GRZYBY KRÓLESTWA: CHARAKTERYSTYKA, KLASYFIKACJA, ROZMNAŻANIE, ODŻYWIANIE - BIOLOGIA - 2026

Grzyby Brytania jest klasyfikacją, gdy grzyby są grupowane. Obejmuje to organizmy takie jak drożdże chlebowe i piwne, smuty, pleśnie owocowe i grzyby, z których wiele ma kształty i funkcje znane nam jako ludziom.

To bardzo duża grupa organizmów: początkowo sądzono, że w tej grupie jest ponad 100 000 gatunków, a dziś przekracza milion pięćset tysięcy. Zatem grzyby, przynajmniej pod względem liczby gatunków, stanowią drugą co do wielkości grupę po owadach.

Zdjęcie grzyba należącego do oddziału Basidiomycota, Amanita muscaria (Zdjęcie: Image PublicDomainPictures at www.pixabay.com)

Należy zauważyć, że członkowie tego królestwa stanowią ponad 90% biomasy lądowej dodawanej przez organizmy prokariotyczne i bezkręgowce, co czyni je najliczniejszą grupą organizmów na ziemi pod względem biomasy gleby.

Zatem grzyby są szeroko rozpowszechnione w biosferze:

- Grzyby można znaleźć w lodzie Antarktyki, na plażach i lasach tropikalnych, w nordyckich krajobrazach i na średnich szerokościach geograficznych.

- Żyją na ziemi, w wodzie, na powierzchni gór skalistych, a nawet w wodzie morskiej.

- Mogą być pasożytami roślin, ryb, owadów i dużych kręgowców, takich jak ssaki, czyli we wszystkich organizmach żywych.

Charakterystyka królestwa grzybów

Grzyby tworzą złożoną grupę organizmów, które pomimo wielu różnic, jakie mogą między sobą, mają kilka niezwykłych cech:

- To organizmy eukariotyczne

W przeciwieństwie do bakterii i archeonów, ale podobnie jak zwierzęta i rośliny, grzyby są eukariotyczne, to znaczy mają jądro i systemy błoniaste, które definiują inne organelle wewnątrz ich komórek.

Chociaż zalicza się je do innej grupy, wielu autorów zgadza się, że komórki grzybów są bardziej podobne do komórek zwierząt niż do komórek roślin, zwłaszcza pod względem cech ich organelli wewnętrznych.

- Mają ścianę komórkową

Powód, dla którego grzyby zostały sklasyfikowane razem z roślinami, wynika z faktu, że ich komórki, choć nie mają chlorofilu, są otoczone murem, który je chroni, podobnie jak komórki roślinne.

Jednak różnice w składzie tej ściany są tym, co odróżnia je od grupy roślin: rośliny mają ściany komórkowe zbudowane ze związku chemicznego zwanego celulozą, a ściany komórkowe grzybów zbudowane są z innego związku znanego jako chityna.

Należy pamiętać, że ten związek, chityna, to ten sam materiał, z którego wykonane są egzoszkielety wielu owadów i skorupiaków (stawonogi, bezkręgowce).

Zdjęcie grzyba (Zdjęcie 272447 na www.pixabay.com)

- Są to organizmy siedzące i wielokomórkowe

Z pewnymi wyjątkami większość grzybów to organizmy wielokomórkowe, to znaczy składają się z kilku komórek, które są w jakiś sposób „połączone” ze sobą.

Ponadto są to organizmy siedzące, czyli podobnie jak rośliny nie mogą się poruszać i zawsze znajdują się w tym samym miejscu, w którym „zakorzeniają się”.

- Są heterotrofami

Rośliny są organizmami autotroficznymi (same wytwarzają pożywienie), a zwierzęta są organizmami heterotroficznymi (żywią się innymi organizmami).

Grzyby są również heterotroficzne, a wiele z nich czerpie energię potrzebną do życia z rozkładającej się materii organicznej lub odpadów innych organizmów, a nie innych żywych organizmów.

- Mają strzępki i grzybnię

Hypha i grzybnia. Zrobione i zredagowane z es.winner.wikia.com

Wszystkie organizmy zaliczane do grupy grzybów, czyli z królestwa Fungi, mają bardzo ciekawą formę wegetatywnego wzrostu: wyrastają z końców włókien zwanych strzępkami, które można zgrupować, tworząc „ciało” , znany jako grzybnia.

Grzybnie są zatem strukturami odpowiedzialnymi za wchłanianie materii organicznej (pokarmu strawionego zewnętrznie) z otaczającego ją środowiska.

