1.2 Микроскопические грибы
Грибы – эукариоты. Изучением грибов занимается наука микология. Грибы характеризуются наличием толстой твердой клеточной стенки, в состав которой входит хитин или родственные ему соединения; отсутствием хлорофилла, интенсивным ростом, независимым от размеров; отсутствием подвижности; гетеротрофным типом питания. Они являются аэробами или факультативными анаэробами. Грибы занимают промежуточное положение между растениями и животными (простейшими). В настоящее время известно около ста тысяч видов грибов, из них около ста видов могут вызывать заболевания человека и животных. грибы также вызывают порчу пищевых продуктов.
2.1.1 Микромицеты
Микроскопические мицелиальные грибы (микромицеты) образуют пушистый нитевидный, паутинообразный, войлокоподобный, порошкообразный, часто пигментированный мицелий (рисунок А.8). Мицелий – это совокупность ветвящихся гиф (нитей), составляющих вегетативное тело гриба (таллом). Диаметр гиф 5-50 мкм, длина различная, часто достигают большой длины. Гифы образуют скопления – колонии, размеры которых во много раз превышают размеры колоний бактерий и дрожжей. Часто внутри гиф имеются включения жира, гликогена, волютина. Гифы могут быть несептированными (без перегородок) и септированными, разделенными поперечными перегородками (септами) на отдельные фрагменты. Фрагменты сообщаются между собой, благодаря наличию в септах центральной поры, через которую свободно переходит цитоплазма и ядро клетки. Поэтому грибы являются ценоцитными организмами. У всех высших, а также некоторых низших грибов мицелий септированный, у низших – несептированный. Мицелий бывает субстратным и воздушным. Субстратный (или вегетативный) мицелий – это гифы, врастающие в субстрат. Воздушный (или репродуктивный) мицелий поднимается над субстратом, направлен вверх, имеет плодоносящие гифы, на которых образуются споры. Окраска мицелия различна. Обычно белые молодые гифы с возрастом темнеют, приобретая ту или иную окраску.
Размножение. Размножаются микромицеты бесполым и половым путем. Оба способа связаны с образованием спор. Бесполое размножение осуществляется также фрагментами мицелия. Грибы, способные к половому размножению, относятся к совершенным, неспособные – к несовершенным. Спорообразующие структуры грибов называются спорофорами. Если терминальный конец спорофоры увеличивается по мере роста в размере, а затем превращается в закрытое вместилище спор, то это вместилище спор называется спорангием и содержит спорангиеспоры, которые являются эндоспорами (внутренними). У некоторых грибов спорангиеспоры имеют жгутики, тогда они называются зооспорами, а спорангии — зооспорангиями. Спорофоры, формирующие свободные споры, называются конидиефорами (или конидиеносцами), а свободные споры называются экзоспорами (наружными), или конидиями. Споры грибов весьма устойчивы к неблагоприятным факторам, сохраняются в условиях повышенной солености, пониженной влажности и температуры.
Систематика. В основу систематики грибов положено большое разнообразие способов и органов их размножения. Микроскопические мицелиальные грибы относятся к 4 классам.
Зигомицеты (Zygomycetes) относятся к низшим совершенным грибам. Род Mucor (мукоровые плесени) – это широко распространенные в природе представители класса зигомицетов, называемые также головчатой плесенью. Они имеют мицелий, состоящий из сильно разветвленной клетки. Мицелий многоядерный, не имеет перегородок. От мицелия отходят плодоносящие гифы – спорангиеносцы, которые на концах образуют закругленное цилиндрическое утолщение (колумелла), на которой находится спорангий со спорами. При созревании спорангий разрывается, спорангиеспоры освобождаются и разносятся воздушными потоками. Некоторые мукоровые плесени вызывают порчу пищевых продуктов. Они растут на стенах сырых помещений, гниющих органических субстратах в виде пушистого сероватого налета. Некоторые виды используют в промышленности для производства различных органических веществ. Грибы рода Rhizopus отличаются от мукоровых тем, что от их мицелия отходят побеги (столоны), имеющие подобие корневых волосков. Спорангии вначале белые, а в зрелом состоянии – черные.
Аскомицеты (Ascomycetes) – сумчатые нитевидные грибы, имеющие септированный мицелий и половой процесс. Это высшие совершенные грибы. Свое название аскомицеты получили от основного органа спороношения – аска (сумка), являющегося зиготой. Аск содержит от 4 до 8 гаплоидных половых спор. В результате разрыва аска споры освобождаются и, прорастая, дают начало новому мицелию.
Род Aspergillus (леечная плесень) насчитывает более 200 видов. Мицелий септирован. Конидиеносцы (у некоторых видов несептированы) на вершине образуют расширение в виде головки, от которой отходят ответвления (стеригмы) с отшнуровывающимися от них конидиями. Конидии располагаются по радиусам шара. Конидии бывают окрашены в различные цвета (черные, зеленые и др.), часто покрыты тонкими щетинками. Аспергилловые грибы широко распространены в природе, принимают участие в минерализации органических веществ. Некоторые виды применяют в промышленности для получения лимонной кислоты, ферментных препаратов. Некоторые виды могут продуцировать токсины (например, афлатоксин), вызывающие пищевые отравления — микотоксикозы.
Род Penicillium (кистевидная плесень) имеет ветвящийся септированный мицелий, от которого отходят септированные конидиеносцы, разветвляющиеся на концах в виде отростков (стеригм). От стеригм отходят конидии, расположенные в виде цепочек. Споры гладкие, шаровидной формы. У разных видов споры разного цвета (белые, зеленые, желтые и др.). Перед прорастанием конидии значительно увеличиваются в объеме. Пенициллиновые грибы широко распространены в почве, кормах, плохо проветриваемых и сырых помещениях. Многие виды вызывают порчу пищевых продуктов. Широко используются в промышленности для получения антибиотиков, ферментных препаратов, некоторые виды участвуют в созревании сыров.
