Sēņu mikrobioloģijas filoģenēze un klasifikācija ir mainījusies un pārskatīta daudzus gadus, kopš 19. gs. Pētījuma objekti ir patiešām neparasti un tiks pētīti vēl ilgi.
Sēnes, kas aug visu mūžu, tāpat kā augi, bet tajā pašā laikā rāpo un aprij citus organismus - vai tas ir iespējams? Jā, mūsdienu pētījumi par šūnas ultrastruktūru, tās bioķīmiju un fizioloģiskām īpašībām ļauj secināt, ka sēnēm ir starpstāvoklis, kam ir dzīvnieku un augu īpašības.
| Parakstīties | Sēnes | Dzīvnieki | Augi |
| Kodolu skaits šūnā | Daudzi, reti viens | Viens | Viens |
| Šūnu siena | Ir un var saturēt hitīnu, celulozi, hitozānu, glikānu | Nē | Ir un satur celulozi |
| Slāpekļa metabolisma galaprodukts |
Karbamīds (urīnviela) |
Karbamīds (urīnviela) |
Asparagīns, glutamīns |
| Ogļhidrāti (rezerve) | Glikogēns, cukura spirti | Glikogēns | Ciete |
| Dzīvesveids | Fiksēts un brīvs | Bezmaksas | Noliktavā |
Kā sēnes kļuva par atsevišķu valstību
Kārļa Linneja laikā (18. gadsimta sākumā) sēnes uzskatīja par augiem. 20. gadsimtā (40. gados) B. M. Kozopolyansky ierosināja sadalīt augu valsti apakšvalstīs:
- Schizophyta Schizophyta (skrotis) - uz tām tika attiecinātas baktērijas.
- Nomophyta Nomophyta (īstie augi) ir galvenie floras pārstāvji.
- Mycophyta Mycophyta (sēnes un gļotu sēnes).
Divdesmitā gadsimta 50. gados turpinājās pārmaiņas sēņu taksonomijā: parādījās publikācijas mikrobioloģijā vai, pareizāk sakot, attiecīgajā literatūrā, kur tika analizēta šūnu mikrostruktūru evolūcija. Balstoties uz šo materiālu, Vitekers 1969. gadā izveidoja savu pasaules sistēmu, kurā visu dzīvi var iedalīt 5 valstībās. Viens no tiem tika dots sēnēm.
A. L. Takhtadzhyan (1973. un 1976. gada darbi) uzstāja uz četrām valstībām bioloģiskajā pasaulē, un ceturtā tika piešķirta sēnēm. Abiem zinātniekiem bija augstākā autoritātezinātniskās aprindas. Tika atrisināts jautājums par atsevišķu karaļvalsti sēnēm. Bet tad šis taksons sāka “izplatīties”.
Noslēpumainas izcelsmes sēnes
Sēņu grupa ir interesanta, jo to vēsturiskā attīstība (filoģenēze) ir neviendabīga.
Tie atšķiras, kā nesen tika noskaidrots, pēc bioķīmiskā sastāva, šūnu membrānu struktūras un genoma. Kopš 20. gadsimta beigām (1998. gadā) ir izdalīti trīs sēņu stublāji, kas evolucionāri atšķiras viens no otra. Katrs atbilst atsevišķai klasei (Cavalier-Smith):
- Protozoa.
- Hromisti.
- Sēnītes.
Vikššūņi un hromisti pieder pie zemākajām sēnēm, Sēņu klase - augstākajām.
Augstāk un zemāk - kāda ir atšķirība
Jebkura ranga sēnes attēlo micēlijs (micēlijs). Apakšējo sēņu micēlijs nav šūnu, tas ir, nav sadalīts ar starpsienām mazos sektoros. Augstākajām sēnēm ir starpsienas (starpsienas), taču tās nav cietas, bet ar caurumiem, tāpēc protoplazmas saturs var pārvietoties no sektora uz sektoru.
Vēl viena atšķirība starp zemākajām sēnēm un augstākajām sēnēm ir neiespējamība veidot lielus un blīvus augļķermeņus. Primitīvās nešūnu sēnēs (vai sēnēm līdzīgos organismos) neviens vēl nav atradis augļķermeņus. Tas nemazina to barošanās funkciju - mazi augsnes dzīvnieki ļoti labprāt ēd mikroskopiskus micēliju.
