Царства грибов и бактерий самые древние на Земле. Эти организмы относительно просто устроены. Групы многогранны и включают в себя самых разнообразных представителей. Между грибами и бактериями много общего, но существуют настолько явные отличия, что учёные отнесли эти организмы к различным царствам.
Грибы относятся к одной из многочисленных и процветающих групп низших организмов, которые встречаются во всех географических зонах. В природе обитает до сотни тысяч видов грибов: от мельчайших одноклеточных (дрожжи) до очень больших (трутовики). Они приспособились к разнообразным условиям жизни: в лесах, на полях, в почве, в воде, на стенах жилья, а также в организмах других животных и растений, как живых, так и мертвых. Для существования грибам требуются определенные условия: влага и тепло (20-25 градусов). Возраст наиболее древних ископаемых спор грибов – 170-190 млн. лет.
Размножаются грибы тремя путями:
а) вегетативным (кусочками мицелия);
б) бесполым (посредством спор);
в) половым (мужскими и женскими гаметами).
В царстве грибов выделяют низшие, у которых тело представлено одной клеткой, и высшие, имеющие многоклеточный мицелий.
Также грибы делят по типам питания на:
б) плесневые;
в) шляпочные.
Самыми древними организмами планеты, живущими уже более 2 млрд. лет, являются бактерии, насчитывающие около 2500 видов. Их можно встретить везде в обиходе, а также на глубине до 7 км в земле и океане, на высоте до 40 км, при температуре около 90 градусов. Все бактерии микроскопические по величине. Имеют клеточное строение, состоят из одной, или из нескольких клеток в виде гроздей или цепочек. Самая большая бактерия – Epulopiscium, имеет размеры до 0,5 мм. Клетки бактерии не имеют ядра, они размножаются бесполым путем – простым делением с удвоением генома. По способу дыхания бактерии подразделяют на аэробные (органические вещества окисляются с участием кислорода и с выделением углекислого газа, химической энергии и воды) и анаэробные (вместо дыхания происходит процесс брожения без участия кислорода с выходом энергии). Аэробные бактерии живут на поверхности почвенного покрова, в атмосфере и в верхних слоях воды, анаэробные бактерии живут без кислорода. 
Большая часть бактерий не содержит хлорофилла, они питается гетеротрофно, используя органические и неорганические вещества и солнечный свет для получения энергии. Существуют и автотрофные бактерии, которые могут жить исключительно в неорганической среде.
ВСПОМНИТЕ
Вопрос 1. Какие вещества называют органическими?
Органические вещества, органические соединения - класс соединений, в состав которых входит углерод.
Вопрос 2. Что такое фотосинтез?
Процесс образования органических веществ из неорганических (углекислого газа и воды) в хлоропластах с использованием энергии света называют фотосинтезом.
Вопрос 3. Какую роль играет пища в живом организме?
Пища содержит химические вещества, необходимые для создания новых клеток и обеспечения энергией процессов, происходящих в организме.
Вопрос 4. Что такое мицелий?
Мицелий - научное название грибницы. Он состоит из множества тонких нитей, составляя тело грибов и некоторых бактерий.
Вопрос 1. Что общего в питании большинства бактерий и грибов?
Большинство бактерий и грибы не способны сами вырабатывать органические вещества, поэтому получают их в готовом виде.
Вопрос 3. В чём особенность питания грибов?
Для питания грибам необходимо готовое органическое вещество, что сближает их с животными. Но по способу поглощения пищи - путём всасывания, а не заглатывания - они сходны с растениями.
В зависимости от потребности в конкретных веществах тот или иной вид грибов поселяется на определённом субстрате. Грибы не способны усваивать крупные частички пищи и могут всасывать только жидкие вещества всей поверхностью тела. Поэтому им очень выгодна большая площадь поверхности мицелия.
ПОДУМАЙТЕ!
Почему бактерии, грибы и животных относят к разным царствам, хотя все они питаются готовыми органическими веществами?
Бактерии, грибы и животные отличаются своим строением внутреннем и наружным. У каждого царства свои процессы жизни деятельности – размножение, рост и развитие, дыхание, выделение.
Используя интернет-источники, научно-популярные журналы, книги, текст учебника, подготовьте сообщение на тему «Выращивание грибов».
