26.11.2007r.

Temat: Biologia i ekologia grzybów

UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI

WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA

KIERUNEK INŻYNIERIA ŚRODOWISKA --> [Author:p]

1. Grzyby

Grzyby (Eumycota, Fungi (w l. poj. Fungus)) - królestwo należące do organizmów eukariotycznych, w zależności od ujęcia systematycznego w randze królestwa lub podkrólestwa. Istnienie grzybów zaobserwowano we wszystkich strefach klimatycznych, przede wszystkim na lądach, rzadziej w wodach.

Do tej pory opisano ok. 120 tysięcy gatunków grzybów. Szacuje się, że co roku charakteryzuje się średnio 1700 nowych gatunków grzybów. Korzystając z danych uzyskanych z obszarów, na których rozpoznano większość organizmów żywych, przypuszcza się, że istnieje ok. 1,5 miliona gatunków grzybów (5 razy więcej niż roślin nasiennych).

2. Charakterystyka

W zasadzie grzyby to wielokomórkowe lub komórczakowe organizmy cudzożywne (głównie osmotroficzne), niezdolne do aktywnego ruchu, o ścianach komórkowych zbudowanych z chityny. W definicji tej są jednak pewne nieścisłości. Prymitywne grzyby wielokomórkowe wytwarzają zdolne do ruchu, jednokomórkowe, uwicione zarodniki pyłkowe, mają też niekiedy bliskich, jednokomórkowych kuzynów. Ponadto do królestwa grzybów zalicza się niekiedy śluzowce będące zdolnymi do ruchu ameboidalnego komórczakami oraz Oomycetes - organizmy o trybie życia typowo grzybowym, ale o ścianie komórkowej zbudowanej z celulozy i innych cechach wskazujących, że pochodzą od pewnej grupy glonów.

3. Odżywianie

• Saporofity (rozkładają martwe szczątki)

• Pasożyty(pasożytują na roślinach)

• Symbiozy z organizmami autotroficznymi(Helotyzm i Mikoryza)

4. Rozmnażanie się grzybów

To co zwykle nazywamy grzybem, jest w rzeczywistości tylko widoczną częścią organizmu grzyba, owocnikiem, którego zadaniem jest produkcja zarodników, służących do rozmnażania. Pozostała, niewidoczna część organizmu znajduje się pod ziemią, ewentualnie w ściółce, w spróchniałym drewnie, w korze drzew i krzewów, pod korą, w różnych rozkładających się substancjach organicznych, a nawet w owocnikach innych gatunków grzybów.

Istnieją dwa sposoby rozmnażania się grzybów: płciowy i bezpłciowy. Większość grzybów może rozmnażać się oboma sposobami.

rozsiane zarodniki kiełkują w sprzyjających warunkach. Komórka za komórką powstaje ich szereg - strzępka grzyba (hyphae). W wyniku dalszych podziałów i rozgałęziania się ze strzępki tworzy się tak zwana grzybnia pierwotna. Jest ona jednopłciowa i nie jest ona zdolna do wytworzenia owocników.

Kiedy spotkają się dwie zróżnicowane płciowo grzybnie pierwotne tego samego gatunku, łączą się końcami strzępek. Z połączenia się dwóch komórek powstaje jedna, zawierająca dwa jądra zróżnicowane płciowo. Powstaje grzybnia wtórna, dwujądrowa, która w optymalnych warunkach, to znaczy przy odpowiedniej temperaturze, wilgotności i dostatecznej ilości pokarmu, po pewnym czasie jest w stanie wytworzyć owocniki.

W pobliżu powierzchni podłoża (np. gleby) tworzą się zbite kłębki strzępek szybko się powiększające. Gdy tylko kuliste do półkulistych utworzy pokażą się w świetle dziennym, rozwijają się w charakterystyczne dla danego gatunku owocniki.

Owocniki powstają na krótki okres produkcji zarodników potrzebnych do zachowania gatunku. Częścią owocnika jest hymenofor (np. blaszkowaty, rurkowaty, gładki, kolczasty), na którym tworzy się warstwa rodzajowa (hymenium). Hymenium składa się z palisadowo ustawionych mniej więcej ściśle przylegających do siebie płodnych komórek wytwarzających zarodniki. U podstawczaków (Basidiomycetes) są to podstawki (basidia, basidium), u workowców (Ascomycetes) - worki (ascus, asci).

