Eines der drei Königreiche der Eukaryoten (Superdomäne, die Organismen mit einem separaten Kern in den Zellen umfasst) - Pilze. Sie befinden sich an der Grenze zwischen Pflanzen und Tieren. Heute gibt es etwa 100.000 Arten, von denen die meisten mikroskopisch kleine Pilze sind. Dieser Artikel erzählt von den Merkmalen ihrer Struktur und Fortpflanzung, der Bedeutung in der Natur und der menschlichen Wirtschaftstätigkeit.
Fast Pflanzen und nicht ganz Tiere
Kingdom Mycota umfasst sowohl einzellige als auch mehrzellige Organismen mit einer sehr besonderen Organisation. Sie haben Ähnlichkeiten mit Tieren und Pflanzen, wie folgt:
- Sie haben eine Zellwand, aber nicht aus Zellulose wie bei Pflanzen, sondern aus Chitin wie bei Tieren.
- In den Zellen von Pilzen befinden sich mit Zellsaft gefüllte Vakuolen. Aber nicht Stärke (bei Pflanzen), sondern Glykogen (bei Tieren).
- Pilze können sich nicht aktiv bewegen. Sie führen einen anhänglichen Lebensstil.
- Pilze- Heterotrophe, sie haben kein Chlorophyll und sie sind nicht zur Photosynthese fähig. Daher ernähren sie sich von vorgefertigten organischen Substanzen toter Organismen (Saprotrophe) oder lebender Organismen (Parasiten).
- Im Gegensatz zu Tieren und Pflanzen werden Pilzzellen praktisch nicht in Gewebe und Gewebe in Organe differenziert.
Mysteriöse Kreaturen des Teufels
Genau so wurden Pilze im Mittel alter betrachtet. Einer der französischen Naturforscher, Venyan, schrieb 1727, dass Pilze existieren, um die Harmonie aller Lebewesen zu stören.
Die Frage nach der Herkunft der Pilze bleibt bis heute offen. Obwohl bereits im 18. Jahrhundert, hat der herausragende Botaniker Carl von Linné diese Organismen dem Hotelreich zugeschrieben. Pilze, die zu Beginn des Lebens auf dem Planeten entstanden sind (vor etwa einer Milliarde Jahren), warten auf Hinweise zu ihrer Herkunft von Biologen, Biochemikern, Genetikern und Taxonomen.
Systematik der Pilze
Alle Pilze werden in 4 Klassen eingeteilt (niedere Pilze - Oomycetes und Zygomycetes, höhere - Ascomycetes und Basidomycetes). Das Hauptkriterium für die Trennung ist das Vorhandensein oder Fehlen von Flagellen in Gameten und die Art der sexuellen Fortpflanzung. Außerdem sieht das Myzel bei niederen Pilzen wie eine vielkernige Zelle aus, während das Myzel bei höheren Pilzen interzelluläre Septen aufweist.
Die meisten Pilze sind mikroskopisch klein. Meistens ist ihr Myzel ohne Vergrößerung nicht sichtbar oder in Form dünner Fäden sichtbar. Das Vorhandensein mikroskopisch kleiner Pilze wird durch die Ergebnisse ihrer lebenswichtigen Aktivität angezeigt - die Zerstörung von pflanzlichen, tierischen Geweben oder Materialien. Überhaupteine kleine Gruppe von Pilzen kann Fruchtkörper bilden - dichte Myzelbüschel.
Die Struktur mikroskopisch kleiner Pilze
Mikromyceten bilden keine Fruchtkörper, sie können ein- und mehrzellig sein. Entsprechend vielfältig ist die Morphologie mikroskopisch kleiner Pilze.
Der Körper mehrzelliger Pilze besteht aus hintereinander angeordneten Zellen, die Hyphen (Fäden) mit einer Dicke von 0,15 bis 1 Mikrometer bilden. Die Hyphen wachsen apikal (apikal) und können eine verzweigte Struktur haben. Der gesamte Satz von Pilzhyphen wird als Myzel oder Myzel bezeichnet.
Pilzhyphen wachsen sehr schnell. Bei einigen Exemplaren kann das Myzel an nur einem Tag mehrere zehn Meter wachsen.
Einzellige Pilze (zB Hefe) sind einzellig, bilden kein Myzel. Es hat einen Zellkern, Vakuolen mit organischen und anorganischen Substanzen, Mitochondrien.
Ernährungs- und Lebensmerkmale
Die Mikrobiologie mikroskopisch kleiner Pilze hat ihre eigenen Eigenschaften. Hyphenzellen über der Zytoplasmamembran enth alten eine Membran, die aus dem Polysaccharid Chitin besteht. Das Zytoplasma der Zelle enthält den Zellkern (einen oder mehrere) und Organellen.