Выращивание грибов - это очень интересное занятие. Кроме того современное грибоводство выполняет глобальную мировую проблему нехватки продовольствия. Ученые считают, что нынешнее столетие будет знаменовать бурное развитие грибной отрасли, так как в мире скапливается огромное количество растительных остатков и продуктов переработки сельскохозяйственных предприятий, 70% которых могут быть использованы для питания съедобных грибов. Таким образом можно решить две очень важные мировые проблемы - это утилизация растительных остатков и получение качественных продуктов питания и лекарственных препаратов.
На сегодняшний день в мире известно более двух тысяч съедобных грибов, около пятисот из них можно встретить в нашей стране. Люди активно пользуются этими дарами природы, ведь собирать грибы в осеннем лесу не только приятный отдых, но и заготовки на зиму в виде консервированных, сушеных, маринованных или соленых грибов. Однако в заготовке дикорастущих съедобных грибов есть один недостаток - сезонность, ведь грибы в основном растут осенью. Поэтому во все времена возникал вопрос, а можно ли выращивать грибы искусственным способом. Оказывается можно, мало того известно, что некоторые виды грибов, например шиитаке, опенок зимний, иудино ухо выращивали в глубокой древности. Однако промышленное выращивание грибов получило свое развитие только в двадцатом столетии. Наибольший подъем интенсивного грибоводства наблюдается последние 30-40 лет. Интерес к грибному бизнесу обусловлен тем, что грибы самая рентабельная и высокоурожайная сельскохозяйственная культура, выращивание грибов экологически безопасное и безотходное производство. Сырьем для выращивания грибов являются растительные остатки, отходы сельскохозяйственного производства, животноводства и лесоперерабатывающих предприятий, которых в достатке в любой стране.
Биологическая и продовольственная ценность грибов давно научно обоснована практическими исследованиями. В своем составе грибы содержат целый комплекс полезных веществ, белок включает в себя все незаменимые аминокислоты, ненасыщенные жирные кислоты, витамины Е, С, Д, группы В, а также важные для организма минералы и микроэлементы, в том числе и некоторые дефицитные, например кобальт и железо. Кроме того грибы настоящий деликатес, их используют в грибных рецептах и заготовках на зиму.
Сегодня в мировом грибоводстве наибольший интерес для искусственного культивирования представляют шампиньоны, вешенка, шиитаке и опята. Причем эти грибы можно выращивать не только на специализированных предприятиях, но и в домашних условиях, дачных, приусадебных хозяйствах и даже дома - в подвале, гараже, сарае, балконе.
Выращивание шампиньонов более сложный процесс, чем выращивание вешенки. Однако их выращивают не менее успешно чем другие грибы. Шампиньон - самый массовый гриб для промышленного гриборазведения. В домашних условиях выращивают шампиньоны не так часто как вешенку из-за более трудоемкой технологии производства компоста, которая требует наличие некоторых навыков. Однако нашим грибоводам удается получать хорошие урожаи шампиньонов даже под открытым небом.
Не смотря на первый взгляд простоту и доступность грибного производства, следует помнить, особенно начинающим грибоводам, что выращивание грибов - довольно ответственное дело, грибы требуют ухода и заботы, выполнения технологических норм и правил фитосанитарии. Получить высокий урожай грибов можно только серьезным подходом к этому интересному занятию.
В настоящее время на Земле описано более 2,5 млн видов живых организмов. Однако реальное число видов на Земле в несколько раз больше, так как многие виды микроорганизмов, насекомых и др. не учтены. Кроме того, считается, что современный видовой состав - это лишь около 5% от видового разнообразия жизни за период ее существования на Земле.
Для упорядочения такого многообразия живых организмов служат систематика, классификация и таксономия.
Систематика
- раздел биологии, занимающийся описанием, обозначением и классификацией существующих и вымерших организмов по таксонам.
Классификация
- распределение всего множества живых организмов по определённой системе иерархически соподчинённых групп - таксонов.
Таксономия
- раздел систематики, разрабатывающий теоретические основы классификации. Таксон - искусственно выделенная человеком группа организмов, связанных той или иной степенью родства, и в то же время достаточно обособленная, чтобы ей можно было присвоить определённую таксономическую категорию того или иного ранга.
В современной классификации существует следующая иерархия таксонов:
- царство;
- отдел (тип в систематике животных);
- класс;
- порядок (отряд в систематике животных);
- семейство;
Кроме того, выделяют промежуточные таксоны: над- и подцарства, над- и подотделы, над- и подклассы и т. д.
