Современная научная классификация растений живой природы выделяет все существующие грибы в самостоятельное царство и разделяет их на высшие и низшие грибы. Рассмотрим основные отличия и каково влияние тех и других на живой и растительный мир?

Описание высших и низших грибов

Низшие грибы

Низшие грибы – это организмы, у которых вегетативное тело образовано неклеточной (не имеющей перегородок) грибницей. Она у них чрезвычайно разветвленная и многоядерная, представляет собой сильно разросшийся одноклеточный организм.

Самые распространенные представители низших грибов описаны ниже.

Фитофтора

Этот представитель может за короткий срок полностью погубить многие культурные растения из семейства пасленовых (томат, баклажан, картофель, перец), вызывая опасное заболевание фитофтороз.

Мицелиальные одноклеточные организмы фитофторы – паразиты не только культурных растений. Они проявляют фитопатогенные свойства к травам, кустарникам и деревьям. Обитает гриб фитофтора в почве и поражает сухой черной гнилью как подземные, так и надземные части растений.

Раньше фитофтора, как и все низшие грибы, размножалась зооспорангиями, содержащими неполовые зооспоры. В теплой среде с повышенной влажностью, благоприятной для их прорастания, развитие фитофторы происходит всего за 4-5 часов.

Примерно с середины прошлого века учеными обнаружены новые популяции этого гриба, которые в результате генетического скрещивания и мутаций получили способность к половому размножению. Новый грибной организм значительно более устойчив к температурному режиму, так как образует ооспоры, способные к долгой зимовке в почве.

Мукор

Белую плесень можно встретить на заплесневелых хлебных изделиях, фруктовых, ягодных, овощных и других продуктах питания.

Внешний вид больше напоминает многоклеточный грибной организм. На самом же деле мукор представляет собой всего одну клетку, сильно разросшуюся в цитоплазме с многочисленными ядрами.

В начале своего образования плесневый гриб производит впечатление воздушной ваты белого цвета, но по мере роста белый цвет плесени сменяется черным. Светлые волокна-ниточки этой ваты называются мицелиями, которые расширяются на концах и образуют зооспорангии (головки черного цвета). В черных спорангиях созревают споры для размножения..

Появление этого грибного организма в доме приносит только лишь неприятности, но в природных условиях белая плесень выполняет полезную функцию по разложению остатков различной отмершей органики.

Ольпидий капустный

Этот одноклеточный гриб называют капустной «черной ножкой», потому что из всех культурных растений он поражает в основном молодую рассаду.

Зооспоры гриба-паразита, попадая в клетку растения, становятся многоядерными и превращаются в зооспорангии. В них образуются новые зооспоры, и за период 5-10 дней весь цикл поражения повторяется заново. От заражения ольпидиумом страдают также такие растения, Как клевер, люцерна, табак, лен, горошек и др.

Синхитриум

Этот внутриклеточный патогенный паразит становится возбудителем рака картофеля.

На месте поражения возникают бугристые опухолевидные наросты, которые быстро увеличиваются в размере и чернеют. Под воздействием патогена пораженная клетка картофеля разрастается, а находящиеся вокруг нее клетки начинают делиться, создавая розетку с телом паразита в центральной клетке. Она образует цисту с несколькими зооспорангиями.

Когда опухоль прорывается, то зооспоры освобождаются и вновь заражают растения. Пораженный грибом синтихритиумом картофель категорически не рекомендуется употреблять в пищу.

Все патогенные плесневые грибы в процессе жизнедеятельности и размножения вырабатывают микотоксины, загрязняя зерновые культуры, овощи, фрукты и продукты питания. У человека и животных под воздействием микотоксинов возникают отравления (микотоксикозы) различной степени тяжести вплоть до летального исхода, инфекционные заболевания и злокачественные опухоли.

Высшие грибы

Грибы могут быть съедобные и не съедобные

Высшие грибы – это многоклеточные грибные организмы, у которых гифы разделяются мембранными перегородками на обособленные клетки. Они разделяются на паразиты и сапрофиты.

Подцарство включает 5 отделов, 2 из которых основные:

• Аскомицеты, споры которых формируются в сумках внутри специальных клеток (асках).
• Базидиомицеты, у них споры снаружи в специальных частях гриба (бизидиях).

