкалоиды спорыньи применяются в медицине для лечения сердечно-сосудистых и нервных заболеваний.
Задание:
Изучите и зарисуйте жизненные циклы представителей разных отделов грибов.
мукора
Империя Клеточные организмы (Cellulata)
Подимперия Ядерные организмы = Эукариоты (Eucaryota)
Царство Грибы (Mycetalia = Fungi = Mycota)
Отдел Зигомикоты (Zygomycota)
Род мукор (Mucor)
Вид мукор муцедо (M.mucedo)
1 – два мицелия различных физиологических знаков (n);
2 – спорангиеносцы;
3 – спорангии;
а – колонка;
4 – противоположные по физиологическому знаку споры;
5 – прорастание спор;
6 – сближение гаметангиев (n) = гаметангиогамия;
п – подвесок;
г – гаметангии;
7 – обособление гаметангиев;
г –гаметангии;
8 – зигоспорангий (2n);
9,10 – прорастающая мицелием зигоспора (n);
м – мицелий;
11 – споры.