ЛЕКЦИЯ 5.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ГРУППЫ ГРИБОВ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ

Образ жизни и распространение грибов.

Специфические экологические группы грибов.

Практическое значение грибов.

Образ жизни и распространение грибов

Грибы как гетеротрофные организмы, нуждающиеся в готовом органическом веществе ведут сапротрофный, паразитический или симбиотический образ жизни.

Сапротрофы обычно мало специализированы в отношении питания, хотя среди них есть довольно узкоспециализированные группы, например копрофилы или кератинофилы, чья специализация определяется в основном конкурентной способностью. Такие грибы «уходят» от конкуренции, занимая специфические экологические ниши, недоступные для других организмов. Сапротрофный способ питания для грибов первичен.

Паразитизм представляет собой один из путей специализации грибов. Существующие сейчас грибы-паразиты стоят на разных ступенях эволюции - от факультативных паразитов до высокоспециализированных облигатных паразитов. Факультативные паразиты обычно развиваются как сапротрофы, но способны паразитировать на ослабленных растениях или на не-вегетирующих частях растений, например плодах. Факультативными сапротрофами называют грибы, обычно развивающиеся как паразиты, но в определенных условиях способные к сапротрофному существованию. Настоящие паразиты в природе развиваются только на живых организмах. Такие паразиты называют облигатными.

Грибы-паразиты могут получать питание из тканей хозяина разными путями. Среди низших грибов часто встречаются внутриклеточные паразиты: их одноклеточный таллом, лишенный клеточной стенки, развивается внутри клетки хозяина. У малоспециализированных паразитов мицелий распространяется как по межклетникам, так и в клетках хозяина, не образуя особых структур для поглощения питательных веществ. Наконец, у наиболее специализированных паразитов - мучнисторосяных, ржавчинных и др. - мицелий распространяется по межклетникам, а в клетки внедряются специализированные структуры - гаустории.

По характеру воздействия паразита на хозяина различают некротрофных паразитов, сначала убивающих ткани хозяина, а затем питающихся ими; деструктивных биотрофных паразитов, питающихся за счет живых тканей хозяина и вызывающих их быструю гибель, и сбалансированных биотрофных паразитов, способных длительно питаться живыми тканями хозяина, не вызывая их гибели.

Специфические экологические группы грибов

В природе грибы обитают на самых разнообразных субстратах: в воде, почве, на древесине и опаде, на живых тканях растений и животных и т. д. В результате адаптации к определенным комплексам условий среды эволюционно сложились те или иные экологические группы грибов.

Экологические группы грибов выделяют или на основе среды их обитания (например, почвенные или водные грибы), или на основе заселяемых ими субстратов (например, копрофильные, ксилофильные и кератинофильные грибы). В первом случае экологическая группа объединяет грибы, развивающиеся на разных субстратах. Например, среди водных грибов есть и сапротрофы, обитающие на различных органических субстратах, и паразиты водных растений и животных.

Одна из наиболее обширных и разнообразных экологических групп грибов - почвенные грибы. Эта группа разнородна как по таксономическому составу входящих в нее грибов, так и по характеру их питания. В почве развиваются многочисленные микроскопические грибы и мицелий грибов, образующих в почве или на ее поверхности крупные плодовые тела. Одни грибы представляют постоянных обитателей почвы, другие проходят в ней только определенные стадии своего жизненного цикла.

Грибы в большом количестве развиваются в гумусовом горизонте почвы, заселяют ризосферу растений и лесную подстилку. Среди почвенных грибов многие образуют микоризу с разными группами высших растений. В почве обитает своеобразная группа хищных грибов, способных как к сапротрофному питанию, так и улавливанию при помощи специальных приспособлений различных беспозвоночных - нематод, коловраток, амеб и др.

Почвенные грибы играют большую роль в разложении органического вещества, образовании гумуса и других процессах, протекающих в почве.

Группа водных грибов объединяет как первично водные низшие грибы, например сапролегниевые, так и высшие грибы - аскомицеты и дейтеромицеты, вторично перешедшие в водную среду из наземной. Среди водных грибов есть сапротрофы, развивающиеся на растительных остатках или обрастающие погруженные в воду предметы, паразиты водорослей, высших водных растений и животных. Первично водные грибы обычно размножаются при помощи зооспор. У конидий и аскоспор вторично водных грибов образуются специальные приспособления (например, лучеобразные выросты и др.), позволяющие им длительно находиться во взвешенном состоянии в толще воды. Водные сапротрофные грибы играют большую роль в разложении органического вещества в водоемах и обеспечении детритом водных беспозвоночных и рыб.

Среди грибов, обитающих на древесине, - ксилофилов особенно распространены базидиомицеты, дейтеромицеты и некоторые аскомицеты. Представители этой группы вызывают разложение древесины. Некоторые из них начинают свое развитие на живом дереве как паразиты и продолжают его после гибели дерева.