Sēņu briesmoņi
Sēņu klasifikācijā mikrobioloģijā vienmēr tiek ņemta vērā Sēņu valstība un dažreiz arī pārējās divas karalistes (vienšūņi un hromisti)nav minēts. Tas ir tāpēc, ka vienšūņi ir sēnēm līdzīgi organismi, nevis sēnītes.
Tie ir unikāli ar to, ka spēj veikt neatkarīgu amēboīdu kustību. Viņu ķermenis ir daudzkodolu ekstensīvs protoplasts (plazmodijs, kas neveido hifus), un attīstības ciklā ir karoga kustības stadija.
Chromista arī ir ļoti neparasta. Valstība apvieno diezgan raibu organismu grupu, kas saistīta ar aļģēm (brūnām, zeltainajām, kramaļģes u.c.) un sēnēm līdzīgiem organismiem.
Sēnēm līdzīgie hromisti otro reizi zaudē krāsu, ir aprīkoti ar flagellas, un hitīna vietā šūnu sieniņās var būt celuloze. Bieži vien šūnu sienu nav vispār. Tad sēnītes ķermeni attēlo protoplasts, tas ir, to ieskauj tikai membrāna. To izcelsme ir tuva aļģēm (dzelteni zaļa).
Vairāk par vienšūņiem
Vikššūņi satur nodaļas:
- Mixomycetes (Myxomycota)
- Plasmodiophoromycetes (Plasmodiophoromycota)
- Dictyosteliomycota (Dictyosteliomycota)
Myxomycota nodaļas pārstāvjus sauc arī par gļotu veidnēm. Tie apvieno gan sēnēm, gan dzīvniekiem raksturīgās iezīmes. Viņi var rāpot pa substrātu kā amēba, pasīvi absorbēt barības vielas no visas virsmas vai aktīvi uztvert un sagremot baktērijas. Reaģēt uz gaismu vai pārtikas uzkrāšanos. Tie parasti dzīvo meža augsnēs, trūdošā koksnē.
Bet tās vairojas kā sēnes ar sporām. Ir arī seksuāls process. Gļotu veidnes var būtmikroskopiski, bet tie aug visu mūžu. Dažas gļotādas sēnītes, piemēram, fuligo, izaug līdz pat vairākiem desmitiem centimetru.
Apbrīnojami hromisti
Kingdom Chromists (Chromista) apvieno nodaļas:
- Hyphochytriomycetes (Hyphochytriomycota).
- Oomycetes (Oomycot).
- Labyrinthulomycota (Labyrinthulomycota).
Hromistu vidū par piemēru var uzskatīt labirintu. Tie ir mazi jūras sēnēm līdzīgi radījumi. "Sēnes" ķermenis ir plazmodijs, kas no augšas pārklāts ar gļotādas ektoplazmas sietu, ietērpts membrānā. Tīkls atvieglo piestiprināšanos pie pamatnes vai pārvietošanos uz pārtikas avotu. Tas pat aizsargā pret izžūšanu, ja Plasmodium rāpo uz zemes.
Vairošanās, tāpat kā lielākā daļa sēņu, tiek veikta ar sporu palīdzību, bet noteiktos apstākļos tiek aktivizēts dzimumprocess. Jūras barības ķēdēs labirintiem ir ierādīta goda vieta - ar tiem barojas amēbas, planktona sugas, mazie vēžveidīgie. Labirinti kopā ar baktērijām veiksmīgi kolonizē neorganiskos gružus – stiklu, stikla vati, plastmasu. Sekundārie atkritumu kolonizatori jau var būt, piemēram, jūras zīles.
Par īstām sēnēm
Īstas sēnes cilvēka izpratnē galvenokārt ir makromicīti. Makromicītu augļķermeņi ir tik vērtīgi kā pārtikas objekti, ka nozarē ir parādījusies atsevišķa nozare - sēņu audzēšana īpaši radītos apstākļos.
Sēņu karaliste (Fungi,Mycota) ir sadalīta četrās nodaļās. Starp tiem:
- Chytridiomycetes (Chytridiomycota).
- Zygomycota.
- Ascomycetes (Ascomycota).