Strzępki tworzące te grzybnie przypominają nitkowate pasma. Składają się z „pasków” komórek, które stykają się ze sobą w taki sposób, że wchłonięte składniki odżywcze mogą przepływać między nimi bez wielu przeszkód.

Grzybnia grzyba, w zależności od gatunku, pozwala mu rosnąć zarówno na ziemi, w wodzie, na rozkładających się tkankach, jak i na żywych tkankach itp.

Klasyfikacja

Grzyby to grupa monofiletyczna, to znaczy ich członkowie mają tego samego wspólnego przodka. Grupa ta składa się z 7 typów: Chytridiomycota, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota, Microsporidia, Glomeromycota, Ascomycota i Basidiomycota.

- Phylum Chytridiomycota

Organizmy saprofityczne i pasożytnicze są zgrupowane w tej gromadzie, która może być również jednokomórkowa lub nitkowata. Mogą tworzyć grzybnię i rozmnażać się, tworząc bezpłciowe zarodniki. Ma dwie klasy: Chytridiomycetes i Monoblepharidomycetes.

- Phylum Blastocladiomycota

Składa się z grzybów pasożytów roślin i zwierząt oraz niektórych grzybów saprofitycznych. Obejmuje organizmy wodne i lądowe, których cykle życiowe wykazują przemianę pokoleniową między fazą haploidalną i diploidalną. Zawiera tylko jedną klasę: blastocladiomycetes.

- Phylum Neocallimastigomycota

Do tej grupy należą organizmy występujące w przewodzie pokarmowym wielu zwierząt roślinożernych, dlatego wiele z nich jest beztlenowych (żyją bez tlenu, O2). Wiele z nich wytwarza bezpłciowe zarodniki z jedną lub dwiema wici.

Twoje komórki, zamiast mitochondriów, posiadają hydrogensomy, organelle, które są odpowiedzialne za tworzenie energii w postaci ATP. Tworzą również jedną klasę: Neocallimastigomycetes.

- Phylum Microsporidia

Ta gromada obejmuje pasożytnicze grzyby zwierząt i organizmy protisty. Ponieważ pokrewieństwa filogenetyczne tej grupy nie zostały w pełni wyjaśnione, ta gromada nie została podzielona na klasy.

- Phylum Glomeromycota

Te grzyby są obligatoryjnymi wzajemnymi grzybami symbiotycznymi. Gatunki należące do tej gromady są związane z korzeniami wielu roślin i nawiązują z nimi symbiotyczne związki. Dzieli się na trzy klasy: Archaeosporomycetes, Glomeromycetes i Paraglomeromycetes oraz na cztery podfile:

1. Mucoromycotina
2. Entomophthoromycotina
3. Zoopagomycotina
4. Kickxellomycotina

- Ostrze Ascomycota

Organizmy należące do tej gromady, znane również jako „grzyby workowate”, mogą być symbiontami porostów, mogą być pasożytami lub saprofitami roślin lub zwierząt i mogą być jednokomórkowe lub nitkowate.

Rozmnażają się bezpłciowo przez rozszczepienie, pączkowanie, fragmentację lub zarodniki. Ich rozmnażanie płciowe zachodzi poprzez meiospory uformowane w „workach” zwanych asci, które można łączyć w struktury lub ciała (zamknięte lub otwarte) zwane askocarpus.

Do tej grupy należą niektóre „pieczarki kubkowe”, „grzbiety siodłowe” oraz trufle. Jest podzielony na podfile:

1. Taphrinomycotina
2. Saccharomycotina (gdzie są drożdże)
3. Pexixomycotina (wiele grzybów tworzących porosty)

- Phylum Basidiomycota

Grzyby te mają również różne formy życia i odżywiania: w grupie znajdują się pasożyty roślin i owadów, a także saprofity.

Wiele z nich to grzyby strzępkowe i mogą wytwarzać dwa rodzaje grzybni: jedną z komórkami bezjądrowymi (z jednym jądrem) i drugą z komórkami dikariotycznymi (z dwoma jądrami). Rozmnażają się bezpłciowo przez fragmentację lub sporulację.

Ich rozmnażanie płciowe może nastąpić w wyniku połączenia strzępek lub połączenia dwóch struktur rozrodczych, jednej męskiej i drugiej żeńskiej.

Jest to jedna z największych grup i obejmuje grzyby zawierające rdzy, zarazki, grzyby galaretowate, grzyby, grzyby kuliste, grzyby śmierdzące, grzyby "ptasie gniazdo" itp.

