Как и чем размножаются грибы: какими способами, половое и бесполое

Большинство санитарных мер в пищевой промышленности, особенно те, которые связаны с производством и упаковкой хлеба, молочных продуктов, фруктов и овощей, направлены на предотвращение колонизации, роста и, прежде всего, размножения грибов. и потенциально патогенные бактерии в этих продуктах питания.

Механизм размножения грибов почкованием

У грибов способы и органы размножения крайне разнообразны и являются одним из идентификационных признаков. Интересно, что один гриб может иметь несколько форм размножения. При этом гриб может настолько менять свою внешнюю форму, что в каждой из них его рассматривают как самостоятельный вид. Грибы размножаются бесполым и половым путем.

Бесполое размножение может происходить (рис. 2.35):

  • почкованием (процесс подробно рассмотрен ниже при описании дрожжей);
  • разделением мицелия на отдельные клетки (например, молочная плесень Geotrichum candidum (рис. 2.36) размножается отдельными клетками, таллоконидиями. Одна такая клеточка на питательном субстрате разрастается в целую грибницу);
  • хламидоспорами(хламидоконидиями) — это толстостенные клетки, образующиеся на гифах, устойчивые к неблагоприятным условиям окружающей среды;
  • спорами — это специализированные клетки, образующиеся как при бесполом, так и при половом размножении.

Рис. 2.35. Бесполое размножение грибов 1 :

а— почкование (у дрожжей);б— разделение гиф на отдельные клетки (у геотрихума),в— образование хламидоспор (у фузариума)

Рис. 2.36. Geotrichum cundidum(хбОО)

Бесполое размножение спорами происходит следующим образом. Споры образуются на вершинах особых гиф воздушного мицелия — кони- диеносцах и спорангиеносцах, внешне отличающихся от других гиф. Конидии (конидиоспоры) образуются на самом конидиеносце или на стеригмах (это специальные клетки, расположенные на вершине конидиеносца). Такие споры называют экзокондиями, они расположены экзогенно, поодиночке или группами. Конидиеносцы представляют собой особые гифы, при групповом развитии которых они могут объединяться в пучки (коремии), располагаться в кувшиновидных (пикниды) или блюдцеобразных (ложе), образованиях. Эти образования состоят из плотного переплетения гиф.

Есть грибы, у которых споры расположены внутри особых клеток, развивающихся на концах гиф и называемых спорангиями. Эго эндогенное спорообразование, находящиеся в спорангиях споры называют спорангио- спорами или эндоконидиями, а гифы — спорангиеносцами (рис. 2.37). Интересно, что есть грибы, в спорангиях которых образуются споры со жгутиками — зооспоры, они способны передвигаться.

1 Шлегель Г. Г. Указ. соч.

Рис. 2.37.Конидиеносцы грибов

Как уже отмечалось, именно окраска спорангиоспор и конидиоспор обусловливает окраску мицелия плесневых грибов. Мицелий без органов размножения — белый. При созревании спор они осыпаются с конидиеносцев, спорангии лопаются и из них высыпаются споры, которые, попав в благоприятные условия, прорастают в гифы, формируется мицелий и образуется колония.

Тип спороношения является показательным признаком при классификации грибов.

Особенности строения грибов

Перед тем, как говорить о способах размножения грибов, нужно понять, что из себя представляют эти организмы. Они соединяют в себе некоторые признаки животных и растений, поэтому и были объединены в отдельное царство – Грибы. После долгих споров ученые, которые не могли определиться к какому виду их стоит отнести, отвели грибам отдельное царство.

Первоначально данная группа организмов обитала в водах океанов. Спустя некоторое время они по неизвестным причинам сменили среду обитания, перебравшись в лес. С царством Растения их объединяет:

  • способность размножаться спорами;
  • абсорбтивный способ питания;
  • наличие клеточной стенки;
  • наличие вакуолей в клетке;
  • неограниченный рост и т.д.
Читайте также:
В чем лучше выращивать рассаду?

С царством Животные их роднит:

  • продукт метаболизма – мочевина;
  • отсутствие пластид (в том числе и хлоропластов);
  • гетеротрофное питание;
  • наличие хитина в клеточной стенке;
  • запасное питательное вещество – гликоген и т.д.

Не все имеют понятие о строении гриба. Состоит он из мицелия (грибницы, или вегетативного тела) играющего важную роль в процессе размножения, и непосредственно органов размножения. Мицелий находится под землей. Он представляет собой тонкие бесцветные нити, посредством которых происходит питание.

Сложно найти другой организм, который бы мог так хорошо приспосабливаться к условиям окружающей среды.

Виды двудомных грибов

Обычно гетерогаметные виды грибов, которые производят грубые мужские и женские половые структуры, известны как раздельнополые виды грибов. В этих случаях грибы производят половые органы только в присутствии особи противоположного пола.

Несмотря на вышесказанное, у одного и того же человека обычно есть мужские и женские половые органы, поэтому некоторые грибы считаются гермафродитными организмами.

Бесполое размножение

белая

Этот тип размножения – одна из главнейших особенностей организма грибов. Он осуществляется с помощью спор, которые образуются, без процедуры оплодотворения, внутри специальных органов спороношения, которые отличаются, по своим свойствам, от вегетативных гиф мицелия.

