határozza meg a gombák közös jellemzőit

a gomba szó a gomba Latin szóból származik. Valójában az ismerős gomba reproduktív szerkezet, amelyet sokféle gomba használ. Vannak azonban olyan gombafajok is, amelyek egyáltalán nem termelnek gombát. Eukarióták lévén egy tipikus gombasejt valódi magot és sok membránhoz kötött organellát tartalmaz. A Királyság gombák magában foglalja az élő szervezetek hatalmas változatosságát, amelyeket együttesen Eucomycota-nak vagy valódi gombáknak neveznek. Míg a tudósok körülbelül 100 000 gombafajtát azonosítottak, ez csak töredéke a Földön valószínűleg jelen lévő 1,5 millió gombafajtának. Ehető gombák, élesztők, fekete penész, valamint a gyártó az antibiotikum penicillin, Penicillium notatum, mind tagjai a Királyság gombák, amely tartozik a domain Eukarya.

a gombák, amelyeket egykor növényszerű organizmusoknak tekintettek, szorosabban kapcsolódnak az állatokhoz, mint a növényekhez. A gombák nem képesek fotoszintézisre: heterotrófok, mert összetett szerves vegyületeket használnak energiaforrásként és szénként. Egyes gombás organizmusok csak ivartalanul szaporodnak, míg mások mind ivartalan szaporodáson, mind nemi szaporodáson mennek keresztül generációk váltakozásával. A legtöbb gomba nagyszámú spórát termel, amelyek haploid sejtek, amelyek mitózison mennek keresztül, hogy többsejtű, haploid egyedeket képezzenek. A baktériumokhoz hasonlóan a gombák is alapvető szerepet játszanak az ökoszisztémákban, mivel bomlanak, és részt vesznek a tápanyagok körforgásában azáltal, hogy a szerves anyagokat egyszerű molekulákká bontják.

sejtszerkezet és funkció

a gombák eukarióták, és mint ilyen, összetett sejtszerveződéssel rendelkeznek. Eukariótákként a gombasejtek membránhoz kötött magot tartalmaznak. A magban lévő DNS-t hisztonfehérjék köré tekerjük, amint azt más eukarióta sejtekben megfigyeljük. Néhány gombatípus szerkezete hasonló a bakteriális plazmidokhoz (DNS-hurkok); a genetikai információ horizontális átvitele az egyik Érett baktériumból a másikba azonban ritkán fordul elő gombákban. A gombasejtek mitokondriumokat és a belső membránok komplex rendszerét is tartalmazzák, beleértve az endoplazmatikus retikulumot és a Golgi készüléket.

a növényi sejtekkel ellentétben a gombasejtek nem rendelkeznek kloroplasztokkal vagy klorofillal. Sok gomba élénk színeket mutat, amelyek más sejtes pigmentekből származnak,a vöröstől a zöldig a feketeig. A mérgező Amanita muscaria (Légyölő galóca) felismerhető élénkvörös sapkájával, fehér foltokkal (1.ábra). A gombákban lévő pigmentek a sejtfalhoz kapcsolódnak, és védő szerepet játszanak az ultraibolya sugárzás ellen. Néhány gombás pigment mérgező.

a növényi sejtekhez hasonlóan a gombasejtek vastag sejtfalúak. A gomba sejtfalának merev rétegei komplex poliszacharidokat tartalmaznak, amelyeket kitinnek és glükánoknak neveznek. A rovarok exoskeletonjában is megtalálható kitin szerkezeti szilárdságot ad a gombák sejtfalának. A fal védi a sejtet a kiszáradástól és a ragadozóktól. A gombák plazmamembránjai hasonlóak a többi eukariótához, azzal a különbséggel, hogy a szerkezetet az ergoszterol stabilizálja: egy szteroid molekula, amely helyettesíti az állati sejtmembránokban található koleszterint. A Királyság gombáinak többsége nem motilis. A flagellát csak a primitív chytridiomycota törzs ivarsejtjei termelik.

