Viena no trim eikariotu valstībām (superdomēns, kurā ietilpst organismi ar atsevišķu kodolu šūnās) – sēnītes. Tie atrodas uz robežas starp augiem un dzīvniekiem. Mūsdienās ir aptuveni 100 tūkstoši sugu, no kurām lielākā daļa ir mikroskopiskas sēnes. Šis raksts stāsta par to uzbūves un vairošanās īpatnībām, nozīmi dabā un cilvēka saimnieciskajā darbībā.
Gandrīz augi un ne gluži dzīvnieki
Kingdom Mycota ietver gan vienšūnu, gan daudzšūnu organismus ar ļoti savdabīgu organizāciju. Viņiem ir līdzības gan ar dzīvniekiem, gan augiem:
- Tiem ir šūnu siena, bet ne no celulozes, kā augiem, bet no hitīna, kā dzīvniekiem.
- Sēņu šūnās ir vakuoli, kas piepildīti ar šūnu sulu. Bet ne ciete (augos), bet glikogēns (dzīvniekiem).
- Sēnes nav spējīgas aktīvi kustēties. Viņiem ir pieķerts dzīvesveids.
- Sēnes- heterotrofi, tiem nav hlorofila un tie nav spējīgi fotosintēzē. Tāpēc tie barojas ar gatavām mirušo organismu (saprotrofu) vai dzīvo organismu (parazītu) organiskām vielām.
- Atšķirībā no dzīvniekiem un augiem, sēnīšu šūnas praktiski nediferencējas audos, bet audi – orgānos.
Noslēpumainas velna radības
Tieši tādas sēnes tika uzskatītas viduslaikos. Viens no franču dabaszinātniekiem Venjans 1727. gadā rakstīja, ka sēnes pastāv, lai izjauktu visa dzīvā harmoniju.
Šodien paliek atklāts jautājums par sēņu izcelsmi. Lai gan vēl 18. gadsimtā izcilais botāniķis Kārlis Linnejs šos organismus attiecināja uz viesnīcu valstību. Sēnes, kas radušās planētas dzīvības rītausmā (apmēram pirms miljarda gadu), gaida norādes par to izcelsmi no biologiem, bioķīmiķiem, ģenētiķiem un taksonomiem.
Sēņu sistēma
Visas sēnes iedala 4 klasēs (zemākās sēnes - Oomycetes un Zygomycetes, augstākās - Ascomycetes un Basidomycetes). Galvenais atdalīšanas kritērijs ir flagellu esamība vai neesamība gametās un seksuālās reprodukcijas veids. Turklāt zemākajās sēnēs micēlijs izskatās kā viena daudzkodolu šūna, savukārt augstākajās sēnēs micēlijā ir starpšūnu starpsienas.
Lielākā daļa sēņu ir mikroskopiska izmēra. Visbiežāk to micēlijs nav redzams bez palielinājuma vai ir redzams plānu pavedienu veidā. Par mikroskopisko sēņu klātbūtni liecina to dzīvībai svarīgās darbības rezultāti – augu, dzīvnieku audu vai materiālu iznīcināšana. Pavisamneliela sēņu grupa var veidot augļķermeņus - blīvas micēlija kopas.
Mikroskopisko sēņu struktūra
Mikromicīti neveido augļķermeņus, tie var būt vienšūnu un daudzšūnu. Attiecīgi mikroskopisko sēņu morfoloģija ir diezgan daudzveidīga.
Daudzšūnu sēņu ķermeni veido secīgi izvietotas šūnas, kas veido hifus (pavedienus), kuru biezums ir no 0,15 līdz 1 mikronam. Hifas aug apikāli (apikāli), un tām var būt sazarota struktūra. Visu sēnīšu hifu kopumu sauc par micēliju vai micēliju.
Sēņu hifas aug ļoti ātri. Dažos paraugos micēlijs var izaugt desmitiem metru vienas dienas laikā.
Vienšūnas sēnes (piemēram, raugs) ir viena šūna, neveido micēliju. Tam ir kodols, vakuoli ar organiskām un neorganiskām vielām, mitohondriji.
Uztura un dzīves iezīmes
Mikroskopisko sēņu mikrobioloģijai ir savas īpatnības. Hifas šūnas virs citoplazmas membrānas satur membrānu, kas sastāv no polisaharīda hitīna. Šūnas citoplazma satur kodolu (vienu vai vairākus) un organellas.
Sēnes uzsūc barības vielas caur visu micēlija virsmu, kas iekļūst visā substrātā (substrāta micēlijs) vai atrodas uz tā virsmas (virsmas micēlijs).
