Плесневые грибы

Плесневые грибы – это обширная и разнообразная группа микроорганизмов, которые играют важную роль в природных и искусственных экосистемах. Они широко известны своей способностью разлагать органические вещества и преобразовывать их в питательные элементы. Некоторые виды плесени также используются в пищевой промышленности и медицине, в то время как другие могут представлять угрозу для здоровья людей и окружающей среды. В этой статье мы рассмотрим класс плесневых грибов, их строение, размножение, значение и применение, а также обсудим вред, который они могут нанести.

Класс плесневых грибов

Плесневые грибы принадлежат к царству грибов и включают в себя несколько классов, среди которых наиболее значимыми являются Zygomycota, Ascomycota и Deuteromycota.

Zygomycota – это группа грибов, включающая ряд видов, которые обычно вызывают плесень на продуктах питания и в почве. Они также включают в себя ризопусы, которые широко используются в пищевой промышленности.

Ascomycota – это наибольший класс грибов, который включает в себя множество плесеневых видов, таких как Penicillium и Aspergillus. Эти грибы обычно имеют сложную структуру и производят большое количество спор, что позволяет им быстро распространяться.

Deuteromycota – это класс грибов, которые включают в себя множество видов, известных как “несовершенные грибы”. Это грибы, жизненный цикл которых не полностью понятен, и они обычно классифицируются на основе их способов размножения. Многие из этих грибов могут вызывать болезни у растений и животных.

Эти классы представляют собой лишь небольшую часть разнообразия плесневых грибов, и каждый из них имеет свои особенности в структуре, способах размножения и взаимодействия с окружающей средой.

Строение плесневых грибов

Плесневые грибы обладают уникальной структурой и морфологией, которые отличают их от других групп грибов. Основной структурной единицей плесневых грибов является мицелий, который состоит из ветвистых, трубчатых клеток, известных как гифы.

Гифы – это длинные, тонкие структуры, которые ветвятся и объединяются, формируя сложную сеть. Они представляют собой основной орган для роста и питания плесени. Благодаря своей тонкой и ветвистой структуре гифы могут проникать в подложку и эффективно поглощать питательные вещества.

Стены гиф обычно состоят из хитина – того же полимера, который составляет внешнюю оболочку насекомых и ракообразных. Хитин обеспечивает прочность и упругость стен гиф, а также защищает их от повреждений.

В некоторых грибах, таких как Aspergillus и Penicillium, гифы септированны, то есть разделены на отдельные клетки перегородками. Это позволяет им сохранить функцию при повреждении одной из частей. Другие грибы, такие как Rhizopus, имеют нонсептированные гифы, которые представляют собой одну большую мультиядерную клетку.

Важной частью мицелия являются споры – структуры для размножения. Они формируются на специальных грибных структурах и являются средством распространения плесневых грибов. Способность производить большое количество спор, устойчивых к неблагоприятным условиям, является одним из ключевых факторов успеха плесневых грибов в различных средах.

Споры плесневых грибов

В жизненном цикле плесневых грибов особую роль играют споры – это основной механизм, благодаря которому они распространяются и колонизируют новые места. Споры образуются на специализированных структурах, называемых спорангиями или конидиофорами, в зависимости от вида гриба.

Споры очень малы и легки, что позволяет им легко переноситься воздушными течениями. Кроме того, они устойчивы к неблагоприятным условиям, включая сухость, высокие температуры и некоторые дезинфицирующие средства. Это означает, что споры могут выжить в условиях, которые были бы смертельными для многих других микроорганизмов.

Когда спора попадает в подходящую среду с достаточным количеством питательных веществ и влаги, она начинает прорастать, формируя новую сеть гиф. Этот процесс может происходить очень быстро: некоторые виды плесени способны образовывать видимые колонии всего через несколько дней.