élőhelyek

bár a gombák elsősorban a nedves és hűvös környezethez kapcsolódnak, amelyek szerves anyagellátást biztosítanak, az élőhelyek meglepő sokféleségét kolonizálják, a tengervíztől az emberi bőrig és a nyálkahártyáig. A chytridek elsősorban vízi környezetben találhatók. Más gombák, mint például a Coccidioides immitis, amely tüdőgyulladást okoz, amikor spóráit belélegzik, az Egyesült Államok délnyugati részének száraz és homokos talajában virágzik. A korallzátonyokat parazitáló gombák az óceánban élnek. A Királyság gombáinak többsége azonban az erdő talaján nő, ahol a sötét és nedves környezet gazdag a növények és állatok rothadó törmelékében. Ezekben a környezetekben a gombák fontos szerepet játszanak, mint bomlástermelők és újrahasznosítók, lehetővé téve a többi királyság tagjainak tápanyagellátását és életét.

táplálkozás

az állatokhoz hasonlóan a gombák is heterotrófok; komplex szerves vegyületeket használnak szénforrásként, ahelyett, hogy a szén-dioxidot a légkörből rögzítenék, mint néhány baktérium és a legtöbb növény. Ezenkívül a gombák nem rögzítik a nitrogént a légkörből. Mint az állatoknak, nekik is meg kell szerezniük az étrendjükből. A legtöbb állattal ellentétben, amelyek ételt fogyasztanak, majd speciális szervekben belsőleg emésztik, a gombák ezeket a lépéseket fordított sorrendben hajtják végre; az emésztés megelőzi a lenyelést. Először az exoenzimeket szállítják ki a hifákból, ahol tápanyagokat dolgoznak fel a környezetben. Ezután a külső emésztés által termelt kisebb molekulák felszívódnak a micélium nagy felületén. Az állati sejtekhez hasonlóan a tárolás poliszacharidja a növényekben található glikogén, nem pedig keményítő.

a gombák többnyire szaprobák (más néven szaprofiták): olyan szervezetek, amelyek tápanyagokat nyernek a bomló szerves anyagokból. Tápanyagaikat elhalt vagy bomló szerves anyagokból nyerik: főleg növényi anyagból. A gombás exoenzimek képesek az oldhatatlan poliszacharidokat, például az elhalt fa cellulózát és ligninjét könnyen felszívódó glükózmolekulákká bontani. A szén, a nitrogén és más elemek így a környezetbe kerülnek. Változatos anyagcsere-útvonalaik miatt a gombák fontos ökológiai szerepet töltenek be, és a bioremediáció potenciális eszközeként vizsgálják őket. Például egyes gombafajok felhasználhatók a dízelolaj és a policiklusos aromás szénhidrogének (PAH) lebontására. Más fajok nehézfémeket, például kadmiumot és ólmot vesznek fel.

egyes gombák parazitikusak, növényeket vagy állatokat fertőznek. A mocsok és a holland szilfa betegség a növényeket érinti, míg a lábgomba és a candidiasis (rigó) orvosilag fontos gombás fertőzések az emberekben. A nitrogénben szegény környezetben egyes gombák fonálférgek (kicsi, nem szegmentált kerekférgek) ragadozásához folyamodnak. Az Arthrobotrys gombák fajai számos mechanizmussal rendelkeznek a fonálférgek csapdájára. Az egyik mechanizmus magában foglalja a gyűrűk összehúzódását a hifák hálózatán belül. A gyűrűk megduzzadnak, amikor megérintik a fonálférget, szorosan megfogva. A gomba behatol a féreg szövetébe azáltal, hogy kiterjeszti a haustoria nevű speciális hifákat. Sok parazita gomba rendelkezik haustoriával, mivel ezek a struktúrák behatolnak a gazdaszervezet szöveteibe, felszabadítják az emésztőenzimeket a gazdaszervezet testében, és felszívják az emésztett tápanyagokat.

