Ganz ausführliche Informationen über die für uns interessanten Organismen geben Lehrbücher zum Thema "Biologie" (Klasse 6). Die allgemeinen Eigenschaften von Pilzen sind jedoch ein Thema für ganze Bücher und wissenschaftliche Abhandlungen. Und das ist nicht überraschend - es ist sehr interessant, sie zu studieren.
Pilze, deren allgemeine Eigenschaften in diesem Artikel nach ökologischen und trophischen Indikatoren dargestellt werden, sind heterotrophe Eukaryoten mit ausschließlich osmotropher Ernährung. Diese Definition unterscheidet sie deutlich von anderen Organismen im Lebensraum der Biota. Die allgemeinen Eigenschaften von Pilzen legen nahe, dass es die osmotrophe Art der Ernährung ist, die ihre morphologischen, physiologischen und biochemischen Eigenschaften bestimmt.
Vegetativer Körper von Pilzen
Der vegetative Körper der meisten Pilze ist ein stark verzweigter Faden (Hyphen) mit unbegrenztem Wachstum, dessen Gesamtheit alsMyzel oder Myzel. Normalerweise ist das Myzel vollständig in das Substrat (Erde, Pflanzengewebe, Tierkot, Pflanzenreste usw.) eingetaucht, und solche Merkmale seiner Struktur ermöglichen es dem ganzen Körper, ihm durch Exosmose maximal Nährstoffe zu entziehen.
Organische Substanzen in den aufgeführten Substraten liegen hauptsächlich in Form hochmolekularer Polymere (Proteine, Polysaccharide, Nukleinsäuren) vor, die die Zellmembranen nicht passieren. Daher scheiden Pilze, deren allgemeine Eigenschaften uns interessieren, Depolymerase-Enzyme in das Substrat aus, die Polymere in Oligo- und Monomere abbauen, die in Zellen transportiert werden können. Wenn bei Tieren Verdauungsenzyme im Darm ausgeschieden werden, dann werden sie bei Pilzen nach außen ausgeschieden, und dann können die Pilzhyphen mit einem umgekrempelten Darm verglichen werden.
Pilzreproduktion
Vollständiges Eintauchen des Myzels in das Substrat begrenzt die Möglichkeit ihrer Ansiedlung im Weltraum. Daher ragen ihre Fortpflanzungsorgane an die Oberfläche des Substrats oder erheben sich darüber, um sich in der Luft oder (wenn sich das Substrat im Wasser befindet) in der aquatischen Umwelt auszubreiten. Bei vielen Pilzen (Makromyceten) sind die sporentragenden Organe groß und mit bloßem Auge gut sichtbar (über dem Boden aufragende Hutpilze oder auf einem Baum wachsende Zunderpilze). Andere Pilze (Mikromyceten) haben kleine Sporulationsorgane, ihre Struktur ist nur unter dem Mikroskop zu sehen, aber sie bilden bei Massenentwicklung farbige Plaques in Form von Schimmelpilzen auf verschiedenen Substraten.
Zwei Reiche der Pilze
Phylogenetische Konstruktionen zeigen, dass der Ökomorph "Pilze" keine homogene monophyletische Gruppe ist, sondern in zwei Phyla (Reiche) unterteilt ist. Die meisten, die sogenannten "echten Pilze" (Eumyceten), sind monophyletisch und bilden das eigentliche Reich der Pilze (Pilze). Ein kleinerer Teil, "pilzähnliche Organismen" (Pseudomyceten) genannt, gehört zusammen mit einigen Algen zum Königreich Stramenopila, in dem es in zwei Abteilungen gruppiert wird - Oomycota (Oomyceten) und Labyrinthulomycota (netzartige Schleimpilze). Basierend auf dieser Unterteilung wird ein allgemeines Merkmal von Pilzen aufgebaut. Hutpilze sind, wie Sie sehen, nur ein Teil ihrer Vielf alt.
