Melko yksityiskohtaista tietoa meitä kiinnostavista organismeista löytyy "biologiaa" käsittelevistä oppikirjoista (luokka 6). Sienten yleiset ominaisuudet ovat kuitenkin kokonaisten kirjojen ja tieteellisten julkaisujen aihe. Ja tämä ei ole yllättävää - on erittäin mielenkiintoista tutkia niitä.
Sienet, joiden yleiset ominaisuudet esitetään tässä artikkelissa ekologisten ja trofisten indikaattoreiden mukaan, ovat heterotrofisia eukaryootteja, joilla on yksinomaan osmotrofinen ravintotyyppi. Tämä määritelmä erottaa ne selvästi muista eliöstön miehittämässä tilassa olevista organismeista. Sienten yleiset ominaisuudet viittaavat siihen, että osmotrofinen ravitsemustapa määrää niiden morfologiset, fysiologiset ja biokemialliset ominaisuudet.
Sienien kasvillinen runko
Useimpien sienten kasvullinen runko on voimakkaasti haarautunut lanka (hyphae), jolla on rajoittamaton kasvu ja jonka kokonaisuus on ns.myseeli tai rihmasto. Yleensä myseeli on kokonaan upotettu substraattiin (maaperään, kasvikudoksiin, eläinten jätöksiin, kasvitähteisiin jne.), ja sen rakenteen tällaisten ominaisuuksien ansiosta koko keho voi poistaa siitä ravinteita maksimaalisesti eksoosmoosin avulla.
Luetteloiduissa substraateissa olevat orgaaniset aineet ovat pääasiassa suurimolekyylisten polymeerien muodossa (proteiinit, polysakkaridit, nukleiinihapot), jotka eivät kulje solukalvojen läpi. Siksi sienet, joiden yleiset ominaisuudet olemme kiinnostuneita, erittävät substraattiin depolymeraasientsyymejä, jotka hajottavat polymeerejä oligo- ja monomeereiksi, jotka voidaan kuljettaa soluihin. Jos eläimillä ruoansulatusentsyymit erittyvät suolen sisään, niin sienissä ne erittyvät ulos, ja sitten sienihyfit voidaan verrata nurinpäin käännettyyn suoleen.
Sienien lisääntyminen
Rihmaston täydellinen upottaminen substraattiin rajoittaa niiden asettumista avaruuteen. Siksi niiden lisääntymiselimet työntyvät substraatin pintaan tai kohoavat sen yläpuolelle leviäkseen ilmassa tai (jos substraatti on vedessä) vesiympäristössä. Monilla sienillä (makromykeetit) itiöt kantavat elimet ovat suuria, paljaalla silmällä selvästi näkyvissä (maanpinnan yläpuolelle kohoavat hattusienet tai puussa kasvavat tinasienet). Muilla sienillä (mikromykeetillä) on pienet itiöelimet, niiden rakenne on nähtävissä vain mikroskoopilla, mutta massakehityksessä ne muodostavat värillisiä plakkeja homeen muodossa erilaisille alustoille.
Kaksi sieniv altakuntaa
Fylogeneettiset rakenteet osoittavat, että "sienten" ekomorfi ei ole homogeeninen monofyleettinen ryhmä, vaan se on jaettu kahteen fylaan (v altakuntiin). Useimmat, joita kutsutaan "oikeiksi sieniksi" (eumycetes), ovat monofyleettisiä ja muodostavat todellisen sienten (sienten) v altakunnan. Pienempi osa, jota kutsutaan "sienimäisiksi organismeiksi" (pseudomykeetiksi), sisältyy joidenkin levien kanssa Stramenopilan v altakuntaan, jossa se on ryhmitelty kahteen osa-alueeseen - Oomycota (oomycetes) ja Labyrinthulomycota (verkottuneet limahomeet). Tämän jaon perusteella rakennetaan sienille yleinen ominaisuus. Hattusienet, kuten näet, ovat vain osa lajikkeesta.