“Проклятие фараона”, описываемое в истории и археологии, может быть связано с грибковой инфекцией. Споры плесени выжили в течение нескольких тысяч лет в темных замурованных пирамидах, а затем вызвали тяжелые респираторные заболевания у археологов, вскрывших усыпальницу фараона. Суеверная общественность охотно обвинила в гибели ученых таинственное древнее проклятие.

Способность быстро и эффективно распространяться посредством спор делает плесневые грибы чрезвычайно адаптивными и распространенными в различных средах – от почвы и растений до внутренних помещений и продуктов питания.

Виды плесневых грибов

Плесневые грибы – это разнообразная группа, включающая тысячи различных видов, распространенных в самых разнообразных экосистемах. Однако среди них есть несколько видов, которые чаще всего встречаются в быту и имеют особое значение для человека.

Aspergillus – группа грибов, которая включает более 200 видов, многие из которых широко используются в промышленности. Например, Aspergillus. niger используется для производства глюконовой кислоты и ферментов, а Aspergillus. oryzae играет ключевую роль в производстве соевого соуса и саке. Однако некоторые виды, такие как Aspergillus fumigatus, могут вызывать заболевания у людей с ослабленным иммунитетом.

Penicillium – еще один распространенный род плесневых грибов, который включает около 300 видов. Penicillium chrysogenum известен тем, что с его помощью был открыт антибиотик пенициллин, который революционизировал медицину.

Rhizopus – это группа грибов, которые часто встречаются на протухшем хлебе и других продуктах питания. Rhizopus stolonifer, также известный как “черный хлебный гриб”, быстро растет и может вызвать заболевания у людей и животных.

Cladosporium – это один из самых распространенных видов плесени в помещениях. Этот гриб предпочитает теплые, влажные условия и может вызвать аллергические реакции и астму.

Значение плесневых грибов

В природе плесневые грибы выполняют функцию разложителей, помогая в процессе разрушения органического материала и переработки важных питательных веществ, что способствует циркуляции веществ в природе. Они разлагают мертвые растения и животных, а также отходы, превращая их в питательные вещества, которые могут быть использованы другими организмами.

Существует светящаяся плесень. Пещеры, где она обитает, вроде Waitomo Glowworm Caves в Новой Зеландии, выглядят очень эффектно и часто становятся туристическими достопримечательностями. Кроме того, они служили вдохновением для создания некоторых впечатляющих подземных локаций в видеоиграх. Разработчики игры Skyrim использовали эту идею для создания мистического и загадочного подземного мира, где светящиеся грибы и плесень создают уникальную атмосферу.

В экономическом смысле, некоторые виды плесневых грибов имеют большую промышленную значимость. Они используются в пищевой промышленности для производства сыров, соусов и напитков. Например, Penicillium roqueforti и Penicillium camemberti – два вида плесени, которые применяются для создания уникального вкуса и текстуры сыров Рокфор и Камамбер. Aspergillus oryzae используется в производстве соевого соуса и саке. В области биотехнологии плесневые грибы используются для производства различных ферментов и биохимических веществ. Например, Aspergillus niger используется для производства фермента цитратазы, который применяется в пищевой промышленности для преобразования сахара в цитраты.

Медицинское значение плесневых грибов связано как с их способностью вызывать заболевания, так и использоваться в лечебных целях. С одной стороны, некоторые виды плесени могут вызывать заболевания у людей, особенно у тех, кто имеет ослабленную иммунную систему или предрасположенность к аллергиям. Воздействие на споры плесени может вызвать реакции, варьирующиеся от легких аллергических реакций, таких как зуд и краснота глаз, до более серьезных состояний, таких как астма и воспалительные процессы легких. В некоторых случаях, плесень может вызвать системные инфекции.

В то же время, другие виды используются для производства лекарств. Знаменитейшим примером такого использования является пенициллин, антибиотик, полученный из гриба Penicillium chrysogenum. Открытый Александром Флемингом в 1928 году, пенициллин стал первым широко доступным антибиотиком и вывел на новый уровень лечение бактериальных инфекций в 20-м веке.