Sēnītes uzturs ir organiskie savienojumi – cukurs, daudzvērtīgie spirti, tauki, olb altumvielas. Tajā pašā laikā bagāts un daudzveidīgs fermentatīvsierīce ļauj pilnībā izmantot visu substrātu, lai izveidotu mikroskopisku sēņu ķermeni.
Mikrobioloģijā izšķir sēnes, kurām raksturīgs saprotrofisks (barojas ar atmirušām organiskām vielām) un parazitārais (barojas ar dzīvām organiskām vielām) uztura veidi. Turklāt sēnes var nonākt simbiotiskās attiecībās ar augiem. Tātad sēņu un aļģu hifas veido simbiotiskus organismus - ķērpjus.
Mikroskopiskas patogēnas sēnītes var attīstīties dzīvniekos un augos un izraisīt slimības, ko sauc par mikozēm.
Reproducēšanas funkcijas
Mikromicetēm raksturīgi trīs vairošanās veidi: veģetatīvā, aseksuālā un seksuālā.
Mikroskopisko sēņu veģetatīvo pavairošanu veic micēlija daļiņas. Piemēram, no hifas gabala veidojas jauns sēnītes micēlijs.
Bezdzimuma pavairošana tiek veikta ar sporu palīdzību - mikroskopiskiem rudimentiem, kas veidojas sporangijās (specializētās micēlija daļās). Sporu galvenā funkcija ir izdzīvošana nelabvēlīgos apstākļos. Un vairākām mikroskopiskām sēnēm, kas vada parazītisku dzīvesveidu, sporas kalpo, lai inficētu saimniekorganismu.
Sēnīšu dzimumprocesa formas ir dažādas un iedala trīs grupās:
- Gametogāmija ir seksuālās vairošanās veids ar dzimumšūnu (gametu) veidošanos.
- Somatogāmija ir micēlija vai vienšūnu sēnīšu veģetatīvo šūnu saplūšana.
- Gametangiogāmija ir seksuālās vairošanās veids, kad struktūras, kurās gametas vēl navdiferencēts.
Gamētu saplūšanas laikā (apaugļošanās) sēnītes veido zigotu ar vienu vai vairākiem kodoliem. Visbiežāk zigota nedīgst uzreiz, bet pēc miera perioda. Tātad sēnes var izdzīvot arī nelabvēlīgos vides apstākļos.
Mikromicīti dabā
Mikroskopisko sēņu nozīme dabā ir milzīga. Tās piedalās vielu apritē, sadalot organiskās atliekas kopā ar baktērijām.
Augsnes sēnītes ir iesaistītas auglīgā slāņa veidošanā. Simbiozē ar aļģēm ķērpjos tie ir pirmie, kas kolonizē nabadzīgās augsnes un aktīvi piedalās iežu iznīcināšanā.
Ir vērts atzīmēt tādu parādību kā mikoriza – mikroskopiskas sēnītes šūnas nonāk simbiotiskās attiecībās ar augiem. Tajā pašā laikā augi nodrošina sēnīti ar organiskām barības vielām, un sēne ražo vitamīnus un slāpekli saturošas vielas, kas nepieciešamas augu augšanai un attīstībai.
Mikroskopiskās sēnes ir sastopamas visās biocenozēs un veic svarīgu ekoloģisku funkciju. Tie ir svarīga detrīta saite barības ķēdēs un citu organismu pārpilnības regulatori. Daudzās biogeocenozēs sēnīšu biomasas īpatsvars visu mikroorganismu biomasā ir līdz 90% un ir salīdzināms ar augstāko augu sakņu biomasu.
Nevar neievērot mikroskopisko patogēno sēņu lomu dabā. Tie regulē citu organismu skaitu un piedalās biocenožu izmaiņās uz planētas.
Mikromicīti un cilvēks
Savās darbībās cilvēks ir lietojisdažas zemākas sēnes.
Mikroskopiskās sēnītes, b alto pelējumu un aspergillus, visu veidu raugu izmanto maizes, piena, alus, vīna un alkohola rūpniecībā.
Farmācijas rūpniecībā mikromicītus plaši izmanto, lai ražotu antibiotikas, vitamīnus, hormonus, fermentus un fizioloģiski aktīvas vielas.
Daudzas mikromicetes iznīcina papīru un celulozes izstrādājumus, sabojā eļļas un naftas produktus, bojā optiku un mākslas darbus.
Pelējums un raugs ir galvenie pārtikas bojāšanās vaininieki. Tie ir arī koksni iznīcinoši - bojā koksni.