споры 2

Споры – великое оружие распространения – истинная гордость грибного царства. Их задача – расселить новые особи данного вида на как можно большее расстояние от материнской особи, для чего грибы используют все подручные средства – помощь дождя и ветра, животных и насекомых, уносящих споры прочь на своих телах и в желудках, а у некоторых видов грибов споры даже способны самостоятельно передвигаться с помощью специальных жгутиков. Споры, обычно, очень хорошо защищены плотной внешней оболочкой, могут иметь разнообразное внутреннее строение – не иметь клеточной стенки или быть многоклеточными – все в их строении служит основной главнейшей цели – как можно более успешному распространению и прорастанию.

гименофор

Существуют два способа бесполого размножения – эндогенное, при котором могут образовываться два типа спороносящих органов – спорангии и зооспорангии, и экзогенное, при котором образуются конидии.

Эндогенное размножение

  • Зооспоры – это голые фрагменты протоплазмы, не имеющие оболочки и обладающие одним или нескольким ядрами и специальными жгутиками, с помощью которых зооспоры могут перемещаться в пространстве. Зооспоры возникают в зооспорангиях, формирующихся непосредственно на вегетативных гифах, без специальных спорангиеносцев, содержат в себе очень малое количество питательных веществ и могут функционировать только очень непродолжительное время. Размножение с помощью зооспор применяется низшими грибами, обитающими в водной среде, однако иногда встречается и у наземных грибов.

зооспоры

  • Спорангиоспоры, или, как их еще называют, апланоспоры – это микроскопические структуры, разнообразные по форме и расцветке, содержащие в себе небольшой запас питательных веществ и «генетический код» гриба. Они защищены твердой оболочкой, защищающей их от негативных факторов окружающей среды, но не могут сохранять жизнеспособность слишком долгое время. Спорангиоспоры созревают внутри специального спороносящего органа – спорангия. Как правило, у мицелиальных грибов спорангий образуется из вздутия апекса гифы, отделяясь от неё септой. У многих видов грибов те гифы, на которых образуются спорангии, сильно отличаются по строению от обычных вегетативных гиф. У них даже есть специальное название гифы – спорангиеносцы. В ходе процесса образования спор протопласт спорангия многократно делится, порождая на свет многие тысячи спор. Когда споры созревают, в оболочке спорангия образуются отверстия, через которые споры высыпаются в окружающую среду и отправляются в самостоятельное путешествие в поисках подходящих условий для прорастания.
Читайте также:
Как выбрать кухонный измельчитель для мойки?

Экзогенное размножение

  • Конидии – это тоже разновидность спор, и они образуются на поверхности специального спороносящего органа, который называется конидиеносцем, и возникает как особый участок мицелия гриба. Размножение с помощью конидий встречается у сумчатых, базидиальных и анаморфных грибов, а дейтеромицеты вообще могут размножаться только с помощью конидий. Конидии могут быть самыми разными по расцветке и форме – все зависит от особенностей конкретного вида гриба. Различаются и способы их образования и места размещения на конидиеносцах. Как правило конидии дожидаются, пока кто-то механически «соберет» их с поверхности гриба – например проползающая муха соберет их лапками, но у некоторых видов грибов конидии активно отбрасываются в окружающую среду.

Грибы

Грибы – царство эукариотических одноклеточных и многоклеточных гетеротрофных организмов, имеющих ряд общих черт с растениями и животными, но и ряд особенностей, которые отличают их от упомянутых царств. По способу питания грибы могут быть сапротрофами и паразитами.

Строение грибов

Ключевыми особенностями клетки гриба является наличие клеточной стенки из хитина. Запасным питательным веществом, как и у животных, служит гликоген. В пищевых цепях грибы занимают позицию редуцентов, разрушая органические вещества мертвых животных и растений. К фотосинтезу грибы не способны (у них отсутствуют пластиды – хлоропласты), неподвижны, дышат кислородом.

Некоторые грибы образуют плодовые тела, в обиходе называемые – грибы. Плодовое тело служит для образования спор в ходе полового процесса.

Плодовые тела грибов

Тело гриба состоит из нитей – гифов, которые многократно переплетаются друг с другом, в результате чего образуется мицелий (греч. mykes – гриб), или грибница. Гифы гриба разрастаются в питательной среде, на субстрате, и представляют собой вегетативные органы гриба.

Рост гриба ни чем не ограничен, только размером самого субстрата. Таким образом, если мы представим себе буханку хлеба размером с земной шар и благоприятными условиями, то плесневый гриб, мукор, занял бы все это пространство, пока субстрат не закончился.

Плесневый гриб

Гифы грибов, сплетаясь с корнями растений образуют микоризу (греч. mykes – гриб + rhiza – корень), или грибокорень. Это особая форма взаимоотношений между видами – симбиоз (точнее – мутуализм), при котором оба организма извлекают взаимную выгоду из отношений.

Гифы гриба увеличивают площадь всасывания воды из почвы для растения: гриб делится водой с зеленым другом)) А растение в процессе фотосинтеза создает органическое вещество, которым делится с грибом, что оказывается весьма полезно для него.

Грибокорень

Сходство грибов и животных

Сходство между грибами и животными заключается в следующем:

И для животных, и для грибов характерен гетеротрофный тип питания – поглощение готовых органических веществ.