Pilze nehmen Nährstoffe über die gesamte Oberfläche des Myzels auf, das das gesamte Substrat durchdringt (Substratmyzel) oder sich auf dessen Oberfläche befindet (Oberflächenmyzel).
Nahrung für den Pilz sind organische Verbindungen - Zucker, mehrwertige Alkohole, Fette, Proteine. Gleichzeitig eine reichh altige und vielfältige enzymatischeMit dem Gerät können Sie das gesamte Substrat vollständig nutzen, um den Körper mikroskopisch kleiner Pilze aufzubauen.
Die Mikrobiologie unterscheidet Pilze, die sich durch saprotrophe (ernähren sich von toter organischer Substanz) und parasitäre (ernähren sich von lebender organischer Substanz) Ernährungsformen auszeichnen. Außerdem können Pilze mit Pflanzen symbiotische Beziehungen eingehen. So bilden Pilz- und Algenhyphen symbiotische Organismen - Flechten.
Mikroskopische pathogene Pilze können sich in Tieren und Pflanzen entwickeln und Krankheiten namens Mykosen verursachen.
Wiedergabemerkmale
Mikromyceten zeichnen sich durch drei Arten der Fortpflanzung aus: vegetativ, asexuell und sexuell.
Die vegetative Vermehrung mikroskopisch kleiner Pilze erfolgt durch Myzelpartikel. Beispielsweise entsteht aus einem Stück Hyphe ein neues Myzel des Pilzes.
Die asexuelle Fortpflanzung erfolgt mit Hilfe von Sporen - mikroskopisch kleine Rudimente, die in Sporangien (spezielle Teile des Myzels) gebildet werden. Die Hauptfunktion von Sporen ist das Überleben unter widrigen Bedingungen. Und bei einigen mikroskopisch kleinen Pilzen, die eine parasitäre Lebensweise führen, dienen Sporen dazu, den Wirtsorganismus zu infizieren.
Die Formen des sexuellen Prozesses bei Pilzen sind vielfältig und werden in drei Gruppen eingeteilt:
- Gametogamie ist eine Form der sexuellen Fortpflanzung mit Bildung von Keimzellen (Gameten).
- Somatogamie ist die Verschmelzung vegetativer Myzelzellen oder einzelliger Pilze.
- Gametangiogamie ist eine Art der sexuellen Fortpflanzung bei Strukturen, in denen Gameten noch nicht vorhanden sinddifferenziert.
Bei der Verschmelzung von Gameten (Befruchtung) bilden Pilze eine Zygote mit einem oder mehreren Kernen. Meistens keimt die Zygote nicht sofort, sondern nach einer Ruhephase. Pilze können also auch widrige Umweltbedingungen überstehen.
Mikromyceten in der Natur
Die Bedeutung mikroskopisch kleiner Pilze in der Natur ist enorm. Sie nehmen am Stoffkreislauf teil und zersetzen zusammen mit Bakterien organische Reste.
Bodenpilze sind an der Bildung der fruchtbaren Schicht beteiligt. In Symbiose mit Algen in Flechten besiedeln sie als erste karge Böden und beteiligen sich aktiv an der Zerstörung von Gestein.
Erwähnenswert ist ein Phänomen wie Mykorrhiza - die Zellen eines mikroskopisch kleinen Pilzes gehen eine symbiotische Beziehung mit Pflanzen ein. Gleichzeitig versorgen Pflanzen den Pilz mit organischen Nährstoffen, und der Pilz produziert Vitamine und stickstoffh altige Substanzen, die für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen notwendig sind.
Mikroskopische Pilze kommen in allen Biozönosen vor und erfüllen eine wichtige ökologische Funktion. Sie sind ein wichtiges Detritusglied in Nahrungsketten und Regulatoren der Häufigkeit anderer Organismen. In vielen Biogeozänosen beträgt der Anteil der Pilzbiomasse an der Biomasse aller Mikroorganismen bis zu 90 % und ist vergleichbar mit der Biomasse der Wurzeln höherer Pflanzen.
Es ist unmöglich, die Rolle mikroskopisch kleiner pathogener Pilze in der Natur zu übersehen. Sie regulieren die Anzahl anderer Organismen und nehmen an den Veränderungen der Biozönosen auf dem Planeten teil.
Mikromyceten und Mensch
Bei ihren Aktivitäten hat eine Person konsumierteinige minderwertige Pilze.
Mikroskopische Pilze, weißer Schimmel und Aspergillus, alle Arten von Hefen werden in der Bäckerei-, Molkerei-, Brauerei-, Wein- und Alkoholindustrie verwendet.
In der pharmazeutischen Industrie werden Mikromyceten häufig zur Herstellung von Antibiotika, Vitaminen, Hormonen, Enzymen und physiologisch aktiven Substanzen verwendet.
Viele Mikromyceten zerstören Papier- und Zelluloseprodukte, verderben Öle und Erdölprodukte, beschädigen Optiken und Kunstwerke.