Для примера, в бытовом понимании под высшими грибами обычно подразумеваются плодовые тела, которые делят на съедобные, условно-съедобные, несъедобные и ядовитые.

Также называют грибами и студенистую массу, используемую для сбраживания жидких продуктов питания. Как правило, к этой категории относят дрожжи и молочнокислые бактерии, а также кефирный и чайный гриб.

Пеницилл

Этого представителя можно обнаружить практически везде — в воздухе, почве, на растениях и пищевых продуктах. Споры пеницилла находятся в небольших кисточках на концах гифов мицелия, а грибница внешне представлена в виде густо переплетенных нитей. Благодаря лечебным свойствам, колонии пеницилла разводят в медицинских целях для производства антибиотика пенициллина. В природных условиях гриб пеницилл выполняет функцию биологического санитара, а в домашних условиях способствует порче продуктов.

Аспергилл

Этот грибной организм относят к высшим аэробным плесневым грибам.

Грибница аспергилла обладает мембранными перегородками. Как правило, размножение происходит зооспорангиями, но некоторые виды аспергилла способны к размножению половым путем.

Аспергилл важен для человека в медицине для производства медикаментов, но отдельные виды являются сильными патогенами, выделяющими токсины и вызывающими инфекционные болезни различного характера.

Плодовые тела

К высшим грибам относятся те, что образуют плодовые тела.

Их отличие в том, что они произрастают на грибнице (мицелии), обладают репродуктивной функцией и многообразными грибовидными формами (шляпконожечные, округлые, веерообразные и пр.).

Съедобные полезные грибы вносят значительные вклад в рацион питания животных и человека.

Отличия между низшими и высшими грибами

Существуют определенные признаки, по которым одних представителей отличают от других:

• Строение грибницы (мицелия). У низших грибница имеет неклеточное строение, у высших – клеточное.
• Продолжительность жизни грибницы (мицелия). У низших грибница существует около пяти дней, у высших — до нескольких лет и более.
• Размножение. Низшим присуще бесполое, а высшие грибы имеют бесполое, половое и вегетативное.
• Вегетативная часть. У низших состоит из псевдоплазмодия (плазмодия), у высших — из гифов (клеток с выраженной мембранной перегородкой).
• Вид питания. У низших вид питания голозойный и абсорбтивный, у высших – только абсорбтивный.
• Количество отделов. Низшим свойственен только один отдел — миксомицеты, а вот высшим целых пять отделов: мастигомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты и искусственный отдел несовершенные грибы.

2.1.1. Дрожжи– это высшие одноклеточные грибы. Большинство дрожжей относится к двум классам грибов – аскомицетам и дейтеромицетам.

Дрожжи по отношению к кислороду делятся на факультативные анаэробы (в аэробных условиях осуществляют дыхание и активно накапливают биомассу, а в анаэробных условиях вызывают спиртовое брожение) и аэробы.

Морфологически дрожжи разнообразны. Они отличаются друг от друга размерами и формой клеток. Размеры клеток дрожжей в зависимости от вида варьируют в следующих пределах; от 2,5 до 10 мкм в поперечнике и от 4 до 20 мкм в длину.

Из дрожжей, относящихся к классу аскомицетов, большое значение имеют дрожжи-сахаромицеты рода Saccharomyces, которыешироко используются в пищевой промышленности. Главным биохимическим признаком этих дрожжей является то, что они сбраживают сахара с образованием этилового спирта и диоксида углерода. Дрожжи, используемые в промышленности, называются культурными дрожжами. Так, в хлебопекарном производстве и в производстве спирта используются верховые дрожжи рода Saccharomyces cerevisiae. Дрожжи вида Saccharomyces minor нашли применение в производстве ржаного хлеба и кваса. В пивоварении используются низовые дрожжи Saccharomyces carlsbergensis. Дрожжи-сахаромицеты имеют овальную форму, вегетативно размножаются почкованием, в неблагоприятных условиях размножаются половым путем аскоспорами.