Podstawka to krótka, butelkowata, końcowa komórka, na której szczycie powstają zarodniki, najczęściej cztery lub wielokrotność czterech. Worek jest organem rozmnażania, w którego wnętrzu powstaje przeważnie osiem zarodników.

Jeden owocnik wytwarza miliardy zarodników, które po dojrzeniu są uwalniane i rozsiewane różnymi sposobami. Koło się zamyka i cały cykl powtarza się.

Rozmnażanie bezpłciowe. Przy takim rozmnażaniu nie dochodzi do połączenie się jąder. Tym sposobem może rozmnażać się wiele grzybów, ale tylko nieliczne grzyby wielkoowocnikowe. Końce specjalnie zbudowanych rozgałęzień strzępek przewężają się, oddzielając elementy rozprzestrzeniania gatunku, tak zwane zarodniki konidialne (konidia). Może z nich powstać nowa grzybnia.

5. Cechy roślinne grzybów

• obecność ściany komórkowej zbudowanej z celulozy

Cechy zwierzęce grzybów

• obecność w ścianie komórkowej chityny

6. Systematyka

Grzyby dzieli się na następujące typy (gromady) w botanicznym rozumieniu tej nazwy:

• Typ: skoczkowce (Chytridiomycota) - prawdopodobnie takson parafiletyczny. Jednokomórkowi i posiadający wici kuzyni grzybów wielokomórkowych. Zaliczani też często do (pod-)królestwa Protista

• Typ: sprzężniowce (Zygomycota)

• Klasa: sprzężniaki (Zygomycetes)

• Typ: workowce (Ascomycota)

• Klasa: drożdżaki (Saccharomycetes)

• Klasa: szpetczaki (Taphrinomycetes)

• Klasa: owadorośla (Laboulbeniomycetes)

• Klasa: workowce właściwe (Ascomycetes)

• Typ: grzyby podstawkowe (Basidiomycota)

• Klasa: podstawczaki (Basidiomycetes)

• Klasa: rdze (Uredomycetes)

• Klasa: głownie (Ustilaginomycetes, Ustomycetes)

• Klasa: galaretniaki (Gelimycetes)

• Klasa: teliaki (Teliomycetes)

• Typ: grzyby mikoryzowe (Glomeromycota)

• Typ: grzyby niedoskonałe (Deuteromycota, Fungi imperfecti) - sztuczny takson zawierający grzyby pasożytnicze lub pleśniowe o prymitywnej lub uwstecznionej budowie, których właściwej przynależności systematycznej nie można ustalić ze względu na brak rozmnażania płciowego.

• Typ: porosty (Lichenes) - sztuczny takson obejmujący organizmy symbiotyczne zbudowane ze strzępek grzyba i komórek glonów. Budujące je gatunki grzybów pochodzą głównie z różnych grup workowców, ale spotyka się też grzyby podstawkowe, a nawet sprzężniowce.

• Typ: mikrosporydia (Microsporidia)

7. Podział nieformalny

Z punktu widzenia laika (tj. nie-biologa) daje się zaobserwować następujące (nieformalne!) grupy grzybów:

• grzyby kapeluszowe - czyli makroskopowi przedstawiciele podstawczaków np. pieczarkowate, drobnołuszczakowate, borowiki i workowców np. smardz, trufla.

• grzyby jadalne - czyli wybrane gatunki grzybów kapeluszowych, uznane za smaczne, a przynajmniej nietrujące. Ponadto "jadalne" są też drożdże i niektóre gatunki pleśni związane z produkcją serów.

• grzyby trujące - grzyby, zwłaszcza kapeluszowe zawierające substancje trujące w ilości toksycznej dla człowieka np. muchomor zielonawy.

• pleśnie - czyli organizmy w postaci drobnego, zwykle włóknistego nalotu pojawiające się na różnych "materiałach biologicznych". Są to zazwyczaj przedstawiciele Zygomycota lub Deuteromycota

• grzyby pasożytnicze - przedstawiciele wszystkich taksonów grzybowych pasożytujący na innych organizmach, w szczególności kręgowcach i roślinach naczyniowych (bo to łatwo zauważyć).