Ten typ jest podzielony na trzy inne podtypy:

1. Pucciniomycotina
2. Ustilaginomycotina
3. Agaricomycotina

Rozmnażanie w królestwie grzybów

Sposób rozmnażania się grzybów jest bardzo zmienny i zależy w dużej mierze od każdego rozważanego gatunku.

Niektóre mogą rozmnażać się, tworząc nowe kolonie z fragmentów strzępek, a inne, z drugiej strony, są w stanie wytwarzać owocniki (takie jak grzyby lub grzyby), które tworzą zarodniki.

Aby lepiej to zrozumieć, pamiętajmy, że w królestwie Grzybów istnieje zarówno rozmnażanie bezpłciowe, jak i rozmnażanie płciowe.

Zdjęcie grzyba (Zdjęcie: enriquelopezgarre na www.pixabay.com)

Rozmnażanie bezpłciowe w królestwie grzybów

W przypadku grzybów można by mówić o „prostym” rozmnażaniu płciowym, a innym nieco bardziej „złożonym”. Najbardziej „prosta” rozmnażanie bezpłciowe wiąże się z procesami rozszczepiania, pączkowania i fragmentacji.

- Fragmentacja zachodzi w niektórych grupach i ma związek, jak wspomnieliśmy, z namnażaniem kolonii z fragmentów strzępek tworzących ich grzybnię.

- Pączkowanie to kolejna forma rozmnażania bezpłciowego, w wyniku której w komórce powstaje rodzaj „brodawki”, która powiększa się, a następnie oddziela, tworząc niezależną (ale identyczną, to znaczy klonową) całość.

- Rozszczepianie jest charakterystyczne dla niektórych jednokomórkowych grzybów, takich jak na przykład niektóre drożdże. Polega na utworzeniu nowej komórki z innej, która dzieli się na pół.

Mikroskopia Saccharomyces cerevisiae, drożdży chleba i piwa, jednokomórkowego grzyba rozmnażającego się przez pączkowanie (źródło: Mogana Das Murtey and Patchamuthu Ramasamy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) przez Wikimedia Commons)

Inne bardziej „złożone” formy rozmnażania bezpłciowego obejmują tworzenie zarodników bezpłciowych, to znaczy zarodników, które powstały w wyniku podziałów mitotycznych lub mejotycznych (odpowiednio przez mitozę lub mejozę), a nie przez połączenie dwóch komórek lub gamet płciowych.

Mówi się, że są bardziej „złożone”, ponieważ grzyby, które tworzą te zarodniki (ruchome lub nieruchome), generalnie rozwijają do tego bardziej skomplikowane struktury.

Rozmnażanie płciowe w królestwie grzybów

Prawie wszystkie gatunki należące do tego królestwa mogą rozmnażać się płciowo.

Istotną różnicą w rozmnażaniu płciowym grzybów w porównaniu z innymi organizmami jest to, że błona jądrowa ich komórek pozostaje nienaruszona przez cały proces (w innych organizmach „rozpuszcza się” i ponownie tworzy).

Plazmogamia, kariogamia i mejoza

U grzybów rozmnażanie płciowe zachodzi w trzech następujących po sobie wydarzeniach. Początkowo diploidalne chromosomy (2n) są rozdzielane na dwie komórki potomne, tworząc etap haploidalny (n).

Plazmogamia polega więc na fuzji dwóch protoplastów, które zawierają „kompatybilne” jądra. Nazywamy protoplastem wszystko, co jest zawarte w ścianie komórkowej: błonę plazmatyczną i cytozol ze wszystkimi jego organellami.

W tej fazie powstaje komórka z dwoma haploidalnymi jądrami, które nie uległy fuzji, co następuje później i jest znane jako kariogamia. Kariogamia powoduje powstanie diploidalnego jądra, genetycznie innego niż poprzednie dwa, w komórce, która jest obecnie nazywana zygotą.

Istnieje wiele grzybów, które zawsze są haploidalne, dlatego zygota jest jedyną diploidalną komórką w całym jej cyklu życiowym. Ponadto inne grzyby mogą pozostawać w komórkach dikariotycznych (z dwoma jądrami) przez długi czas.

Po kariogamii następuje mejoza, czyli proces podziału komórki, w wyniku którego zmniejsza się ładunek genetyczny lub liczba chromosomów przypadających na komórkę, przywracając w ten sposób haploidalną „fazę”. Jądra haploidalne znajdują się zwykle w komórkach, które rozwijają się w zarodniki, meiospory.

