67. Экология грибов. Значение грибов в природе и для человека.

Грибы как гетеротрофные организмы нуждаются в готовом органическом веществе. В природе они находят его или в виде разнообразных органических остатков растительного или животного происхождения, на которых они развиваются как сапротрофы, или в виде живых тканей других организмов, на которых они паразитируют. Сапротрофы обычно мало специализированы в отношении питания, хотя среди них есть довольно узкоспециализированные группы. Такие грибы «уходят» от конкуренции, занимая специфические экологические ниши, недоступные для других организмов. Факультативными сапротрофами называют грибы, обычно развивающиеся как паразиты, но в определенных условиях способные к сапротрофному существованию. Наконец, настоящие паразиты в природе развиваются только на живых организмах. Такие паразиты называют облигатными. Некоторые из них, например мучнисторосяные, не способны развиваться на искусственных питательных средах.

Грибы - паразиты могут получать питание из тканей хозяина разными путями. Среди низших грибов часто встречаются, внутриклеточные паразиты: их одноклеточный таллом, лишенный клеточной стенки, развивается внутри клетки хозяина. У малоспециализированных паразитов мицелий распространяется как по межклетникам, так и в клетках хозяина, не образуя особых структур для поглощения питательных веществ. Наконец, у наиболее специализированных паразитов — мучнисторосяных, ржавчинных и др.— мицелий распространяется по межклетникам, а в клетки внедряются специализированные структуры — гаустории.

По характеру воздействия паразита на хозяина различают некротрофных паразитов, сначала убивающих, ткани хозяина, а затем питающихся ими; деструктивных биотрофныхпаразитов, питающихся за счет живых тканей хозяина и вызывающих их быструю гибель, и сбалансированных биотрофных паразитов, способных длительно питаться живыми тканями хозяина, не вызывая их гибели.

В природе грибы обитают на самых разнообразных субстратах: в воде, почве, на древесине и опаде, на живых тканях растений и животных и т. д. В результате адаптации к определенным комплексам условий среды эволюционно сложились те или иные экологические группы грибов.

Экологические группы грибов выделяют или на основе среды их обитания (например, почвенные или водные грибы), или на основе заселяемых ими субстратов (например, копрофильные, ксилофильные и кератинофильные грибы). В первом случае экологическая группа объединяет грибы, развивающиеся на разных субстратах.

Одна из наиболее обширных и разнообразных экологических групп грибов — почвенные грибы. Эта группа разнородна как по таксономическому составу входящих в нее грибов, так и по характеру их питания. В почве развиваются многочисленные микроскопические грибы и мицелий грибов, образующих в почве или на ее поверхности крупные плодовые тела. Одни грибы представляют постоянных обитателей почвы, другие проходят в ней только определенные стадии своего жизненного цикла.

В почве обитает своеобразная группа хищных грибов, способных как к сапротрофному питанию, так и улавливанию при помощи специальных приспособлений различных беспозвоночных — нематод, коловраток, амеб и др.

Почвенные грибы играют большую роль в разложении органического вещества, образовании гумуса и других процессах, протекающих в почве.

Группа водных грибов объединяет как первично водные низшие грибы, например сапролегниевые, так и высшие грибы — аскомицеты и дейтеромицеты, вторично перешедшие в водную среду из наземной. Среди водных грибов есть сапротрофы, развивающиеся на растительных остатках или обрастающие погруженные в воду предметы, паразиты водорослей, высших водных растений и животных.

Среди грибов, обитающих на древесине,— ксилофилов особенно распространены базидиомицеты, дейтеромицеты и некоторые аскомице­ты. Представители этой группы вызывают, разложение древесины. Некоторые из них начинают свое развитие на живом дереве как паразиты и продолжают его после гибели дерева.

Грибы-паразиты развиваются на организмах из разных групп. Большинство из них паразитирует на растениях — преимущественно цветковых, но также на водорослях, папоротниках и др. Известно большое число грибов — паразитов животных (насекомых, рыб, птиц, млекопитающих и др.). Некоторые грибы вызывают заболевания у человека. Грибы-микопаразиты, или микофильные грибы, развиваются на других грибах.

В результате деятельности человека формируются новые экологические группы грибов, развивающиеся на бумаге и книгах, промышленных материалах — пластмассах, текстиле и т. д. и изделиях из них, на произведениях искусства, и вызывающие их повреждение. Грибы— важное функциональное, звено экосистемы, они играют огромную роль в разложении органических остатков и в почвообразовательном процессе.

Наряду с преобразованием органических соединений грибы способны к превращению многих минералов.

Грибы в настоящее время разделяются на следующие основные классы: хитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, или сумчатые грибы, базидиомицеты, или базидиальные грибы, несовершенные грибы, или дейтеромицеты.