Систематика живых организмов постоянно изменяется и обновляется. В настоящее время она имеет следующий вид:
- Неклеточные формы
- Царство Вирусы
- Клеточные формы
- Надцарство Прокариоты (Procariota):
- царство Бактерии (Bacteria, Bacteriobionta ),
- царство Архебактерии (Archaebacteria, Archaebacteriobionta ),
- царство Прокариотические водоросли
- отдел Сине-зелёные водоросли, или Цианеи (Cyanobionta );
- отдел Прохлорофитовые водоросли, или Прохлорофиты (Prochlororhyta ).
- Надцарство Эукариоты (Eycariota)
- царство Растения (Vegetabilia, Phitobiota или Plantae ):
- подцарство Багрянки (Rhodobionta );
- подцарство Настоящие водоросли (Phycobionta );
- подцарство Высшие растения (Embryobionta );
- царство Грибы (Fungi, Mycobionta, Mycetalia или Mycota ):
- подцарство Низшие грибы (одноклеточные) (Myxobionta );
- подцарство Высшие грибы (многоклеточные) (Mycobionta );
- царство Животные (Animalia, Zoobionta )
- подцарство Простейшие, или Одноклеточные (Protozoa, Protozoobionta );
- подцарство Многоклеточные (Metazoa, Metazoobionta ).
Ряд учёных выделяет в надцарстве Прокариоты одно царство Дробянки, которое включает три подцарства: Бактерии, Архебактерии и Цианобактерии.
Вирусы, бактерии, грибы, лишайники
Царство вирусы
Вирусы существуют в двух формах: покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются, и внутриклеточной , когда осуществляется размножение вирусов. Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки - капсида .
Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.), помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты, могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.
В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.
Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации. Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.
Бактерии
Все прокариоты принадлежат к одному царству Дробянки. В его состав входят бактерии и сине-зелёные водоросли.
Строение и жизнедеятельность бактерий.
Прокариотические клетки не имеют ядра, область расположения ДНК в цитоплазме называется нуклеоидом, единственная молекула ДНК замкнута в кольцо и не связана с белками, клетки меньше эукариотических, в состав клеточной стенки входит гликопептид - муреин, поверх клеточной стенки располагается слизистый слой, выполняющий защитную функцию, отсутствуют мембранные органоиды (хлоропласты, митохондрии, эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи), их функции выполняют впячивания плазматической мембраны (мезосомы), рибосомы мелкие, микротрубочки отсутствуют, поэтому цитоплазма неподвижна, нет центриолей и веретена деления, реснички и жгутики имеют особую структуру. Деление клеток осуществляется путём перетяжки (митоза и мейоза нет). Этому предшествует репликация ДНК, затем две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной.
Выделяют три группы бактерий: архебактерии, эубактерии и цианобактерии.
Архебактерии - древнейшие бактерии (метанообразующие и др., всего известно около 40 видов). Имеют общие черты строения прокариот, но значительно отличаются по ряду физиологических и биохимических свойств от эубактерий. Эубактерии - истинные бактерии, более поздняя форма в эволюционном отношении. Цианобактерии (цианеи, сине-зелёные водоросли) - фототрофные прокариотические организмы, осуществляющие фотосинтез подобно высшим растениям и водорослям с выделением молекулярного кислорода.
По форме клеток различают следующие группы бактерий: шаровидные - кокки , палочковидные - бациллы , дугообразно изогнутые - вибрионы , спиралеобразные - спириллы и спирохеты . Многие бактерии способны к самостоятельному движению за счёт жгутиков или благодаря сокращению клеток. Бактерии - одноклеточные организмы. Некоторые способны образовывать колонии, но клетки в них существуют независимо друг от друга.
В неблагоприятных условиях некоторые бактерии способны образовывать споры за счёт формирования плотной оболочки вокруг молекулы ДНК с участком цитоплазмы. Споры бактерий служат не для размножения, как у растений и грибов, а для защиты организма от воздействия неблагоприятных условий (засухи, нагревания и др.).
По отношению к кислороду бактерии делят на аэробов (обязательно нуждающиеся в кислороде), анаэробов (погибающие в присутствие кислорода) и факультативные формы.
