Heel gedetailleerde informatie over de organismen die voor ons van belang zijn, wordt gegeven door leerboeken over het onderwerp "biologie" (graad 6). De algemene kenmerken van paddenstoelen zijn echter een onderwerp voor hele boeken en wetenschappelijke artikelen. En dit is niet verrassend - het is erg interessant om ze te bestuderen.
Paddestoelen, waarvan de algemene kenmerken in dit artikel worden gepresenteerd, volgens ecologische en trofische indicatoren, zijn heterotrofe eukaryoten met een uitsluitend osmotrofe soort voeding. Deze definitie onderscheidt hen duidelijk van andere organismen in de ruimte die door de biota wordt ingenomen. De algemene kenmerken van paddenstoelen suggereren dat het de osmotrofe manier van voeding is die hun morfologische, fysiologische en biochemische kenmerken bepa alt.
Vegetatief lichaam van paddenstoelen
Het vegetatieve lichaam van de meeste schimmels is een sterk vertakte draad (hyfen) met onbeperkte groei, waarvan de totaliteit wordt genoemdmycelium of mycelium. Gewoonlijk is het mycelium volledig ondergedompeld in het substraat (aarde, plantenweefsel, uitwerpselen van dieren, plantenresten, enz.), en door dergelijke kenmerken van de structuur kan het hele lichaam er maximaal voedingsstoffen uit halen met behulp van exoosmose.
Organische stoffen in de vermelde substraten zijn voornamelijk in de vorm van hoogmoleculaire polymeren (eiwitten, polysachariden, nucleïnezuren) die niet door de celmembranen gaan. Daarom scheiden schimmels, waarvan de algemene kenmerken ons interesseren, depolymerase-enzymen af in het substraat, die polymeren afbreken tot oligo- en monomeren die in cellen kunnen worden getransporteerd. Als bij dieren spijsverteringsenzymen worden uitgescheiden in de darm, worden ze bij schimmels buiten uitgescheiden, en dan kunnen de schimmelhyfen worden vergeleken met een darm die binnenstebuiten is gekeerd.
Paddestoel reproductie
Volledige onderdompeling van het mycelium in het substraat beperkt de mogelijkheid dat ze zich in de ruimte nestelen. Daarom steken hun voortplantingsorganen uit naar het oppervlak van het substraat of steken er boven uit om zich in de lucht of (als het substraat in water is) in het aquatische milieu te verspreiden. Bij veel paddenstoelen (macromyceten) zijn de sporendragende organen groot, duidelijk zichtbaar met het blote oog (kappaddenstoelen die boven de grond uitsteken of tondelschimmels die aan een boom groeien). Andere schimmels (micromyceten) hebben kleine sporulatie-organen, hun structuur is alleen onder een microscoop te zien, maar bij massale ontwikkeling vormen ze gekleurde plaques in de vorm van schimmels op verschillende substraten.
Twee koninkrijken van paddenstoelen
Fylogenetische constructies laten zien dat de ecomorf "paddestoelen" geen homogene monofyletische groep is, maar is verdeeld in twee phyla (koninkrijken). De meeste, de "echte paddenstoelen" (eumycetes) genoemd, zijn monofyletisch en vormen het eigenlijke koninkrijk van paddenstoelen (paddestoelen). Een kleiner deel, "paddestoelachtige organismen" (pseudomyceten) genoemd, is, samen met enkele algen, opgenomen in het koninkrijk Stramenopila, waarin het is gegroepeerd in twee divisies - Oomycota (oomycetes) en Labyrinthulomycota (geslachtslijmzwammen). Op basis van deze indeling wordt een algemeen kenmerk van paddenstoelen opgebouwd. Hoedpaddenstoelen zijn, zoals je kunt zien, slechts een deel van hun variëteit.