Schimmelpilze und Hefen sind die Hauptursachen für den Verderb von Lebensmitteln. Sie sind auch holzzerstörend - holzschädigend.
Mikroskopische pathogene Pilze verursachen Krankheiten bei Nutzpflanzen, Haustieren und Menschen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Toxine zu produzieren, verursachen Pilze oft Vergiftungen.
Mykotoxine
Gefährliche biologische Substanzen, die von mikroskopisch kleinen Pilzen synthetisiert werden, sind Stoffwechselprodukte (Abfallprodukte) mit einer Vielzahl von chemischen Strukturen und Wirkungen auf den menschlichen Körper.
Heute sind mehr als 250 Arten von Mikromyceten bekannt. Sie synthetisieren etwa 100 Toxine und Allergene. Mikroskopisch kleine Pilze verschiedener Arten können dasselbe Toxin synthetisieren. Und die Gifte selbst haben meistens eine kumulative (kumulative) Wirkung auf den menschlichen Körper, nämlich:
- Yaflatoxine - haben eine hepatotoxische, mutagene, immunsuppressive Wirkung auf den menschlichen Körper.
- Trichothecene sind Neurotoxine, die das Immunsystem schwächen,verschiedene Dermatitis verursachen.
- Ochratoxine - wirken hauptsächlich auf die Tubuli der Nephrone der Nieren.
- Patuline sind Neurotoxine und Mutagene.
Bei einer Vergiftung mit Mikromyceten-Toxinen sollte zuerst der Magen gewaschen werden.
Parasitäre Mikromyceten
Diese Gruppe umfasst eine große Anzahl von Pilzen, die verschiedene Pathologien bei Menschen, Pflanzen, Tieren und Fischen verursachen. Pathologien der Haut werden als Dermatomykosen und Pathologien der Organe als Mykosen bezeichnet.
Die häufigsten menschlichen Krankheiten, die durch parasitäre Pilze verursacht werden, sind:
- Dermatophytose (Schorf oder Scherpilzflechte), die sich als rote, juckende Flecken auf der Haut und Zerstörung der Haarfollikel äußert.
- Candidiasis (Soor) wird durch Vertreter der Gattung Candida verursacht, die fakultativ pathogen sind und Teil der normalen Mikroflora der Mundhöhle, des Genit altrakts und des Dickdarms sind.
- Onychomykose (Nagelpilz) wird durch verschiedene Pilze verursacht, die den subungualen Raum befallen.
- Sporotrichosis - parasitäre Pilze zerstören Unterhautgewebe, Schleimhäute, innere Organe.
- Schwarz-Weiß-Piedra ist eine Krankheit, die die Haarfollikel des Schnurrbarts und der Augenbrauen befällt. Der Erreger ist ein Pilz der Gattung Piedraia.
Und dies ist keine vollständige Liste von Krankheiten, die durch Mikromyceten verursacht werden. Gleichzeitig sind die Aufnahmewege des Pilzes in den Körper vielfältig (Luft, Wasser, Kontakte) und die Resistenz gegenüber verschiedenen Medien recht hoch.
Die berühmtesten Mikromyceten
Mikroskopische Pilze umfassen Mucor, Penicillium und Hefe.
Pilze der Gattung Mucor sind 60 Pilzarten, die wir Weißschimmel nennen. Sie bilden Kolonien von weißer und grauer Farbe, die sich schwarz färben, wenn die Sporen reifen. Mukormyzel ist einzellig, die Zellwand enthält das stickstoffh altige Kohlenhydrat Chitosan, das allergene Eigenschaften besitzt. Unter ihnen gibt es Parasiten, aber es gibt auch solche, die aktiv bei der Herstellung von Antibiotika eingesetzt werden. Mushroom Mukor Chinese - die Basis des Sauerteigs "Ragi" auf Basis von Soja und Getreide.
Penicillium (Penicillium) ist eine Gattung mikroskopisch kleiner Pilze, die überall verbreitet sind – im Boden, Wasser, Meeren, Luft, Räumen, auf allen Oberflächen. Bildet grünliche Kolonien. Penicillium goldener oder grüner Pinselschimmel ist der häufigste Vertreter der Gattung und die Quelle von Penicillin. Diese Pilze haben ein verzweigtes vielzelliges Myzel.