Как и у животных, конечным продуктом обмена веществ у грибов является мочевина.

В состав клеточной стенки грибов входит тот же биополимер (полисахарид) – хитин, который образует наружный скелет членистоногих.

Запасным питательным веществом грибов и животных является гликоген.

В клетках грибов, как и животных, отсутствуют пластиды: хлоропласты, лейкопласты, хромопласты – они встречаются только в клетках растений.

Читайте также:
Выращивание помидоров без полива по методу Казарина
Высшие и низшие грибы

Все грибы подразделяются на высшие и низшие. Это разделение основано на строении мицелия: у низших грибов мицелий не имеет перегородок (неклеточный), гифы могут отсутствовать. К ним относятся мукор, фитофтора, стригущий лишай.

Высшие грибы имеют мицелий, разделенный перегородками (септами), могут образовывать плодовые тела. К высшим грибам относятся пеницилл, дрожжи, спорынья, шляпочные грибы.

Строение мицелия

Размножение грибов

Возможно вегетативное, бесполое и половое размножение. Вегетативное осуществляется с помощью деления мицелия на отдельные части: из каждой части в дальнейшем разрастается гриб.

Бесполое размножение происходит благодаря спорообразованию. На концах гиф или в спорангиях (на конидиеносцах) образуются споры. Конидиеносцы представляют собой разветвленные концевые участки гиф. Спора, попав в благоприятную среду, прирастает и дает начало новому мицелию гриба.

Строение мицелия

Половое размножение заключается в образовании сперматозоидов в антеридиях и яйцеклеток в оогониях. После образования зиготы (2n) у многих грибов сразу же происходит зиготическая редукция – зигота делится мейозом, образовавшиеся клетки имеют гаплоидный (n) набор хромосом.

У сумчатых грибов в плодовых тела развиваются специальные сумки (аски), в которых образуются гаплоидные споры. Они прорастают в мицелий, на котором из антеридиев образуются сперматозоиды (n), а из овогний – яйцеклетки (n). При их слиянии образуется зигота (2n), которая три раза делится мейозом на 8 аскоспор (n).

Сморчки

У базидиомицет (мухомор, сыроежка, подосиновик красный, подберёзовик, шампиньон, опенок, рыжик, лисичка) сумки отсутствуют. Размножение происходит с помощью базидиоспор, которые развиваются на базидиях открыто. У них происходит соматогамия – слияния 2 клеток вегетативного мицелия.

Особо отметим дрожжи, которые способны к почкованию. При почковании на клетке появляется утолщение, которое постепенно растет и превращается в полноценную дочернюю особь.

Базидиомицеты и почкование дрожжей

Грибы паразиты и возбудители болезней

Около 30-40% грибов являются паразитами и возбудителями болезней растений и животных. Заболевания, которые вызывают грибы, носят название – микозы.

Микоз кисти

Паразитирует на злаковых растениях. При поражении растения на месте плодов (зерновок) вырастают черные образования – склероции, по своему строению являющиеся переплетениями гифов гриба. Спорынья может заразить новые растения, если ее споры достигнут завязи пестика.

Склероции содержат токсичные вещества, которые, если попадут в муку, могут привести к серьезному отравлению человека вплоть до летального исхода.

Склероции

Эти грибы способны вызывать заболевания пшеницы, кукурузы, ржи. Внешне заболевание проявляется черными, кажущимися обугленными колосками, которые в действительности наполнены спорами гриба черного цвета.

В цикле развития этого паразита присутствуют два хозяина: “весенний” – барбарис, “летний” – пшеница и другие злаки. Споры характерного красно-ржавого цвета в количестве нескольких поколений образуются за одно лето.

Эти споры покрывают листья и стебли, их внешний вид напоминает ржавчину. К зиме споры темнеют и становятся черными, после перезимовки цикл повторяется заново.

Головневые грибы и хлебная ржавчина

Гриб проникает в клетки растений и питается их содержимым, приводя к гибели растения. Внешне проявляется как белый пушок на листьях, клубнях (у картофеля). Со временем темнеет из-за разрушения клеток растения.

Мучнистая роса значительно снижает урожаи картофеля, томатов и других культурных растений.

Мучнистая роса

Фитофтора относится к низшим грибам. Гриб проникает в клетки подземных и надземных органов растений, питается их содержимым, приводя к увяданию, усыханию и гибели растения. Внешне проявляется как пятнышки буро-серозного цвета, окруженные кольцом белого цвета.

Читайте также:
Достоинства помидоров Подснежник, особенности выращивания и ухода за растением

Фитофтора снижает урожаи картофеля, баклажанов, томатов, перца, клубники и других культурных растений.

Фитофтора, фитофтороз

Шляпочные грибы

Шляпочные грибы особенны тем, что помимо грибницы способны образовывать плодовые тела, которые состоят из шляпки и ножки. Нижняя сторона шляпки может напоминать отверстия тонких трубочек или пластинок.

Из-за такой разницы во внешнем виде все грибы делятся на трубчатые и пластинчатые. К трубчатым грибам относятся: подберезовик, масленка, белый гриб. К пластинчатым: опенок, сыроежка, рыжики, шампиньоны, волнушки.