növekedés

a gomba vegetatív teste egysejtű vagy többsejtű tallusz. A dimorf gombák a környezeti feltételektől függően egysejtűről többsejtűre változhatnak. Az egysejtű gombákat általában élesztőknek nevezik. A Saccharomyces cerevisiae (sütőélesztő) és a Candida fajok (a rigó kórokozói, egy gyakori gombás fertőzés) példák az egysejtű gombákra (2.ábra). A Canadida albicans élesztősejt és a candidiasis és a rigó kórokozója, morfológiája hasonló a coccus baktériumokhoz; az élesztő azonban eukarióta szervezet (vegye figyelembe a magot).

a legtöbb gomba többsejtű szervezet. Két különböző morfológiai stádiumuk van: a vegetatív és a reproduktív. A vegetatív szakasz karcsú szálszerű struktúrák kusza, az úgynevezett hifák (szinguláris, Hifa), míg a szaporodási szakasz szembetűnőbb lehet. A hifák tömege micélium (3.ábra).

növekedhet egy felületen, talajban vagy bomló anyagban, folyadékban vagy akár élő szövetben. Bár az egyes hifákat mikroszkóp alatt kell megfigyelni, a gomba micéliuma nagyon nagy lehet, egyes fajok valóban “humongous gomba”.”Az Óriás Armillaria solidipes (mézes gomba) a Föld legnagyobb organizmusának számít, amely Oregon keleti részén több mint 2000 hektár föld alatti talajon terjed; becslések szerint legalább 2400 éves.

a legtöbb gombás hifát külön sejtekre osztják a septa (singular, septum) nevű végfalak (4A, c ábra). A legtöbb phyla gombák, apró lyukak a septa lehetővé teszi a gyors áramlását a tápanyagok és a kis molekulák sejtről sejtre mentén hypha. Perforált septa-ként írják le őket. A kenyérformákban lévő hifákat (amelyek a Zygomycota törzshez tartoznak) nem választják el egymástól. Ehelyett sok magot tartalmazó nagy sejtek alkotják őket, ezt az elrendezést coenocita hifáknak nevezik (4b ábra).

a gombák nedves és enyhén savas környezetben fejlődnek, és fénnyel vagy anélkül növekedhetnek. Az oxigénigényük változó. A legtöbb gomba kötelező aerob, oxigént igényel a túléléshez. Más fajok, például a chytridiomycota amelyek a szarvasmarhák bendőjében laknak, kötelező anaerobok, mivel csak anaerob légzést alkalmaznak, mert az oxigén megzavarja anyagcseréjüket vagy megöli őket. Az élesztők közbülső, fakultatív anaerobok. Ez azt jelenti, hogy aerob légzéssel oxigén jelenlétében nőnek a legjobban, de anaerob légzéssel képesek túlélni, ha oxigén nem áll rendelkezésre. Az élesztő erjedéséből származó alkoholt a bor-és sörgyártásban használják.

szaporodás

a gombák szexuálisan és/vagy ivartalanul szaporodnak. A tökéletes gombák mind szexuálisan, mind ivartalanul szaporodnak, míg a tökéletlen gombák csak ivartalanul (mitózissal) szaporodnak.

mind a Szexuális, mind az ivartalan szaporodás során a gombák spórákat termelnek, amelyek szétszóródnak az anyaszervezetből azáltal, hogy vagy a szélen lebegnek, vagy egy állaton lovagolnak. A gombaspórák kisebbek és könnyebbek, mint a növényi magok. Az Óriás puffball gomba felrobban, és billió spórát bocsát ki. A felszabaduló spórák hatalmas száma növeli a leszállás valószínűségét olyan környezetben, amely támogatja a növekedést (5.ábra).

aszexuális reprodukció

a gombák ivartalanul szaporodnak széttöredezettséggel, bimbózással vagy spórák termelésével. A hifák töredékei új telepeket hozhatnak létre. Az élesztőben lévő szomatikus sejtek rügyeket képeznek. A bimbózás során (egyfajta citokinézis) a sejt oldalán dudor képződik, a mag mitotikusan osztódik, a rügy végül leválik az anyasejtről. A hisztoplazma (6.ábra) elsősorban a tüdőt fertőzi meg, de átterjedhet más szövetekre is, ami hisztoplazmózist, potenciálisan halálos betegséget okozhat.

