Грибы. Строение. Питание. Размножение. Происхождение. Развитие

Гипотеза : благода ря изменению строения , то есть приобретению определённых ароморфоз , в соответствии с изменением условий среды обитания , в проц ессе эволюции грибы смогли не только выжи ть но и благополучно процветать на земле. Предмет исследования : грибы План исследования : 1.Что представляет собой царство грибов ( систематика ) и в чём его уникальность. 2. Особенности строения 3. Особенности питания 4. Особенности размножения 5. Происхождение грибов и дальнейшее разв итие по эрам. 1. Царство грибов ( Mycota ) Грибы представляют собой обширную группу организмов , насчитывающую около 100 тыс . в идов . Стоит в ыделить несколько основных классов грибов. ГРИБЫ Хитридиомицеты ( 500 видов ) - одноклеточная форма микроскопичес ких организмов - паразитируют на пресноводных и морских водорослях , водных г рибов. Зигомицеты (свыше 500 видов ) - хорошо р азвитый межклеточный мицелий - половой процесс по типу зиготами ( сливаются две клетки , внешне не дифференцированные на мужскую и женскую ) - сапрофитный гриб , хорошо развивается на влажном хлебе Аскомицеты (су мчатые грибы ) 30 тыс . видов - многоклеточный мицелий - органы спороношения сумки (аски ) - сапрофиты и пар азиты растений , животных и человека , в сим биозе с водорослями образуют лишайники , некот орые съедобны (трюфели ), используют в производс тве ферментов Базидомицеты (базидиальные грибы ) свыше 30тыс.видов - особые органы р азмножения (базидии ) - некоторые съедобные , некоторые ядовитые , некоторые вызывают болез ни с /х культур. Несовершенные грибы (дейтеромицеты ) 30 тыс . видов - многоклет очный мицелий - размножение бесполо е - в цикле развити я отсутствуют половые (совершенные ) формы спор оношение - некоторые виды вырабатывают антибиотики , образования на пищевы х продуктах , в почве. Уникальность грибов состоит в том , что они сильно отлич аются как от жив отных , так и от растений . Поэтому эти о рганизмы выделяют в отдельное царство . Назовё м некоторые черты , характерные для грибов : - запасное вещество гликоген ; - наличие хитина ( в-ва , из которого состоит нар ужный скел ет членистоногих ) в клеточных стенках - гетеротрофный ( т.е . питание готовыми орг . в-ва ) спос об питания - неограниченный рост - поглощение пищи путём всасывания - рамножение с по мощью сп ор - наличие клеточной стенки - отсутствие способно сти активно передвигаться Грибы по строению и физиологическим функциям разнообраз ны и широко распространены в различных ме стах обитания . Их размеры – от микроскопи ческих малых ( одноклеточные формы , напри ме р , дрожжи ) до крупных экземпляров , плодовое тело которых в диаметре достигает полуметр а и более. 2. Особенн ости строения грибов Ве гетативное тело гриба представлено мицелием ( или грибницей )- Системой тонких ветвящихся нитей ( гиф ), характеризующихся ве рхушечным ростом и выраженным боковы м ветвлением . Часть грибницы расположена в почве , носит название почвенной ( или субстр атной грибницы ),другая часть – наружной и ли воздушной . На воздушном мицелии формируютс я органы размножения . У грибов , условно на зыва е мых низшими , грибница не имее т перегородок между клетками , так что тело такого организма состоит из одной огромн ой многоядерной клетки . Например , мукор , развив ающийся на овощах , ягодах , плодах в виде белого пушка , и фитофтора , вызывающая гниль клубней ка р тофеля. У высших грибов мицелий разделён п ерегородками на отдельные клетки , содержащие одно или несколько ядер . У большинства гри бов , имеющих съедобное плодовое тело ( за и сключением трюфелей , строчков и сморчков ), плод овое тело образовано пеньком и шля пко й . Они состоят из плотно прилегающих друг к другу нитей грибницы . В пеньке все нити одинаковы , а в шляпке они образу ют два слоя-верхний , покрытый кожицей , окрашенн ой разными пигментами и нижний . У одних грибов нижний слой пронизан многочисленными трубо ч ками ( белый гриб , подберёзови к , маслёнки )-это трубчатые грибы , а у других - пластинк ами ( рыжики , сыроежки - это пл астинчатые грибы ). Клетки грибов покрыты твёрдой оболочко й-клеточной стенкой , которая состоит из полиса харидов на 80-90% ( у большинства это хитин ). Ядер может быть одно или несколько . Из органелл грибной клетки следует назвать митохондрии , лизосомы , вакуоли , содержащие запасы питательных в-в . Роль запасного в-ва выпол няет гликоген . Крахмала у грибов нет . Клет ки не содержат пластид и хлорофил л а , поэтому грибы не могут фотосинтезир овать. 3. Особенно сти питания Пищеварение у грибов наружное - они выделяют гидролитически к ферменты , расщепляющие сложные органические вещества , и всасывают продукты гидролиза всей поверхностью тела. По способу питания все грибы делятся на сапро фитов , паразитов и грибы-симбиоты. Грибы-сапрофиты питаются мёртвыми органическими веществами . Они играют важную роль в круговороте веществ в природе , минерализуя органические вещества , освобождают почву от мёртвых оста тков и одновременно пополняют в ней запасы минеральных солей , которые служат пи танием для зелёных растений. Грибы-паразиты ведут паразитический образ жизни . Они поселяются на живых организмах и питаются за их счёт . Папример , спорынья , паразитирует на зл аках , зоофагус ( паразитирующий н а коловратках ), фитофтора ( не имеет узкой специальности ), а так же ржавчинные и головневые грибы . Есть грибы , которые паразитируют на рыбах. Грибы-симбиоты учавствуют в создании двух очень важн ых типов симбиотического союза : лишайники и микориза . Лишайники - это симбиотическая ас социация гриба и водоросли . Лишайники , как правило , поселяются на обнажённых скалах , в мрачных лесах , они ещё и свешиваются с деревьев . Характерной особенностью грибов яв ляется их способность вс т упать в симбиотические отношения с другими организма ми . У грибов такой симбиоз называется микоризой ( или « грибокорень» )- ассоциация гриба с корнем растения . Такой союз очень выгоден обоим п артнёрам . В результате гриб получает большое количество органичес ких веществ и ви таминов , а растительный компонент становится способным более эффективно поглощать питательные вещества из почвы ( отчасти из-за увеличен ия поверхности поглощения , а отчасти из-за того , что гриб гидролизует некоторые некоторы е недоступные ра с тению соединения ). Число растений , способных образовывать микориз у очень велико , например , у цветковых раст ений она не встречается только у семейств а крестоцветных и осоковых . В зависимисти от того , проникают или нет гифы гриба в клетки корня , различают э н до - и экто - микоризу. 4. Особенно сти размножения У грибов имеется вегететивное , бесполое и половое размножение : 1) Вегетативно е размножение осуществляется ча стями мицелия , которые , отделяясь от общей массы , способны расти и развиваться самостоят ельно . У дрожжевых грибов вегетативное р азмножение происходит почкованием : на клетках мицелия образуются выросты (почки ), постепенно увеличиваются в размерах , а затем отшнуровыва ются. 2) Бесполое размножение осуществляется спора ми . Какими только не бывают споры- со жгутиками и без , одиночными и покрытыми общей оболочкой . Вместилище спор называется спорангием , а гифа ,на которой он расположён- спорангиеносцем . Зоосп оры ( споры со жгутиками ) находятся в зооспорангии . Если же споры не имеют жгутиков , то они называют ся конидиями и открыто сидят на гифе-кондиено сце . Споры могут развиваться либо внутри с порангиев ( эндогенно ) , либо отчленяются от концов особых выростов мицелия ( экзогенно ). Наиболее просто устроенные низшие грибы чаще всег о обитают в воде . Споры этих грибов имеют жгутики и прекрасно плавают . Это - первый способ распространения спор. Споры плесневелых грибов очень мелки е и лёгкие , поэтому они легко могут ра спространяться по воздуху , по воде , на лап ках насекомых . Капли дождя могут переносит ь и крупные грибные споры . В распр остранение многих спор участвуют и животные . Особенно часто ими пользуются грибы , пло довые тела которых расположены под землёй , например , трюфеля . Распространяют споры грибов и насекомые . Тогда грибы часто имеют специфиче с кий запах и слизистые в ыделения. Ещё один способ-разбрасывание спор с помощью упругих гиф ( пероноспоры ) или отстреливающегося спорангия ( пилоболюс ) Способы расселения грибов делят на пассивные и активные . При пассивном гриб пользуется чьей-либ о помощью , а при активно « справляется» сам . Заметим , что ч ем больше выбор переносчиков , тем проще ра сселительные приспособления гриба . Кроме того , чем меньше спор образует гриб , тем лучше они защищены и приспособлены. Прорастают споры в ростовую трубк у , из которой развивается мицелий. Репродуктивные возможности огромны - одно плодовое тело может принести 1 миллиард спор в год. 3) Но спора даёт лишь начало первичному мицелию . Рядом проросли две споры и первичные м ицелии слились , дав начало вторичному ми целию (это- половой процесс )… Половой процесс состоит в слиянии мужских и женских гамет , в р езультате чего образуется зигота . У низших грибов гаметы подвижны , они могут быть одинаковыми по размеру ( изогами я ) или различны ( гетерогамия ). Если гаметы различа ются не только по размерам , но и по строению , они формируются в же нских ( оогонии ) и мужских ( антеридии ) половых органах . Неподвижная яйцеклетка оплодотворяется либо подвижными сперматозоидами , либо выростом антеридии , переливающий в оог онии своё содержи мое . У некоторых гриб ов половой процесс заключается в коньюгации двух одинаковых на концах мицелия . …Втори чный мицелий растёт , питается и в благопри ятных условиях формирует новые плодовые тела . А зачем грибу плодовые тела ? В их налаженной «кухне» готовить с я ново е поколение грибов : закладываются и созревают споры , защищённые от неблагоприятных условий . А , созрев , споры с помощью плодовых т ел разлетаются от гриба-родителя. Любой живой организм , а гриб-не иск лючение , получает по наследству программу дал ьне йшего развития , и если условия позв оляют , реализует её . Наследственная информация содержится в ядрах клеток . Мицелии бывают с полной программой ( диплоид ные ) Или только с её половиной ( гаплоидные ). В первом случае они развиваются нормально , а во втором - что бы не остановиться на « полдороги» в развитии , требуется слияние с другой гаплоидной половинкой с объединением наследственной информации и образование ново го диплоидного организма. У грибов есть два варианта разви тия после этого слияния : Первый наблюдается , если диплоидная стадия недолговечна . Тогда после полового п роцесса быстро происходит редукционное деление ( т.е . ядра сливаются и делятся два раза ), которое приводит к образованию гаплоидных структур . Гриб сразу переходит к образовани ю спор , « снабдив» каждую из по ловинок половинной наследственной программы . У некоторых грибов в конце полово го процесса образуется клетка с двумя ядр ами , пришедшими от обоих родителей и проис ходит редукционное деление . В результате обра зуется сумка с восемью гаплоидными спор ами . Такие грибы называются сумчатыми. У других грибов тоже образуется кл етка с двумя ядрами , которые сливаются и два раза делятся . Но гаплоидные споры оказываются не в сумке , а на специальны х выростах вздутой клетки-базидии. Ну , а второй вариант встречается у грибов , « впадающих в спячку» после слияния клеток . Их диплоидная клетка (зиго та ) покрывается толстой оболочкой и «ждёт» весны.