Primaire en secundaire metabolieten
Alle metabolieten zijn voorwaardelijk onderverdeeld in primair en secundair. Primaire metabolieten zijn nodig voor de groei van het organisme en zijn onvervangbaar. Dit zijn nucleïnezuren, eiwitten, koolhydraten, co-enzymen, lipiden, enz. Hieruit worden celorganellen opgebouwd - kernen, mitochondriën, ribosomen, celwand- en membraanstructuren die schimmels hebben. Het algemene kenmerk van primaire metabolieten is dat hun afzettingen door de cel worden gebruikt als bronnen van voeding en energie. Secundaire metabolieten zijn nodig voor de aanpassing van het organisme aan de levensomstandigheden. Ze kunnen worden gevonden in sommige soorten en afwezig in andere. In tegenstelling tot primaire metabolieten zijn secundaire metabolieten gewoonlijk verbindingen met een laag molecuulgewicht.
Eiwitten
Structurele eiwitten maken deel uit van de celwand, membraanstructuren,chromosomen, waaruit de elementen van het cytoskelet zijn opgebouwd - microtubuli en microfilamenten. Enzymatische eiwitten zorgen voor alle intracellulaire processen en interactie met de omgeving.
Koolhydraten
Structurele polymere koolhydraten vormen de basis van de celwand die paddenstoelen hebben. De algemene kenmerken van dergelijke koolhydraten in termen van chemische samenstelling stellen ons in staat ze in drie groepen te verdelen: glucose, andere monosachariden en koolhydraten die covalent aan peptiden (glycoproteïnen) zijn gebonden.
Glucosepolymeren zijn glucanen, chitines en cellulose. Glucanen zijn lineaire of vertakte ketens van glucosemoleculen. Ze vormen de buitenste laag van de celwand van de meeste schimmels. In chitinemoleculen zijn glucoseresten verbonden met aminogroepen (geamineerd), waaraan op hun beurt azijnzuurresten zijn gehecht (geacetyleerd). Moleculen die met elkaar "verknoopt" zijn door vertakte moleculen van andere polysachariden, vormen een sterk frame van de celwand. Cellulose werd gevonden in alle bestudeerde oomyceten, waarin het ongeveer 10% van de celwandmassa uitmaakt. Lange tijd werd aangenomen dat echte schimmels het missen, maar nu is de aanwezigheid ervan aangetoond in de wand van sommige ascomyceten (geslacht Ophiostoma).
Polymeren van andere monosachariden (mannose, galactose, enz.), die in hogere planten hemicellulose worden genoemd, worden niet in alle groepen schimmels aangetroffen. Er zijn vooral veel mannose-polymeren - mannanen - in de celwanden van gist. Blijkbaar geeft deze samenstelling van de muur een betere knopvorming dan glucaan.
Ten slotte kunnen de algemene kenmerken van paddenstoelenworden aangevuld met het feit dat hun celwanden, net als planten, veel polysachariden bevatten die zijn geassocieerd met eiwitmoleculen - peptidoglucanen, mannanoproteïnen, enz. Ze vormen de middelste laag van een meerlagige celwand en spelen een belangrijke rol bij het handhaven van de structurele integriteit van cellen en in zijn uitwisselingsprocessen met de omgeving.
Koolhydraten reserveren
Dit artikel geeft een vrij gedetailleerde algemene beschrijving van paddenstoelen. Groep 6 van de school is de tijd waarin we deze organismen voor het eerst in detail leren kennen in biologielessen. Wij bieden aan om de kennis te verdiepen en nader te bestuderen. Laten we verder gaan met de beschrijving van reserve-koolhydraten.