Базидиомицеты (Basidiomycetes) отличаются образованием половых спор на специальных выростах – базидиях, которые бывают одноклеточные и с перегородками. На базидиях экзогенно обычно образуется четыре базидиоспоры, которые соединяются с базидией нитевидными или роговидными отростками – стеригмами.
Дейтеромицеты (Deuteromycetes), или несовершенные грибы (Fungi imperfecti) не имеют полового процесса и обладают септированным мицелием. Это высшие несовершенные грибы. Род Fusarium насчитывает около 800 видов. Мицелий грибов чаще всего развивается в субстрате и редко на поверхности. Размножаются грибы конидиями, которые имеют серповидную форму. Большое число видов вызывает у растений заболевания (фузариозы), является причиной гнилей плодов и овощей. Фузариозом поражается зерно в период созревания с выделением токсина, вызывающего тяжелое отравление.
Источник
§ 53. Микроскопические грибы, вызывающие болезни растений
Организм растения является чрезвычайно благоприятной средой для развития грибов: вакуоли растений содержат много воды с растворёнными в ней углеводами; клеточные оболочки и хлоропласты являются источником сложных углеводов — целлюлозы и крахмала. Устьица обеспечивают доступ необходимого для дыхания кислорода, а межклеточное пространство — это хорошо защищённый от неблагоприятных внешних условий «приют» для мицелия.
В природе трудно найти взрослое растение, на котором не обитал бы паразитический гриб. Но такой гриб обычно не убивает растение-хозяина. Обычно он лишь замедляет его рост. Для этого есть две основные причины. С одной стороны, растения имеют средства противодействия паразиту — они выделяют особые вещества, угнетающие развитие гриба. Также растения способны образовывать вокруг поражённых грибом участков зону из собственных мёртвых клеток, несодержащих ни воды, ни питательных веществ. Такая зона изолирует поражённую грибом часть растения от здоровых клеток. Но специальной защитной системы, похожей на иммунную систему животных, у растений не обнаружено. С другой стороны, гриб-паразит сам «не заинтересован» в смерти хозяина, ведь тогда он также может погибнуть.
Особенно вредоносны паразитические грибы для сельскохозяйственных культур.
Наиболее распространёнными болезнями культурных растении являются мучнистая роса, головня, ржавчина, гниль, пятнистости, парша (рис. 234). Грибные болезни служат причиной существенных потерь урожая.
Рис. 234. Некоторые распространённые болезни растений, вызываемые паразитическими микроскопическими грибами
Защита растений от паразитических грибов требует точного определения возбудителя. Это залог правильного подбора способа защиты растении. К общим универсальным рекомендациям в условиях личного хозяйства относятся: подбор для выращивания стойких сортов растений, уборка и дальнейшее компостирование остатков растений перед началом нового сезона, своевременное внесение удобрений, а также избегание переувлажнения почвы.
Микроскопические грибы, вызывающие болезни растений, приводят не только к потерям урожая. Некоторые продукты питания, произведённые из растений, поражённых такими грибами, могут быть опасными для здоровья человека. Наиболее известны случаи отравления хлебом, содержащим токсины возбудителей двух болезней зерновых культур. Одна из них исторически называется «пьяным хлебом», а вторая — «спорыньей».
Болезнь «пьяный хлеб» вызывает микроскопический гриб, развивающийся в зерновках злаков, который образует особые грибные токсины. На колосках, поражённых возбудителем «пьяного хлеба», заметны обесцвеченные чешуйки, покрытые розовым налётом (рис. 235). При употреблении хлеба, выпеченного из муки, в которую попали поражённые зерновки, у человека наблюдается отравление, напоминающее алкогольное опьянение. При продолжительном употреблении в пищу такого хлеба развивается тяжёлое поражение нервной системы, психические заболевания и малокровье.
Рис. 235. Колос, поражённый фузарием розовым — возбудителем болезни «пьяный хлеб» и его конидии (изображение, полученное с помощью оптического микроскопа)
Болезнь злаков под названием «спорынья» (рис. 236) вызывает микроскопический гриб клавицепс. На колосках он образует хорошо заметное видоизменение мицелия в виде чёрно-фиолетовых рожек. Рожки содержат токсины, вызывающие сухую гангрену конечностей и конвульсивные сокращения мышц. При спазме дыхательных мышц человек может умереть от удушья. Симптомы отравления начинают проявляться тогда, когда масса размолотых рожек в муке составляет 0,1-0,5%. Токсины гриба неустойчивы, и после 2-3-х лет хранения зерна разлагаются.
Рис. 236. Колоски ржи, поражённые спорыньей
Токсины рожек широко применяют в современной медицинской практике для лечения сердечно-сосудистых и нервных заболеваний.
- 1. Микроскопические паразитические грибы способны вызывать разнообразные болезни растении.
- 2. Некоторые грибы — возбудители болезней растении («пьяный хлеб» и «спорынья») — выделяют токсины, вызывающие тяжёлые заболевания человека.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
- 1. Чем можно объяснить широкое распространение поражений растений паразитическими грибами?
- 2. Какие грибы-паразиты растений представляют непосредственную опасность для здоровья человека и почему?
- 3. Какие вы знаете общие мероприятия по профилактике поражения растений микроскопическими паразитическими грибами?
Источник