Mikroskopiskās patogēnās sēnes izraisa slimības kultūraugiem, mājdzīvniekiem un cilvēkiem. Tā kā sēnes spēj ražot toksīnus, tās bieži izraisa saindēšanos.
Mikotoksīni
Bīstamās bioloģiskās vielas, ko sintezē mikroskopiskās sēnītes, ir metabolīti (atkritumu produkti) ar visdažādākajām ķīmiskajām struktūrām un ietekmi uz cilvēka ķermeni.
Mūsdienās ir zināmas vairāk nekā 250 mikromicītu sugas. Tie sintezē apmēram 100 toksīnus un alergēnus. Dažādu sugu mikroskopiskās sēnes var sintezēt vienu un to pašu toksīnu. Un pašām indēm visbiežāk ir kumulatīva (kumulatīva) ietekme uz cilvēka ķermeni, proti:
- Jaflatoksīni – tiem ir hepatotoksiska, mutagēna, imūnsupresīva iedarbība uz cilvēka organismu.
- Trihotecēni ir neirotoksīni, kas nomāc imūnsistēmu,izraisīt dažādus dermatītus.
- Ohratoksīni - galvenokārt ietekmē nieru nefronu kanāliņus.
- Patulīni ir neirotoksīni un mutagēni.
Saindēšanās gadījumā ar mikromicītu toksīniem vispirms jāizmazgā kuņģis.
Parazītiskie mikromicēti
Šajā grupā ietilpst milzīgs skaits sēņu, kas izraisa dažādas patoloģijas cilvēkiem, augiem, dzīvniekiem, zivīm. Ādas patoloģijas sauc par dermatomikozi, bet orgānu patoloģijas par mikozēm.
Biežākās cilvēku slimības, ko izraisa parazitāras sēnītes, ir:
- Dermatofitoze (krevele vai cirpējēdes), kas izpaužas kā sarkani, niezoši plankumi uz ādas un matu folikulu iznīcināšana.
- Kandidoze (strazds) izraisa Candida ģints pārstāvji, kas ir fakultatīvi patogēni un ir daļa no normālas mutes dobuma, dzimumorgānu un resnās zarnas mikrofloras.
- Onihomikozi (nagu sēnīti) izraisa dažādas sēnītes, kas ietekmē subungual telpu.
- Sporotrihoze - parazitārās sēnītes iznīcina zemādas audus, gļotādas, iekšējos orgānus.
- Melnb altā piedra ir slimība, kas skar ūsu un uzacu matu folikulus. Izraisītājs ir Piedraia ģints sēne.
Un tas nav pilnīgs mikromicītu izraisīto slimību saraksts. Tajā pašā laikā sēnītes iekļūšanas organismā veidi ir dažādi (gaiss, ūdens, kontakti), un to izturība pret dažādām vidēm ir diezgan augsta.
Slavenākās mikromicetes
Mikroskopiskās sēnes ietver Mucor, Penicillium un Raugs.
Mucor ģints sēnes ir 60 sēņu sugas, kuras mēs saucam par b alto pelējumu. Tie veido b altas un pelēkas kolonijas, kas kļūst melnas, kad sporas nobriest. Mucor micēlijs ir vienšūnu, šūnu sieniņā ir slāpekli saturošs ogļhidrātu hitozāns, kam piemīt alerģiskas īpašības. Starp tiem ir parazīti, bet ir arī tādi, kurus aktīvi izmanto antibiotiku ražošanā. Sēņu Mukor ķīniešu valoda – sojas un graudaugu bāzes saldskābpiena “ragi” pamatā.
Penicillium (Penicillium) ir mikroskopisku sēņu ģints, kas ir izplatītas visur – augsnē, ūdenī, jūrā, gaisā, telpās, uz visām virsmām. Veido zaļganas kolonijas. Penicillium zeltainais vai zaļais otu pelējums ir visizplatītākais ģints pārstāvis un penicilīna avots. Šīm sēnēm ir zarojošs daudzšūnu micēlijs.
Raugs ir dažādu vienšūnu sēņu grupa no dažādām klasēm (1500 sugas no Ascomycetes un Basidomycetes klases). Šīs sēnes neveido micēliju, un to šūnas ir līdz 40 mikroniem lielas. Tie ir apvienoti vispārējā grupā vielmaiņas īpatnībām - tie visi saņem enerģiju fermentācijas laikā (redoksprocess, kura rezultātā ogļhidrāti sadalās, un spirti ir sadalīšanās produkti). Maizes gatavošana, vīna darīšana, alus un kvasa brūvēšana nav pilnīgs saraksts ar nozarēm, kurās cilvēks izmanto šīs sēnes. Un tajā pašā laikā tas ir viens no galvenajiem pārtikas bojāšanās faktoriem, un dažiparazīti, kas izraisa cilvēku slimības (kandidozi, kriptokokozi, pitirāzi, folikulītu, seborejas dermatītu).