А « дождавшись» - прорастает : происходит редукционное деление и развиваются уже гап лоидные споры. Рассматривая особенности строения , питания , размножения грибов можно сказать , что эти удивительные организмы как нельзя лучше приспособились к условиям окр ужающей среды . Как же они всего этого « добились» . Для этого необходимо проследить развитие грибо в в течение огромного промежутка времени. 5. Происхождение грибов и дальнейшее развитие по эрам. ЭУКАРИОТЫ Большинство исследователей признают , что вскоре после возникновения жизни на земле , она разделилась на три корня , которые можно назвать надцарствами. Надцарство эукариотов очень р ано , по-видимому , более чем миллиард лет на зад , разделилось на царства животных , растений и грибов . Грибы более близки к животным , чем к растениям . Наконец , небольшая группа слизевиков настолько своеобразна , что лишь с трудом может быть включена в царство грибов , с которым его традиционно объединяют . По-видимому , многоклеточность возникла независимо у грибов , растений и т. д. Грибы-древние организмы . Их ископаемые имеют возраст около 900 млн . лет . Не исключен о , что они являются одними из первых э укариотов. Широко распространено предположение , что грибы произошли из водорослей , с которыми они наиболее сходны . Однако р яд бот аников считает , что водоросли и грибы имел и лишь общих предков из группы жгутиковых . Нет единства мнений по вопросу о том , монофиличны грибы , то есть имеют одного общего предка или полифиличны , то есть произошли от разных групп. Как бы то ни было, но уже к концу к аменноугольного периода ( около 300 млн . лет ) о ни уже достигли значительного многообразия. Здесь мы прямо наталкиваемся на в опрос : « Как эти , относящиеся к группе низших растений смогли не только приспособить ся , но и успешно процветат ь ?» . Для этого посмотрим как развивались грибы. Грибы относятся к эукариотам . Когда во зникли эукариоты науке не известно . Исследова ния на молекулярном уровне дали основание некоторым учёным предположить , что эукариоты могут быть столь же древними , к ак и прокариоты . В геологической же летописи признаки деятельности эукариотов появились при мерно 1,8-2 млрд . лет назад . Первые эукариоты б ыли одноклеточными организмами . По-видимому , у них уже сформировались такие фундаментальные признаки эукариотов как м и тоз , мем бранные органеллы. Поскольку в Архее и Протерозое господствовала водн ая среда , наша планета претерпевала значитель ные потрясения : была очень высокая геотермаль ная активность , шло активное горообразование , оледенение сменялось потеплением климат а . В атмосфере повысилось содержание кислорода до 5-6% от современного уровня , это всё созда ло благоприятные условия для существования не только многоклеточных животных и растений , но и грибов . Эти изменения в среде обитания и повлияли на образование бол ь шого количества новых видов живо тных , растений и грибов. Примерно 1,5 млрд . лет назад возник о дин из самых важных ароморфозов - половое р азмножение. Условия среды следующей эры- Палеозойской также с пособствовали быстрому развитию эукариотов , а следовательно и грибов . Что же каса ется климата в этот период , то он был довольно умеренным , повысилась влажность . А суша раскололась на отдельные материки , кот орые сгруппировались около экватора . Это прив ело к созданию большого количества прибрежных рай о нов , пригодных для расселения живых организмов. Этот период времени даёт нам очень мало информации о гри бах , так как палеонтологическая летопись их почти неизвестна . Силурский п ериод Протерозойскрй эры характ еризуется выходом растений на сушу , вызва нного увеличение площади суши . Такие р астения названы псилофитами . На мой взгляд , грибы также могли выйти на сушу вслед за растени ям . Возможно даже , что у них появляется такой ароморфоз как микориза с этими р астениями , ведь им нужны были вещества , ко торые сами они не