Caracteristicile biologiei ciupercilor I

Cuvântul ciupercă provine din cuvântul latin pentru ciuperci. Într-adevăr, ciuperca familiară este o structură reproductivă utilizată de multe tipuri de ciuperci. Cu toate acestea, există și multe specii de ciuperci care nu produc deloc ciuperci. Fiind eucariote, o celulă fungică tipică conține un nucleu adevărat și multe organite legate de membrană. Regatul Ciuperci include o enormă varietate de organisme vii denumite în mod colectiv Eucomycota sau ciuperci adevărate. În timp ce oamenii de știință au identificat aproximativ 100.000 de specii de ciuperci, aceasta este doar o fracțiune din cele 1,5 milioane de specii de ciuperci prezente probabil pe Pământ. Ciupercile comestibile, drojdiile, mucegaiul negru și producătorul de antibiotic penicilină, Penicillium notatum, sunt toți membri ai regatului Ciuperci, care aparține domeniului Eukarya.

Ciupercile, odată considerate organisme asemănătoare plantelor, sunt mai strâns legate de animale decât de plante. Ciupercile nu sunt capabile de fotosinteză: sunt heterotrofe, deoarece folosesc compuși organici complexi ca surse de energie și carbon. Unele organisme fungice se înmulțesc doar asexual, în timp ce altele suferă atât reproducere asexuată, cât și reproducere sexuală cu alternanță de generații. Majoritatea ciupercilor produc un număr mare de spori, care sunt celule haploide care pot suferi mitoză pentru a forma indivizi multicelulari, haploizi. La fel ca bacteriile, ciupercile joacă un rol esențial în ecosisteme, deoarece acestea sunt descompunătoare și participă la ciclul nutrienților prin descompunerea materialelor organice în molecule simple.

obiective de invatare

  • Descrieți structurile comune ale ciupercilor
  • Identificați habitatele comune ale ciupercilor
  • Descrieți modul de nutriție și creștere a ciupercilor
  • Explicați reproducerea sexuală și asexuată în ciuperci

Structura și funcția celulei

Ciupercile sunt eucariote și, ca atare, au o organizare celulară complexă. Ca eucariote, celulele fungice conțin un nucleu legat de membrană. ADN-ul din nucleu este înfășurat în jurul proteinelor histonice, așa cum se observă în alte celule eucariote. Câteva tipuri de ciuperci au structuri comparabile cu plasmidele bacteriene (bucle de ADN); cu toate acestea, transferul orizontal al informațiilor genetice de la o bacterie matură la alta are loc rar la ciuperci. Celulele fungice conțin, de asemenea, mitocondrii și un sistem complex de membrane interne, inclusiv reticulul endoplasmatic și aparatul Golgi.

toate acestea

Figura 1. Amanita muscaria otrăvitoare este originară din regiunile temperate și boreale din America de Nord. (credit: Christine Majul)

Spre deosebire de celulele vegetale, celulele fungice nu au cloroplaste sau clorofilă. Multe ciuperci prezintă culori strălucitoare provenite din alți pigmenți celulari, variind de la roșu la verde până la negru. Amanita muscaria otrăvitoare (fly agaric) este recunoscută prin capacul său roșu aprins cu pete albe (Figura 1). Pigmenții din ciuperci sunt asociați cu peretele celular și joacă un rol protector împotriva radiațiilor ultraviolete. Unii pigmenți fungici sunt toxici.

La fel ca celulele vegetale, celulele fungice au un perete celular gros. Straturile rigide ale pereților celulari fungici conțin polizaharide complexe numite chitină și glucani. Chitina, găsită și în exoscheletul insectelor, conferă rezistență structurală pereților celulari ai ciupercilor. Peretele protejează celula de desicare și de prădători. Ciupercile au membrane plasmatice similare cu alte eucariote, cu excepția faptului că structura este stabilizată de ergosterol: o moleculă de steroizi care înlocuiește colesterolul găsit în membranele celulare animale. Cei mai mulți membri ai regatului Ciuperci sunt nemotivi. Flagelele sunt produse numai de gametii din primitivul Phylum Chytridiomycota.

Habitate

Deși ciupercile sunt asociate în primul rând cu medii umede și reci, care asigură un aport de materie organică, ele colonizează o diversitate surprinzătoare de habitate, de la apa de mare la pielea umană și membranele mucoase. Chytrids se găsesc în primul rând în mediile acvatice. Alte ciuperci, cum ar fi Coccidioides immitis, care provoacă pneumonie atunci când sporii sunt inhalați, prosperă în solul uscat și nisipos din sud-vestul Statelor Unite. Ciupercile care parazitează recifele de corali trăiesc în ocean. Cu toate acestea, majoritatea membrilor Ciupercilor Regatului cresc pe podeaua pădurii, unde mediul întunecat și umed este bogat în resturi care se descompun de la plante și animale. În aceste medii, ciupercile joacă un rol major ca descompunători și reciclatori, făcând posibil ca membrii celorlalte regate să fie alimentați cu substanțe nutritive și vii.

Nutriție

La fel ca animalele, ciupercile sunt heterotrofe; ei folosesc compuși organici complecși ca sursă de carbon, mai degrabă decât să fixeze dioxidul de carbon din atmosferă în ceea ce privește unele bacterii și majoritatea plantelor. În plus, ciupercile nu fixează azotul din atmosferă. La fel ca animalele, trebuie să o obțină din dieta lor. Cu toate acestea, spre deosebire de majoritatea animalelor, care ingeră hrană și apoi o digeră intern în organe specializate, ciupercile efectuează acești pași în ordine inversă; digestia precede ingestia. În primul rând, exoenzimele sunt transportate în afara hifelor, unde procesează substanțele nutritive din mediu. Apoi, moleculele mai mici produse de această digestie externă sunt absorbite prin suprafața mare a miceliului. Ca și în cazul celulelor animale, polizaharida de stocare este glicogen, mai degrabă decât amidon, așa cum se găsește în plante.

Ciupercile sunt în mare parte saprobe (cunoscut și sub numele de saprofite): organisme care obțin nutrienți din materia organică în descompunere. Aceștia își obțin nutrienții din materie organică moartă sau în descompunere: în principal material vegetal. Exoenzimele fungice sunt capabile să descompună polizaharidele insolubile, cum ar fi celuloza și lignina lemnului mort, în molecule de glucoză ușor absorbabile. Carbonul, azotul și alte elemente sunt astfel eliberate în mediu. Datorită căilor metabolice variate, ciupercile îndeplinesc un rol ecologic important și sunt investite ca instrumente potențiale în bioremediere. De exemplu, unele specii de ciuperci pot fi utilizate pentru a descompune motorina și hidrocarburile aromatice policiclice (HAP). Alte specii absorb metale grele, precum cadmiul și plumbul.

Unele ciuperci sunt parazite, infectând fie plante, fie animale. Smut și boala olmului olandez afectează plantele, în timp ce piciorul atletului și candidozele (afte) sunt infecții fungice importante din punct de vedere medical la om. În mediile sărace în azot, unele ciuperci recurg la prădarea nematodelor (viermi rotunzi nesegmentați mici). Speciile de ciuperci Arthrobotrys au o serie de mecanisme pentru a prinde nematodele. Un mecanism implică constrângerea inelelor în rețeaua de hife. Inelele se umflă când ating nematodul, prinzându-l strâns. Ciuperca pătrunde în țesutul viermelui prin extinderea unor hife specializate numite haustoria. Multe ciuperci parazite posedă haustorie, deoarece aceste structuri pătrund în țesuturile gazdei, eliberează enzime digestive în corpul gazdei și absorb nutrienții digerați.