Как размножаются грибы

Структура, компоненты и факторы экосистемы

Экосистема определяется как природная функциональная экологическая единица, состоящая из живых организмов (биоценоза) и их неживой окружающей среды (абиотической или физико-химической), которые взаимодействуют между собой и создают стабильную систему. Пруд, озеро, пустыня, пастбища, луга, леса и т.д. являются распространенными примерами экосистем.

Каждая экосистема состоит из абиотических и биотических компонентов:

Структура экосистемы

Абиотические компоненты

Абиотические компоненты представляют собой не связанные между собой факторы жизни или физическую среду, которая оказывает влияние на структуру, распределение, поведение и взаимодействие живых организмов.

Абиотические компоненты представлены в основном двумя типами:

• Климатическими факторами
  , которые включают в себя дождь, температуру, свет, ветер, влажность и т.д.
• Эдафическими факторами
  , включающие в себя кислотность почвы, рельеф, минерализацию и т.д.

Значение абиотических компонентов

Атмосфера обеспечивает живые организмы углекислым газом (для фотосинтеза) и кислородом (для дыхания). Процессы испарения, транспирации и происходят между атмосферой и поверхностью Земли.

Солнечное излучение нагревает атмосферу и испаряет воду. Свет также необходим для фотосинтеза. обеспечивает растения энергией, для роста и обмена веществ, а также органическими продуктами для питания других форм жизни.

Большинство живой ткани состоит из высокого процента воды, до 90% и даже более. Немногие клетки способны выжить, если содержание воды падает ниже 10%, и большинство из них погибают, когда вода составляет менее 30-50%.

Вода является средой, с помощью которой минеральные пищевые продукты поступают в растения. Она также необходима для фотосинтеза. Растения и животные получают воду с поверхности Земли и почвы. Основной источник воды — атмосферные осадки.

Биотические компоненты

Живые существа, включая растения, животных и микроорганизмы (бактерии и грибы), присутствующие в экосистеме, являются биотическими компонентами.

На основе их роли в экологической системе, биотические компоненты могут быть разделены на три основные группы:

• Продуценты
  производят органические вещества из неорганических, используя солнечную энергию;
• Консументы
  питаются готовыми органическими веществами, произведенными продуцентами (травоядные, хищники и );
• Редуценты.
  Бактерии и грибы, разрушающие отмершие органические соединения продуцентов (растений) и консументов (животных) для питания, и выбрасывающие в окружающую среду простые вещества (неорганические и органические), образующихся в качестве побочных продуктов их метаболизма.

Эти простые вещества повторно производятся в результате циклического обмена веществ между биотическим сообществом и абиотической средой экосистемы.

Условия для размножения грибов

Для роста на открытом грунте грибам необходимы следующие условия:

— затенённое место, подальше от фруктовых деревьев;

— субстрат в виде компоста, опилок;

— свежий мицелий;

— влажность воздуха – 75%;

— вода без хлора;

— воздух с температурой +12..+20°С.

Для роста в помещении грибам требуются соответствующие условия:

— уровень влажности помещения от 50% до 80%;

— температура воздуха – + 12 …+20.°С;

— вентиляция;

— содержание углекислого газа в воздухе не более 0,15%.

Самой главной проблемой при выращивании грибов является поддержание всех оптимальных условий.

При поддержке микроклиматических условий выращивание съедобных видов возможно круглый год. В обоих случаях необходимо использовать стерильные инструменты.

Размножение

Размножение необходимо для того, чтобы сохранить численность вида, рассеяться и пережить неблагоприятные условия — жару, сухость или бескормицу.

У грибов различают вегетативное, бесполое и половое размножение.

Вегетативное

Размножение осуществляется частями мицелия, специальными образованиями — оидиями (образующимися в результате распадения гиф на отдельные короткие клетки, каждая из которых даёт начало новому организму), хламидоспорами (образуются примерно так же, но имеют более толстую тёмноокрашенную оболочку, хорошо переносят неблагоприятные условия), путём почкования мицелия или отдельных клеток.