Трубчатые и пластинчатые грибы

На пластинках и трубочках образуются споры, которые падают на землю и, попав в благоприятные условия, прорастают в мицелий. Из мицелия вновь вырастает плодовое тело.

Разветвленные гифы гриба всасывают из почвенного раствора необходимые воду и минеральные вещества. Часто грибы могут расти только образовав микоризу с корнями деревьев, для них такой симбиоз – единственный источник органических веществ.

В то же время другим грибам, например шампиньонам, образование микоризы совершенно необязательно. Эта особенность физиологии делает шампиньоны отличным вариантом для искусственного разведения.

Разведение шампиньонов

Среди шляпочных грибов выделяют съедобные грибы (волнушка, сыроежка, лисичка, масленок) и ядовитые. Наиболее ядовиты следующие грибы: бледная поганка, мухоморы, ложные лисички, ложные опята.

Лисички и ложные лисички

Антибиотики

Открытие пенициллина – первого антибиотика, вырабатываемого грибом пенициллом – чистая случайность, спасшая десятки миллионов жизней! Эта “революция” случилась 28 сентября 1928 года, в лаборатории блестящего исследователя (и к счастью – чрезвычайного растяпы!) Александра Флеминга.

В августе 1928 он отправился в отпуск с семьей, и неопрятно положил в углу своего стола лабораторную посуду с колониями стафилококка. Вернувшись из отпуска 3 сентября 1928 года, он обнаружил, что на одной пластине со стафилококками появились плесневые грибы.

Удивительно, но стафилококки погибали и не могли расти и размножаться вокруг плесени. Неизвестное химическое вещество (позднее названное пенициллином) останавливало размножение бактерий. Это было открытие первого антибиотика, который показал потрясающий результат: стало возможным лечение многих инфекционных болезней, больные обретали вторую жизнь с помощью гениального изобретения природы – антибиотиков.

Открытие пенициллина

Лишайники

    Накипные (корковые) – практически неотделимы от субстрата, срастаются с ним

Представители накипных лишайников: лицедея, леканора.

Представители листоватых лишайников: пармелия, ксантория.

Представители кустистых лишайников: ягель (олений мох), кладония, цетрария (исландский мох).

Хочется предупредить частую ошибку. В тундре произрастает олений мох – на самом деле никакой он не мох! Это лишайник, по-другому олений мох называется ягель. Этот кустистый лишайник служит основным источником корма для северных оленей.

Лишайники

Лишайники являются маркером: они растут преимущественно в экологически чистых местах, в городских условиях встречаются редко.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Основные способы, как размножаются грибы

Процесс размножения в царстве грибов направлен на сохранение численности вида даже в неблагоприятных условиях, например, при засухе или безкормице (рисунок 1).

Размножение грибов

Рисунок 1. Грибы способны размножаться практически в любых условиях

Поскольку грибы, как живые организмы, существенно отличаются от представителей царств животных и растений, то и их размножение имеет свои особенности. Так, они способны размножаться практическими всеми известными способами.

Читайте также:
Выращивание рассады огурцов в яичной скорлупе

Были выделены такие основные методы: вегетативный, бесполый, почкование, половой. Ниже вы сможете ознакомиться с их особенностями.

В лесу

Грибы занимают важное место в лесной экосистеме, вступая в симбиоз с деревьями и травами путем сращения корневых систем. Растения обеспечивают их сахаром и белками, а грибы, в свою очередь, снабжают своих партнеров минеральными веществами, которые впитывают из почвы вместе с водой (рисунок 2).

Примечание: Мицелий, состоящий из тонких длинных нитей, расположен на глубине около 10-15 см. Он разрастается в разные стороны, оплетая корни деревьев. Он устойчив к засухам и сильным морозам, приостанавливаясь в своем развитии в неблагоприятный период и пробуждаясь при определенных условиях.

Она получает питательные вещества как из почвы и лесной подстилки, так и из корней деревьев. Интересным является тот факт, что грибы формируют плодовые тела только по соседству с конкретным видом деревьев. Например, боровики можно найти около сосны, дуба, ели или березы, а рыжики – только под елью или сосной.

Если речь идет о способах распространения, то лесные виды распространяются, в основном, половым методом, хотя для некоторых видов присущ бесполовой.

Как размножаются грибы в лесу

Рисунок 2. В лесу размножение осуществляется посредством подземной грибницы

Сбор грибов человеком является вмешательством в их процесс жизнедеятельности. Вот почему так важно правильно собирать лесные дары, чтобы нанесенный урон был минимальным и восполняемым. При аккуратном срезании плодового тела экземпляр продолжит реализацию процесса размножения. И наоборот, вырвав гриб с мицелием, мы наносим последнему огромный вред, вплоть до гибели. Помните об этом, собираясь на «тихую охоту».

Отдел Аскомицеты (Сумчатые)

  • Около 30 000 видов.
  • Сапротрофные почвенные и плесневые грибов, поселяющиеся на хлебе, овощах и других продуктах.
  • Представители: пеницилл, дрожжи, сморчки, строчки, спорынья.
  • Мицелий гаплоидный, септированный, ветвящийся. Через поры цитоплазма и ядра могут переходить в соседние клетки.
  • Бесполое размножение с помощью конидий или почкование (дрожжи).
  • При половом размножении образуются сумки (аски), в которых при мейозе формируются гаплоидные споры полового спороношения.

