80. 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, например копрофилы или кератинофилы, чья специализация определяется в основном конкурентной способностью. Такие грибы «уходят» от конкуренции, занимая специфические экологические ниши, недоступные для других организмов. Сапротрофный способ питания для грибов первичен. Паразитизм представляет собой один из путей специализации грибов. Существующие сейчас грибы-паразиты стоят на разных ступенях эволюции — от факультативных паразитов до высокоспециализированных облигатных паразитов. Факультативные паразиты обычно развиваются как сапротрофы, но способны паразитировать на ослабленных растениях или на невегетирующих частях растений, например плодах. 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. Другие, например ржавчинные, могут расти на питательных средах ив условиях культуры даже образуют типичные спороношения. Такие грибы называют иногда экологически облигатными паразитами. Они могут развиваться как сапротрофы только при отсутствии конкуренции со стороны других организмов, в природных же условиях существуют только как паразиты на живых тканях, недоступных для конкурентов.

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. Например, среди водных грибов есть и сапротрофы, обитающие на различных органических субстратах, и паразиты водных растений и животных.

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.

Грибы в большом количестве развиваются в гумусовом горизонте почвы, заселяют ризосферу растений и лесную подстилку. Среди почвенных грибов многие образуют микоризу с разными группами высших растений. 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. Первично водные грибы обычно размножаются при помощи зооспор. У конидий и аскоспор вторично водных грибов образуются специальные приспособления (например, лучеобразные выросты и др.), позволяющие им длительно находиться во взвешенном состоянии в толще воды. Водные сапротрофные грибы играют большую роль в разложении органического вещества в водоемах и обеспечении детритом водных беспозвоночных и рыб.

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.

Ксилофилы образуют комплекс ферментов, гидролйзующих целлюлозу и лигнин древесины. Грибы, разлагающие преимущественно целлюлозу, вызывают деструктивную, или бурую, гниль древесины. Если же грибы разрушают лигнин, развивается коррозионная, или белая, гниль. Ксилофилы активно разлагают древесину и древесный опад в лесах, участвуя в круговороте веществ. Некоторые из них, развиваясь в постройках и на деловой древесине, вызывают их разрушение и приносят существенный ущерб хозяйству.

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. Сапротрофы, развивающиеся на опаде, лесной подстилке и валежнике, наряду с другими группами микроорганизмов участвуют в процессах их разложения. Они представляют основную группу редуцентов, способных разрушать стойкие лигноцеллюлозные комплексы опада и древесины.

Грибы активно участвуют в образовании гумуса, синтезируя различные циклические соединения, в том числе полимеры типа меланинов. Известна их роль в оструктуривании почвы и подзолообразовательном 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 1 г почвы насчитывается более 100 00Ф спор и клеток мицелия грибов. Некоторые виды грибов живут в симбиозе с семенными растениями (микориза), улучшая их питание и ускоряя рост, а также с водорослями (лишайники ).

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. Шляпочные грибы нередко имеют пищевое значение.(Agaricus sp. – шампиньон, Boletus edulis – белый гриб, Lactarius resimus - груздь) Однако стенки гиф гриба плохо перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека, поэтому белки грибов плохо усваиваются, и грибы имеют преимущественно вкусовое значение. 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.