Для бесполого вегетативного размножения специальные приспособления не нужны, но потомков появляется не много, а мало.

При бесполом вегетативном размножении клетки нити, ничем не отличаются от соседних, вырастают в целый организм. Иногда, животные или движение среды разрывают гифу на части.

Бывает при наступлении неблагоприятных условий нить сама распадается на отдельные клетки, каждая из которых может вырасти в целый гриб.

Порой на нити образуются наросты, которые разрастаются, отпадают и дают начало новому организму.

Часто некоторые клетки наращивают толстую оболочку. Они могут выдерживать высыхание и сохраняют жизнеспособность до десяти и более лет, а в благоприятных условиях прорастают.

При вегетативном размножении ДНК потомков не отличается от ДНК родителя. При таком размножении не нужны специальные устройства, но количество потомков невелико.

Бесполое

При бесполом споровом размножении нить гриба образует специальные клетки, создающие споры. Эти клетки выглядят как веточки, неспособные расти и отделяющие от себя споры, или как крупные пузыри, внутри которых образуются споры. Такие образования называют спорангиями.

При бесполом размножении ДНК потомков не отличается от ДНК родителя. На образование каждой споры тратится меньше веществ, чем на одного потомка при вегетативном размножении. Бесполым путём одна особь производит миллионы спор, поэтому у гриба больше шансов оставить потомство.

Половое

При половом размножении появляются новые сочетания признаков. При этом размножении ДНК потомков образуется из ДНК обоих родителей. У грибов объединение ДНК происходит по-разному.

Разные способы обеспечить объединение ДНК при половом размножении грибов:

В какой-то момент сливаются ядра, а затем и нити ДНК родителей, обмениваются кусочками ДНК и разделяются. В ДНК потомка оказываются участки, полученные от обоих родителей. Поэтому потомок чем-то похож на одного родителя, а чем-то — на другого. Новое сочетание признаков может уменьшить, и увеличить жизнеспособность потомства.

Размножение состоит в слиянии мужских и женских половых гамет, в результате чего образуется зигота. У грибов различают изо-, гетеро- и оогамию. Половой продукт низших грибов (ооспора) прорастает в спорангий, в котором развиваются споры. У аскомицетов (сумчатых грибов) в результате полового процесса образуются сумки (аски) — одноклеточные структуры, содержащие обычно 8 аскоспор. Сумки образующиеся непосредственно из зиготы (у низших аскомицетов) или на развивающихся из зиготы аскогенных гифах. В сумке происходит слияние ядер зиготы, затем мейотическое деление диплоидного ядра и образование гаплоидных аскоспор. Сумка активно участвует в распространении аскоспор.

Для базидиальных грибов характерен половой процесс — соматогамия. Он состоит в слиянии двух клеток вегетативного мицелия. Половой продукт — базидия, на которой образуются 4 базидиоспоры. Базидиоспоры гаплоидны, они дают начало гаплоидному мицелию, который недолговечен. Путём слияния гаплоидного мицелия образуется дикариотический мицелий, на котором образуются базидии с базидиоспорами.

У несовершенных грибов, а в некоторых случаях и у других половой процесс заменяется гетерокариозом (разноядерностью) и парасексуальным процессом. Гетерокариоз состоит в переходе генетически неоднородных ядер из одного отрезка мицелия в другой путём образования анастомозов или слияния гиф. Слияние ядер при этом не происходит. Слияние ядер после, перехода их в другую клетку называется парасексуальным процессом.

Нити гриба прирастают поперечным делением (вдоль клетки нити не делятся). Цитоплазма соседних клеток гриба составляет единое целое — в перегородках между клетками есть отверстия.