- Basidiomycetes (Basidiomycota).
No tiem pirmajos divos departamentos ietilpst zemāko sēņu pārstāvji (mikromicīti), bet otrajā - augstāko (galvenokārt makromicīti). Mikromicītus nevar redzēt ar neapbruņotu aci. Reti dzīves ciklā notiek kustīgas karogs. Starp pārstāvjiem ir daudz parazītu. Makromicīti ietver pārstāvjus, kas veido augļķermeņus. Tās galvenokārt ir sēnes un cepurītes.
Dažreiz Deuteromycetes (Deuteromycóta) ir norādītas kā piektais departaments. Veidojot sēņu klasifikāciju, mikrobioloģija lielu nozīmi piešķir reprodukcijas metodēm. Deuteromicetes pārstāvjus sauc par nepilnīgām sēnēm. Iemesls ir tāds, ka viņi ir pilnībā zaudējuši spēju seksuāli vairoties.
Raugs - vienšūnu sēnītes
Saskaņā ar mūsdienu sēņu klasifikāciju, mikrobioloģija raugu iedala Sēņu valstībā, Ascomycete departamentā. Šīs ir augstākas sēnes, neskatoties uz to, ka to ķermenis ir vienšūnas. Rauga senči bija daudzšūnu, taču to attīstības evolūcijas virziens ir mainījies uz micēlija zudumu.
Nodaļas atšķirīga iezīme ir divslāņu šūnu membrānas. Tās ir arī makromicetēm, pelējuma sēnītēm un raugiem. Rauga čaumalas satur polisaharīdus glikānus un mannānus.
Raugs - sēņu Hemiascomycetes (Hemiascomycetes) klase, kārta Saccharomycetales. Pastāv viedoklis, ka raugs ir organismu grupa, kurai nav sava taksona. Tajā ietilpst Ascomycetes un Basidiomycetes departamentu pārstāvji.
Raugs vairojas pumpuroties, retāk ar šūnu dalīšanos uz pusēm un nelabvēlīgos apstākļos iespējams dzimumprocess. Daļa rauga veido sporas, kas ļauj tās sadalīt divās lielās grupās – sporogēnajās un asporogēnajās.
Pelējuma sēnes
Atrodams gandrīz visos lielajos taksonos. Ir augstākas un zemākas pelējuma sēnītes: atšķirībā no zemākajām sēnēm augstākās pelējuma mikromicetēs micēlijs sadalās ar starpsienām fragmentos (šūnās). Tie barojas, izdalot uz substrāta fermentus, kas sadala vielas vienkāršās sastāvdaļās. Piemēram, uz viena maizes gabala var atrast pelējumu un raugu, taču to patērētās vielas būs atšķirīgas. Raugs barojas ar cukuru, savukārt olb altumvielas un tauki ir pelējuma sēnīšu barības substrāti.
Pelējums ir sastopams visās Sēņu karalistes taksonomiskajās grupās:
- Hitridiomiceti. Synchytrium endobioticum ir kartupeļu parazīts, kas izraisa bumbuļu puvi.
- Zigomicīti. Mukora pārstāvis ir saprofīts (nogulsnējas uz nedzīva substrāta), izraisa maizes pelējumu.
- Ascomycetes. Melnās pelējuma pārstāvis ir saprofīts, ko izmanto citronskābes rūpnieciskai ražošanai. Spēcīgākais alergēns cilvēkiem izraisa tādu slimību kā aspergiloze. Tas ietver arī penicilus, ko izmanto siera pagatavošanai, un antibiotikas.
- Basidiomycetes. Izraisīt slimībaslabība (rūsas un dūmu parazīti).
Pēlējums ir sastopams pat hromistu valstībā, starp olšūnām:
- Fitoftora, parazīts, kas izraisa puvi tomātos un kartupeļos.
- Plasmopara (Plasmopara viticola) parazitē vīnogulājus un augļus. Augu slimība - miltrasa.
Tādējādi sēnes joprojām ir viena no vismazāk pētītajām organiskās dabas grupām. Mūsdienu šūnas mikrostruktūru un bioķīmijas izpētes metodes ļauj veikt jaunus atklājumus, uz kuru pamata sēnīšu klasifikācija turpina mainīties.