По способу питания бактерии делятся на автотрофные (в качестве источника углерода используют углекислый газ) и гетеротрофные (используют органические вещества). Автотрофные, в свою очередь, делятся на фототрофов (используют энергию солнечного света) и хемотрофов (используют энергию окисления неорганических веществ). К фототрофам относят цианобактерии (сине-зелёные водоросли), которые осуществляют фотосинтез, как и растения, с выделением кислорода, и зелёные и пурпурные бактерии , которые осуществляют фотосинтез без выделения кислорода. Хемотрофы окисляют неорганические вещества (нитрифицирующие бактерии, азотфиксирующие бактерии, железобактерии, серобактерии и др. ).
Размножение бактерий.
Бактерии размножаются бесполым путём - делением клетки (у прокариот митоза и мейоза нет) при помощи перетяжек или перегородок, реже почкованием . Этим процессам предшествует удвоение кольцевой молекулы ДНК.
Кроме того, для бактерий характерен половой процесс - конъюгация . При конъюгации по специальному каналу, образующемуся между двумя клетками, фрагмент ДНК одной клетки передаётся другой клетке, то есть изменяется наследственная информация, содержащаяся в ДНК обоих клеток. Поскольку количество бактерий при этом не увеличивается, для корректности используют понятие «половой процесс», но не «половое размножение».
Роль бактерий в природе и значение для человека
Благодаря очень разнообразному метаболизму бактерии могут существовать в самых различных условиях среды: в воде, воздухе, почве, живых организмах. Велика роль бактерий в образовании нефти, каменного угля, торфа, природного газа, в почвообразовании, в круговоротах азота, фосфора, серы и других элементов в природе. Сапротрофные бактерии участвуют в разложении органических останков растений и животных и в их минерализации до СО 2 , Н 2 О, H 2 S, NH 3 и других неорганических веществ. Вместе с грибами они являются редуцентами. Клубеньковые бактерии (азотфиксирующие) образуют симбиоз с бобовыми растениями и участвуют в фиксации атмосферного азота в минеральные соединения, доступные растениям. Сами растения такой способностью не обладают.
Человек использует бактерии в микробиологическом синтезе, в очистных сооружениях, для получения ряда лекарств (стрептомицин), в быту и пищевой промышленности (получение кисломолочных продуктов, виноделие).
Царство грибы
Общая характеристика грибов. Грибы выделяют в особое царство, насчитывающее около 100 тыс. видов.
Отличия грибов от растений:
- гетеротрофный способ питания
- запасное питательное вещество гликоген
- наличие в клеточных стенках хитина
Отличия грибов от животных:
- неограниченный рост
- поглощение пищи путём всасывания
- размножение с помощью спор
- наличие клеточной стенки
- отсутствие способности активно передвигаться
- Строение грибов разнообразно - от одноклеточных форм до сложноустроенных шляпочных форм
Лишайники
Строение лишайников. Лишайники насчитывают более 20 тыс. видов. Это симбиотические организмы, образованные грибом и водорослью. При этом лишайники представляют собой морфологически и физиологически целостный организм. Тело лишайника состоит из переплетённых гиф гриба, между которыми располагаются водоросли (зелёные или сине-зелёные). Водоросли осуществляют синтез органических веществ, а грибы поглощают воду и минеральные соли. В зависимости от строения тела (слоевища ) различают три группы лишайников: накипные , или корковые (слоевище имеет вид налётов или корочек, плотно срастающихся с субстратом); листовидные (в форме пластинок, прикреплённых к субстрату пучками гиф); кустистые (в форме стволиков или лент, обычно разветвлённых и срастающихся с субстратом только основанием). Рост лишайников осуществляется крайне медленно - всего по несколько миллиметров в год.
Размножение лишайников
осуществляется либо половым путём (за счёт грибного компонента), либо бесполым (образование спор или отламывание кусочков слоевища).
Значение лишайников.
Благодаря своей «двойственной» природе лишайники очень выносливы. Это объясняется возможностью как автотрофного, так и гетеротрофного питания, а также способностью впадать в состояние анабиоза, при котором организм сильно обезвоживается. В таком состоянии лишайники могут переносить действие различных неблагоприятных факторов среды (сильный перегрев или переохлаждение, практически полное отсутствие влаги и т. п.). Биологические особенности позволяют лишайникам заселять самые неблагоприятные местообитания. Они часто являются пионерами заселения того или иного участка суши, разрушают горные породы и формируют первичный почвенный слой, который затем осваивают другие организмы.