Размножение дрожжевых грибов

Дрожжям свойственно размножение вегетативным или половым путём. Вегетативное размножение основано на почковании и делении, а половое – на образовании спор.

Существуют такие способы вегетативного размножения дрожжей:

1.  Мультилатеральное почкование образуется на разных местах поверхности клетки.

2.  Биополярное – почкование протекает от каждого полюса клетки в строгой очередности.

3.  Бинарное разделение – материнская клетка становится продолговатой, её ядро делится, после чего новые перемещаются к разным полюсам клетки по очереди.

Почкованием называется период, в течение которого клетка может образовать себе подобных. Цикл состоит из четырёх фаз: предсинтетическая, синтетическая, постсинтетическая, митоз и цитокенез. Деление клеток происходит подобно делению бактерий.

Видео

Тайное царство Грибы, определившие наш мирСкачать

Как самому пробудить споры белых грибовСкачать

Как вырастить много белых грибов на своем участкеСкачать

Размножение грибов спорами на расстоянииСкачать

половое размножение грибовСкачать

ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ ГРИБОВ | Все типы размножения грибов | ЕГЭ-2023Скачать

ВСЁ, что нужно знать про ГРИБЫ для ЕГЭ по биологииСкачать

Как размножаются грибыСкачать

как размножаются грибы️Скачать

Грибы создают жизнь | Раскрываем тайны царства грибов | Михаил Вишневский | СортировочнаяСкачать

Ботаника. Размножение грибов.Скачать

Неразгаданные тайны грибов. Документальный фильм (2019) @Телеканал КультураСкачать

Спермация и оогония

Сперматогонии и оогонии – это грибковые клетки, аналогичные сперматозоидам и яйцеклеткам. Объединяясь они образуют зиготы, из каких появляются новые особи. В случае размножения с помощью спор процесс начинается с образования половых спор в гаметангиях (клетка, в которой образуются подвижные половые элементы — гаметы). Это гаплоидные клетки, которые генерируются мейозом (редукционное деление — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза), поэтому из называют мейоспорами.

Эти споры могут быть:

1. Аскоспорами. Они образуются в асках аскомицетов. Этот тип спор характерен для представителей отдела аскомицетов (лат. Ascomycota).
2. Базидиоспорами. Образуются в базидиях базидиомицетов. Этот тип спор характерен для базидиальных грибов (Basidiomycota).
3. Зигоспорами. Образуются в результате зигогамии.

Независимо от вида спор, это может быть, как + спора или – спора (у грибов их не называют мужскими и женскими спорами). Чтобы произошло оплодотворение, нужны как положительная, так и отрицательная спора. После того как эти споры объединяют свои цитоплазмы, они сливаются и образуют клетку, называемую дикарионом, в процессе, известном как плазмогамия. Далее следует процесс слияния их ядер, какой называется кариогамией. Следом за кариогамией следует мейоз.

Размножение низших грибов

У множества низших грибов бесполое размножение происходит с помощью зооспор, которые передвигаются с помощью жгутиков. Зооспоры развиваются в зооспорангиях.

Для низших грибов характерно вегетативное тело, которых образуется из мицелия с клеточным строением с несовершенным половым способом. Их мицелий не имеет перегородок с множеством разветвлений.

Низшие грибы делятся на три основных класса:

• оомицеты – имеют развитый мицелий с оогамным половым процессом.
• хитридомицеты – самые простые микроорганизмы, обитающие в водной среде. Для них свойственно размножение половым и вегетативным образом.
• зигомицеты – самые распространённые низшие микроорганизмы, обитающие на суше. Размножаются особым половым способом – зигогамией.