Значение грибов

Грибы имеют большое значение в природе и в хозяйстве. В природе их значение прежде всего заключается в том, что они способствуют разложению, минерализации органических веществ в почве, принимая таким образом участие в круговороте веществ.

В хозяйстве положительное значение грибов обусловливается способностью дрожжевых грибов (Saccharomyces cerevisiae) вызывать спиртовое брожение, широко используются в хлебопечении, для производства вина, спирта, пива, кваса, кефира. Кроме того, дрожжи используют как пищевой, кормовой и лечебный продукты. Некоторые виды грибов используют как сырье для получения лекарств, в основном антибиотиков (Penicillium sp.). С другой стороны, многие грибы вызывают болезни сельскохозяйственных растений (фитофтора – паразит картофеля, бурые пятна с беловатым налетом на обратной стороне листа, спорынья пурпурная – Claviceps purpurea, паразит различных злаковых; Spherotheca sp. Вызывает мучнистую росу на крыжовнике; Monilia fructigena – монилия фруктова вызывает плодовую гниль;) Громадный ущерб народному хозяйству приносят грибы, вызывающие разрушение древесины.(сем трутовиковые-Polyporaceae, настоящий трутовик – Fomes fomentarius, плоский трутовик – Ganoderma applanatum)

Некоторые виды грибов вызывают болезни кожи и волосяных покровов у человека и животных, а также отравления.(некоторые Aspergillus возбудители заболеваний животных и человека, поражают дыхательные пути и ушные проходы; Сandida sp. Вызывает заболевания слизистой оболочки и кожных покровов). Грибы паразитируют в теле организмов, имеющих кислую реакцию, которую не выдерживает большинство патогенных бактерий.

Грибы делят на 4 класса: Фикомицеты, Аскомицеты, Базидиомицеты, Несовершенные грибы.

В первом классе объединяют особую группу грибов наиболее примитивной организации — низшие грибы. Они характеризуются отсутствием мицелия или простым мицелием, не разделенным перегородками на членики. Остальные три класса объединяют в группу высших грибов: их мицелий состоит из членистых гиф.

Вегетативное размножение происходит участками мицелия, каждая часть которого способна дать начало новому организму. Это свойство мицелия используется для поддержания роста грибов на искусственных питательных средах путем переноса кусочков мицелия с одной среды на другую.

Бесполое размножение происходит с помощью специальных спор, называемых спорангиоспорами и конидиями. Спорангиоспоры образуются в материнской клетке — спорангии, а конидии — на вершине или сбоку гифы мицелия, называемой конидиеносцем. У некоторых низших грибов спорангиоспоры подвижны и называются зооспорами.

При половом размножении у большинства грибов, так же как и у других организмов, сливаются две половые клетки и их ядра. У некоторых групп грибов половой-процесс редуцирован и заме­нен слиянием двух вегетативных клеток или только слиянием их ядер. У низших грибов в результате полового процесса формируются покоящиеся споры (зиготы, ооспоры), у высших — возникают специальные половые споры: эндогенные (аскоспоры) у сумчатых грибов и экзогенные (базидиоспоры) у базидиальных.

По продолжительности жизни известны однолетние, двулетние и многолетние грибы. Будучи многолетними паразитами, они нередко на всю жизнь связаны с зараженным хозяином; разрушая древесину, кору, образуя дупла и т. д., они становятся причиной гибели хозяина и иногда переживают его, превращаясь из паразита в сапрофит.

По способу питания грибы разделяются:

1. на облигатных паразитов и облигатных сапрофитов, т. е. ни в одной из фаз развития паразит не становится сапрофитом, а сапрофит паразитом;

2. на факультативных паразитов, обычно паразитирующих, но в одной из стадий онтогенеза способных перейти на сапрофитизм;

3. на факультативных сапрофитов, обычно ведущих сапрофитный образ жизни, но способных в одной из стадий онтогенеза прибегать к паразитизму.

Отдельную группу составляют грибы, тесно связанные с растениями, как партнеры в симбиозе.

Облигатные паразиты могут быть полифагами, т. е. приспособленными к паразитизму на хозяевах из разных семейств, порядков и даже классов, но огромное количество грибных паразитов узкоспециализированные, приспособленные не только к определенному виду хозяина, но даже к определенному сорту.

Это объясняется тем, что обычно виды гриба образуют много разновидностей и еще большее число рас и мелких форм — биотипов или штаммов. Штаммы паразита очень узко специализированы и связаны именно с сортами хозяина. Исчезает сорт хозяина, исчезает и связанный с ним штамм паразита. Новые расы и Штаммы, часто более вирулентные (агрессивные), возникают путем естественной гибридизации и путем естественных мутаций.