Dział 10 - Grzyby

Wstęp

Źródło: Wikipedia.

Grzyby omawiamy między królestwem roślin a zwierząt. Naukowcy bowiem uważają, że grzyby i zwierzęta miały wspólnych przodków w osobie protistów. Ze względu na grzyby wyodrębnione zostało osobne królestwo Fungi. Większość grzybów to istoty lądowe (tj. borowik, płucnica islandzka, dzieżka pomarańczowa), choć zdarzają się też wodne. Badacze uważają, że ryniofity i stawonogi przeniosły w sylurze (440-408 mln lat temu) w swoich ciałach pasożytujące grzyby. Fungi podzielono na 4 grupy: skoczki, sprzężniowce, workowce i podstawczaki, do tej pory opisano 120 tysięcy gatunków grzybów, ale przewiduje się, że są ich miliony. Grzyby zalicza się tak jak zwierzęta do supergrupy Opisthokonta.

Budowa

Organizmy te nie potrafią się przemieszczać. Tak jak rośliny posiadają ścianę komórkową, natomiast ich ciało zbudowane jest z niteczek plazmatycznych zwanych strzępkami. Wyróżnia się kilka rodzai strzępek:

1. jednojądrowa;
2. dikariotyczna;
3. komórczakowa.

W strzępkach występują przegrody, to ile jąder znajduje się między dwiema przegrodami, wskazuje, z którym rodzajem strzępki mamy do czynienia. Pomiędzy przegrodami mogą „przechodzić” organelle komórkowe. Grzyby nie mają plastydów, nie są więc zdolne do fotosyntezy. Jeżeli strzępki rosną blisko siebie, mówimy, że jest to strzępka plektenchematyczna, czyli zbita, występują też strzępki luźne. 

Materiałem zapasowym grzybów jest tłuszcz i glikogen. Glikogen i tłuszcz gromadzą również zwierzęta, jest to kolejny dowód na pokrewieństwo tych grup. Ściana komórkowa grzyba zbudowana jest z wielocukru – chityny, która buduje także pancerze stawonogów. Nieliczne grzyby posiadają centriole, czyli organelle uczestniczące w podziale komórki (ciekawe jest to, że na Wikipedii jest napisane: „nie ma ich w komórkach grzybów” natomiast inne internetowe źródła mówią inaczej – tu i tu i tu). Owocniki to struktury służące do rozrodu, tak naprawdę to części grzybów wystające z gleby, są one zbudowane właśnie ze strzępek zbitych, spotkałem się też z nazwą „strzępki upakowane”. Najprostszą budową charakteryzują się formy drożdżoidalne – ich ciało zbudowane jest z jednej owalnej komórki. Grzyby drożdzoidalne rozmnażają się tylko bezpłciowo, dlatego nazywa się je grzybami niedoskonałymi.

Grzyby to saprofity i pasożyty, ale też drapieżniki. Z powodu ściany komórkowej nie mogą odżywiać się za pomocą endocytozy, dlatego wydzielają enzymy trawienne rozkładające pożywienie na związki proste, które łatwiej jest im przyswoić. Grzyby potrafią być przyjaźnie nastawione do swojego partnera życiowego, w takim wypadku są to stosunki symbiotyczne, które tworzą się pomiędzy korzeniami roślin (ale nie tylko korzeniami, choć zdecydowanie najczęściej) a grzybami.
Nazywa się to mikoryzą zewnętrzną bądź wewnętrzną, a polega na tym, że grzyby pomagają w pobieraniu wody i soli, a same inkasują związki organiczne. W mikoryzie ektotroficznej strzępki wnikają pomiędzy komórki korzenia, z czasem włośniki obumierają i ich funkcje przejmują właśnie ów strzępki. Gdy strzępki wnikają do komórek korzenia, to jest to mikoryza endotroficzna, w tym przypadku włośniki nie zamierają, a strzępki jedynie pomagają im pobierać wodę i sole mineralne. Udowodniono, że większość roślin naczyniowych wchodzą w taki rodzaj symbiozy z grzybami, przykładami może być sosna pospolita i maślak zwyczajny czy koźlarz babka z brzozą brodawkową. Wprowadza się nawet specjalne szczepionki, czyli żywe strzępki grzyba, który jest gotowy pomóc roślinie, czyli wejść z nią w mikoryzę. Efekty są często wyśmienite: „Już po miesiącu, mniej więcej w okresie kwitnienia, można zaobserwować, że rośliny bez mikoryzy są blade, jakby brakowało im azotu i wody, a zaszczepione dobrze wybarwione, ciemnozielone, w pełnym turgorze i są wyrównane” - Wyniki badań nad zastosowaniem grzybów mikoryzowych na plantacjach winorośli, Marcin Kolasiński, Katedra Dendrologii i Szkółkarstwa, Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu. Zapraszam tutaj, po więcej wiedzy na temat mikoryzy.