ДРОЖЖИ

Дрожжи представлены большим числом видов, широко распространенных в природе.

Одноклеточные или двуклеточные грибы, вегетативное тело которых состоит из одноядерных овальных клеток.

Разные виды дрожжей могут существовать в диплоидной или гаплоидной фазах.

Дрожжи характеризуются аэробным обменом веществ. В качестве источника углерода они используют различные сахара, простые и многоатомные спирты, органические кислоты и другие вещества.

Способность сбраживать углеводы, расщепляя глюкозу с образованием этилового спирта и углекислого газа, послужила основой для введения дрожжей в культуру.

С 6 Н 12 О 6 С6Н12О6 → 2 С 2 Н 5 О Н 2С2Н5ОН + 2 С О 2 2СО2

Размножаются дрожжи почкованием и половым путем.

При благоприятных условиях дрожжи длительное время размножаются вегетативным способом –почкованием. Почка возникает на одном конце клетки, начинает разрастаться и отделяется от материнской клетки. Часто дочерняя клетка не теряет связи с материнской и сама начинает образовывать почки. В результате образуются короткие цепочки клеток. Однако связь между ними непрочная, и при встряхивании такие цепочки распадаются на отдельные клетки.

При недостатке питания и избытке кислорода происходит половое размножение: сливаются две клетки с образованием диплоидной зиготы. Зигота делится путем мейоза с образованием сумки с 4 аскоспорами. Споры сливаются с образованием новой диплоидной дрожжевой клетки.

Читайте также:
Как и когда укрывать виноград в теплице на зиму и как исключить его засыхание в теплице из поликарбоната зимой + видео

Рис. Почкование и половое размножение дрожжей.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ АСКОМИЦЕТОВ

ПАРАЗИТИЧЕСКИЕ АСКОМИЦЕТЫ

Спорынья паразитирует на колосьях злаков, нанося большой урон урожаю зерновых культур.

Внешне она напоминает черно-фиолетовые рожки (склероции), выступающие из колоса. Они состоят из плотно переплетенных гиф.

ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ СПОРЫНЬИ

Размножение грибов

Грибам присуще вегетативное, бесполое и половое размножение. У представителей телеоморфных грибов эти типы размножения последовательно сменяют друг друга. При бесполом и половом размножении образуются сложные по строению морфологические структуры, отличающиеся друг от друга. У некоторых представителей царства Fungi в циклах развития может образовываться два и более отличных друг от друга вида спор, которые, как правило, выполняют различные функции. Такое явление получило название плеоморфизма. Особенно это характерно для оомикот, аскомикот и некоторых базидиомикот (ржавчинные грибы).

Вегетативное размножение. Гифы мицелия большинства видов грибов обладают высокой способностью к регенерации, что и лежит в основе одного из способов вегетативного размножения грибов путем фрагментации. Он широко используется в народном хозяйстве при культивировании шампиньонов, вешенок, а также при получении биомассы гиф в лабораторных условиях.

При вегетативном размножении многие грибы образуют специализированные структуры: 1) оидии; 2) хламидоспоры. Помимо размножения, они выполняют и функцию перенесения экстремальных условий (повышение и понижение температуры, влажности и т. п.); 3) у большинства дрожжей размножение происходит путем почкования.

Бесполое размножение – это размножение с помощью спор: специализированных одноклеточных или многоклеточных структур, возникающих в результате митоза. Бесполое размножение грибов богаче по структуре и функциям, чем вегетативное. В эволюции бесполого размножения наблюдается несколько тенденций. Споры бесполого размножения могут быть как подвижными (зооспоры), так и неподвижными (спорангиоспоры и конидии и т. п.). Подвижные споры (зооспоры) образуются у более примитивных грибов, как правило, живущих в воде (отделы Chytridiomycota, Oomycota и др.). В эволюции замена подвижных спор неподвижными обусловлена переходом грибов от водного образа жизни к наземному. Примеры переходных форм можно проследить на представителях порядка Peronosporales (отдел Oomycota). У мукоровых грибов бесполое размножение осуществляется неподвижными эндогенными спорами, огромное количество которых образуется в шаровидном спорангии. Однако у многих родов этих грибов прослеживается тенденция к резкому уменьшению числа спор в спорангии (образуются спорангиолы у рода Chonaphora – син. Blakeslea trispora) и в дальнейшем к замене эндогенных спорангиоспор экзогенными конидиями (например, у видов рода Thamnidium, отдел Zygomycota). В связи с тем, что в процессе эволюции эндогенное спороношение сменяется на экзогенное, естественный отбор инициировал формирование разнообразных простых, ветвящихся конидиеносцев и других структур, преумножающих число образующихся конидий. Увеличение разнообразия форм бесполого размножения, ведущего к резкому увеличению числа экзогенных спор, сопровождается потерей полового цикла. Преимущественная часть таких грибов принадлежит к аскомикотам, для которых характерно чередование многих генераций бесполого размножения, взявшего на себя функции непосредственного размножения и расселения, и одной в сезон генерации полового размножения, обеспечивающего перенесение экстремальных условий и увеличение генетического разнообразия вследствие рекомбинации.