Вегетативное размножение

Этот тип размножения реализуется несколькими способами:

• Открепление фрагментов мицелия – отдельные кусочки старой грибницы могут образовать новый мицелий – достаточно наличия хоть одной, готовой к размножению клетки.
• Почкование – этим способом пользуются грибы с дрожжеподобным талломом. В ходе почкования новая клетка формирует перегородку и с её помощью отделяется от материнской клетки, превращаясь в отдельный клеточный организм. При этом у дрожжевой клетки нет возможности делиться до бесконечно – существует предел возможного количества совершенных делений, а то, сколько раз клетка уже делилась, можно узнать, подсчитав хитиновые кольца, образующиеся на месте отделения почки. По размеру старые дрожжевые клетки крупнее молодых, зато их количество меньше.

Видео:Размножение и развитие грибовСкачать

• Размножение артроспорами – специальными клетками вегетативного размножения, также известными, как оидии. Они образуются на самых кончиках гиф, когда гифы начинают разделятся на множество отростков. Оидии имеют тоненькую оболочку и недолгий срок жизни, однако успешно успевают положить начало новому мицелию.
• Размножение геммами, которые очень похожи на оидии, но имеют более толстую и тёмную оболочку и сохраняются намного дольше, а, стало быть, имеют больше возможностей породить новый мицелий. Геммы характерны для сумчатых грибов.
• Размножение хламидиоспорами, которые также имеют плотные и темные оболочки и весьма устойчивы к негативным условиям внешней среды. Они появляются когда в отдельных клетках мицелия возникают уплотнения, которые затем отделяются от клетки, покрываются оболочкой и превращаются в хламидиоспоры. Это маленькие носители генетической информации способны очень долго переносить неблагоприятные условия внешней среды, а когда настанет время прорасти, из них появляется новый мицелий. Размножение хламидиоспорами характерно для многих базидиомицетов, оомицетов и дейтеромицетов.

Размножение микроскопических грибов

Для микроскопических грибов характерно бесполое и половое размножение.

Вегетативное размножение происходит с помощью кусочков мицелия и воздушных гиф или спорообразованием. В таких случаях споры образуются и прорастают внутри спорангий (или эндоспор), а также снаружи на конидиеносцах (конидиях или экзоспорах).

При половом размножении клетки микроскопических грибов сливаются парами. Процесс сможет протекать различными путями. В некоторых случаях происходит образование клетки с плотной оболочкой и зиготой. Спустя время она прорастает и образуется новый мицелий.

Для других грибов свойственно образование многоклеточного плодового тела. В нём развиваются мешочки, где развиваются споры. При созревании мешочек разрывается, а споры расходятся в различные стороны и из них прорастает новый мицелий. А также есть ряд грибов базидомицетов споры развиваются в отростках, базидиях.

Конидио

В некоторых текстах бесполое размножение описывается как «анаморфное размножение». Этот тип размножения дает большое количество спор, которые обычно группируются вместе, образуя структуру, называемую конидиями.

Каждая спора конидий отличается в зависимости от вида гриба, но все конидии полны спор, которые образуют новые грибы, которые будут клонами гриба, синтезировавшего споры, то есть: генетически идентичны «родительскому» грибу.

Споры образуются в ходе митозов, а грибы, которые размножаются только в этом процессе, известны как митоспорические. Однако многие виды грибов длительное время являются митоспорическими, а затем размножаются половым путем (можно сказать, мейоспорическими).

Как выглядит мукор под микроскопом

Под микроскопом колония мукора выглядит довольно интересно — это растущие вверх от тела грибницы спорангиеносцы, на которых образуются головки спорангиев со спорами. Мукор относится к низшим грибам и имеет мицелий без клеточных перегородок, представляющий собой большую разветвлённую клетку с множеством ядер. В состав клетки входят:

• клеточная мембрана;
• цитоплазма и ядро, составляющие протопласт;
• вакуоли – клеточные элементы, ответственные за внутриклеточное пищеварение.