Ксилофилы образуют комплекс ферментов, гидролизующих целлюлозу и лигнин древесины. Грибы, разлагающие преимущественно целлюлозу, вызывают деструктивную, или бурую, гниль древесины. Если же грибы разрушают лигнин, развивается коррозионная, или белая, гниль. Ксилофилы активно разлагают древесину и древесный опад в лесах, участвуя в круговороте веществ. Некоторые из них, развиваясь в постройках и на деловой древесине, вызывают их разрушение и приносят существенный ущерб хозяйству.

Грибы-паразиты развиваются на организмах из разных групп. Большинство из них паразитирует на растениях - преимущественно цветковых, но также на водорослях, папоротниках и др. Известно большое число грибов - паразитов животных (насекомых, рыб, птиц, млекопитающих и др.). Некоторые грибы вызывают заболевания у человека. Грибы-микопаразиты, или микофильные грибы, развиваются на других грибах.

В результате деятельности человека формируются новые экологические группы грибов, развивающиеся на бумаге и книгах, промышленных материалах - пластмассах, текстиле и т. д. и изделиях из них, на произведениях искусства, и вызывающие их повреждение.

Грибы - важное функциональное звено экосистемы, они играют огромную роль в разложении органических остатков и в почвообразовательном процессе. Сапротрофы, развивающиеся на опаде, лесной подстилке и валежнике, наряду с другими группами микроорганизмов участвуют в процессах их разложения. Они представляют основную группу редуцентов, способных разрушать стойкие лигноцеллюлозные комплексы опада и древесины.

Грибы активно участвуют в образовании гумуса, синтезируя различные циклические соединения, в том числе полимеры типа меланинов. Известна их роль в оструктуривании почвы и подзолообразовательном процессе. Наряду с преобразованием органических соединений грибы способны к превращению многих минералов.

Практическое значение грибов

Грибы играют важную роль в практической деятельности человека.

С незапамятных времен многие грибы употребляют в пищу. Наиболее широко известные съедобные грибы относятся к аскомицетам (сморчки, строчки, трюфели) и базидиомицетам (многочисленные шляпочные грибы - сыроежки, грузди, подосиновики и др.). Во многих странах мира развито культивирование съедобных грибов, в первую очередь шампиньонов. В последние годы в Европе введены в культуру и другие виды грибов - вешенка, летний опенок, кольцевик. В странах Восточной Азии выращивают вольвариеллу, грибы шиитаке и матсутаке.

Человек широко использует грибы, вызывающие процесс брожения. Дрожжи применяют как в производстве различных спиртных напитков (пива, вина и др.), так и в хлебопечении. Некоторые виды дрожжей выращивают на отходах различных производств и на углеводородах нефти для производства кормового белка.

Многие грибы образуют биологически активные вещества, ферменты, органические кислоты. Их используют в микробиологической промышленности для производства лимонной и глюконовой кислот, ферментов - целлюлаз, протеаз, пектиназ и др. Среди грибов известны активные продуценты витаминов - рибофлавина и β-каротина. Антибиотики грибов - пенициллины, цефалоспорины и др. - и алкалоиды из склероциев спорыньи широко используют в медицинской практике.

Грибы, паразитирующие на насекомых и других грибах, применяют для получения препаратов, подавляющих развитие вредителей и возбудителей болезней растений. Следует отметить также виды грибов, используемые как объекты биохимических и генетических исследований.

Многочисленные грибы - паразиты растений и животных, а также сапротрофы, развивающиеся на пищевых продуктах, промышленных материалах и изделиях и вызывающие их порчу, приносят большой ущерб хозяйству.

Фитопатогенные грибы, поражающие культурные растения, наносят большой урон сельскохозяйственной продукции. Большой вред причиняют они и лесному хозяйству, вызывая повреждение и гибель деревьев. Известны грибы - возбудители заболеваний человека - глубоких микозов (гистоплазмозов и др.), кандидозов, дерматомикозов и др. Патогенные грибы служат причиной болезней и многих домашних животных, наносят ущерб рыбному хозяйству, пчеловодству.

Важную проблему в медицине и ветеринарии представляют микотоксикозы - заболевания человека и животных, вызываемые токсическими продуктами обмена грибов - микотоксинами.

Обладая широкими адаптационными способностями, грибы могут развиваться на самых разнообразных продуктах, материалах и изделиях, повреждая их. Они вызывают плесневение и порчу продуктов питания, бумаги и изделий из нее, текстиля, пластмасс, смазочных масел, лакокрасочных покрытий, произведений искусства. Многие из них способны ускорять коррозию металлов. Особенно большой ущерб приносят такие грибы в условиях влажного и теплого климата - в тропиках и субтропиках.