2.1.2. Плесневые грибы. Плесневые грибы, или плесени, как их принято называть, распространены повсеместно. Они относятся к различным классам грибов. Все они являются гетеротрофами и, развиваясь на пищевых продуктах (фруктах, овощах и других материалах растительного или животного происхождения), вызывают их порчу. На поврежденной поверхности появляется пушистый налет, первоначально белого цвета. Это – мицелий гриба. Вскоре налет окрашивается в различные цвета от светлого до темного оттенков. Эта окраска образуется массой спор и помогает распознавать плесени.

Оптимальные условия для развития плесени — температура 25—35 °С и относительная влажность воздуха 70—80 %. Плесневые грибы сначала поражают корку хлеба, а затем и мякиш. Ферменты плесени разлагают мякиш хлеба, портят его вкус и запах. Некоторые виды плесени вызывают серьезные отравления, хронические заболевания печени. Отравляющие вещества плесени — микотоксины. Наиболее опасными из них являются афлотоксины. Они вызывают раковые заболевания. Чаще всего на хлебе развивается плесень рода: мукор, пеницилл, аспергилл.

1) Мукор, или белая головчатая плесень (род. Mucor), род плесневых грибов. Включает ок. 60 видов. Широко распространены в верхних слоях почвы. Вызывают белый налёт на продуктах питания и их порчу. Через некоторое время налёт чернеет из-за образования многочисленных спорангиев со спорами (служат для бесполого размножения). Мицелий не поделён перегородками и представлен одной гигантской многоядерной разветвлённой клеткой.

2) Пеницилл (род. Penicillium), род несовершенных грибов или конидиальная стадия у некоторых сумчатых грибов. Образуют зелёный налёт (плесень) на пищевых продуктах, вызывая их порчу. Мицелий состоит из ветвящихся гиф, поделённых, в отличие от гиф мукора. перегородками на клетки. Спороношение имеет вид небольших кисточек, дающих русское название этих грибов – кистевики. Могут размножаться и вегетативно. Некоторые виды продуцируют антибиотики (пенициллин), 2 вида используют в сыроварении

3) Аспергилл (род. Aspergillus), род высших аэробных плесневых грибов, включающий в себя несколько сотен видов, распространённых по всему миру в различных климатических условиях. Они хорошо растут на различных субстратах, образуя плоские пушистые колонии, вначале белого цвета, а затем, в зависимости от вида, они принимают разную окраску

Плесени очень распространены в природе и играют важную роль в минерализации органических остатков. Некоторые из них используются в промышленности: аспергилл черный – для получения лимонной кислоты, пеницилл – для изготовления антибиотиков, некоторых сортов сыра. Плесневые грибы вызывают порчу продуктов, иногда болезни людей.

Афлатоксины – продукты жизнедеятельности микроскопических грибков Aspergillus – в естественных условиях загрязняют зерновые, бобовые и другие продукты, вызывая опасные отравления.

ОБЪЕКТ № 1.

Цель: изучить строение и размножение дрожжевых клеток.

Материалы и оборудование:предметные стекла, фильтровальная бумага, покровные стекла, культура дрожжей, пипетка, лабораторные тетради, карандаши.

Ход работы:

1. Из полученной культуры взять 1 мл раствора и развести его в кипяченой дистиллированной воде в соотношении 1:10.

2. Каплю раствора помесить на предметное стекло, накрыть покровным стеклом и удалить излишки жидкости фильтровальной бумагой.

3. Рассмотреть препарат под микроскопом, найти дрожжевую клетку, зарисовать ее в тетради.

4. Наблюдать за размножением дрожжей – образованием почки на материнской клетке.

Процесс почкования дрожжей изображен на рисунке 1.

ОБЪЕКТ № 2.

Цель:изучить строение и размножение различных плесневых грибов.

Материалы и оборудование:предметные стекла, фильтровальная бумага, препаровальные иглы, покровные стекла, культура плесени на черном хлебе, пипетка, лабораторные тетради, карандаши.

Ход работы:

а) гриб рода Mucor. Отбирают черновато-серый пушистый воздушный мицелий. При микроскопии обращают внимание на гифы с заполненными спорами спорангиями и колонки, которые образуются при освобождении спорангия;

б) гриб рода Aspergillus. Отбирают немного пушистого мицелия с окрашенными конидиями, слегка углубляясь иглой в питательную среду. Обращают внимание на несептированные конидиеносцы;

в) гриб рода Penicillium. При отборе стараются взять молодой мицелий (на границе окрашенного и белого мицелия), углубляясь иглой в среду. Обращают внимание на септированные гифы с кисточками.