В состав клеточной оболочки мукора входит хитозан, выполняющий опорную функцию. Так, каркасом мицелия и гиф служит клеточная оболочка, которая может кальцифицироваться в процессе жизни. В строении оболочки присутствует плазмолемма, отграничивающая протопласт. Она необходима для контроля поступающих в клетку веществ. Основная энергетическая субстанция – митохондрии, погруженные в цитоплазму наряду с другими органеллами. Другая составляющая протопласта – ядро. Значительное число ядер входит в состав мицелия – тела гриба.

Тело гриба представляет собой мицелий, состоящий из тонких нитей — гиф. С помощью белых нитей (гифа) тело гриба закрепляется в почве. Словно настоящие корни, эти нити ветвятся, истончаясь ближе к краям мицелия. Мицелий имеет тесную связь с субстратом, что обусловлено осмотическим поглощением питательных веществ. Мукор имеют неклеточное строение мицелия, так как его гифы не разделены на перегородки, а представляют собой как бы одну разветвленную клетку со множеством ядер.

Внешний вид мукора зависит от стадии развития. На начальном этапе он имеет вид белого пушка, благодаря чему он и получил название «белая плесень». Длина пушка зависит от условий внешней среды. При дальнейшем росте количество спорангиев на концах пушка увеличивается, что придает организму сероватый оттенок. Зрелый гриб имеет черный цвет. Как выглядит такая плесень, можно увидеть на иллюстрации.

Грибницы и способы распространения

Грибы, принадлежащие к типу шляпочных, имеют особый способ размножения, называемый апомиктическим размножением. В отличие от полового процесса, при котором грибы образуют споры и производят смешивание генетического материала, апомиктическое размножение происходит без участия половых органов гриба. Этот процесс представляет собой клонирование и позволяет грибам быстро распространяться и захватывать новые территории.

Основным механизмом апомиктического размножения у шляпочных грибов являются грибницы — сеть тонких гиф, пронизывающих почву и другие субстраты. Грибницы служат не только для поглощения питательных веществ, но и для размножения и распространения гриба.

Способы распространения грибниц разнообразны и зависят от особенностей каждого вида. Одним из распространенных способов является рост грибницы в почве, образование новых субстратов и эмиссия спор. При этом споры, попадая на благоприятные условия, прорастают и образуют новые грибницы.

Другой способ распространения грибниц — через мироцелии. Мироцелии — это тонкие нити, подобные грибницам, которые вырастают из центрального мицелия и проникают в другие организмы, такие как растения или животные. Мироцелии могут использоваться грибами для поглощения питательных веществ, а также для передачи генетического материала другим организмам, что повышает их способность адаптироваться к различным условиям среды.

• Грибницы могут также распространяться с помощью ветра. Споры, образованные на грибнице, могут быть высвобождены в воздух и переноситься на значительные расстояния.
• Некоторые шляпочные грибы могут распространяться с помощью воды. Их споры могут оказаться на водной поверхности и быть перенесены течением.

Важно отметить, что апомиктическое размножение имеет несколько преимуществ перед половым процессом. Оно позволяет грибам быстро распространяться и занимать новые территории, а также адаптироваться к различным условиям среды

Кроме того, апомиктическое размножение позволяет грибам сохранять свои генетические характеристики и избегать негативных воздействий половой рекомбинации.

Образование спор

В трубочках или на пластинках шляпки образуются особые клетки — споры. Созревшие мелкие и лёгкие споры высыпаются, их подхватывает и разносит ветер. Разносят их насекомые и слизни, а также белки и зайцы, поедающие грибы. Споры не перевариваются в пищеварительных органах этих животных и выбрасываются наружу вместе с помётом.

Во влажной, богатой перегноем почве споры грибов прорастают, из них развиваются нити грибницы. Грибница, возникающая из одной споры, может образовывать новые плодовые тела лишь в редких случаях. У большинства видов грибов плодовые тела развиваются на грибницах, образованных слившимися клетками нитей, берущих начало от разных спор. Поэтому клетки такой грибницы двухъядерные. Грибница растёт медленно, лишь накопив запасы питательных веществ, она образует плодовые тела.