Однако в ходе формирования бесполых генераций эти грибы образуют так много конидий, что мутационный процесс создает необходимый пул изменчивости (гетерокариоз, парасексуальный процесс), заменяющий рекомбинацию в процессе мейоза, а их зимовка возможна в форме покоящихся вегетативных структур (склероциев, хламидоспор и т. п.). Этим и объясняет Ю. Т. Дьяков (2000) утрату многими сумчатыми грибами половой стадии жизненного цикла.

Читайте также:
Горизонтальная банная печь из трубы: самодельная, видео-инструкция как сделать своими руками, фото и цена

Именно с помощью спор бесполого размножения происходит расселение подавляющего большинства грибов в природных условиях. У многих грибов, например, у аскомикот, бесполое размножение в течение вегетационного периода может повторяться 8–10 раз. Бесполые спороношения (эциоспоры, урединиоспоры, телиоспоры) отмечены и у базидиомикот, но в отличие от сумчатых грибов, у которых конидиальные стадии гаплоидны, у базидиомикот конидии обычно являются дикариотическими (урединиоспоры) и редко гаплоидными.

Гетероталлизм и гомоталлизм. На основании пола и половой совместимости грибы делятся на две группы: 1) обоеполые организмы, у которых женские и мужские половые структуры развиваются на одном талломе; 2) раздельнополые, или диморфные, организмы – мужские и женские половые структуры развиваются на разных талломах, мужских и женских соответственно. Обоеполые организмы грибов называют гомоталличными, раздельнополые – гетероталличными. У гетероталличных грибов осуществление полового цикла возможно только лишь при наличии двух разных по половому признаку талломов. Морфологически неразличимые штаммы обозначаются условно как «+» и «–», что обозначает различие полов.

Гетероталлизм (раздельнополость) у грибов может быть двух типов: 1) биполярный, когда пол определяется одной парой аллелей; 2) тетраполярный, когда пол определяется двумя парами аллелей, локализованных в разных хромосомах и независимо комбинирующихся.

При биполярном гетероталлизме все гифы, выросшие из спор одного плодового тела, распределяются на две группы, и при соединении гиф из этих двух разных групп совершается половой процесс.

При тетраполярном гетероталлизме гифы, выросшие из спор одного плодового тела, распадаются на четыре половые группы. При этом группа I сливается только с группой II и группа III – только с группой IV. Численное соотношение этих групп для агарикоидных грибов (отдел Basidiomycota), у которых тетраполярный гетероталлизм распространен очень широко, соответствует отношению 1:1:1:1.

Половое размножение. Половым называется размножение, при котором имеет место половой процесс, завершающийся слиянием ядер специализированных клеток (гамет, гаметангиев) либо соматических клеток. У грибов отмечаются следующие типы полового процесса.

1. Гаметогамия (планогамия). Это половой процесс, при котором сливаются две гаметы (одна или обе подвижные, одинаковые или разной величины). Подвижные гаметы называют планогаметами. Гаметогамия подразделяется на изогамию, при которой сливаются (копулируют) обе гаметы, подвижные и морфологически неразличимые, и гетерогамию (анизогамию), при которой сливаются (копулируют) подвижные, отличающиеся по размерам и часто по степени подвижности гаметы (например, у представителей отделов Chytridiomycota).

2. Оогамия, при которой образуются половые структуры – оогоний и антеридий. В оогонии образуется неподвижная крупная яйцеклетка, а в антеридии формируются мелкие подвижные сперматозоиды, которые в итоге проникают в яйцеклетку и оплодотворяют ее. В результате образуется зигота (ооспора). Однако у многих грибов в оогамном половом процессе сперматозоиды в антеридии не образуются (например, отдел Oomycota), а яйцеклетка оплодотворяется недифференцированным на сперматозоиды содержимым многоядерного антеридия.

Среди низших грибов встречается и гаметогамия, называемая мерогамией, при которой сливаются две специфические гаметы значительно меньших, чем вегетативные клетки, размеров.

3. Гаметангиогамия – половой процесс, при котором сливается содержимое двух специализированных половых структур – гаметангиев, не дифференцированных на гаметы. Гаметангии обычно многоядерные, и в результате их слияния наряду со слиянием цитоплазмы происходит множественное слияние ядер. У зигомицетов сливаются гаметангии, в большинстве случаев морфологически хорошо отличимые от гиф мицелия, на котором они образуются. В результате слияния формируется зигоспора, которая после периода покоя прорастает в спорангий.

Читайте также:
Гриб Березовый трутовик: лечебные свойства, фото

У аскомицетов один из гаметангиев – женский – часто бывает разделен на две части – аскогон и трихогину. Через последнюю содержимое мужского гаметангия – антеридия – поступает в аскогон. При этом происходит только плазмогамия. Мужские и женские ядра попарно распределяются по периметру аскогона и образуют дикарионы. Затем оболочка аскогона в разных местах выпячивается и формируются аскогенные гифы, на вершине которых образуются сумки.

Детальное описание завершения полового процесса и формирования сумок дано в систематическом отделе.