В то же время лишайники очень чувствительны к загрязнению среды различными химическими веществами, что позволяет использовать их в качестве биоиндикаторов
состояния окружающей среды.
Лишайники используют для получения лекарственных препаратов, лакмуса, дубильных и красящих веществ. Ягель (олений мох) является основным кормом для северных оленей. Некоторые народности употребляют лишайники в пищу. Поскольку рост лишайников очень медленный, необходимы меры по его охране: регулирование выпаса оленей, упорядоченное передвижение автотранспорта и др.
Грибы и бактерии смело можно назвать одними из первых существ, заселивших Землю. Представителей обоих царств можно найти в верхнем слое литосферы, в нижнем слое атмосферы, в гидросфере, на поверхности или внутри других живых организмов. Существую формы, которые дышат с помощью кислорода, но есть и те, которые приспособились жить без него. Последних называют анаэробными грибами. Такими является основная масса дрожжей.
Грибы
Грибы могут быть одноклеточными или многоклеточными эукариотами. В составе их живой клетки можно найти от одного до сотни ядер. Клетки грибов «заточены» в клеточную стенку, содержащую хитин, белки и липиды. В составе клетки гриба, кроме цитоплазматической мембраны и ядер, входят митохондрии и вакуоли. В них содержится гликоген, липиды и жирные кислоты.
Основой тела гриба является мицелий, более известный как грибница. Он состоит из тонких ниток-гифов. Благодаря супер-разветвленной системе гифов, гриб производит всасывание из грунта растворенных в воде останков живых существ. Сам гриб не способен производить органические вещества, как это делают растения, поэтому считается гетеротрофом. Точнее сапротрофом, то есть потребителем и основным «разлагателем» мертвых тел растений и животных. Конечным продуктом разложения органических веществ является мочевина, которую, как животные, выделяют грибы. Запасают питательные вещества грибы в виде гликогена, или ламинарина.
Размножение грибов весьма многообразно, чем и объясняется их высокий уровень выживаемости и распространения на планете. Многоклеточные грибы размножаются вегетативно, половым способом с помощью специализированных клеток и неполовым способом, продуцируя споры. Одноклеточные дрожжи предпочитают увеличивать свое количество методом почкования или делением клеток пополам.
Бактерии
Бактерии объединены в собственный Домен Бактерии. Раньше он являлся синоним Прокариотов и собирал в своем таксоне все организмы, не имеющие ядра. Учитывая миниатюрные размеры представителей домена, затрудняющие изучение, и спор в вопросах классификации, который ведут бактериологи, для упрощения восприятия темы «бактерии» школьниками, в учебниках говорится про Царство Бактерий, такое же, как Царство Грибов, Растений и Животных.
В отличие от представителей прочих царств, Бактерии освоили практически все жизненные среды. Найти их можно в почве, в пресной и соленой воде. Даже в термальных источниках с температурой воды около 90° по Цельсию можно найти представителей данного царства. Бактерии находят в нефтеносных пластах на глубине несколько километров и в атмосфере, на высоте до 25 км.
Форма бактерий весьма разнообразна. Их клетки имеют вид палочек, вибрионов, сфер. В клетке, ограниченной клеточной стенкой, находятся молекулы ДНК, запасенные питательные вещества, цитоплазматическая мембрана, специфические мембранные образования, «плавающие» в цитоплазме. Частенько клетки бактерий собираются в колонии в виде ниток или виноградных гроздьев. Некоторые имеют жгутики, с помощью которых передвигаются, иные – недвижимы или пассивно переносятся людьми, ветром, водой, животными.
По способу получения энергии бактерии делятся на автотрофов и гетеротрофов. Цианобактерии, зеленые или пурпурные бактерии самостоятельно синтезируют органические вещества, занимаясь фотосинтезом. Железобактерии, нитрифицирующие и серные бактерии «занимаются» хемосинтезом и брожением, используя энергию окислительно-восстановительных реакций.
Размножение бактерии чаще всего происходит делением пополам, реже – почкованием. Скорость размножения потрясает. Клетка бактерии может двоиться каждые 20 минут. Неблагоприятные климатические условия бактерии переживают в виде спор или цист, имеющих многовековой термин жизнеспособности.
Выводы сайт
- Клетки грибов имеют ядра, в клетках бактерий ядра отсутствуют.
- Грибы могут быть многоклеточными и одноклеточными, бактерии являются исключительно одноклеточными организмами.