Primär- und Sekundärmetabolite
Alle Metaboliten werden bedingt in primäre und sekundäre geteilt. Primäre Stoffwechselprodukte sind für das Wachstum des Organismus notwendig und unersetzlich. Das sind Nukleinsäuren, Proteine, Kohlenhydrate, Coenzyme, Lipide usw. Aus ihnen werden Zellorganellen aufgebaut – Zellkerne, Mitochondrien, Ribosomen, Zellwand- und Membranstrukturen, die Pilze haben. Das allgemeine Merkmal von Primärmetaboliten ist, dass ihre Ablagerungen von der Zelle als Nahrungs- und Energiequelle genutzt werden. Sekundäre Stoffwechselprodukte sind für die Anpassung des Organismus an die Lebensbedingungen notwendig. Sie können bei einigen Arten gefunden werden und bei anderen fehlen. Im Gegensatz zu Primärmetaboliten sind Sekundärmetaboliten normalerweise niedermolekulare Verbindungen.
Proteine
Strukturproteine sind Teil der Zellwand, Membranstrukturen,Chromosomen, aus denen die Elemente des Zytoskeletts aufgebaut sind - Mikrotubuli und Mikrofilamente. Enzymatische Proteine sorgen für alle intrazellulären Prozesse und Interaktionen mit der Umwelt.
Kohlenhydrate
Strukturelle polymere Kohlenhydrate sind die Grundlage der Zellwand, die Pilze haben. Die allgemeinen Eigenschaften solcher Kohlenhydrate in Bezug auf die chemische Zusammensetzung erlauben es uns, sie in drei Gruppen zu unterteilen: Glukose, andere Monosaccharide und Kohlenhydrate, die kovalent an Peptide (Glykoproteine) gebunden sind.
Glucosepolymere sind Glucane, Chitine und Zellulose. Glucane sind lineare oder verzweigte Ketten von Glucosemolekülen. Sie bilden die äußere Schicht der Zellwand der meisten Pilze. In Chitinmolekülen sind Glucosereste mit Aminogruppen verbunden (aminiert), an die wiederum Essigsäurereste gebunden (acetyliert) sind. Moleküle, die durch verzweigte Moleküle anderer Polysaccharide miteinander "vernetzt" sind, bilden einen starken Rahmen der Zellwand. Zellulose wurde in allen untersuchten Oomyceten gefunden, in denen sie etwa 10 % der Zellwandmasse ausmacht. Lange Zeit glaubte man, dass es echten Pilzen fehlt, aber jetzt wurde es in der Wand einiger Schlauchpilze (Gattung Ophiostoma) nachgewiesen.
Polymere anderer Monosaccharide (Mannose, Galactose etc.), die in höheren Pflanzen als Hemicellulose bezeichnet werden, kommen nicht in allen Pilzgruppen vor. Besonders viele Mannose-Polymere – Mannane – finden sich in den Zellwänden der Hefe. Anscheinend sorgt diese Zusammensetzung der Wand für eine bessere Knospung als Glucan.
Schließlich können die allgemeinen Eigenschaften von Pilzendurch die Tatsache ergänzt werden, dass ihre Zellwände wie Pflanzen viele Polysaccharide enth alten, die mit Proteinmolekülen verbunden sind - Peptidoglucane, Mannanoproteine usw. Sie bilden die mittlere Schicht einer mehrschichtigen Zellwand und spielen eine wichtige Rolle bei der Aufrechterh altung der strukturellen Integrität von Zellen und in seinen Austauschprozessen mit der Umwelt.
Kohlenhydrate reservieren
Dieser Artikel enthält eine ziemlich detaillierte allgemeine Beschreibung von Pilzen. Klasse 6 der Schule ist die Zeit, in der wir diese Organismen im Biologieunterricht zum ersten Mal ausführlich kennenlernen. Wir bieten an, das Wissen zu vertiefen und genauer zu studieren. Kommen wir zur Beschreibung der Reservekohlenhydrate.
Pilze haben das Hauptreserve-Polysaccharid, das höheren Pflanzen und vielen Algen innewohnt - Stärke - nicht gefunden. Glucose in Eumyceten wird als Glucan gespeichert, ähnlich wie tierisches Stärkeglykogen. Neben Glucanen haben Pilze auch andere Speicherkohlenhydrate, von denen einige einzigartig im Reich der Pilze sind. Es ist in erster Linie das Disaccharid Trehalose. Trehalose wurde lange Zeit nur in Pilzen gefunden, weshalb es seinen zweiten Namen erhielt - Mykose. Jetzt wird es auch in einigen höheren Pflanzen als Nebenverbindung gefunden. Trehalose spielt eine wichtige Rolle bei der Anpassung von Pilzzellen an Stress und der Regulation osmotischer Prozesse. Pilzzellen enth alten auch Zuckeralkohole - Mannit, Sorbit, Xylit usw.