az ivartalan szaporodás leggyakoribb módja az ivartalan spórák kialakulása, amelyeket csak az egyik szülő termel (mitózis útján), és genetikailag azonosak az adott szülővel (7.ábra). A spórák lehetővé teszik a gombák elterjedésének kiterjesztését és új környezetek kolonizálását. A szülő thallusból felszabadulhatnak akár egy sporangiumnak nevezett speciális reproduktív zsákon kívül, akár azon belül.

sokféle aszexuális spórák léteznek. A konidiospórák egysejtű vagy többsejtű spórák, amelyek közvetlenül a Hifa hegyéről vagy oldaláról szabadulnak fel. Más ivartalan spórák a Hifa széttöredezéséből származnak, hogy egyetlen sejtet képezzenek, amelyek spórákként szabadulnak fel; ezek közül néhánynak vastag fala van a töredék körül. Még mások rügyeznek a vegetatív szülő sejtből. A sporangiospórákat sporangiumban állítják elő (8.ábra).

nemi szaporodás

a nemi szaporodás genetikai variációt vezet be a gombák populációjába. A gombákban a szexuális szaporodás gyakran a kedvezőtlen környezeti feltételek hatására következik be. A szexuális szaporodás során két párzási típus keletkezik. Ha mindkét párzási típus ugyanabban a micéliumban van jelen, akkor homotallikusnak vagy öntermékenynek nevezik. A heterothallikus micéliumnak két különböző, de kompatibilis micéliumra van szüksége a Szexuális szaporodáshoz.

bár a gombás nemi szaporodásban sok variáció létezik, mindegyik a következő három szakaszból áll (7.ábra). Először a plazmogámia (szó szerint “a citoplazma házassága vagy egyesülése”) során két haploid sejt összeolvad, ami egy dikarióta stádiumhoz vezet, ahol két haploid mag létezik együtt egyetlen sejtben. A kariogámia (“nukleáris házasság”) során a haploid magok összeolvadnak, hogy diploid zigóta magot képezzenek. Végül a meiózis a gametangia (szinguláris, gametangium) szervekben zajlik, amelyekben különböző párzási típusú ivarsejtek keletkeznek. Ebben a szakaszban a spórák a környezetbe kerülnek.

Fungivores

az állatok szétszóródása fontos egyes gombák számára, mivel az állat spórákat hordozhat jelentős távolságra a forrástól. A gombaspórák ritkán teljesen lebomlanak egy állat gyomor-bél traktusában, és sokan képesek csírázni, amikor átjutnak a székletben. Néhány trágyagomba életciklusának befejezéséhez valóban szükség van a növényevők emésztőrendszerén való áthaladásra. A fekete szarvasgomba-értékes ínyenc csemege-egy földalatti gomba termőteste. Szinte az összes szarvasgomba ektomikorrhiza, és általában a fákkal szoros kapcsolatban találhatók. Az állatok szarvasgombát esznek, és szétszórják a spórákat. Olaszországban és Franciaországban a szarvasgomba vadászok nőstény sertéseket használnak a szarvasgomba szaglására. A nőstény sertéseket vonzza a szarvasgomba, mert a gomba Illékony vegyületet bocsát ki, amely szorosan kapcsolódik a hím sertések által termelt feromonhoz.

ellenőrizze megértését

válaszoljon az alábbi kérdés(ek) re, hogy lássa, mennyire érti jól az előző szakaszban tárgyalt témákat. Ez a rövid kvíz nem számít bele az osztályzatodba, és korlátlan számú alkalommal megismételheted.

használja ezt a kvízt, hogy ellenőrizze a megértést, és eldöntse, hogy (1) tanulmányozza-e tovább az előző szakaszt, vagy (2) lépjen tovább a következő szakaszra.