Большинство видов этих грибов — сапрофиты. Развиваются на перегнойной почве, отмерших растительных остатках, некоторые на навозе. Вегетативное тело состоит из гиф, образующих находящуюся под землёй грибницу. В процессе развития на грибнице вырастают зонтикоподобные плодовые тела. Пенёк и шляпка состоят из плотных пучков нитей грибницы.

У части грибов на нижней стороне шляпки от центра к периферии радиально расходятся пластинки, на которых развиваются базидии, а в них споры — это гименофор. Такие грибы называют пластинчатыми. У отдельных видов грибов имеется покрывало (плёночка из неплодных гиф), защищающее гименофор. При дозревании плодового тела покрывало разрывается и остаётся в виде бахромы по краям шляпки или кольца на ножке.

У некоторых грибов гименофор имеет трубчатую форму. Это трубчатые грибы. Их плодовые тела мясистые, быстро загнивают, легко повреждаются личинками насекомых, поедаются слизнями. Размножаются шляпочные грибы спорами и частями мицелия (грибницы).

Химический состав грибов

В свежих грибах вода составляет 84-94% общей массы.

Химический состав сухого вещества грибов (в %)
Азотные соединения (из них белки составляют до 70%)	15-60
Углеводы (глюкоза, микоза, или грибной сахар, гликоген)	до 24
Жировые вещества	1,5-10
Органические кислоты, витамины B, D, PP (витамин C отсутствует), смолы и эфирные масла (придающие грибам своеобразный вкус и запах), минеральные соединения	до 7

Белки грибов усваиваются только на 54-85% — хуже, чем белки других растительных продуктов. Усвоению препятствует плохая растворимость белков. Жиры, углеводы усваиваются очень хорошо. Химический состав зависит от возраста гриба, его состояния, вида, условий произрастания и др.

Роль грибов в природе

Многие грибы срастаются с корнями деревьев и трав. Их сотрудничество взаимовыгодно. Растения дают грибам сахар и белки, а грибы разрушают находящиеся в почве мёртвые остатки растений и всасывают всей поверхностью гиф воду с растворёнными в ней минеральными веществами. Корни, сросшиеся с грибами, называют микоризой. Большинство деревьев и трав образуют микоризу.

Грибы играют в экосистемах роль разрушителей. Они уничтожают мёртвую древесину и листья, корни растений и трупы животных. Все мёртвые остатки они превращают в углекислый газ, воду и минеральные соли — в то, что могут усвоить растения. Питаясь, грибы набирают вес и становятся пищей животных и других грибов.

* * *

Бесполое размножение грибов

Бесполый способ размножения происходит с помощью спор. Они представляют собой одноклеточные или многоклеточные структуры, которые образуются в процессе митоза (деления клеток). Для такого способа размножения характерно большое количество разнообразных функций. Бесполое размножение имеет несколько направлений. Споры при бесполом размножении могут быть подвижными и неподвижными (спорангиоспоры и конидии). Зооспоры (подвижные споры) характерны для примитивных грибов, средой обитания которых является вода.

В основу эволюции подвижных спор лежит переход грибов из водного образа в наземный образ жизни. Для мукоровых грибов характерно бесполое размножение при помощи эндогенных спор, которые образуются в шаровидных спорангиях.

Для многих видов характерны тенденции к резкому уменьшению числа спор в спорангиях (к примеру, грибы рода «Chonaphora») и в дальнейшем эндогенные спорангиоспоры  заменяются экзогенными конидиями (например, грибы рода «Thamnidium»).

В связи со сменой эндогенного спороношения на экзогенное, такой процесс способствовал формированию различных разветвлённых конидиеносцев и прочих структур, которые увеличивают численность конидий.

Преумножение количества разнообразных форм, которое ведёт к размножению экзогенных спор, происходит за счёт потери цикла полового процесса.