4. Соматогамия – процесс, при котором половые структуры не образуются, а сливаются обычные соматические или вегетативные клетки гиф мицелия. Этот тип полового процесса характерен для некоторых представителей хитридиомикот и гифохитридиомикот с одноклеточным талломом. При этом сливаются две одноклеточные особи. Такая разновидность соматогамии называется хологамией. У базидиомицетов сливаются две вегетативные клетки гаплоидных гиф мицелия, при этом, как и у аскомикот, вначале происходит плазмогамия и формируются дикарионы. У одних видов базидиомицетов происходит слияние гомоталличных форм, а так как большинство базидиомикот гетероталличны, то половой процесс чаще происходит между последними. Сливаться с образованием дикариотической клетки могут и базидиоспоры. Однако, в отличие от аскомикот (сумчатых грибов), у базидиомикот дикариотическая стадия весьма длительная. На определенном этапе развития на этих дикариотических гифах формируются базидии, где и происходит слияние ядер дикариона. Образуется кратковременно существующая зигота, ядро которой мейотически делится. На базидии (экзогенно) формируются базидиоспоры, в которые мигрируют образовавшиеся гаплоидные ядра.

5. У зигомицетов гаметангиогамия называется зигогамией. Половой процесс происходит следующим образом: на разнополых (гетероталличных) или однополых (гомоталличных) мицелиях образуются особые боковые веточки (зигофоры) – слегка вздувшиеся на концах фрагменты гиф. Затем в каждом зигофоре с помощью поперечной стенки отделяется многоядерный (или одноядерный) гаметангий. Стенка между обоими гаметангиями разрушается, их протопласты сливаются (плазмогамия), ядра перемешиваются. Образовавшаяся в результате единая клетка окружается многослойной стенкой и созревает в покоящуюся спору, называемую зигоспорой или зигоспорангием. После длительного периода созревания (до нескольких месяцев) и покоя она прорастает. В это время часть ядер располагается попарно, а другие дегенерируют. Несколько пар ядер (иногда – одна) сливаются, происходит кариогамия, образуются диплоидные ядра. Формирующиеся при половом процессе зигоспоры у многих мукоровых похожи между собой, незначительно различаясь по особенностям развития подвесков (суспензоров) – участков гиф, отделивших гаметангии. У одних видов суспензоры малозаметны, у других (например, у Mortierella) из суспензоров развиваются покровные гифы, окружающие зигоспору.

По истечении периода покоя зигоспора прорастает, при этом все диплоидные ядра, кроме одного, погибают (дегенерируют). Выжившее диплоидное ядро мейотически делится, из 4 образовавшихся гаплоидных ядер одно прорастает и в итоге формируется спорангиеносец со спорангием, в котором все спорангиоспоры однополые.

6. Сперматизация. Некоторые грибы образуют мелкие одноядерные структуры наподобие конидий на конидиеносце, микроконидии, способные к копуляции, в общем называемые спермациями (например, у многих представителей отделов Ascomycota и реже Basidiomycota). У многих аскомикот вместо антеридия его функцию выполняют вегетативные клетки гиф, микроконидии, конидии или спермации, аскоспоры, почкующиеся клетки. Сумчатым грибам свойственна партеногамия – самооплодотворение внутри аскогона, а также апомиксис.

Читайте также:
Видео 20. Выращивание лука репки - описание, размножение, уход, посадка, фото, применение в саду, сорта и виды

Основные этапы полового процесса у грибов.Грибам, как и всем эукариотам, присущи три кардинальных этапа полового процесса.

1. Плазмогамия – слияние цитоплазмы двух клеток, специализированных в половом отношении, переход ядра и цитоплазмы в женскую половую структуру или вообще в соматическую клетку.

2. Кариогамия – слияние ядер и, как результат, диплоидизация. У низших грибов (зигомицеты, эндомицеты у сумчатых грибов) слияние ядер происходит непосредственно после плазмогамии. У высших грибов этот процесс отсрочен и происходит в дикариотических клетках, часто после формирования соответствующих морфологических структур – плодовых тел. Плазмогамия у базидиомицетов происходит вскоре после прорастания спор первичными гифами мицелия. В дальнейшей вегетативной фазе цикла гифы мицелия у них дикариотические.

3. Мейоз (редукционное деление) в типичном случае следует за кариогамией. Затем нередко происходит одно или несколько митотических делений. В конечном итоге количество спор чаще всего равно 4 (2) или кратно 4: 8 – 32.

Способы размножения

У грибов существует три способа размножения — вегетативное, половое и бесполое. Давайте рассмотрим каждый из них более подробно.