Кроме пенициллина, плесневые грибы используются для производства других важных медицинских препаратов. Например, гриб Tolypocladium inflatum производит циклоспорин, сильный иммуносупрессор, используемый для предотвращения отторжения органов после трансплантации. Аспергиллус terreus производит ловастатин, препарат, используемый для снижения уровня холестерина в крови и управления сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Вред плесневых грибов

Плесневые грибы могут приводить к серьезным проблемам. Для людей наибольшую опасность представляют микотоксины – токсичные вещества, которые грибы выделяют в процессе жизнедеятельности. Некоторые из этих веществ могут вызывать аллергии, а другие – серьезные заболевания, вплоть до рака.

Особенно вредными являются виды плесневых грибов, которые могут проникнуть в жилища и офисные здания, где они могут расти на стенах, потолках и других поверхностях, создавая серьезные проблемы с качеством воздуха. Вдыхание спор этих грибов может привести к различным заболеваниям, включая астму, хронический бронхит и другие респираторные проблемы.

Чтобы предупредить появление плесени в помещении, обычно достаточно регулярно проветривать его и поддерживать низкую влажность. А вот избавиться от уже поселившейся в жилище плесени в помещении непросто. Пораженные участки обрабатывают токсичными веществами: отбеливателем, спиртом, медным купоросом или даже поджигают в пораженном помещении особую дымовую шашку. Но самый надежный способ избежать повторного появления плесневых грибов в комнате – механически удалить пораженные обои или плитку и находящиеся под ними грунтовку и только потом начинать химическое воздействие.

Также плесневые грибы могут вызвать большой вред в сельском хозяйстве, поражая урожай и скот. Особо опасными являются те виды, которые вызывают заболевания у животных, например, асцит у птицы или микотоксикоз у коров, приводящий к потере молока и даже гибели животных.

Спорынья, также известная как «маточные рожки» или Claviceps purpurea – грибок, поражавший зерна ржи и других злаков. Спорынья вызывала у людей галлюцинации из-за эрготамина – алкалоида, содержащегося в ее спорах. Этот вещественный состав, сходный по своим действиям с ЛСД, вызывал заболевание, известное как эрготизм, когда зараженные зерновые культуры попадали в рацион людей. Интересно, что некоторые исследователи предполагают, что подобные галлюцинации могли повлиять на эксцентричное творчество знаменитого художника Эпохи Возрождения Иеронима Босха.

Плесневые грибы обладают удивительной способностью разрушать различные материалы. Они активно используют для питания органические вещества, находящиеся в разных материалах. Этот процесс называется биологической коррозией и может стать причиной значительных повреждений структур и предметов.

Например, грибы рода Serpula lacrymans, известные также как домовой гриб, являются одними из наиболее разрушительных видов плесневых грибов для древесины. Они способны проникать внутрь зданий, разрушая деревянные структуры и облицовку. Влажность и отсутствие прямого солнечного света создают для них идеальные условия. Они не только разрушают дом, но и создают угрозу здоровью его обитателей, ослабляя респираторную систему человека.

Особенности и характеристика

Плесневые грибы обладают целым рядом особенностей и характеристик, которые делают их выдающимися существами в царстве грибов. Жизненный цикл плесневых грибов отличается особой приспособленностью к выживанию в широком диапазоне условий. Большинство видов плесени размножаются путем образования спор. Эти споры микроскопически малы и могут быть легко перенесены воздушными потоками на большие расстояния, что дает им возможность быстро колонизировать новые территории. К тому же, споры плесени обладают внушительной стойкостью и могут пережить даже в экстремальных условиях, таких как высокие или низкие температуры, обесцвечивающее излучение и даже вакуум.

Что касается адаптаций, плесневые грибы показывают поразительную способность приспособления к различным условиям окружающей среды. Они способны выживать в условиях низкого доступа к воде, что делает их важными активистами в пустынных и полупустынных экосистемах. Некоторые виды плесени даже могут приспосабливаться к жизни в солончаковых почвах, где большинство других организмов не могут выжить из-за высокой солености. Интересно, что есть виды плесневых грибов, которые способны расти на радиоактивных отходах, обеспечивая биоразложение и утилизацию таких материалов.

