BASIDIOMYCETES: CHARAKTERYSTYKA, ODŻYWIANIE, SIEDLISKO I ROZMNAŻANIE - BIOLOGIA - 2024

W Basidiomycetes są grzyby, które sprawiają, że Gromada Basidiomycota w dikarya sub-Kingdom. Przedstawia około 30 000 gatunków rozmieszczonych w różnych siedliskach na całej planecie. W tej grupie grzybów znajdziemy grzyby jadalne, rdzy, węgiel drzewny, grzyby galaretowate i niektóre drożdże.

Główną cechą podstawczaków jest obecność bazidiospor (zarodników płciowych), które są wytwarzane w podstawkach. Ciało podstawczaków składa się z krótko żyjącej haploidalnej grzybni pierwotnej, po której następuje diploidalna grzybnia wtórna. Strzępki są podzielone, a przegrody nazywane są dolípores.

Różnorodność grzybów z gromady Basidiomycota

Podstawki i nadgarstki tworzą trzeciorzędową grzybnię. Ten bazidiokarp jest owocnikiem (gdzie powstają podstawki), które widzimy gołym okiem jako grzyby, kłosy lub tak zwane grzyby galaretowate.

Rozmnażanie podstawczaków może być bezpłciowe lub seksualne. Rozmnażanie bezpłciowe może nastąpić poprzez pączkowanie drożdży, fragmentację grzybni oraz w niektórych grupach (węgle i rdzy) poprzez tworzenie różnych typów zarodników bezpłciowych.

W rozmnażaniu płciowym warstwy zwane hymenium tworzą się na podstawce, gdzie strzępki końcowe podlegają procesowi fuzji jąder (kariogamia) w celu utworzenia podstawki. Po mejozie na podstawce powstają bazidiospory.

Grzyby te są heterotroficzne, z gatunkami saprofitycznymi, pasożytami i symbiontami. Saprofity są ważnymi elementami ekologii lasu, ponieważ niektóre gatunki mogą degradować ligninę.

Wiele gatunków tworzy mikoryzę (zwykle grzyby) z korzeniami drzew. Inne gatunki są symbiotyczne z mrówkami z plemienia Attini. Występują liczne gatunki pasożytnicze, odpowiedzialne za różne choroby roślin, takie jak rdza i głownia.

Basidiomycetes są monofiletyczne, będąc siostrzaną grupą Ascomycetes. Został podzielony na trzy podgrupy: Pucciniomycotina, w której znajdują się rdzy, Ustilaginomycotina, która obejmuje węgle, oraz Agaricomycotina, grupa grzybów.

Charakterystyka ogólna

Większość podstawczaków jest wielokomórkowa, ale niektóre gatunki są jednokomórkowe (drożdże) lub mają fazę jednokomórkową i wielokomórkową (dimorficzne).

Gatunki wielokomórkowe powstają, gdy kiełkuje bazidiospora, tworząc haploidalną (homokariotyczną) grzybnię pierwotną. Grzybnia zbudowana jest z przegrodowych strzępek, w których przegrody mają centralny, beczkowaty por zwany doliporem.

Podczas rozwoju grzyba dwie haploidalne grzybnie łączą się i tworzą wtórną (dikariotyczną) grzybnię, która jest diploidalna.

Jądra komórek dwujądrowych dzielą się przez mitozę. Tuż przed rozpoczęciem podziału między dwoma jądrami tworzy się projekcja (strzałka), umożliwiająca komórkom potomnym przedstawienie jądra z każdej połączonej grzybni.

Cechą wspólną dla wszystkich podstawczaków jest obecność bazidiospor (zarodników płciowych), które powstają z wyspecjalizowanych struktur zwanych podstawkami.

Podstawki rozwijają się na owocnikach (bazidiocarps), które pochodzą z połączenia licznych grzybni, tworząc trzeciorzędową grzybnię. Bazidiokarp jest makroskopowy w kilku grupach podstawczaków iw przypadku grzybów jest tym, co jest spożywane.

Filogeneza i taksonomia

Basidiomycetes stanowią grupę monofiletyczną, która jest bratem Ascomycetes, tworząc pod-królestwo Dikarya. Gromada ta została tradycyjnie podzielona na trzy podgrupy: Agaricomycotina, Pucciniomycotina i Ustilaginomycotina.