  1. Вегетативное размножение. Может осуществляться отделением частей мицелия, почкованием гиф или отдельных клеток, а также с помощью оидий и хламидиоспор, представляющих собой особые клетки, которые появляются в результате распада мицелия.
  2. Бесполое размножение. У высших грибов (аскомицетов и базидиомицетов) с наружной стороны специальных гифов (конидиеносцев) могут образовываться экзогенные споры (конидии). От обычных спор конидии отличаются тем, что появляются непосредственно на выростах мицелия. У высших грибов такой способ размножения встречается не очень часто.
  3. Половое размножение. Характеризуется процессом, при котором происходит слияние гифов мицелия с половыми знаками «—» и «+». У аскомицетов и базидиомицетов существует три основных стадии полового размножения. На первой стадии (плазмогамия) осуществляется объединение содержимого гифов, сливаются цитоплазмы двух клеток, в результате чего формируется клетка с двумя гаплоидными ядрами (дикариотический мицелий, способный образовывать плодовые тела). В гимениальном слое растущего плодового тела появляются базидии или аски, в зависимости от принадлежности грибов к определённому отделу, наступает вторая стадия (кариогамия) — слияние двух гаплоидных ядер с преобразованием в одно диплоидное ядро. Базидии или аски с диплоидными ядрами продолжают развиваться на третьей стадии (мейоз) — здесь можно наблюдать деление ядра клетки и образование уже четырёх гаплоидных клеток, которые становятся соответственно базидиоспорами или аскоспорами. Споры отсоединяются от плодового тела гриба с помощью ветра, воды, животных, насекомых и попадая в благоприятную среду начинают прорастать, образуя гаплоидный мицелий двух половых знаков «—» и «+». Стоит отметить, что грибы бывают гетероталличными (слияние возможно только у мицелиев имеющих разные половые знаки, «—» и «+») и гомоталличными (слияние происходит у мицелиев с одинаковыми половыми знаками).

размножение высших грибов

органы полового спороношения у грибов

Благодаря исследованиям проводившимся в Японии, было установлено, что при размножении мицелий способен передавать потомкам данные об окружающей среде и местоположении в пространстве, систематизированные на протяжении своего существования.

Половой вариант размножения

При половом способе происходит образование мужских и женских клеток (гамет) с последующим их слиянием, в результате чего образуются споры, формирующие новый организм. При этом вся наследственная информация содержится в клетках мицелия, а плодовое тело проводит накопление и созревание спор, предназначенных для зарождения новой жизни (рисунок 6).

Читайте также:
Домашние очищающие и тонизирующие средства для лица из петрушки

Созревшие легкие споры высыпаются и разносятся ветром, а также различными насекомыми, слизнями, белками и зайцами, поедающими грибы. Споры не перевариваются в пищеварительных органах этих животных, а потому выводятся наружу вместе с пометом.

Половое размножение грибов

Рисунок 6. Половой метод предполагает использование мужских и женских клеток

Попадая на влажную плодородную почву, они прорастают, давая начало новой грибнице. В результате полового метода размножения появляются новые признаки, несущие ДНК обоих родителей. Новое сочетание может как увеличить, так и уменьшить жизнеспособность потомства.

Существует два основных типа покоящегося мицелия. Одним из них являются ризоморфы, представляющие собой разветвлённые коричневые или почти чёрные шнуровидные тела, достигающие длины в несколько метров. Состоят они из оболочки и сердцевины. Плотная оболочка образована мёртвыми клетками и выполняет роль защитной ткани. В сердцевине находятся белые или почти бесцветные живые гифы, а также жир, обеспечивающий питание мицелия.

Способы размножения грибов

Размножение происходит одним из четырех способов:

  • вегетативным,
  • бесполым,
  • почкованием,
  • половым.

Они во многом отличаются друг от друга, поэтому каждый из них следует рассмотреть более детально.

Вегетативный

Суть вегетативного способа заключается в отделении некоторых частей мицелия (оидий и хламидоспор) от основного вегетативного тела. Причиной такого отделения могут послужить движения среды или действия животных, а иногда гифа распадается сама при наступлении неблагоприятных условий (рисунок 3).

Вегетативное размножение грибов

Рисунок 3. При вегетативном способе новый экземпляр сохраняет свойства материнского вида

Отделившиеся части начинают развиваться самостоятельно и дают начало новым грибницам. Для такого способа не нужны никакие специальные приспособления, к тому же, это самый быстрый метод размножения, а потому его используют при выращивании урожая на специальных фермах или в домашних условиях.

При этом ДНК потомков ничем не отличается от ДНК родителей. Однако количество получаемого потомства невелико.

Бесполый

При этом методе гифы образуют специальные клетки, представляющие собой веточки, не способные расти. На них образуются спорангии (пузырьки), внутри которых расположены споры (рисунок 4).

Эти микроскопические частички разносятся ветром и животными, не тонут в воде, а при благоприятных условиях начинают развиваться, образуя мицелий. Бесполый способ характерен для многих шапочных видов, в частности, паразитов.

Бесполое размножение грибов

Рисунок 4. При бесполом способе используются споры

Такой метод дает большие шансы оставить потомство, поскольку на образование каждой споры тратится гораздо меньше питательных веществ, чем на одного потомка при вегетативном методе. При этом потомки являются копиями родителей с незначительными мутациями.

Почкование

Формой вегетативного способа является почкование. Суть этого метода заключается в формировании дочернего организма из материнской особи в виде выпячивания тела клетки (рисунок 5).

Размножение грибов почкованием

Рисунок 5. Почкование — разновидность вегетативного размножения

Процесс такого вида бесполого размножения начинается с деления ядра, в результате которого образовавшийся центр клетки перемещается в нарост, появляющийся на материнском теле. Затем образуется перетяжка между новым фрагментом и грибницей, в результате чего молодое образование отделяется и начинает развиваться как отдельный организм. Такой способ присущ преимущественно представителям класса низших грибов (например, дрожжевых), хотя и встречается у некоторых высших.

Ссылка на основную публикацию