Primääriset ja sekundaariset metaboliitit
Kaikki metaboliitit jaetaan ehdollisesti primaarisiin ja sekundaarisiin. Primaariset metaboliitit ovat välttämättömiä organismin kasvulle ja ovat korvaamattomia. Näitä ovat nukleiinihapot, proteiinit, hiilihydraatit, koentsyymit, lipidit jne. Niistä rakennetaan soluorganellit - ytimet, mitokondriot, ribosomit, sienien soluseinä- ja kalvorakenteet. Ensisijaisten aineenvaihduntatuotteiden yleinen ominaisuus on, että solut käyttävät niiden kerrostumia ravinnon ja energian lähteinä. Toissijaiset aineenvaihduntatuotteet ovat välttämättömiä organismin sopeutumiseen elinolosuhteisiin. Niitä saattaa esiintyä joissakin lajeissa ja puuttua toisista. Toisin kuin primaariset metaboliitit, sekundaariset metaboliitit ovat yleensä alhaisen molekyylipainon yhdisteitä.
Proteiinit
Rakenneproteiinit ovat osa soluseinää, kalvorakenteita,kromosomit, joista sytoskeleton elementit on rakennettu - mikrotubulukset ja mikrofilamentit. Entsymaattiset proteiinit tarjoavat kaikki solunsisäiset prosessit ja vuorovaikutuksen ympäristön kanssa.
Hiilihydraatit
Rakenteelliset polymeeriset hiilihydraatit ovat sienien soluseinän perusta. Tällaisten hiilihydraattien yleiset ominaisuudet kemiallisen koostumuksen suhteen antavat mahdollisuuden jakaa ne kolmeen ryhmään: glukoosi, muut monosakkaridit ja peptideihin kovalenttisesti sitoutuneet hiilihydraatit (glykoproteiinit).
Glukoosipolymeerit ovat glukaaneja, kitiinejä ja selluloosaa. Glukaanit ovat lineaarisia tai haarautuneita glukoosimolekyylien ketjuja. Ne muodostavat useimpien sienten soluseinän ulkokerroksen. Kitiinimolekyyleissä glukoositähteet on liitetty aminoryhmiin (aminoitu), joihin puolestaan on kiinnittynyt (asetyloitu) etikkahappotähteet. Toistensa polysakkaridien haarautuneiden molekyylien "ristisilloittamat" molekyylit muodostavat soluseinän vahvan kehyksen. Selluloosaa löydettiin kaikista tutkituista munamykeetistä, joissa se muodostaa noin 10 % soluseinän massasta. Pitkään uskottiin, että todellisista sienistä se puuttuu, mutta nyt sen esiintyminen on osoitettu joidenkin ascomyseettien (suku Ophiostoma) seinämässä.
Muiden monosakkaridien (mannoosi, galaktoosi jne.) polymeerejä, joita korkeammissa kasveissa kutsutaan hemiselluloosaksi, ei löydy kaikista sieniryhmistä. Erityisen paljon mannoosipolymeerejä - mannaaneja - on hiivan soluseinissä. Ilmeisesti tämä seinän koostumus antaa orastavaa paremmin kuin glukaani.
Lopuksi sienien yleiset ominaisuudet voivatniitä täydennetään sillä, että niiden soluseinät, kuten kasvit, sisältävät monia polysakkarideja, jotka liittyvät proteiinimolekyyleihin - peptidoglukaaneja, mannanoproteiineja jne. Ne muodostavat monikerroksisen soluseinän keskikerroksen ja niillä on tärkeä rooli sekä solujen rakenteellisen eheyden ylläpitämisessä. ja sen vaihtoprosesseissa ympäristön kanssa.
Vara hiilihydraatteja
Tässä artikkelissa on melko yksityiskohtainen yleiskuvaus sienistä. Koulun luokka 6 on aika, jolloin tutustumme näihin organismeihin ensimmäistä kertaa yksityiskohtaisesti biologian tunneilla. Tarjoamme syventää tietoa ja tutkia niitä tarkemmin. Siirrytään varahiilihydraattien kuvaukseen.
Sienet eivät ole löytäneet korkeampien kasvien ja monien levien päävarastopolysakkaridia – tärkkelystä. Eumykeettien glukoosi varastoituu glukaanina, lähellä eläintärkkelysglykogeenia. Glukaanien lisäksi sienissä on myös muita varastohiilihydraatteja, joista osa on ainutlaatuisia sieniv altakunnalle. Se on ensisijaisesti disakkaridi trehaloosi. Trehaloosia löydettiin pitkään vain sienistä, minkä vuoksi se sai toisen nimensä - mycosis. Nyt sitä esiintyy myös joissakin korkeammissa kasveissa vähäisenä yhdisteenä. Trehaloosilla on tärkeä rooli sienisolujen sopeutumisessa stressiin ja osmoottisten prosessien säätelyssä. Sienisolut sisältävät myös sokerialkoholeja - mannitolia, sorbitolia, ksylitolia jne.