Medību tendences
Lai cik dīvaini tas liktos, starp mikroskopiskajām sēnēm ir aktīvi "plēsēji".
Tādējādi sēne Arthrobotrys oligospora izveido tīklu ar savām hifām, kuru sienas klāj lipīga viela. Sēnītes upuri ir apaļtārpi (nematodes), kas dzīvo augsnē. Tārpam, kas pielipis pie hifām, tiek liegta iespēja atbrīvoties, un hifas ātri ieaug tā ķermenī. Nematode kļūst par barību, un pēc 24 stundām paliek tikai apvalks.
Cita sēne, Dactylaria Candida, veido laso līdzīgu slazdošanas gredzenu no hifām. Nematode tajā iekļūst un gredzens aizveras. Drāmas epilogs ir tāds pats kā iepriekšējā versijā.
Šīs augsnes mikromicītu īpašības biologi jau sen ir pētījuši, lai izmantotu kultūraugu bioloģiskās aizsardzības veidā.
Vides bioindikatori
Pēdējie biologu pētījumi ir pierādījuši, ka mikroskopiskajām sēnēm ir iespēja mainīt savu skaitu un sastāvu atkarībā no to dzīvotnes stāvokļa.
Parasti augsnes mikromicītu skaits ir aptuveni 10 tonnas uz hektāru, un tajā pašā laikā tas ir daudzveidīgs. Pētot ar naftu un tās produktiem piesārņotās augsnes, ekologi atklājuši, ka pie lielām toksīnu devām augsnes mikroskopisko sēņu skaits un sugu sastāvs krasi mainās. Šajā gadījumā krasi samazinās sugu daudzveidība, sāk dominēt mikromicīti ar strauju augšanu, kas šādās augsnēs nav raksturīgi. Turklāt,daudzas no šīm sēnēm ir fitopatogēnas – tās ražo bioloģiski aktīvas vielas, kas izjauc intracelulāros procesus augu organismos, kas izraisa to dzīvības aktivitātes kavēšanu un nāvi.
Tādējādi mikroskopisko sēņu skaits un sugu sastāvs var būt uzticams augsnes piesārņojuma ar eļļu un tās atvasinājumiem indikators.
Apkopojiet
Tūkstošiem gadu tauku noņemšana no ādas tika uzskatīta par laikietilpīgāko procesu ādas rūpniecībā. Process bija garš un nekārtīgs, izmantojot baložu izkārnījumus un suņu ekskrementus. Mūsdienās proteināze, enzīms, kas iegūts no Aspergillus sēnēm, ir saīsinājis šo procesu līdz 24 stundām, kā arī padarījis ādu mīkstāku un vieglāk krāsojamu.
Šis ir tikai viens piemērs tam, cik noderīgi var būt mikroskopiski organismi. Neskatoties uz bioloģijas attīstību, daudzas šo organismu dzīvībai svarīgās aktivitātes pazīmes joprojām ir noslēpums.
Katru gadu taksonomisti apraksta vairāk nekā tūkstoti jaunu mikroskopisko sēņu sugu. Augsnes mikromicītu loma joprojām ir visneizpētītā gan bioekoloģijas, gan bioģeogrāfijas nozare. Un tas galvenokārt ir saistīts ar grūtībām novērot šādus organismus to dabiskajā vidē.
Jauna sadaļa mikoloģijā - doktrīna par sēnīšu toksīniem - jau šodien dod cerību uz uzvaru pār vēzi. Piemēram, Chaga sēnīšu toksīns ievērojami palielina organisma izturību pret vēža šūnu attīstību. Un psilocicīns dod labus priekšnoteikumus, lainervu traucējumu ārstēšana. Pat pētītais penicilijs turpina pārsteigt mikrobiologus – pavisam nesen zinātniekiem izdevās no tā izolēt vielas, kas ķīmiski ir līdzīgas hormoniem liberīniem.
Sēnes nepaliks malā, izstrādājot jaunus bioloģiskos līdzekļus lauksaimniecības augu kultūru aizsardzībai un izstrādājot jaunus "zaļus" atkritumu iznīcināšanas veidus.