Lipide
Lipide (Ester des Glycerins mit geradkettigen aliphatischen Monocarbonsäuren) sind wichtigReserveprodukte, sie lagern sich in Form von Fetttröpfchen in der Zelle ab. Pilze zeichnen sich durch einen hohen Geh alt an mehrfach ungesättigten Fettsäuren (mit mehreren Doppelbindungen in der aliphatischen Kette) aus, wie Linolensäure mit drei und Arachidonsäure mit vier Doppelbindungen. Lipide sind in Form von Phospholipiden (etherisch an Phosphorsäure gebunden) die Hauptbestandteile von Zellmembranen. Eine wichtige Rolle bei der Bildung von Membranstrukturen spielen auch Sterollipoide, die der Membran Festigkeit verleihen. Im Gegensatz zu tierischem Cholesterin, das 27 Kohlenstoffatome in einem Molekül hat (C-27), und pflanzlichen Phytosterolen (C-29), ist Ergosterol (C-28) das wichtigste Pilzsterin.
Sekundärmetaboliten: Pigmente
Pilze sind frei von photosynthetischen Pigmenten, produzieren aber eine große Anzahl von Verbindungen, die das Myzel, die Fortpflanzungsorgane oder das Substrat färben. Chemisch gesehen sind die meisten Pigmente Terpenoide (Carotinoide) oder aromatische Verbindungen. Sie erfüllen eine Vielzahl von Funktionen. So induzieren orangefarbene Carotinderivate den Ablauf des Sexualprozesses bei Schleimpilzen; dunkelgrüne und schwarze Phenolpigmente von Aspergillus lagern sich nur im sporentragenden Apparat ab, der sich im Gegensatz zum Substratmycel an der Luft bildet, und in Sporen zum Schutz vor ultraviolettem Licht; dunkles Melanin lagert sich in Zellwänden ab und erhöht deren Festigkeit.
Toxine und Antibiotika
Viele Pilze produzieren Verbindungen, die für andere Organismen giftig sindEs wird oft vermerkt, wenn eine allgemeine Beschreibung von Pilzen erstellt wird (ein Lehrbuch der 6. Klasse oder ein Lehrbuch für eine Universität). Substanzen, die für Mikroorganismen toxisch sind, werden als Antibiotika bezeichnet, pflanzentoxisch - Phytotoxine, toxisch für Tiere und Menschen - Mykotoxine. Einige Stoffwechselprodukte von Pilzen, die für verschiedene Organismengruppen (Mikroorganismen und Pflanzen, Pflanzen und Tiere) toxisch sind, haben eine komplexe Wirkung. Antibiotika werden von vielen im Boden lebenden Pilzen synthetisiert, die mit anderen Mikroorganismen um Nährsubstrate konkurrieren müssen. Ihre chemische Natur und ihr Wirkungsmechanismus sind vielfältig. So hemmen Antibiotika Penicilline und Cephalosporine die Zellwandsynthese in Bakterien, Trichothecine - Proteinsynthese in eukaryotischen Mikroorganismen, Griseofulvin - Mitose.
Phytotoxine und Mitotoxine
Phytotoxine, die von Pilzen in das Gewebe einer infizierten Pflanze ausgeschieden werden, verursachen den Tod von Pflanzenzellen, die dann zu einer leichten Beute für den Parasiten werden. Toxine hemmen enzymatische Prozesse in den Zellen infizierter Pflanzen (zum Beispiel hemmt Tentoxin des Pilzes Alternaria die photosynthetische Phosphorylierung), haben eine starke membranotrope Wirkung und beeinflussen den Transport von Substanzen durch Membranen, den transmembranen Transport von Ionen (Fusarinsäure, Fusicoccin usw.).