Lipidit
Lipidit (glyserolin esterit suoraketjuisten alifaattisten monokarboksyylihappojen kanssa) ovat tärkeitäVaratuotteet, ne kerrostuvat soluun rasvapisaroiden muodossa. Sienille on ominaista korkea pitoisuus monityydyttymättömiä (joiden alifaattisessa ketjussa on useita kaksoissidoksia) rasvahappoja, kuten linoleeni - kolme ja arakidoni - neljä kaksoissidosta. Fosfolipidien muodossa (eetterisesti sitoutuneena fosforihappoon) lipidit ovat solukalvojen pääkomponentteja. Tärkeä rooli kalvorakenteiden luomisessa on myös sterolilipoideilla, jotka antavat kalvolle lujuuden. Toisin kuin eläinten kolesteroli, jonka molekyylissä on 27 hiiliatomia (C-27), ja kasvien fytosterolit (C-29), tärkein sienten steroli on ergosteroli (C-28).
Toissijaiset metaboliitit: pigmentit
Sienissä ei ole fotosynteettisiä pigmenttejä, mutta ne tuottavat suuren määrän yhdisteitä, jotka värjäävät rihmastoa, lisääntymiselimiä tai substraattia. Kemiallisesti useimmat pigmentit ovat terpenoideja (karotenoideja) tai aromaattisia yhdisteitä. He suorittavat erilaisia toimintoja. Joten karoteenin oranssit johdannaiset indusoivat seksuaalisen prosessin kulkua limasienissä; Aspergilluksen tummanvihreät ja mustat fenoliset pigmentit kerrostuvat vain itiöitä kantavaan laitteistoon, joka, toisin kuin substraattirihmasto, muodostuu ilmassa, ja itiöissä suojaamaan ultraviolettivalolta; tummanväristä melaniinia kertyy soluseiniin, mikä lisää niiden vahvuutta.
Toksiinit ja antibiootit
Monet sienet tuottavat yhdisteitä, jotka ovat myrkyllisiä muille organismeille, jotkase huomioidaan usein, kun sienistä laaditaan yleiskuvaus (6. luokan oppikirja tai yliopiston oppikirja). Mikro-organismeille myrkyllisiä aineita kutsutaan antibiooteiksi, myrkyllisiä kasveille - fytotoksiineiksi, myrkyllisiä eläimille ja ihmisille - mykotoksiineiksi. Joillakin sienten metaboliiteilla, jotka ovat myrkyllisiä eri organismiryhmille (mikro-organismeille ja kasveille, kasveille ja eläimille), on monimutkainen vaikutus. Monet maaperässä elävät sienet syntetisoivat antibiootteja, joiden on kilpailtava ravinnesubstraateista muiden mikro-organismien kanssa. Niiden kemiallinen luonne ja toimintamekanismi ovat erilaisia. Siten antibiootit penisilliinit ja kefalosporiinit estävät soluseinän synteesiä bakteereissa, trikotekiinit - proteiinisynteesiä eukaryoottisissa mikro-organismeissa, griseofulviini - mitoosia.
Fytotoksiinit ja mitotoksiinit
Sienten tartunnan saaneen kasvin kudokseen erittämät fytotoksiinit aiheuttavat kasvisolujen kuoleman, joista tulee sitten helppo saalis loiselle. Toksiinit estävät entsymaattisia prosesseja tartunnan saaneiden kasvien soluissa (esim. Alternaria-sienen tentoksiini estää fotosynteettistä fosforylaatiota), niillä on voimakas membranotrooppinen vaikutus ja ne vaikuttavat aineiden kulkeutumiseen kalvojen läpi, ionien (fusariinihappo, fusikoksiini jne.) kalvon läpikuljetuksiin.).