- Бактерии освоили большее жизненное пространство, чем грибы.
- Большинство грибов видно человеческому глазу. Бактерии, имеющие размер от 0,5 до 5 мкм, можно разглядеть лишь с помощью микроскопа.
- Грибы принципиально недвижимы, среди бактерий есть типы, обладающие жгутиками.
- Грибы являются четкими гетеротрофами, бактерии используют все известные на сегодня способы получения жизненной энергии.
- Бактерии имеют более высокий уровень выживаемости и возможности распространения по планете, чем грибы.
Царство Дробянки
К этому царству относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Это прокариотические организмы: в их клетках отсутствует ядро и мембранные органоиды, генетический материал представлен кольцевой молекулой ДНК. Также для них характерно наличие мезосом (впячивание мембраны внутрь клетки), выполняющих функцию митохондрий, и мелкие рибосомы.
Бактерии
Бактерии - это одноклеточные организмы. Они занимают все среды жизни и широко распространены в природе. По форме клеток бактерии бывают:
1. шаровидные:
кокки - они могут объединяться и образовывать структуры из двух клеток (диплококки), в виде цепочек (стрептококки), гроздей (стафилококки) и т. п.;
2. палочковидные:
бациллы (дизентерийная палочка, сенная палочка, чумная палочка);
3. изогнутые:
вибрионы - форма запятой (холерный вибрион), спириллы - слабо спирализованные, спирохеты - сильно закрученные (возбудители сифилиса, возвратного тифа).
Строение бактерий
Снаружи клетка покрыта клеточной стенкой, в состав которой входит муреин. Многие бактерии способны формировать внешнюю капсулу, дающую дополнительную защиту. Под оболочкой находится плазматическая мембрана, а внутри клетки - цитоплазма с включениями, мелкими рибосомами и генетическим материалом в форме кольцевой ДНК. Участок клетки бактерии, в котором находится генетический материал, называют нуклеоидом. Многие бактерии имеют жгутики, отвечающие за движение.
Размножение
Осуществляется делением на две клетки. Сначала происходит репликация ДНК, затем в клетке возникает поперечная перегородка. При благоприятных условиях одно деление происходит каждые 15-20 минут. Бактерии способны образовывать колонии - скопление тысяч и более клеток, являющихся потомками одной исходной клетки (в природе колонии бактерий возникают редко; обычно - в искусственных условиях питательной среды).
При возникновении неблагоприятных условий бактерии способны образовывать споры. У спор очень плотная внешняя оболочка, способная переносить различные внешние воздействия: кипячение в течение нескольких часов, почти полное обезвоживание. Споры сохраняют жизнеспособность в течение десятков и сотен лет. При наступлении благоприятных условий спора прорастает и образует бактериальную клетку.
Условия жизни
1. Температура - оптимальна от +4 до +40 °С; если ниже, то большинство бактерий образуют споры, выше - погибают (поэтому медицинские инструменты кипятят, а не промораживают). Есть небольшая группа бактерий, предпочитающих высокую температуру - это термофилы, обитающие в гейзерах.
2. По отношению к кислороду выделяют две группы бактерий:
аэробы - обитают в кислородной среде;
анаэробы - обитают в бескислородной среде.
3. Нейтральная или щелочная среда. Кислая среда убивает большинство бактерий; на этом основано применение уксусной кислоты при консервировании.
4. Отсутствие прямых солнечных лучей (они также убивают большинство бактерий).
Значение бактерий
Положительное
1. Молочно-кислые бактерии используют для получения молочно-кислых продуктов (йогурт, простокваша, кефир), сыров; при квашении капусты и засолке огурцов; для производства силоса.
2. Бактерии-симбионты находятся в пищеварительном тракте многих животных (термиты, парнокопытные), участвуя в переваривании клетчатки.
3. Производство лекарств (антибиотик тетрациклин, стрептомицин), уксусной и др. органических кислот; производство кормового белка.
4. Разлагают трупы животных и мертвые растения, т. е. участвуют в круговороте веществ.
5. Бактерии-азотфиксаторы переводят атмосферный азот в соединения, усваиваемые растениями.
Отрицательное
1. Порча продуктов питания.
2. Вызывают заболевания человека (дифтерия, воспаление легких, ангина, дизентерия, холера, чума, туберкулез). Лечение и предупреждение: прививки; антибиотики; соблюдение гигиены; уничтожение переносчиков.