8. Znaczenie grzybów

Grzyby suszone

Grzyby jako jedyne organizmy mają zdolność do rozkładu ligniny oraz mają duże znaczenie przy rozkładzie celulozy. Bez nich większość ekosystemów lądowych pokryłaby gruba warstwa nierozłożonych liści czy gałęzi, a zawarte w nich związki nie wróciłyby do ekosystemu, aby stać się ponownie dostępnymi dla rosnących organizmów. Duże znaczenie w przyrodzie mają porosty jako pionierzy w zasiedlaniu niegościnnych siedlisk, jak skały czy piasek. Są one także wyznacznikiem czystości powietrza na danym terenie. Grzyby z wieloma roślinami tworzą mikoryzę - szacuje się, że od grzybów mikoryzowych zależy sprawne działanie około 90% roślin.Pewne gatunki grzybów są wykorzystywane w produkcji żywności. Niektóre z nich są przyczyną jej rozkładu prowadząc do skażenia jej szkodliwymi dla ludzi toksynami. Inne, takie jak Penicillum, są wykorzystywane do produkcji leków. Grzyby konserwuje się np. przez suszenie, marynowanie, kiszenie i zamrażanie.

Znaczenie grzybów w środowisku przyrodniczym i w gospodarce

- Niektóre mogą rozwijać się w środowiskach bardzo trudnych do życia, niesprzyjających innym organizmom (stężone roztwory soli lub cukru), pełnią zatem ważną rolę, gdyż uwalniają pierwiastki zawarte w związkach organicznych i przywracają je środowisku.

- Saprofity rozkładają martwą materię w podłożu; tym samym stanowią wraz z bakteriami poziom reducentów w łańcuchach troficznych, przyczyniając się do obiegu węgla, azotu, tlenu, siarki i innych.

- Wydzielają do podłoża substancje modyfikujące w istotny sposób środowisko ich życia, które nie pozwalają na rozwój innych organizmów na tym terenie, np. pędzlak wydziela do podłoża penicylinę, która hamuje rozwój bakterii. Zjawisko takie nazywamy allelopatią.

- Współżyją z innymi organizmami, umożliwiając im rozwój, powszechnie znane jest współżycie z roślinami (mikoryza, porosty). Grzyby współżyją również ze zwierzętami, np. kornikami. Dzięki enzymom trawiennym grzybów następuje trawienie celulozy, owady przekazują z pokolenia na pokolenie zarodniki grzybni rozwijających się w drewnie. Stanowią też jedyny pokarm dla określonych gatunków mrówek, które tworzą w mrowiskach specjalne hodowle grzybni.

- Niedawno odkryte „grzyby drapieżne”, należące do sprzężniaków, odżywiają się drobnymi zwierzętami: nicieniami i amebami, budują więc ogniwa łańcuchów pokarmowych.

- Grzyby porostowe współtworzą wraz z sinicami i zielenicami organizmy pionierskie, zasiedlające trudne, niegościnne i zmienione na skutek działalności człowieka obszary przemysłowe, prowadzi to do sukcesji ekologicznej.

- Stosowane są powszechnie w przemyśle spożywczym do produkcji wina, serów, kefirów, jogurtów, pieczywa, a także do produkcji pasz dla zwierząt.

Z grzybów uzyskuje się związki lecznicze, np. antybiotyki: penicylina, streptomycyna, erytromycyna oraz  alkaloidy: pędzlak, sporysz buławinki czerwonej.

- Owocniki wielu gatunków są wysoko cenionym produktem kulinarnym, ponieważ odznaczają się dużymi walorami smakowymi i zawierają cenne substancje: witaminy A, B, C, D i PP, sole mineralne, nukleotydy, niektóre aminokwasy, także tłuszcze, węglowodany, błonnik. Grzyby są chętnie zbierane, niektóre gatunki hodowane są na skalę przemysłową, np. pieczarki, boczniaki, pierścieniaki.

- Grzyby pasożytnicze wywołują groźne choroby roślin, zwierząt i ludzi, powodując tym samym ogromne straty w uprawach i hodowlach oraz w naturalnych zbiorowiskach leśnych, np. buławinka czerwona, mączniaki właściwe, huby (korzeniowiec wieloletni, żagiew pospolita), rdza źdźbłowa, opieńka miodowa.

- Pleśnie niszczą produkty żywnościowe.

- Z medycznego punktu widzenia poważnym problemem są zatrucia ludzi (często śmiertelne) substancjami wytwarzanymi przez grzyby. Grzyby trujące stanowią zaledwie 2% wszystkich gatunków grzybów, ale są szczególnie niebezpieczne (wiele z nich wyglądem przypomina grzyby jadalne). Do wyjątkowo groźnych należą: muchomor sromotnikowy (jeden dojrzały owocnik może spowodować śmierć kilku dorosłych osób!), muchomor wiosenny, jadowity, krowiak podwinięty, zasłonak rudy, strzępiak ceglasty, czernidlak pospolity i wiele innych.