Agaricomycotina to największa grupa Basidiomycetes. Charakteryzuje się przedstawieniem makroskopowego bazidiokarpu i dzieli się na trzy klasy (Agaricomycetes, Dacrymycetes i Tremellomycetes). Do tej grupy należą grzyby jadalne i trujące, grzyby galaretowate oraz gatunki drożdży.

Pucciniomycotina zawiera około 7 000 gatunków i nie ma przegrody dolnej. Obejmuje rdzy i grupy symbiotyczne z owadami.

W Ustilaginomycotina występuje około 1000 gatunków, z których większość to obowiązkowe patogeny roślinne, takie jak węgiel drzewny. Są one dimorficzne, z haploidalną fazą jednokomórkową i diploidalną fazą wielokomórkową.

Odżywianie

Basidiomycetes to heterotrofy, prezentujące grupy saprofityczne, pasożyty i symbionty.

Grupy saprofityczne

Gatunki te rozkładają różne związki z martwej materii organicznej w lasach. Niektóre gatunki (między innymi Schizophyllum commune, Trametes versicolor) są zdolne do degradacji ligniny (związku nadającego drewnu twardość) i odgrywają istotną rolę w dynamice ekosystemów leśnych.

Strobilurus tenacellus to interesujący gatunek, ponieważ rozkłada szyszki różnych gatunków Pinus. Gatunek ten wytwarza związek chemiczny zwany strobiluryną, który okazał się skuteczny w zwalczaniu fitopatogennych grzybów i bakterii.

Innym ważnym gatunkiem saprofitycznym jest Ganoderma lucidum, która jest stosowana jako środek przeciwwirusowy, przeciwnowotworowy i przeciwutleniający ze względu na wytwarzane przez nią związki chemiczne.

Grupy pasożytów

Grupy pasożytnicze w Basidiomycetes są liczne. Są przyczyną różnych chorób roślin i niektórych zwierząt.

Różne gatunki Pucciniomycotina są obowiązkowymi patogenami roślin, znanymi jako rdza. Powodujesz poważne szkody w wielu uprawach, takich jak między innymi zboża, kawa i drzewa owocowe, zmniejszając ich produktywność. Mogą tworzyć galasy lub nieprawidłowe narośla na roślinie, znane jako miotła czarownicy.

Rdza była znana od czasów rzymskich. Bogini Robigus została wezwana pod koniec kwietnia, aby zapobiec uszkodzeniu uszu pszenicy przez tę chorobę.

Węgle lub smuty to choroby wywoływane przez gatunki Ustilaginomycotina. Otrzymują tę nazwę, ponieważ tworzą się masy teliospor (zarodników bezpłciowych) koloru czarnego. Grzyby te atakują głównie struktury rozrodcze żywiciela, całkowicie niszcząc produkcję zbóż.

Gatunki z rodzaju Malassezia (Ustilaginomycotina) są przyczyną łupieżu i chorób skóry u ludzi.

Niektóre Basidiomycetes mogą pasożytować na innych grzybach dzięki specjalnym strukturom, które pozwalają im penetrować żywiciela i wykorzystywać go do rozpraszania ich zarodników.

Grupy symbiontów

W ramach grup tworzących stowarzyszenia mutualizacyjne są takie, które tworzą mikoryzę z różnymi gatunkami drzew. W przypadku podstawczaków dochodzi do ektomikoryz (mikoryzy zewnętrznej).

Strzępki grzyba rozprzestrzeniają się w glebie zwiększając chłonność wody i składników mineralnych wykorzystywanych przez roślinę, a jednocześnie dostarcza cukrów wytwarzanych w procesie fotosyntezy.

Grupy mikoryzowe mają dużą wartość ekonomiczną i ekologiczną, ponieważ istnieją grzyby jadalne, wśród których wyróżniają się grzyby (Agaricus bisporicus) oraz grzyby halucynogenne (Amanita muscaria).

Mikoryzy podstawczaków tworzą bardzo szeroką sieć z korzeniami drzew w lasach, która utrzymuje dynamikę tych ekosystemów.

Gatunki z rzędu Agaricales są blisko spokrewnione z mrówkami z plemienia Attine. Mrówki hodują grzyby w swoich gniazdach i żywią się nim. Grzyby rozkładają nagromadzoną materię organiczną w gniazdach, a mrówki rozpraszają swoje zarodniki, gdy przenoszą się do innych gniazd.

Siedlisko

Basidiomycetes są rozmieszczone na całym świecie i można je znaleźć w środowisku lądowym lub wodnym. Około 60 gatunków żyje w zbiornikach słodkowodnych lub ekosystemach morskich, w namorzynach, trawach morskich, algach lub istotach wolno żyjących. Występują zarówno w strefie umiarkowanej, jak i tropikalnej.