Hefe ist eine Gruppe verschiedener einzelliger Pilze aus verschiedenen Klassen (1.500 Arten aus der Klasse Ascomycetes und Basidomycetes). Diese Pilze bilden kein Myzel und ihre Zellen sind bis zu 40 Mikrometer groß. Sie werden wegen der Besonderheiten des Stoffwechsels zu einer allgemeinen Gruppe zusammengefasst - sie alle erh alten Energie während der Fermentation (ein Redoxprozess, bei dem Kohlenhydrate zerfallen und Alkohole die Abbauprodukte sind). Brotbacken, Weinherstellung, Brauen und Kwas-Brauen ist keine vollständige Liste der Industrien, in denen eine Person diese Pilze verwendet. Und gleichzeitig ist dies einer der Hauptfaktoren für den Verderb von Lebensmitteln, und einigeParasiten, die beim Menschen Krankheiten verursachen (Candidose, Kryptokokkose, Pityriasis, Follikulitis, seborrhoische Dermatitis).
Jagdverh alten
So seltsam es scheinen mag, es gibt aktive "Raubtiere" unter den mikroskopisch kleinen Pilzen.
So bildet der Pilz Arthrobotrys oligospora mit seinen Hyphen ein Netzwerk, dessen Wände mit einer klebrigen Substanz bedeckt sind. Die Opfer des Pilzes sind im Boden lebende Spulwürmer (Nematoden). Dem an den Hyphen haftenden Wurm wird die Möglichkeit genommen, sich zu befreien, und die Hyphen wachsen schnell in seinen Körper hinein. Der Fadenwurm wird zu Nahrung und nach 24 Stunden bleibt nur die Schale übrig.
Ein anderer Pilz, Dactylaria Candida, bildet aus Hyphen einen lassoartigen Fangring. Der Fadenwurm dringt ein und der Ring schließt sich. Der Epilog des Dramas ist derselbe wie in der vorherigen Version.
Diese Eigenschaften von Bodenmikromyceten werden seit langem von Biologen für den Einsatz in Form des biologischen Pflanzenschutzes untersucht.
Umweltbioindikatoren
Jüngste Studien von Biologen haben bewiesen, dass mikroskopisch kleine Pilze die Fähigkeit haben, ihre Anzahl und Zusammensetzung je nach Zustand ihres Lebensraums zu ändern.
Normalerweise beträgt die Anzahl der Bodenmikromyceten etwa 10 Tonnen pro Hektar und ist gleichzeitig vielfältig. Bei der Untersuchung von Böden, die mit Öl und seinen Produkten kontaminiert sind, haben Ökologen festgestellt, dass sich bei hohen Toxindosen die Anzahl und Artenzusammensetzung von mikroskopisch kleinen Bodenpilzen dramatisch ändert. In diesem Fall nimmt die Artenvielf alt stark ab, Mikromyceten mit schnellem Wachstum beginnen zu überwiegen, was für solche Böden nicht typisch ist. Außerdem,Viele dieser Pilze sind phytopathogen - sie produzieren biologisch aktive Substanzen, die intrazelluläre Prozesse in Pflanzenorganismen stören, was zur Hemmung ihrer Vitalaktivität und zum Tod führt.
Daher können die Anzahl und die Artenzusammensetzung mikroskopisch kleiner Pilze zuverlässige Indikatoren für die Bodenkontamination mit Öl und seinen Derivaten sein.
Zusammenfassen
Seit Jahrtausenden g alt die Entfettung der Haut als der zeitaufwändigste Prozess in der Lederindustrie. Der Prozess war lang und chaotisch, da Taubenkot und Hundekot verwendet wurden. Heute hat Proteinase, ein aus Aspergillus-Pilzen gewonnenes Enzym, diesen Prozess auf 24 Stunden verkürzt und die Haut weicher und leichter zu färben gemacht.
Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie nützlich mikroskopisch kleine Organismen sein können. Trotz der Entwicklung der Biologie bleiben viele Merkmale der lebenswichtigen Aktivität dieser Organismen immer noch ein Rätsel.
Taxonomen beschreiben jedes Jahr mehr als tausend neue Arten mikroskopisch kleiner Pilze. Die Rolle der Bodenmikromyceten bleibt der am wenigsten erforschte Zweig der Bioökologie und Biogeographie. Und das liegt vor allem an der Schwierigkeit, solche Organismen in ihrem natürlichen Lebensraum zu beobachten.
Ein neuer Abschnitt in der Mykologie - die Lehre von den Pilzgiften - lässt uns schon heute auf den Sieg über den Krebs hoffen. Beispielsweise erhöht Chaga-Pilz-Toxin die Widerstandskraft des Körpers gegen die Entwicklung von Krebszellen erheblich. Und Psilocycin bietet gute Voraussetzungen dafürBehandlung nervöser Störungen. Auch das untersuchte Penicillium versetzt Mikrobiologen immer wieder in Erstaunen – zuletzt gelang es Wissenschaftlern, Substanzen daraus zu isolieren, die den Hormonen Liberinen chemisch ähnlich sind.
Pilze werden bei der Entwicklung neuer biologischer Mittel zum Schutz von landwirtschaftlichen Pflanzen und bei der Entwicklung neuer "grüner" Wege der Abfallentsorgung nicht außen vor bleiben.