1. Приготовьте микропрепарат, для этого:

а) при помощи препаровальной иглы или пинцета перенесите несколько нитей гриба на сухое предметное стекло;

б) капните каплю воды на предметное стекло и накройте препарат покровным стеклом; как увеличиваются размеры грибниц и плодовых тел. Почему это происходит?

в) аккуратно удалите лишний воздух из под покровного стекла.

2. Рассмотреть под микроскопом полученные образцы плесени (4 видов). Определите какие из них относятся к родам: мукор (Mucor), пеницилл (Penicillium), аспергилл (Aspergillus). Найдите головки со спорами и расположение мицелия (грибницы).

3. Заполните таблицу 1.

4. Зарисуйте образцы и подпишите их. Укажите названия составных частей гриба (1- гифы (гибницы); 2- спорангий (плодовые тела).

Для определения рода плесневых грибов используйте рисунок 2.

Строение микроорганизмов

• Особенности строения бактерий
• Грибы в микробиологии
• Болезнетворные микроорганизмы
• Вирусы как объект микробиологии
• Риккетсии – примитивные бактерии

Микроорганизмами (микробами) называют одноклеточные организмы размером менее 0,1 мм, которые невозможно увидеть невооруженным глазом. К ним относятся бактерии, микроводоросли, некоторые низшие мицелиальные грибы, дрожжи, простейшие (рис. 1). Их изучением занимается микробиология.

На рис. 2. можно увидеть некоторых представителей одноклеточных простейших. Иногда к объектам данной науки относят самые примитивные организмы на Земле — вирусы, не имеющие клеточную структуру и представляющие собой комплексы из нуклеиновых кислот (генетического материала) и белка. Чаще их выделяют в совершенно отдельную область исследования (Вирусологию), так как микробиология скорее направлена на изучение микроскопических одноклеточных.

Такие науки, как альгология и микология, изучающие водоросли и грибы, соответственно, являются отдельными дисциплинами, перекрывающимися с микробиологией в случае исследования микроскопических живых объектов. Бактериология является истинным разделом микробиологии. Данная наука занимается изучением исключительно прокариотных микроорганизмов (рис. 3).

В отличие от эукариот, к которым относятся все многоклеточные организмы, а также простейшие, микроскопические водоросли и грибы, у прокариот отсутствует оформленное ядро, содержащее генетический материал и настоящие органоиды (постоянные специализированные структуры клетки).

Для избавления от паразитов наши читатели успешно используют Intoxic. Видя, такую популярность этого средства мы решили предложить его и вашему вниманию.
Подробнее здесь…

К прокариотам относятся истинные бактерии и археи, по современной классификации обозначенные, как домены (надцарства) Archaea и Eubacteria (рис. 4).

Особенности строения бактерий

Бактерии являются важным звеном в круговороте веществ в природе, разлагают растительные и животные остатки, очищают загрязненные органикой водоемы, модифицируют неорганические соединения. Без них не могла бы существовать жизнь на земле. Данные микроорганизмы распространены везде, в почве, воде, воздухе, организмах животных и растений.

Бактерии различаются по следующим морфологическим особенностям:

1. Форма клеток (округлые, палочковидные, нитчатые, извитые, спиралевидные, а также различные переходные варианты и звездообразная конфигурация).
2. Наличие приспособлений для движения (неподвижные, жгутиковые, за счет выделения слизи).
3. Сочленение клеток друг с другом (изолированные, сцепленные в виде пар, гранул, ветвящиеся формы).

Среди структур, образуемых округлыми бактериями (кокками) выделяют клетки, находящиеся в паре после деления и затем распадающиеся на одиночные образования (микрококки) или остающиеся все время вместе (диплококки). Квадратичную структуру из четырех клеток образуют тетракокки, цепочку – стрептококки, гранулу из 8-64 единиц – сарцины, грозди – стафилококки.