Mykotoksiinit jaetaan kahteen ryhmään - mikroskooppisten sienten (mikromykeettien) toksiineihin ja suuria hedelmärunkoja sisältävien makromykeettien toksiineihin. Ensimmäiset ovat erityisen vaarallisia sienissä, jotka tartuttavat kasvejaelintarvikkeissa käytetyt tuotteet. Esimerkiksi torajyväsklerotioihin kertyy alkaloideja (typpeä sisältäviä heterosykliä), jotka ovat hermomyrkkyjä. Ne eivät tuhoudu paistamisen aikana, joten jauhoista paistettu leipä, johon on lisätty jauhettua sklerotiaa, on erittäin vaarallista. Sen käyttö voi aiheuttaa vakavan myrkytyksen, usein kuolemaan johtavan. Toinen viljaloinen on korvafusariumin aiheuttaja. Tämä on Fusarium-sieni, joka vapauttaa viljaan terpenoidimyrkkyjä, jotka myös aiheuttavat vakavia myrkytyksiä (Fusarium-tartunnan saaneesta jauhosta leivottua leipää kutsuttiin kansansa mukaan "humatuksi leiväksi", koska se aiheutti huimausta, oksentelua ja muita vakavaa alkoholimyrkytystä muistuttavaa oireita).
Ruokasienet
Tällä hetkellä biologian tiede on kerännyt melko paljon tietoa heidän ravinnostaan. Sienten yleiset ominaisuudet tästä näkökulmasta ovat seuraavat. Useimpien sienten ravinto tapahtuu kasvien kustannuksella, joten niissä on aktiivisia entsyymejä, jotka hajottavat rakenteellisia ja varastoivia polysakkarideja elävissä kasveissa ja kasvijätteissä. Nämä ovat pektinaaseja, jotka hajottavat polygalakturonihapon (pektiinin) pienimolekyylisiksi oligogalakturonideiksi, ksylanaaseiksi, sellobiaaseiksi ja selluloosiksi, jotka hajottavat selluloosaa ja hemiselluloosaa - kasvin soluseinän päähiilihydraattikomponentteja, tärkkelystä hajottavaa amylaasia jne. Toinen komponentti Kasvisoluista selluloosan jälkeen painon mukaan on ligniiniä, joka on aromaattisten renkaiden kolmiulotteinen polymeeri. Erityisesti paljon sitä lignified-soluissa. Ligniini on pysyvin kasvipolymeeri, ja vain sienissä (lähinnä puuta tuhoavissa tindersienissä) on lignaasientsyymejä, jotka hajottavat sitä. Loissienet, jotka vaikuttavat eläinten ja ihmisten ihoon (iho, hiukset, höyhenet), erittävät entsyymejä, jotka tuhoavat keratiiniproteiinin, josta ne muodostuvat.
Suurin osa luetelluista entsyymeistä ei syntetisoidu soluissa jatkuvasti energiansäästötarkoituksessa, vaan vain vastaavan aineen läsnä ollessa ympäristössä (esim. jos ympäristössä ei ole pektiiniä, niin pektinaasia ei ole syntetisoitu). Ne eivät ole konstitutiivisia, vaan ne altistuvat substraatin induktiolle. Lisäksi niitä ei muodostu, jos elatusaine sisältää ravinteita edullisempien energia-aineenvaihduntayhdisteiden (kataboliittien) kanssa. Esimerkiksi useimpien polysakkaridien tuhoutumisen lopputuote on glukoosi, joten pektinaaseja ja sellulaaseja ei muodostu ympäristössä, joka sisältää pektiinin tai selluloosan lisäksi glukoosia. On tuskin suositeltavaa suorittaa monimutkaisia kemiallisia prosesseja glukoosin saamiseksi, jos sitä on jo kasvualustassa. Tätä sääntelyä kutsutaan kataboliitin tukahduttamiseksi.