могли синтезировать. В Девонский период продолжается поднятие суши . Кл имат характеризуется сменой сухих и дождливых сезонов . Оледенение на территории современно й Южной Африки и Америки . Из-за нестабильн ости климата грибам нужно было соверш енствовать органы и ткани , а так же по ловую систему , чтобы предохранить себя от вымирания . Так , например , в случае похолодания зигота могла впасть в спячку до поте пления и покрыться жёсткой оболочкой , предохр аняющей семена от холода и неблагоприятных усл о вий. В Карбоне ( каменно-угольный п ериод ) началось всемирное распро странение лесных болот . Равномерно тёплый и влажный климат сменяется в конце периода холодным и сухим . Период завершается обширн ым оледенением южных континентов . До олединен ия в болота х могли появиться водные формы грибов - амёбообразные и как уже р аньше было замечено , грибы уже достигли зн ачительного многообразия В Пермском периоде , несмотря на похолодание клима та и его сухость получили распространение голосеменные растения и грибы. Вынужденные жить на суше грибы , должны были приспосабливаться к сложившимся условия м . А ведь и климат-то не слишком тёплый . И тела грибов стали покрываться твёрдой оболочкой , за счёт хитина в клеточных стенках , но амёбообразные грибы сохранились. Ме зозой - эра пресмыкающихся и голосеменных . Климат , в начале влажный к концу Юрского периода с менился засушливым в области экватора . Из-за нехватки воды многие виды животных и р астений погибли , но грибы за счёт паразити зма и симбиоза и здесь смогли выжить. Очень интересно развитие грибов в Третичном периоде. К концу этого периода начался вели кий процесс остепенения суши . Эти изменения привели к развитию злаковых растений . В это же время грибы-паразиты приобрели новый ароморфоз-склероции-устойчивые покоящи еся тел а с твёрдой стеной , как приспособление для зимовки . С развитием злаковых развиваются и грибы-паразиты , паразитирующие на них. Кайнозойская эра ознаменовала себя установлением тёп лого и равномерного климата . Господство покры тосемянных , сохраня ется значительное количест во групп , возникших в Мелов ой период. Состав близок к современному . Процветание растений , животных , на секомых и грибов. Вывод по эрам : Удивительные организмы-грибы . В т ечении всего своего развития они боролись за выживание только с природными усло виями , а растения и животные не только не мешали , но и активно помогали и себе и им . Животные сами того не замеч ая , помогали разносить споры грибов , тем с амым не давая им погибнуть , а растения « с удовольствием» вступа л и в микоризу с грибами . На все изменения климата грибы реагировали нужными ароморфозами. Вывод по всей работе : Грибы , одни из первых эукариотов , не только сохранились , но и успешно процветают из-за того , что : 1. Грибы пр иобрели такой важный аромор фоз , как ми кориза . Они зависят от растений , но и р астения зависят от них . Это крайне выгодно е для грибов сожительство , сложившееся за многие миллионы лет. 2. Разнообразие грибов настолько велико , что они занимают и водную , и наземно-воздушную среду обита н ия . Строение их также разнообразно . Э то даёт им преимущество и увеличивает шан с на выживание всего царства в целом. 3. Три спос оба размножения . Даже если грибы окажутся в таких условиях , где один из способов не возможно будет применить , в силу неб лагоприя тных условий или , например , отсутс твия воды , будет возможность воспользоваться двумя другими . Опять же процент выжи ваемости выше. Список используемой литературы : 1. И.Ю.Павлов « Биология . Пособие-репетитор» 2. Учебник биологии Малеева Ю.В. 3. Изд . Дом «Дрофа» «Биология - флора» 4. В.А . К орчаги « Биология 6-7 класс» 5. Матери алы с сайта www.defacto.ru 6. А.В . Я бл оков , Ф . Юсуфов «Эволюционное учение» 7. В.Б . З ахаров « Биология - общие закономерности»