Grupy naziemne są rozmieszczone w różnych środowiskach. Występują często zarówno w lasach umiarkowanych, jak i tropikalnych, gdzie tworzą rozległe struktury mikoryzowe. Pasożyty są związane z rozmieszczeniem ich żywicieli.

Reprodukcja

Basidiomycota mogą rozmnażać się zarówno płciowo, jak i bezpłciowo.

Rozmnażanie bezpłciowe

W grupach z fazą drożdżową rozmnażają się przez pączkowanie.

Fragmentacja jest powszechna u wielu gatunków. Polega to na oddzieleniu kawałka grzybni, który niezależnie śledzi jej wzrost.

W grupie rdzy wytwarzane są cztery rodzaje zarodników bezpłciowych. W konidiach typu piknidialnego wytwarzane są pikniospory, które atakują pierwotnego żywiciela i są haploidalne.

Następnie tworzą się diploidalne eiospory, które są rozpraszane przez wiatr, aż dotrą do żywiciela wtórnego. Zazwyczaj znajdują się na spodniej stronie liścia.

Wytwarzanie uredospor jest znane jako faza replikacji rdzy. Są produkowane w dużych ilościach i są rozpraszane przez wiatr. Stanowi to mechanizm rozprzestrzeniania się choroby w zarażonych roślinach uprawnych.

Ostatnim rodzajem zarodników bezpłciowych są teliospory, które mają bardzo twardą ścianę i mogą pozostawać uśpione w niekorzystnych okresach.

Rozmnażanie płciowe

Dzieje się to inaczej w grupach Basidiomycetes.

U Agaricomycotina owocnik (bazidiokarp) jest na ogół makroskopowy. Tworzy się to przez połączenie dużej liczby strzępek, które tworzą trzeciorzędową grzybnię. Bazidiokarp może mieć bardzo zróżnicowaną teksturę (między innymi mięsista, drzewna, galaretowata).

W grzybach (Agaricales) bazidiokarp składa się ze stopy i kapelusza (kapelusza). Pod kapeluszem tworzy się warstwa zwana hymenium, w której rozwiną się basidia.

W podstawkach zachodzi mejoza i generalnie tworzą się cztery komórki, które rozwijają przerzedzenie zwane sterigmami, które znajdują się na podstawce i na których tworzą się bazydiospory (zarodniki płciowe).

Baziodiospory są na ogół kuliste, bezbarwne lub pigmentowane. Kiedy dojrzewają, są gwałtownie wyrzucane przez mechanizm zwany balistosporą.

W rdzach i zarazach nie powstaje bazidiokarp, ale z kiełkowania teliospor powstaje wydłużona struktura (metabasidium) z diploidalnym jądrem. Jądro to dzieli się na drodze mejozy, tworząc cztery komórki produkujące sterigmy, na których znajdują się baziodiospory.

Bibliografia

1. Boddy L i T Hefin (2007) Interakcje między Basidiomycota a bezkręgowcami. W: Boddy, L, J Frankland i P van West (red.) Ecology of saprotrophic basidiomycetes. Pierwsza edycja. Academic Press, Elsiever. Oxford, Wielka Brytania.
2. Gareth, J i E Chieyklin (2007) Ekologia podstawczaków morskich i słodkowodnych. W: Boddy, L, J Frankland i P van West (red.) Ecology of saprotrophic basidiomycetes. Pierwsza edycja. Academic Press, Elsiever. Oxford, Wielka Brytania.
3. Little, A. i C Currie (2007). Złożoność symbiotyczna: odkrycie piątego symbiontu w symbiozie mrówko-drobnoustrojów attinee. Biol Lett. 3; 501–504.
4. MacCarthy, C i D Fitzpatrick (2017). Wiele podejść do filogenetycznej rekonstrukcji królestwa grzybów. Adv. Genet. 100: 211-266.
5. Pieniądze, N (2016). Różnorodność grzybów. W: Watkinson, S; Boddy, L. i Money, N (red.) The fungi. Trzecia edycja. Academic Press, Elsiever. Oxford, Wielka Brytania.
6. Oberwinkler, F (2012) Evolutionary trendy in Basidiomycota, Stapfia 96: 45–104.
7. Rojas, L (2013) Basidiomycetes: obiecujące narzędzie biotechnologiczne. Zdrowie roślin 17: 49–55.