"Szybki" diagram rozmnażania płciowego grzyba z owocnikiem (źródło: Fungi_sessuate_reproduction.png: M.violante 10:22, 24 maja 2006 (UTC) praca pochodna: DZadventiste / CC BY-SA (http: // creativecommons. org / license / by-sa / 3.0 /) przez Wikimedia Commons, zmodyfikowana przez Raquel Parada)

Jak znaleźć kompatybilne jądra haploidalne?

Plazmogamia może być osiągnięta poprzez produkcję wyspecjalizowanych komórek płciowych lub gamet, które mogą być wytwarzane przez narządy płciowe zwane gametangiami.

Niektóre grzyby stykają się ze swoimi gametangiami, pozwalając jądrom jednego (samca) przejść do drugiego (samicy), ale nie wytwarzają komórek płciowych. Inne grzyby łączą swoje gametangie w celu przeprowadzenia plazmogamii.

Z drugiej strony bardziej zaawansowane grzyby nie wytwarzają gametangii, ale wegetatywne strzępki pełnią funkcje seksualne i łączą się, wymieniając jądra.

Odżywianie

Wspomnieliśmy wcześniej, że grzyby to organizmy heterotroficzne. Z tego wynika, że ​​w przeciwieństwie do roślin te żywe istoty nie są w stanie syntetyzować własnego pożywienia ze światła słonecznego i dwutlenku węgla (CO2) obecnego w atmosferze.

Preferowanym źródłem energii i węgla dla grzybów są węglowodany (chociaż pozyskują azot z rozpadu białka), a grzyby są zdolne do wchłaniania i metabolizowania różnych rozpuszczalnych węglowodanów, w tym glukozy, ksylozy, fruktozy, sacharozy itp.

Ponadto inne, bardziej złożone „nierozpuszczalne” węglowodany, takie jak celuloza i hemiceluloza, lignina lub skrobia, również mogą być rozkładane przez baterię enzymów trawiennych wytwarzanych przez grzyby.

Jako organizmy heterotroficzne, grzyby można sklasyfikować według „sposobu”, w jaki muszą się odżywiać:

- Niektóre są saprofitami lub rozkładającymi się. Saprotrofia polega na zewnętrznym trawieniu rozkładającej się materii organicznej (poprzez wydzielanie enzymów trawiennych), a następnie wchłonięciu jej przez „organizm” utworzony przez strzępki.

Zdjęcie strzępek grzyba saprofitycznego wśród opadłych liści drzewa (źródło: Sten / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) via Wikimedia Commons)

- Inne grzyby są pasożytami, więc pozyskują pożywienie z tkanek organizmu, których są żywicielami, co często może być dla nich szkodliwe.

- Inne grzyby są symbiontami i współistnieją w tym samym „organizmie” z glonami, tworząc tzw. Porost. Alga jest fotosyntetyczna (autotroficzna), a grzyb jest heterotroficzny, więc para ma tryb żywienia, który możemy uznać za „mieszany”.

Zdjęcie porostu (źródło: Norbert Nagel, Mörfelden-Walldorf, Niemcy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) przez Wikimedia Commons)

- Niektóre tworzą struktury zwane mikoryzami, które są również częścią symbiotycznego związku między korzeniami rośliny i grzyba. Wymieniają one składniki odżywcze ze swoim partnerem fotosyntetyzującym i zapewniają mu określone korzyści.

Schemat wzajemnego związku grzyba mikoryzowego i rośliny (źródło: Nefronus / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) za pośrednictwem Wikimedia Commons, zmodyfikowane przez Raquel Parada)

Bibliografia

1. Choi, J. i Kim, SH (2017). Drzewo genomu życia dla królestwa grzybów. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114 (35), 9391-9396.
2. Encyclopaedia Britannica. (2020). Pobrano 16 kwietnia 2020 r. Ze strony www.britannica.com/science/fungus
3. Feofilova, EP (2001). Grzyby królestwa: niejednorodność właściwości fizjologicznych i biochemicznych oraz związki z roślinami, zwierzętami i prokariotami. Applied Biochemistry and Microbiology, 37 (2), 124–137.
4. Mentzer, AP „Charakterystyka organizmów grzybów królestwa” Sciencing.com, www.sciencing.com/characteristics-kingdom-fungi-organisms-8425182.html. 17 kwietnia 2020.
5. Moore, D. (2001). Slayers, Saviors, Servants and Sex: exposé of Kingdom Fungi. Springer Science & Business Media.
6. Stephenson, SL (2010). Biologia grzybów, pleśni i porostów.