Paddestoelen hebben niet de belangrijkste reserve polysaccharide gevonden die inherent is aan hogere planten en veel algen - zetmeel. Glucose in eumyceten wordt opgeslagen als een glucaan, dicht bij dierlijk zetmeelglycogeen. Naast glucanen hebben paddenstoelen ook andere opslagkoolhydraten, waarvan sommige uniek zijn voor het schimmelrijk. Het is voornamelijk de disaccharide trehalose. Lange tijd werd trehalose alleen in paddenstoelen gevonden, daarom kreeg het zijn tweede naam - mycose. Nu wordt het ook in sommige hogere planten gevonden als een minder belangrijke verbinding. Trehalose speelt een belangrijke rol bij de aanpassing van schimmelcellen aan stress en de regulatie van osmotische processen. Champignoncellen bevatten ook suikeralcoholen - mannitol, sorbitol, xylitol, enz.
Lipiden
Lipiden (esters van glycerol met alifatische monocarbonzuren met rechte keten) zijn belangrijkreserveproducten, worden ze in de cel afgezet in de vorm van vetdruppels. Champignons worden gekenmerkt door een hoog geh alte aan meervoudig onverzadigde (met meerdere dubbele bindingen in de alifatische keten) vetzuren, zoals linoleenzuur - met drie en arachidonzuur - met vier dubbele bindingen. In de vorm van fosfolipiden (etherisch gekoppeld aan fosforzuur), zijn lipiden de belangrijkste componenten van celmembranen. Een belangrijke rol bij het creëren van membraanstructuren wordt ook gespeeld door sterollipoïden, die het membraan sterkte geven. In tegenstelling tot dierlijk cholesterol, dat 27 koolstofatomen in een molecuul heeft (C-27) en plantenfytosterolen (C-29), is ergosterol (C-28) de belangrijkste paddenstoelsterol.
Secundaire metabolieten: pigmenten
Paddestoelen bevatten geen fotosynthetische pigmenten, maar produceren een groot aantal verbindingen die het mycelium, de voortplantingsorganen of het substraat kleuren. Van chemische aard zijn de meeste pigmenten terpenoïden (carotenoïden) of aromatische verbindingen. Ze vervullen verschillende functies. Dus, sinaasappelderivaten van caroteen induceren het verloop van het seksuele proces in mucor-schimmels; donkergroene en zwarte fenolische pigmenten van aspergillus worden alleen afgezet in het sporendragende apparaat, dat, in tegenstelling tot het substraatmycelium, in de lucht wordt gevormd, en in sporen voor bescherming tegen ultraviolet licht; donkergekleurde melanine wordt afgezet in celwanden, waardoor hun sterkte toeneemt.
Gifstoffen en antibiotica
Veel schimmels produceren verbindingen die giftig zijn voor andere organismen, diehet wordt vaak opgemerkt wanneer een algemene beschrijving van paddenstoelen wordt samengesteld (een leerboek van de 6e klas of een leerboek voor een universiteit). Stoffen die giftig zijn voor micro-organismen worden antibiotica genoemd, giftig voor planten - fytotoxinen, giftig voor dieren en mensen - mycotoxinen. Sommige metabolieten van schimmels, die giftig zijn voor verschillende groepen organismen (micro-organismen en planten, planten en dieren), hebben een complex effect. Antibiotica worden gesynthetiseerd door veel schimmels die in de bodem leven en die om voedingssubstraten moeten concurreren met andere micro-organismen. Hun chemische aard en werkingsmechanisme zijn divers. Zo remmen antibiotica penicillines en cefalosporines de celwandsynthese in bacteriën, trichothecinen - eiwitsynthese in eukaryote micro-organismen, griseofulvine - mitose.
Fytotoxinen en mitotoxinen
Fytotoxinen die door schimmels in het weefsel van een geïnfecteerde plant worden uitgescheiden, veroorzaken de dood van plantencellen, die vervolgens een gemakkelijke prooi worden voor de parasiet. Toxines remmen enzymatische processen in de cellen van geïnfecteerde planten (bijvoorbeeld tentoxine van de schimmel Alternaria remt fotosynthetische fosforylering), hebben een sterk membranotroop effect en beïnvloeden het transport van stoffen door membranen, transmembraantransport van ionen (fusaarzuur, fusicoccine, etc.).