3. Вызывают болезни животных и растений.
Сине-зеленые водоросли (цианеи, цианобактерии)
Сине-зеленые водоросли обитают в водной среде и на почве. Их клетки имеют строение, типичное для прокариот. У многих из них в цитоплазме содержатся вакуоли, поддерживающие плавучесть клетки. Способны образовывать споры для пережидания неблагоприятных условий.
Сине-зеленые водоросли являются автотрофами, содержат хлорофилл и другие пигменты (каротин, ксантофилл, фикобиллины); способны к фотосинтезу. При фотосинтезе выделяют кислород в атмосферу (считается, что именно их деятельность привела к накоплению в атмосфере свободного кислорода).
Размножение осуществляется дроблением у одноклеточных форм и распадом колоний (вегетативное размножение) у нитчатых.
Значение сине-зеленых водорослей: вызывают «цветение» воды; связывают атмосферный азот, переводя его в доступные для растений формы (т. о. увеличивают продуктивность водоемов и рисовых чеков), входят в состав лишайников.
Размножение
Грибы размножаются бесполым и половым путем. Бесполое размножение: почкование; частями мицелия, с помощью спор. Споры бывают эндогенные (образуются внутри спорангиев) и экзогенные или конидии (они образуются на вершинах специальных гиф). Половое размножение у низших грибов осуществляется путем конъюгации, когда сливаются две гаметы и образуется зигоспора. Затем она формирует спорангии, где происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры, из которых развивается новый мицелий. У высших грибов образуются сумки (аски), внутри которых развиваются гаплоидные аскоспоры, или базидии, к которым прикрепляются снаружи базидиоспоры.
Классификация грибов
Выделяют несколько отделов, которые объединяются в две группы: высшие и низшие грибы. Отдельно существуют т. н. несовершенные грибы, к которым относят виды грибов, половой процесс которых еще не установлен.
Отдел Зигомицеты
Относятся к низшим грибам. Наиболее распространен из них род Мукор
- это плесневые грибы. Они поселяются на продуктах питания и мертвых органических остатках (например, на навозе), т. е. обладают сапротрофным типом питания. Мукор имеет хорошо развитый гаплоидный мицелий, гифы обычно нечленистые, плодового тела нет. Окраска мукора белая, при созревании спор он становится черным. Бесполое размножение происходит с помощью спор, которые созревают в спорангиях (при образовании спор происходит митоз), развивающихся на концах некоторых гиф. Половое размножение встречается сравнительно редко (с помощью зигоспор).
Отдел Базидиомицеты
Это высшие грибы. Характеристика этого отдела рассматривается на примере шляпочных грибов. К этому отделу относится большинство съедобных грибов (шампиньон, белый гриб, масленок); но встречаются и ядовитые грибы (бледная поганка, мухомор).
Гифы имеют членистое строение. Мицелий многолетний; на нем формируются плодовые тела. Сначала плодовое тело растет под землей, потом выходит на поверхность, быстро увеличиваясь в размерах. Плодовое тело образовано плотно прилегающими друг к другу гифами, в нем выделяют шляпку и ножку. Верхний слой шляпки обычно ярко окрашен. В нижнем слое выделяют стерильные гифы, крупные клетки (защищают спороносный слой) и сами базидии. На нижнем слое образуются пластинки - это пластинчатые грибы (опенок, лисичка, груздь) или трубочки - это трубчатые грибы (масленок, белый гриб, подосиновик). На пластинках или на стенках трубочек формируются базидии, в которых происходит слияние ядер с образованием диплоидного ядра. Из него мейозом развиваются базидиоспоры, при прорастании которых образуется гаплоидный мицелий. Членики этого мицелия сливаются, но слияние ядер не происходит - так образуется дикарионный мицелий, который и формирует плодовое тело.
Значение грибов
1) Пищевое - многие грибы употребляются в пищу.
2) Вызывают болезни растений - аскомицеты, головневые и ржавчинные грибы. Эти грибы поражают злаки. Споры ржавчинных грибов (хлебная ржавчина) разносятся ветром и попадают на злаки из промежуточных хозяев (барбарис). Споры головневых грибов (головня) разносятся ветром, попадают на зерновки злаков (из зараженных растений злаков), прикрепляются и зимуют вместе с зерновкой. Когда она весной прорастает, спора гриба также прорастает и проникает внутрь растения. В дальнейшем гифы этого гриба проникают в колос злака, образуя споры черного цвета (отсюда и название). Эти грибы наносят серьезный урон сельскому хозяйству.