Палочковидные бактерии представлены многообразием форм вследствие большой изменчивости длинны (0,1-15 мкм) и толщины (0,1-2 мкм) клетки. Форма последних также зависит от способности бактерий к образованию спор – структур с толстой оболочкой, позволяющей переживать микроорганизмам неблагоприятные условия. Клетки с такой способностью называет бациллами, а не обладающие такими свойствами просто палочковидными бактериями.

Особыми видоизменениями палочковидных бактерий являются нитчатые (вытянутые) формы, цепочки и ветвящиеся структуры. Последнюю образуют актиномицеты на определенной стадии развития. «Кривые» палочки называют извитыми бактериями, среди которых выделяют вибрионы; спириллы, имеющие два изгиба (15-20 мкм); спирохеты, напоминающие волнистые линии. Их длины клеток 1-3, 15-20 и 20-30 мкм, соответственно. На рис. 5 и 6 представлены основные морфологические формы бактерий, а также типы расположения споры в клетке.

Основные клеточные структуры бактерий: нуклеоид (генетический материал), предназначенные для синтеза белка рибосомы, цитоплазматическая мембрана (часть оболочки клетки), которая у многих представителей дополнительно сверху защищена клеточной стенкой, капсулой и слизистым чехлом (рис. 7).

По классификации бактерий выделяют более 20 типов. Например, экстремально термофильные (любители высоких температур) Aquificae, анаэробные палочковидные бактерии Bacteroidetes. Однако наиболее доминантным типом, включающим в себя многообразных представителей, является Actinobacteria. К нему относятся бифидобактерии, лактобациллы, актиномицеты. Уникальность последних заключается в способности формировать мицелий на определенной стадии развития.

В простонародье это называется грибница. Действительно, разветвления клеток актиномицет напоминают гифы грибов. Несмотря на такую особенность, актиномицеты относят к бактериям, так как они являются прокариотами. Естественно их клетки по особенностям структуры менее сходны с грибами.

Актиномицеты (рис. 8) являются медленно растущими бактериями, поэтому не имеют возможности конкурировать за легкодоступные субстраты. Они способны разлагать вещества, которые другие микроорганизмы не могут использовать в качестве источника углерода, в частности углеводороды нефти. Поэтому актиномицеты интенсивно исследуются в области биотехнологии.

Некоторые представители концентрируется в зонах нефтяных месторождений, и создают специальный бактериальный фильтр, препятствующий проникновению углеводородов в атмосферу. Актиномицеты являются активными продуцентами практически ценных соединений: витаминов, жирных кислот, антибиотиков.

Грибы в микробиологии

Объектом микробиологии являются только низшие плесневые грибы (ризопус, мукор, в частности). Как все грибы они не способны синтезировать вещества сами и нуждаются в питательной среде. Мицелий у низших представителей данного царства примитивен, не разделен перегородками. Особую нишу в микробиологических исследованиях занимают дрожжи (рис. 9), отличающиеся отсутствием мицелия.

В настоящее время об их полезных свойствах собраны многочисленные знания. Однако дрожжи продолжают исследоваться на способность синтезировать практически ценные органические соединения и активно применяются в качестве модельных организмов при проведении генетических экспериментов. С древних времен дрожжи использовались в бродильных процессах. Метаболизм у разных представителей отличается. Поэтому для какого-то конкретного процесса одни дрожжи больше подходят, чем другие.

Например, Saccharomyces beticus, более устойчивые к высоким концентрациям спирта, используются для создания крепких вин (до 24%). В то время как, дрожжи S. cerevisiae способны вырабатывать более низкие концентрации этанола. По направлениям их применения дрожжи классифицируются на кормовые, пекарские, пивные, спиртовые, винные.

Болезнетворные микроорганизмы

Болезнетворные или патогенные микроорганизмы встречаются повсеместно. Наряду с широко известными вирусами: гриппом, гепатитом, корью, ВИЧ и прочее опасными микроорганизмами являются риккетсии, а также стрепто- и стафилококки, вызывающие заражение крови. Среди палочковидных бактерий много возбудителей заболеваний. Например, дифтерия, туберкулез, брюшной тиф, сибирская язва (рис. 10). Немало опасных для человека представителей микроорганизмов встречается среди простейших, в частности малярийный плазмодий, токсоплазма, лейшмания, лямблия, трихомонада, патогенные амебы.