Mycotoxinen zijn onderverdeeld in twee groepen: toxines van microscopische schimmels (micromyceten) en toxines van macromycetische schimmels met grote vruchtlichamen. De eerste zijn vooral gevaarlijk bij schimmels die planten infecterenproducten die voor voedsel worden gebruikt. Ergot sclerotia accumuleren bijvoorbeeld alkaloïden (heterocycli die stikstof bevatten), die zenuwvergiften zijn. Ze worden niet vernietigd tijdens het bakken, dus brood gebakken van meel met een mengsel van gemalen sclerotia is buitengewoon gevaarlijk. Het gebruik ervan kan ernstige vergiftiging veroorzaken, vaak dodelijk. Een andere graanparasiet is de veroorzaker van oorfusarium. Dit is een Fusarium-schimmel die terpenoïde toxines in het graan afgeeft, die ook ernstige vergiftiging veroorzaken (brood gebakken van met Fusarium besmet meel werd in de volksmond "dronken brood" genoemd omdat het duizeligheid, braken en andere symptomen veroorzaakte die op ernstige alcoholvergiftiging lijken).
Voedselpaddestoelen
Momenteel is er vrij veel informatie over hun voeding verzameld door de biologie. De algemene kenmerken van paddenstoelen vanuit dit oogpunt zijn als volgt. De voeding van de meeste schimmels gaat ten koste van planten, daarom hebben ze actieve enzymen die structurele en opslagpolysacchariden in levende planten en plantenresten afbreken. Dit zijn pectinasen die polygalacturonzuur (pectine) afbreken tot oligogalacturoniden met een laag molecuulgewicht, xylanasen, cellobiasen en celluloses die cellulose en hemicellulose afbreken - de belangrijkste koolhydraatcomponenten van de plantencelwand, amylase, dat zetmeel afbreekt, enz. Het tweede bestanddeel van plantencellen na cellulose in gewicht is lignine, een driedimensionaal polymeer van aromatische ringen. Vooral veel ervan in verhoute cellen. Lignine is het meest persistente plantenpolymeer en alleen schimmels (voornamelijk houtvernietigende tondelschimmels) hebben lignase-enzymen die het afbreken. Parasitaire schimmels die het omhulsel van dieren en mensen aantasten (huid, haar, veren), scheiden enzymen af die het keratine-eiwit vernietigen waaruit ze zijn opgebouwd.
De meeste van de opgesomde enzymen worden door cellen gesynthetiseerd, niet constant met het oog op energiebesparing, maar alleen in aanwezigheid van de overeenkomstige stof in de omgeving (als er bijvoorbeeld geen pectine in de omgeving is, dan is pectinase wordt niet gesynthetiseerd). Ze zijn niet constitutief, maar onderhevig aan substraatinductie. Bovendien worden ze niet gevormd als het medium een mengsel van voedingsstoffen met gunstiger energiemetabolismeverbindingen (katabolieten) bevat. Het eindproduct van de vernietiging van de meeste polysachariden is bijvoorbeeld glucose, daarom worden in een omgeving die naast pectine of cellulose ook glucose bevat, geen pectinasen en cellulasen geproduceerd. Het is nauwelijks aan te raden om complexe chemische processen uit te voeren om glucose te verkrijgen als het al in het groeimedium aanwezig is. Deze regeling wordt katabolietenrepressie genoemd.