Mykotoxine werden in zwei Gruppen eingeteilt - Toxine mikroskopisch kleiner Pilze (Mikromyceten) und Toxine von Makromycetenpilzen mit großen Fruchtkörpern. Erstere sind besonders gefährlich bei Pilzen, die Pflanzen befallenProdukte, die für Lebensmittel verwendet werden. Zum Beispiel reichern Mutterkorn-Sklerotien Alkaloide (Stickstoff-Heterozyklen) an, die Nervengifte sind. Sie werden beim Backen nicht zerstört, daher ist Brot, das aus Mehl mit einer Beimischung von gemahlener Sklerotie gebacken wird, äußerst gefährlich. Seine Verwendung kann zu schweren Vergiftungen führen, die oft tödlich sind. Ein weiterer Getreideparasit ist der Erreger des Ohrfusariums. Dies ist ein Fusarium-Pilz, der Terpenoid-Toxine in das Getreide freisetzt, die auch schwere Vergiftungen verursachen (Brot, das aus mit Fusarium infiziertem Mehl gebacken wurde, wurde im Volksmund als „betrunkenes Brot“bezeichnet, weil es Schwindel, Erbrechen und andere Symptome verursachte, die einer schweren Alkoholvergiftung ähneln).
Speisepilze
Derzeit hat die Biologie eine Menge Informationen über ihre Ernährung gesammelt. Die allgemeinen Eigenschaften von Pilzen aus dieser Sicht sind wie folgt. Die Ernährung der meisten Pilze erfolgt auf Kosten der Pflanzen, daher verfügen sie über aktive Enzyme, die Struktur- und Speicherpolysaccharide in lebenden Pflanzen und Pflanzenresten abbauen. Dies sind Pektinasen, die Polygalacturonsäure (Pektin) in Oligogalacturonide mit niedrigem Molekulargewicht abbauen, Xylanasen, Cellobiasen und Cellulosen, die Cellulose und Hemicellulose abbauen - die Hauptkohlenhydratkomponenten der Pflanzenzellwand, Amylase, die Stärke abbaut usw. Die zweite Komponente von Pflanzenzellen nach Zellulose ist Lignin, ein dreidimensionales Polymer aus aromatischen Ringen. Besonders viel davon in verholzten Zellen. Lignin ist das beständigste Pflanzenpolymer und nur Pilze (hauptsächlich holzzerstörende Zunderpilze) haben Lignase-Enzyme, die es abbauen. Parasitäre Pilze, die die Haut von Tieren und Menschen (Haut, Haare, Federn) angreifen, sondern Enzyme ab, die das Keratinprotein zerstören, aus dem sie aufgebaut sind.
Die meisten der aufgezählten Enzyme werden von Zellen nicht ständig zwecks Energieeinsparung synthetisiert, sondern nur in Gegenwart des entsprechenden Stoffes in der Umwelt (wenn z. B. kein Pektin in der Umwelt vorhanden ist, dann Pektinase nicht synthetisiert). Sie sind nicht konstitutiv, sondern unterliegen der Substratinduktion. Außerdem werden sie nicht gebildet, wenn das Medium eine Nährstoffmischung mit günstigeren Energiestoffwechselverbindungen (Kataboliten) enthält. Beispielsweise ist das Endprodukt der Zerstörung der meisten Polysaccharide Glucose, daher werden in einer Umgebung, die Glucose zusätzlich zu Pektin oder Cellulose enthält, keine Pektinasen und Cellulasen produziert. Es ist kaum ratsam, komplexe chemische Prozesse durchzuführen, um Glucose zu gewinnen, wenn sie bereits im Wachstumsmedium vorhanden ist. Diese Regulation wird als katabole Repression bezeichnet.