Многие актиномицеты не опасны для человека и животных. Однако немало патогенных представителей встречается среди микобактерий, вызывающих туберкулез, проказу (лепру). Некоторые актиномицеты инициируют такое заболевание, как актиномикоз, сопровождающийся образованием гранулем, иногда повышением температуры тела. Отдельные виды плесневых грибов способны вырабатывать токсические для человека вещества – микотоксины. Например, некоторые представители рода Aspergillus, Fusarium. Патогенные грибы вызывают группу заболеваний, называемых микозами. Так, кандидоз или, попросту говоря, молочницу вызывают дрожжеподобные грибы (рис. 11). Они всегда содержаться в организме человека, но активизируются только при ослаблении иммунитета.

Грибы могут вызывать разнообразные поражения кожи, в частности всевозможные виды лишая, кроме опоясывающего (герпеса), который вызывается вирусом. Дрожжи Malassezia – постоянные обитатели кожи человека при спаде активности иммунной системы могут вызвать себорейный дерматит. Не стоит сразу бежать мыть руки. Дрожжи и условно патогенные бактерии при хорошем здоровье выполняют важную функцию, препятствуют развитию болезнетворных микроорганизмов.

Вирусы как объект микробиологии

Вирусы – самые примитивные организмы на земле. В свободном состоянии в них не происходят никакие обменные процессы. Только при попадании в клетку-хозяина вирусы начинают размножаться. У всех живых организмов носителем генетического материала является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Только среди вирусов встречаются представители с генетической последовательностью типа рибонуклеиновой кислоты (РНК).

Часто вирусы не относят к истинно живым организмам.

Кроме паразитов, специализирующихся на животных и человеке, среди них встречаются фитопатогенные представители, то есть повреждающие только клетки растений; бактериофаги – «пожиратели бактерий». Известно, что вирусы способны даже развиваться в погибших клетках, у которых осталась относительно целая структура, а генетический материал погиб. Раньше во время эпидемий сжигали тела умерших как при бактериальных, так и вирусных заболеваниях.

Морфология вирусов очень разнообразна (рис. 12). Обычно их диаметральные размеры колеблются в пределах 20-300 нм.

Отдельные представители достигают в длину 1-1,5 мкм. Структура вируса заключается в окружении генетического материала специальным белковым каркасом (капсидом), отличающимся разнообразием форм (спиральный, икосаэдрический, шарообразный). Некоторые вирусы сверху имеют еще оболочку, сформированную из мембраны клетки-хозяина (суперкапсид). Например, вирус иммунодефицита человека (рис. 13) известен как возбудитель заболевания, которое носит название (СПИД). Он содержит в качестве генетического материала РНК, поражает определенный тип клеток иммунной системы (т-лимфоциты хелперы).

Цикл размножения данных паразитов начинается с этапа прикрепления к клетке. Мишень содержит особые молекулярные концы (рецепторы), по которым ее распознают вирусы. Далее осуществляется проникновение внутрь генетического материала паразита, часто с некоторыми другими компонентами его структуры. Размножение вируса происходит за счет удвоения (репликации) генов и последующего формирования нужных белков. После этого вирусы копиями освобождаются из клетки и снова формируют свою структуру.

Риккетсии – примитивные бактерии

Может показаться, что между вирусами и бактериями большая пропасть. Однако оказалось, что в природе есть переходные формы, получившие название риккетсии. Данные микроорганизмы по современной классификации относятся к типу Proteobacteria (протеобактерии). Риккетсии по размеру сопоставимы с крупными вирусами и являются внутриклеточными паразитами. Как и вирусы, риккетсии способны размножаться только в клетках хозяина. Клетки данных бактерий неподвижны. Риккетсии, как правило, являются палочковидными, встречаются также кокки и нити.

Заболевания, которые вызывают риккетсии у человека, нередко протекают очень тяжело. Проявляются симптомы лихорадки, сопровождающейся поражением центральной нервной и сердечнососудистой систем. Как правило, риккетсии передаются человеку при укусе клещей, блох, вшей. В клетках переносчиков паразиты содержатся в покоящейся (неактивной) форме и активизируются только при попадании в хозяина. Риккетсии могут передаваться также через теплокровных животных (крыс, мышей, собак), которым они не приносят никакого вреда.

Watch this video on YouTube