Aseksuele voortplanting
Als we doorgaan met het onthullen van een onderwerp als "Algemene kenmerken van paddenstoelen", zullen we kort de kenmerken van reproductie beschrijven. Aseksuele reproductie in deze organismen kan worden uitgevoerd door mobiele en immobiele sporen. Zoösporen vormen een klein aantal schimmels, in het water en op het land, waarin de genetische relaties met het water duidelijk worden getraceerd. De structuur van flagella in zoösporen van oomyceten en hyphychytria is vergelijkbaar met die beschreven voor ochrophyten.algen, en in chytridiomyceten zullen worden beschouwd in de beschrijving van deze groep. De meeste schimmelsoorten planten zich voort door immobiele sporen, wat wijst op hun zeer lange aanlanding. Sporen kunnen endogeen worden gevormd in sporangia (sporangiosporen) of exogeen (conidia). Endogene sporen komen pas vrij na de vernietiging van het sporangium, wat meestal optreedt als het nat wordt. Gewoonlijk wordt een groot aantal (duizenden) sporen gevormd in sporangia, maar sommige soorten vormen kleine sporangia (sporangiolen), waarin er slechts enkele (soms één) sporen zijn. In het laatste geval kunnen de sporangioli-membranen en -sporen samenvloeien, en dan functioneert de endogene spore als een exogene. Dit geeft het primaire voorkomen aan van endogene sporen, die de voorlopers waren van exogene sporen.
Seksuele reproductie
Het meest voorkomende type seksuele proces, en het eenvoudigste, is de fusie van twee vegetatieve cellen die niet zijn gedifferentieerd tot gameten, somatogamie genoemd. Een soortgelijk type seksueel proces is kenmerkend voor ascomycete-gisten, veel basidiomyceten en andere schimmels. Soms gaat het zelfs zonder celfusie, een eenvoudige fusie van kernen in de cel. Een complexer seksueel proces wordt voorafgegaan door de scheiding van myceliumsites van de partner (gametangia), die vervolgens samensmelten. Een dergelijk seksueel proces, gametangiogamie, is kenmerkend voor veel zygo- en ascomyceten. Ten slotte hebben schimmels ook gametogamie die andere eukaryote organismen gemeen hebben, d.w.z. fusie van gespecialiseerde gameten.
Klassieke iso- en heterogamie kenmerkend voor algen,worden alleen gevonden in lagere schimmels - chytridiomyceten. Er is helemaal geen klassieke oogamie in schimmels. Zelfs oomyceten, zo genoemd vanwege hun oogamy, hebben geen mannelijke gameten (spermatozoa of spermatozoa), en de eieren in het oogonium hebben geen eigen celwand en worden oospheres genoemd. Sommige soorten buideldieren hebben een oogonium (maar zonder de vrouwelijke ei-gameten, d.w.z. die een gametangia vertegenwoordigen), maar geen antheridium, zodat bevruchting plaatsvindt door een vegetatieve hypha. Andere ascomyceten en basidiomycete roestschimmels hebben mannelijke gameten - spermatozoa, maar missen vrouwelijke gameten, en soms gametangia (spermatogamie). Bij sommige soorten hebben spermatozoa een dubbele functie: mannelijke gameten en ongeslachtelijke sporen (conidia).
Conclusie
Algemene kenmerken van paddenstoelen: voeding en ademhaling, reproductie van sporen - dit alles is van groot belang voor natuurliefhebbers. Dit zijn immers unieke organismen die noch aan planten noch aan dieren toebehoren. Nadat je het onderwerp "Algemene kenmerken van paddenstoelen" (graad 7) in het leerboek hebt geopend, zul je ontdekken dat ze een apart koninkrijk vormen. De andere koninkrijken zijn dieren, planten, virussen en bacteriën. Het onderwerp "Algemene kenmerken en betekenis van paddenstoelen", uiteengezet in schoolboeken en in dit artikel, is slechts basisinformatie over hen. Er zijn hele boeken over volgeschreven, dus je kunt er heel lang naar kijken. Een van de meest interessante onderwerpen zijn naar onze mening de algemene kenmerken van schimmels. Schimmel is er een vande oudste soorten levende organismen op aarde. Het verscheen 200 miljoen jaar geleden en voelt geweldig in moderne omstandigheden. Open het gedeelte van een schoolboek "Het koninkrijk van paddenstoelen. Algemene kenmerken" (graad 6), en je zult er meer gedetailleerde informatie over vinden.