Asexuelle Fortpflanzung
Um ein Thema wie "Allgemeine Eigenschaften von Pilzen" weiter aufzudecken, werden wir kurz die Merkmale der Fortpflanzung beschreiben. Asexuelle Fortpflanzung in diesen Organismen kann durch bewegliche und unbewegliche Sporen durchgeführt werden. Zoosporen werden von einer kleinen Anzahl aquatischer und terrestrischer Pilze gebildet, bei denen genetische Beziehungen zu aquatischen eindeutig nachvollziehbar sind. Die Struktur der Flagellen in Zoosporen von Oomyceten und Hyphychytrien ist ähnlich der für Ochrophyten beschriebenen. Algen und in Chytridiomyceten werden bei der Beschreibung dieser Gruppe berücksichtigt. Die meisten Pilzarten vermehren sich durch unbewegliche Sporen, was auf ihre sehr lange Landung hindeutet. Sporen können endogen in Sporangien (Sporangiensporen) oder exogen (Konidien) gebildet werden. Körpereigene Sporen werden erst nach der Zerstörung des Sporangiums freigesetzt, was normalerweise auftritt, wenn es nass wird. Normalerweise werden in Sporangien eine große Anzahl (Tausende) von Sporen gebildet, jedoch bilden einige Arten kleine Sporangien (Sporangiolen), in denen nur wenige Sporen (manchmal eine) vorhanden sind. Im letzteren Fall können die Sporangioli-Membranen und Sporen verschmelzen, und dann fungiert die endogene Spore als eine exogene. Dies weist auf das primäre Auftreten von endogenen Sporen hin, die die Vorläufer exogener waren.
Sexuelle Fortpflanzung
Die häufigste Art des sexuellen Prozesses und die einfachste ist die Verschmelzung zweier vegetativer Zellen, die nicht in Gameten differenziert sind, die so genannte Somatogamie. Eine ähnliche Art von Sexualprozess ist charakteristisch für Schlauchpilzhefen, viele Basidiomyceten und andere Pilze. Manchmal geht es sogar ohne Zellfusion, eine einfache Verschmelzung von Zellkernen innerhalb der Zelle. Einem komplexeren sexuellen Prozess geht die Trennung von Partnermyzelstellen (Gametangien) voraus, die dann verschmelzen. Ein solcher sexueller Vorgang, die Gametangiogamie, ist charakteristisch für viele Zygo- und Ascomyceten. Schließlich haben Pilze auch eine Gametogamie, die anderen eukaryotischen Organismen gemeinsam ist, d.h. Fusion spezialisierter Gameten.
Klassische Iso- und Heterogamie, charakteristisch für Algen,kommen nur in niederen Pilzen vor - Chytridiomyceten. Bei Pilzen gibt es überhaupt keine klassische Oogamie. Sogar Oomyceten, die wegen ihrer Oogamie so genannt werden, haben keine männlichen Gameten (Spermatozoen oder Spermatozoen), und die Eier im Oogonium haben keine eigene Zellwand und werden Oosphären genannt. Einige Beuteltierarten haben ein Oogonium (jedoch ohne die weiblichen Eizellen, d. h. sie stellen eine Gametangia dar), aber kein Antheridium, sodass die Befruchtung durch eine vegetative Hyphe erfolgt. Andere Ascomyceten und Basidiomyceten-Rostpilze haben männliche Gameten - Spermatozoen, aber keine weiblichen Gameten und manchmal Gametangien (Spermatogamie). Bei einigen Arten haben Spermien zwei Funktionen - männliche Gameten und asexuelle Sporen (Konidien).
Schlussfolgerung
Allgemeine Eigenschaften von Pilzen: Ernährung und Atmung, Sporenvermehrung - all dies ist für Naturliebhaber von großem Interesse. Schließlich handelt es sich um einzigartige Organismen, die weder zu Pflanzen noch zu Tieren gehören. Nachdem Sie das Thema "Allgemeine Eigenschaften von Pilzen" (Klasse 7) im Lehrbuch geöffnet haben, werden Sie feststellen, dass sie ein eigenes Königreich darstellen. Die anderen Reiche sind Tiere, Pflanzen, Viren und Bakterien. Das Thema "Allgemeine Eigenschaften und Bedeutung von Pilzen", das in Schulbüchern und in diesem Artikel behandelt wird, ist nur eine grundlegende Information über sie. Ganze Bücher wurden über sie geschrieben, so dass Sie sie sehr lange studieren können. Eines der interessantesten Themen sind unserer Meinung nach die allgemeinen Eigenschaften von Schimmelpilzen. Schimmel ist einer davondie älteste Art lebender Organismen auf der Erde. Es erschien vor 200 Millionen Jahren und fühlt sich unter modernen Bedingungen großartig an. Öffnen Sie den Abschnitt eines beliebigen Schulbuchs "Das Reich der Pilze. Allgemeine Eigenschaften" (Klasse 6), und Sie finden detailliertere Informationen darüber.