Physarum polycephalum, также известный как слизевой гриб или слизевик, возможно, обладает зачатками интеллекта. В последних исследованиях биологов этот необычный организм успешно проходил лабиринт ради достижения пищи. Гриб “изучает” наиболее эффективные пути к источнику пищи, исключая менее эффективные. Особенно удивительно, что слизевик справляется с этим, даже не обладая нервной системой! Ученым еще только предстоит узнать, каков механизм, позволяющий плесени выполнять задачу, которую в лабораторных экспериментах обычно доверяют грызунам.

Питание плесневых грибов

Плесневые грибы – сапрофиты, организмы, которые питаются разлагающейся органической материей. Они способны разлагать широкий спектр материалов, включая остатки растений и животных, древесину, пищевые отходы и многие другие виды органических веществ.

Способность плесневых грибов к разложению сложных органических веществ делает их незаменимыми в циклах веществ в природе. Они преобразуют органическую материю в более простые формы, которые могут быть использованы другими организмами, способствуя тем самым поддержанию плодородия почвы и здоровья экосистем.

Для разложения органических материалов плесневые грибы вырабатывают специальные ферменты, которые разрушают сложные молекулы на более простые компоненты, которые грибы могут затем ассимилировать. Это делает их особенно важными для разложения таких  материалов, как лигнин и целлюлоза, основные компоненты древесины. Эти вещества не способно переваривать подавляющее большинство млекопитающих, поэтому плесневые грибы особенно важны для природы.

Важно отметить, что, хотя большинство плесневых грибов являются сапрофитами, некоторые виды способны жить как паразиты или патогены, вызывая заболевания у растений, животных и человека.

Размножение плесневых грибов

Размножение плесневых грибов является сложным процессом, который может происходить как вегетативно, так и с помощью спор. Вегетативное размножение происходит, когда фрагмент мицелия отделяется и начинает расти как отдельный организм. Это простой и быстрый способ размножения, который может происходить при любых благоприятных условиях.

Спорообразование является важным процессом для грибов и позволяет им размножаться и распространяться на большие расстояния. Во время спорообразования грибы формируют специальные структуры, называемые спорангиями или конидиофорами. Внутри этих структур образуются споры, которые являются основными репродуктивными клетками гриба. Споры содержат все необходимое для развития нового гриба, включая генетическую информацию.

Когда условия становятся благоприятными, споры прорастают и образуют новую мицелию – сеть нитей, из которых состоит грибное тело. Мицелий продолжает расти и распространяться, поглощая питательные вещества из окружающей среды.

Некоторые виды плесневых грибов способны к половому размножению. В этом случае два генетически разных гриба обмениваются генетическим материалом и образуют споры, содержащие комбинацию генов обоих родителей. Такое половое размножение способствует увеличению генетического разнообразия и позволяет грибам быстро адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.

Эти механизмы размножения грибов обеспечивают им высокую степень адаптивности и выживаемости. Споры позволяют грибам распространяться на большие расстояния, а половое размножение способствует генетической вариабельности, что является важным фактором в их эволюции и выживании в изменчивой природной среде.

Видео о плесневых грибах

Заключение

В заключение, плесневые грибы представляют собой удивительно разнообразную и важную группу организмов. Их роль в экосистемах, как разлагателей, неоценима, а способность к быстрой адаптации делает их незаменимыми во многих сферах нашей жизни – от пищевой промышленности до медицины. Однако, несмотря на их полезность, плесневые грибы также могут быть источником проблем, вызывая заболевания и ущерб материалам. Таким образом, глубокое понимание этих грибов, их биологии и взаимодействия с окружающим миром крайне важно для того, чтобы использовать их потенциал во благо и минимизировать возможный вред.