Rozmnażanie

Grzyby rozmnażają się za pomocą zarodników, poprzez pączkowanie, fragmentacje, podział komórki lub płciowo.

Zarodniki mogą powstać przez mejozę, wtedy nazywa się je mejosporami (u workowców i podstawczaków) lub dzięki mitozie w zarodniach sporangialnych i konidialnych. Podczas mitozy wewnętrznej nie zanika otoczka jądrowa i nie powstaje wrzeciono kariokinetyczne. Wyróżniamy więc takie typy zarodni u grzybów:

• Sporangialne: mają kształt kulisty, ich zarodniki wysypują się po pęknięciu ściany zarodni.
• Konidialne: są końcami haploidalnych strzępek. Ich zarodniki wysypują się poprzez oderwanie od strzępki.
• Workowe: wytwarzają 8 zarodników zwanych askosporami, które umieszczone są wewnątrz podłużnej struktury zarodni.
• Podstawkowe: wytwarzają tylko 4 zarodniki zwane bazydiosporami na komórce, z której zbudowana jest zarodnia.

Grzyby lądowe wytwarzają zarodniki niezdolne do ruchu, które są przenoszone przez wiatr tak zwane aplanospory. A co ze wspomnianymi na początku grzybami wodnymi (głównie skoczkowce)? Ich zarodniki zostały obdarzone wiciami, dzięki czemu potrafią się poruszać, a nazywają się zoosporami lub pływkami.

Rozmnażanie płciowe polega na gamii (połączeniu). Występują trzy rodzaje gamii:

1. gametogamia – dwie haploidalne gamety łączą się, tworząc zygotę; występuje u skoczkowców – najbardziej prymitywnych grzybów i przybiera takie formy: izogamia lub oogamia;
2. gametangiogamia – łączą się całe wielojądrowe gametangia, czyli plemnie i lęgnie, występuje u bardziej wyspecjalizowanych grzybów;
3. somatogamia – łączą się dwie haploidalne strzępki grzybów oznaczone + i -' występuje u podstawczaków.

Należy wspomnieć, że u bardziej rozwiniętych grup grzybów (workowce i podstawczaki) w czasie zapłodnienia dochodzi do wydłużenia ich strzępek. W takim momencie dochodzi do plazmogamii, czyli zlania się cytoplazmy plemni i lęgni. Jądra komórkowe ustawiają się dwójkami, tworząc pary jąder sprzężonych i budują strzępkę dikariotyczną. W czasie wzrostu strzępki jądra sprzężone dzielą się synchronicznie, tak że do nowo powstających komórek przechodzą zawsze po dwa jądra sprzężone. Do kariogamii – po jakimś czasie – dochodzi w hymenium lub w warstwie rodzajnej. Tworzy się wtedy jądro zygotyczne, które bardzo szybko przechodzi mejozę, a z haploidalnych jąder tworzą się zarodniki – mejospory.

Cykle rozwojowe przedstawione w formie tabel:

• Sprzężniowce na przykładzie pleśniaka białego:

	Typ rozmnażania	Rodzaje i długość faz	Typy zarodników	Miejsce tworzenia się zarodników
Diagnoza:	gametangiogamia	haplofaza>diplofaza	Sporangialne, mitospory	Kulista zarodnia na sztywnych haploidalnych strzępkach.
Potwierdzenie:	Łączą się gametangia.	Diplofaza w postaci zygospory trwa tylko kilka miesięcy. Haplofaza resztę życia.	„[...] kuliste zarodnie, które z czasem czernieją. W tych zarodniach powstają zarodniki sporangialne”. - Biologia klasa 1. OPERON, zakres rozszerzony, Gdynia 2005

• Workowce na przykładzie dzieżki pomarańczowej:

	Typ rozmnażania	Rodzaje i długość faz	Typy zarodników	Miejsce tworzenia się zarodników
Diagnoza:	gametangiogamia	haplofaza>dikariofaza>diplofaza	workowe, mejospory, endospory	Wewnątrz komórki zwanej workiem.
Potwierdzenie:	Połączenie wielojądrowych gametangiów i przelanie się cytoplazmy poprzez wyrostek zwany włostkiem.	Najkrótsza diplofaza to moment, kiedy w zalążku zarodni znajduje się jądro zygotyczne. Jądro dzieli się mejotycznie i tym samym rozpoczyna się haplofaza. Dikariofaza ogranicza się do plazmogamii i kariogamii.	„Powstałe w procesie kariogamii jądro zygotyczne dzieli się mejotycznie […] powstaje 8 jąder w rozciągniętej komórce szczytowej”. - Biologia klasa 1. OPERON, zakres rozszerzony, Gdynia 2005

• Podstawczaki na przykładzie muchomora czerwonego:

	Typ rozmnażania	Rodzaje i długość faz	Typy zarodników	Miejsce tworzenia się zarodników
Diagnoza:	somatogamia	dikariofaza>haplofaza>diplofaza	podstawkowe, mejospory, egzospory	Na zewnątrz komórki zwanej podstawką.
Potwierdzenie:	Strzępki dwóch grzybów + i – łączą się ze sobą bez tworzenia gametangiów.	Bardzo szybko dochodzi do gamii, strzępka dikariotyczna może żyć wiele lat. Diplofaza (tak jak u workowców) ogranicza się do bytowania jądra zygotycznego.	„Komórka wytwarza na szczycie 4 wyrostki, do których przechodzą powstałe po mejozie jądra i powstają 4 zarodniki na bezjądrowej podstawce”. - Biologia klasa 1. OPERON, zakres rozszerzony, Gdynia 2005

Przegląd i znaczenie

W ostatniej części (zresztą wcześniej też) nie napiszę o skoczkach, ponieważ ten materiał podobno nie obowiązuje.

• Sprzężniowce: w ich skład wchodzi około 300 gatunków, posiadają formę przetrwalnikową – zygosporę, np. pleśniak biały niszczący żywność, rozłożek czerniejący tworzy czarną pleśń na żywności, zwierzomorkowce natomiast są drapieżnikami;
• Workowce: zalicza się do nich drożdże, miseczniki, grzyby pleśniowe, piestrzenica kasztanowata jest śmiertelnie trująca (wygląda też obrzydliwie);
• Podstawczaki: purchawica olbrzymia, flagowiec olbrzymi, sromotnik, pieczarka polna itd.

Choroby wywoływane przez grzyby na człowieku: grzybica naskórka włosów i paznokci, owrzodzenie w jamie ustnej (wywołują je drożdżaki i pleśniaki), drożdżyce, grzybicze zapalenie płuc. Sporysz buławinki czerwonej wytwarza substancję, która uszkadza nerwy obwodowe. Muchomor sromotnikowy wytwarza amanitynę substancję niszcząca wątrobę człowieka. Grzyby znajdują zastosowanie w przemyśle chemicznym jako źródło celulozy, kwasów organicznych i białek. Niestety niszczą papier, drewno, tkaniny i skórę. Synchytrium endobioticum wywołuje choroby ziemniaków.

Porosty

Wśród grzybów często występuje helotyzm (gr. heilotes – niewolnik) między grzybem a samożywnym glonem czy sinicą. Takie dwuskładnikowe organizmy nazywamy porostami i obecnie zaliczamy je do grzybów. Grzyb chroni glon i dostarcza mu sole i wodę w zamian sinica/glon wytwarza substancje organiczne, jednakże jak stwierdzono w badaniach, glony porostowe bez grzyba rosną szybciej i mogą rozmnażać się płciowo, dlatego też stosunek tych dwóch organizmów nazywamy helotyzmem, czyli specyficzną formą mutualizmu. Poznano 14 tysięcy porostów. Są to organizmy mało wymagające, dlatego nazywa się je organizmami pionierskimi, czyli takimi, które przystosowują glebę do niż ekologicznych innych bardziej wymagających roślin. Porosty jednak są bardzo wrażliwe na zanieczyszczenie tlenkami siarki, tę cechę używa się do sprawdzenia, jak bardzo dany obszar jest zanieczyszczony. Sporządzono bowiem specjalną skale (źródło Wikipedia), organizmy, dzięki którym jesteśmy w stanie określić skażenie środowiska, nazywamy bioindykatorami:

• Strefa I

Bezwzględna pustynia bezporostowa – obszar, na którym nie występują porosty listkowate i krzaczkowate, będące dobrymi bioindykatorami czystości powietrza. Brak także porostów nadrzewnych, nawet skorupiastych; co najwyżej występują jednokomórkowe glony tworzące zielone naloty na korze drzew. Najczęściej obejmuje centra miast, wysypiska śmieci, tereny wokół ośrodków przemysłowych i przy drogach o intensywnym ruchu samochodowym. Przyczyną jest duża emisja dwutlenku siarki oraz mała wilgotność powietrza.