3) Вызывают болезни человека (стригущий лишай, аспергиллез).
4) Разрушают древесину (трутовики - поселяются на деревьях и деревянных постройках). Это двоякое значение: если разрушается мертвое дерево, то положительное, если живое или деревянные постройки - то отрицательное. В живое дерево трутовик проникает через ранки на поверхности, затем в древесине развивается мицелий, на котором формируются многолетние плодовые тела. На них образуются споры, разносимые ветром. Эти грибы могут вызвать гибель плодовых деревьев.
5) Ядовитые грибы могут служить причиной отравлений, иногда довольно тяжелых (вплоть до смертельного исхода).
6) Порча продуктов питания (плесени).
7) Получение лекарств.
8) Вызывают спиртовое брожение (дрожжи), поэтому используются человеком в хлебопекарной и кондитерской промышленности; в виноделии и пивоварении.
9) Являются редуцентами в сообществах.
10) Образуют симбиоз с высшими растениями - микоризу. При этом корни растения могут переваривать гифы гриба, а гриб - угнетать растение. Но, несмотря на это, данные взаимоотношения считаются взаимовыгодными. При наличии микоризы многие растения развиваются гораздо быстрее.
Лишайники
26 тыс. видов. Лишайники - это группа симбиотических организмов, состоящих из грибов (аскомицеты или базидиомицеты) и одноклеточных водорослей. Иногда в состав лишайников могут входить сине-зеленые водоросли.
Гриб (гетеротроф) - поглощает из почвы воду и минеральные вещества. Водоросли (автотрофы) - синтезируют органические вещества и отдают их грибу, взамен получая воду и минеральные вещества. Все это позволяет лишайнику существовать как единому организму.
По внешнему виду выделяют три группы лишайников:
— накипные или корковые (лецидея, леканора) - на камнях, зданиях и т. п., прочно срастаются с поверхностью субстрата;
— листоватые (пармелия, ксантория) - похожи на листовые пластинки, срастаются с субстратом посредством ножки, состоящей из гиф;
— кустистые (ягель или «олений мох», цетрария или «исландский мох», кладония) - в виде разветвленных кустиков на почве или свисающие с ветвей деревьев; прикреплены к субстрату с помощью основания таллома или ризоидов.
Тело лишайника представляет собой слоевище или таллом. 90 % его объема приходится на гифы гриба. Часто лишайники окрашены в различные цвета из-за присутствия в гифах гриба различных пигментов. Также окраска зависит от солей железа, состава и концентрации органических лишайниковых кислот (они свойственны только этим организмам).
В зависимости от взаимного расположения гриба и водоросли различают гомомерные и гетеромерные слоевища. В первом случае водоросли распределяются среди гиф гриба без особого порядка - это считается более древней и структурно более примитивной организацией. При гетеромерной организации слоевище дифференцировано на функциональные слои.
Размножение лишайников осуществляется несколькими способами:
— Обломками слоевища - высыхая, слоевище становится хрупким, и от него отламываются кусочки, распространяющиеся ветром.
— Соредиями (несколько клеток водоросли, оплетенных гифами гриба), которые формируются внутри слоевища.
— Изидиями - это выросты на теле слоевища, состоящие из клеток водоросли и гифов гриба.
Благодаря своему особому строению лишайники очень выносливы и способны разрастаться на субстратах, где не могут существовать ни грибы, ни водоросли в отдельности. Лишайники способны переносить длительную нехватку воды; температурные колебания (до –50 °С в тундре и до +50…+60 °С в пустынях, а антарктические виды живут при отрицательной температуре круглый год), причем фотосинтез происходит даже при отрицательных температурах. Характерен очень медленный рост. Лишайники требовательны к чистоте окружающей среды, при небольшом загрязнении они погибают (кроме некоторых видов).
Значение лишайников
1. Первыми заселяя безжизненные субстраты, они участвуют в образовании почвы.
2. Кормовое (зимой в тундре северные олени питаются в основном лишайниками).
3. Получение лакмуса и краски.
4. Биоиндикация - показатель загрязненности среды.
5. Некоторые виды съедобны для людей (манна).
6. Первая стадия эрозии горных пород.