Aseksuaalinen lisääntyminen
Jatkamalla sellaisen aiheen kuin "sienten yleiset ominaisuudet" paljastamista, kuvailemme lyhyesti lisääntymisen ominaisuuksia. Näissä organismeissa aseksuaalinen lisääntyminen voidaan suorittaa liikkuvien ja liikkumattomien itiöiden avulla. Eläinporit muodostuvat pienestä määrästä sekä vesi- että maasieniä, joiden geneettiset suhteet vesieliöihin ovat selkeästi jäljitettyjä. Siimaleen rakenne munamykeettien ja hyphychytrian zoosporeissa on samanlainen kuin okrofyyttien kohdalla.leviä ja chytridiomycetes otetaan huomioon tämän ryhmän kuvauksessa. Useimmat sienilajit lisääntyvät liikkumattomilla itiöillä, mikä osoittaa niiden erittäin pitkän rantautumisajan. Itiöt voivat muodostua endogeenisesti itiöissä (sporangiospores) tai eksogeenisesti (konidioissa). Endogeeniset itiöt vapautuvat vasta sporangiumin tuhoutumisen jälkeen, mikä tapahtuu yleensä sen kastuessa. Yleensä itiöissä muodostuu suuri määrä (tuhansia) itiöitä, mutta jotkut lajit muodostavat pieniä itiöitä (sporangioleja), joissa on vain muutama itiö (joskus yksi). Jälkimmäisessä tapauksessa sporangiolikalvot ja itiöt voivat sulautua yhteen, jolloin endogeeninen itiö toimii eksogeenisenä. Tämä osoittaa endogeenisten itiöiden ensisijaisen esiintymisen, jotka olivat eksogeenisten itiöiden esiasteita.
Seksuaalinen lisääntyminen
Yleisin ja yksinkertaisin seksuaalinen prosessi on kahden vegetatiivisen solun fuusio, jotka eivät ole erilaistuneet sukusoluiksi, eli somatogamiaksi. Samanlainen seksuaalinen prosessi on ominaista ascomycete-hiivoille, monille basidiomykeeteille ja muille sienille. Joskus se etenee jopa ilman solufuusiota, yksinkertaista ytimien fuusiota solun sisällä. Monimutkaisempaa seksuaalista prosessia edeltää kumppanin myseelikohtien (gametangia) erottaminen, jotka sitten sulautuvat yhteen. Tällainen seksuaalinen prosessi, gametangiogamia, on ominaista monille zygo- ja ascomyceteille. Lopuksi sienillä on myös muille eukaryoottisille organismeille yhteistä gametogamiaa, ts. erikoistuneiden sukusolujen fuusio.
Klassinen iso- ja heterogamia, joka on ominaista leville,esiintyy vain alemmissa sienissä - chytridiomycetes. Sienissä ei ole lainkaan klassista oogamiaa. Jopa munasoluissa, jotka on nimetty niiden oogamian vuoksi, ei ole urospuolisia sukusoluja (spermatozoa tai siittiösoluja), ja oogoniumin munasoluista puuttuu oma soluseinä ja niitä kutsutaan oosfääreiksi. Joillakin pussieläinlajeilla on oogonium (mutta ilman naaraspuolisia munasoluja, eli se edustaa gametangiaa), mutta ei anteridiumia, joten hedelmöitys tapahtuu vegetatiivisen hyfan avulla. Muilla ascomycete- ja basidiomycete-ruostesienillä on urospuolisia sukusoluja - siittiöitä, mutta niistä puuttuu naaraspuoliset sukusolut ja joskus gametangia (spermatogamia). Joissakin lajeissa siittiöillä on kaksi tehtävää - urospuoliset sukusolut ja suvuttomat itiöt (konidit).
Johtopäätös
Sienien yleiset ominaisuudet: ravitsemus ja hengitys, itiöiden lisääntyminen - kaikki tämä kiinnostaa luonnon ystäville. Loppujen lopuksi nämä ovat ainutlaatuisia organismeja, jotka eivät kuulu kasveihin tai eläimiin. Kun olet avannut oppikirjassa aiheen "Sienien yleiset ominaisuudet" (luokka 7), huomaat, että ne muodostavat erillisen v altakunnan. Muut v altakunnat ovat eläimet, kasvit, virukset ja bakteerit. Kouluoppikirjoissa ja tässä artikkelissa esitetty aihe "Sienien yleiset ominaisuudet ja merkitys" on vain perustietoa niistä. Niistä on kirjoitettu kokonaisia kirjoja, joten niitä voi tutkia hyvin pitkään. Mielestämme yksi mielenkiintoisimmista aiheista on homesienten yleiset ominaisuudet. Home on yksivanhin elävien organismien laji maan päällä. Se ilmestyi 200 miljoonaa vuotta sitten ja tuntuu hyvältä nykyaikaisissa olosuhteissa. Avaa minkä tahansa kouluoppikirjan osio "Sienien v altakunta. Yleiset ominaisuudet" (luokka 6), niin löydät siitä tarkempaa tietoa.