• Strefa II

Względna pustynia bezporostowa – o bardzo silnym zanieczyszczeniu powietrza. Misecznica proszkowata (Lecanora conizaeoides) oraz liszajec (Lepraria sp.); gatunki należą do najbardziej odpornych na zanieczyszczenia

• Strefa III

Wewnętrzna strefa osłabionej wegetacji – o silnie zanieczyszczonym powietrzu. Paznokietnik ostrygowy (Hypocenomyce scalaris), Obrost wzniesiony (Physcia adscendens), Złotorost postrzępiony (Xanthoria candelaria).

• Strefa IV

Środkowa strefa osłabionej wegetacji – o średnio zanieczyszczonym powietrzu Pustułka pęcherzykowata (Hypogymnia psysodes), Tarczownica bruzdkowana (Parmelia sulcata).

• Strefa V

Zewnętrzna strefa osłabionej wegetacji – o względnie mało zanieczyszczonym powietrzu. Mąkla tarniowa (Evernia prunastri), Mąklik otrębiasty (Pseudevernia furfuracea), Odnożyce (Ramalina spp.); ich plechy są zdeformowane i słabo wykształcone.

• Strefa VI

Wewnętrzna strefa normalnej wegetacji – o nieznacznym zanieczyszczeniu powietrza Włostka brązowa (Bryoria fuscescens), Brodaczka kępkowa (Usnea hirta), Płucnik modry (Platismatia glauca); taksony rosnące w strefie V o normalnie rozwiniętych plechach

• Strefa VII

Typowa strefa normalnej wegetacji – powietrze czyste lub co najwyżej minimalnie skażone Taksony bardzo wrażliwe z rodzajów: Włostka (Bryoria), Brodaczka (Usnea), Pawężniczka (Nephroma), Granicznik (Lobaria).

Tarczownica, żródło: Wikipedia.

Ciało porostów nazywamy plechą. W skład każdej plechy wchodzi ciało grzyba i glonu/sinicy. Plechy różnicują się wewnętrznie na dwa rodzaje. Heteromeryczne, to takie, które mają budowę warstwową. Znaczy to, że w górnej części plechy znajduje się głównie organizm samożywny, natomiast w dolnej grzyb. To dlaczego w górnej bytuje organizm samożywny, jest chyba jasne – żeby mieć lepszy dostęp do światła. Większość porostów posiada budowę warstwową. Konstrukcję niewarstwową nazywa się homeomeryczną, która na przekroju mikroskopowym jest jednowarstwowa.

Plechy można rozróżnić też morfologicznie na:

• skorupiaste, o najmniejszej powierzchni, ściśle przylegają do podłoża, najmniej wrażliwe na zaneiczyszczenie środowiska, np. misecznica;
• listkowate są nieco większe i lekko odstają od podłoża, np. tarczownica;
• krzaczkowate to największe plechy, które są rozgałęzione i wzniesione, najbardziej wrażliwe na zanieczyszczenie środowiska, np. mąklik otrębiasty

Porosty mogą się rozmnażać tylko bezpłciowo, natomiast grzyb budujący porost potrafi rozmnażać się płciowo. Najczęściej dochodzi do fragmentacji części grzybni razem z częścią organizmu samożywnego, ten proces ułatwia wytworzenie wyrostków. Najciekawszymi dla mnie tworami są urwistki, czyli kuliste twory zbudowane w środku z komórek zielenicy a z zewnątrz otoczone strzępkami grzyba, twory te wydostają się przez pęknięcia na powierzchni porostu.

Bibliografia:

• Biologia klasa 1. OPERON, zakres rozszerzony, Gdynia 2005
• http://www.mykoflor.pl/cms/images/mf/foto/wrzosowate_wyniki.pdf
• http://pl.wikipedia.org
• http://terazwiedza.pl
• http://bio-logia.blog.onet.pl/
• http://www.mykoflor.pl