- Wiele gatunków wywołuje u ludzi choroby grzybicze skóry, tzw. dermatozy, oraz grzybice narządów wewnętrznych, np. drożdżaki powodują pleśniawki w jamie ustnej, gardle, krtani, a nawet płucach, tzw. kandydiazę. Kandydiaza jamy ustnej jest jednym z pierwszych objawów AIDS, ponieważ grzyby te atakują organizm o osłabionej odporności.

Ekologiczne i gospodarcze znaczenie grzybów

Pojęcie - znaczenie grzybów - jest pojęciem bardzo szerokim, gdyż organizmy te wpływają na gospodarkę człowieka oraz na 0przyrodę zarówno negatywnie, jak i pozytywnie.

Negatywne oddziaływanie grzybów

Grzyby są organizmami chorobotwórczymi zakażającymi ludzi oraz zwierzęta. Zawierają substancje trujące nefragenne i neurogenne oraz mogą być przyczyną chorób nowotworowych (mutagenne). Poprzez te substancje trujące mogą doprowadzić, jeśli nie do śmierci, to do poważnych zmian chorobowych. Przyczyniają się do pleśnienia produktów spożywczych. Są organizmami uszkadzającymi i niszczącymi rośliny, powodując duże straty w rolnictwie. Porażają tez rośliny w magazynach, przyczyniając się do strat w zapasach żywności oraz do strat ekonomicznych. Mają między innymi zdolność do rozkładania drewna i tkanin. Nie wspominając już o wyglądzie estetycznym, (jeśli występują np. na ścianach naszych mieszkań).

Pozytywne oddziaływanie grzybów

• Znaczenie ekologiczne:

• Przyczyniają się do krążenia materii i obiegu energii w przyrodzie. Są elementem łańcuchów pokarmowych, występując w nich, jako ostatnie ogniwo. Związane jest to z ich sposobem odżywiania się. Będąc saprofitami odżywiają się martwą materią organiczną oraz substancjami pochodzącymi z organicznego podłoża. W łańcuchach pokarmowych są reducentami (destruentami0 - rozkładają martwą materię organiczną, uwalniać tym samym takie pierwiastki jak węgiel, azot, siarkę i wiele innych, co umożliwia ponowne włączenie ich w cykle biogeochemiczne,

• Będąc pasożytami żerują na innych organizmach, które również są pasożytami,

• Wchodzą w związki symbiotyczne z innymi organizmami, czyli mikoryzę, która jest odmianą mutualizmu. Mutualizm to oddziaływanie nieantagonistyczne, polegające na tym, że obydwa organizmu będąc w związku, czerpią z niego korzyści. W przypadku mikoryzy grzyb dostarcza roślinom składników mineralnych, a rośliny (korzenie) umożliwiają grzybom korzystanie ze związków organicznych.

• Znaczenie gospodarcze:

• Są źródłem pokarmu dla ludzi i zwierząt,

• Są wykorzystywane, jako pasze dla zwierząt domowych,

• Biorą udział w wytwarzaniu dwutlenku węgla i alkoholu etylowego z glukozy. W browarnictwie, winnictwie i piekarnictwie używa się grzybów, będących specjalnymi szczepami, które równocześnie chronią produkty, by nie zostały zarażone innymi grzybami,

• Wykorzystywane są do nadawania artykułom spożywczym specyficznego smaku (np. serom),oraz są stosowane jako przyprawy,

• Dzięki grzybom można dzisiaj stosować takie leki jak penicylina, jej pochodne oraz inne lekarstwa. Grzyby wytwarzają substancje będące antybiotykami, z których produkuje się środki farmakologiczne, bądź na podstawie ich składu wytwarza się na drodze sztucznej - ich syntetyki,

• Niektóre gatunki grzybów są wykorzystywane do pozyskiwania różnego rodzaju substancji chemicznych,

• Grzyby są także stosowane jako źródło do walki z owadami, będącymi szkodnikami roślin,

• Może to dziwnie zabrzmi, ale spełniają też funkcję rekreacyjną. Rzesze grzyboznawców, lub tylko smakoszy tych organizmów, w wolnych chwilach udaje się do lasów na grzybobrania, spędzając ten czas na łonie natury,

• Świeże lub też suszone grzyby wypełniają mieszkanie specyficznym zapachem, zwłaszcza przed świętami Bożego Narodzenia.

---