identificați caracteristicile comune ale ciupercilor

cuvântul ciupercă provine din cuvântul Latin pentru ciuperci. Într-adevăr, ciuperca familiară este o structură reproductivă folosită 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. Ciupercile Regatului includ o varietate enormă de organisme vii denumite 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 antibioticului penicilină, Penicillium notatum, sunt toți membri ai ciupercilor regatului, care aparține domeniului Eukarya.

ciupercile, considerate odată 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 asexuat, 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 haploizi multicelulari. La fel ca bacteriile, ciupercile joacă un rol esențial în ecosisteme, deoarece sunt descompunători și participă la ciclul nutrienților prin descompunerea materialelor organice în molecule simple.

structura și funcția celulelor

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 apare rar în ciuperci. Celulele fungice conțin, de asemenea, mitocondrii și un sistem complex de membrane interne, incluzând reticulul endoplasmatic și aparatul Golgi.

spre deosebire de celulele vegetale, celulele fungice nu au cloroplaste sau clorofilă. Multe ciuperci afișează culori strălucitoare care decurg 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 deshidratare și 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. Majoritatea membrilor ciupercilor Regatului sunt nemotile. Flagelele sunt produse numai de gameți în Filumul primitiv Chytridiomycota.

habitate

deși ciupercile sunt asociate în primul rând cu medii umede și reci care asigură o aprovizionare cu materie organică, ele colonizează o diversitate surprinzătoare de habitate, de la apa de mare la pielea umană și membranele mucoase. Chytridele se găsesc în principal în mediile acvatice. Alte ciuperci, cum ar fi Coccidioides immitis, care provoacă pneumonie atunci când sporii săi 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 în descompunere 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 să trăiască.

nutriție

la fel ca animalele, ciupercile sunt heterotrofe; folosesc compuși organici complecși ca sursă de carbon, mai degrabă decât să fixeze dioxidul de carbon din atmosferă, la fel ca unele bacterii și majoritatea plantelor. În plus, ciupercile nu fixează azotul din atmosferă. Ca și animalele, trebuie să o obțină din dieta lor. Cu toate acestea, spre deosebire de majoritatea animalelor, care ingerează alimente și apoi le digeră intern în organe specializate, ciupercile efectuează acești pași în ordine inversă; digestia precede ingestia. În primul rând, exoenzimele sunt transportate din hife, unde procesează nutrienți în 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 depozitare este glicogenul, mai degrabă decât amidonul, așa cum se găsește în plante.

ciupercile sunt în mare parte saprobe (cunoscute și sub numele de saprofite): organisme care derivă nutrienți din materia organică în descompunere. 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 lor metabolice variate, ciupercile îndeplinesc un rol ecologic important și sunt investigate 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 preiau metale grele, cum ar fi cadmiul și plumbul.

unele ciuperci sunt parazitare, infectând fie plante, fie animale. Smut și boala olandeză a ulmului afectează plantele, în timp ce piciorul atletului și candidoza (aftele) sunt infecții fungice importante din punct de vedere medical la om. În medii sărace în azot, unele ciuperci recurg la prădarea nematodelor (mici viermi rotunzi nesegmentați). Speciile de ciuperci Artrobotrys au o serie de mecanisme de captare a nematodelor. Un mecanism implică constricția inelelor în cadrul rețelei de hife. Inelele se umflă când ating nematodul, apucându-l într-o strângere strânsă. Ciuperca pătrunde în țesutul viermelui prin extinderea hifelor specializate numite haustoria. Multe ciuperci parazite posedă haustoria, deoarece aceste structuri pătrund în țesuturile gazdei, eliberează enzime digestive în corpul gazdei și absorb nutrienții digerați.

creștere

corpul vegetativ al unei ciuperci este un talus unicelular sau multicelular. Ciupercile dimorfe se pot schimba de la starea unicelulară la cea multicelulară, în funcție de condițiile de mediu. Ciupercile unicelulare sunt denumite în general drojdii. Saccharomyces cerevisiae (drojdie de panificație) și speciile Candida (agenții aftoasă, o infecție fungică comună) sunt exemple de ciuperci unicelulare (Figura 2). Canadida albicans este o celulă de drojdie și agentul candidozei și aftoasă și are o morfologie similară cu bacteriile coccus; cu toate acestea, drojdia este un organism eucariot (notați nucleul).

majoritatea ciupercilor sunt organisme multicelulare. Ele prezintă două etape morfologice distincte: vegetativă și reproductivă. Stadiul vegetativ constă dintr-o încurcătură de structuri subțiri asemănătoare firului numite hife (singular, hifă), în timp ce stadiul reproductiv poate fi mai vizibil. Masa hifelor este un miceliu (Figura 3).

poate crește pe o suprafață, în sol sau material în descompunere, într-un lichid sau chiar pe țesut viu. Deși hifele individuale trebuie observate la microscop, miceliul unei ciuperci poate fi foarte mare, unele specii fiind cu adevărat „ciuperca humongoasă.”Uriașul Armillaria solidipes (ciuperca de miere) este considerat cel mai mare organism de pe Pământ, răspândindu-se pe mai mult de 2.000 de acri de sol subteran din estul Oregonului; se estimează că are cel puțin 2.400 de ani.

majoritatea hifelor fungice sunt împărțite în celule separate prin pereți finali numiți septa (singular, sept) (figura 4A, c). În majoritatea filelor de ciuperci, găurile mici din septa permit fluxul rapid de nutrienți și molecule mici de la celulă la celulă de-a lungul hifei. Acestea sunt descrise ca septuri perforate. Hifele din matrițele de pâine (care aparțin Filului Zygomycota) nu sunt separate prin septa. În schimb, ele sunt formate din celule mari care conțin multe nuclee, un aranjament descris ca hife coenocitare (figura 4b).

ciupercile prosperă în medii umede și ușor acide și pot crește cu sau fără lumină. Acestea variază în ceea ce privește necesarul de oxigen. Majoritatea ciupercilor sunt aerobi obligați, necesitând oxigen pentru a supraviețui. Alte specii, cum ar fi Chytridiomycota care locuiesc în rumenul bovinelor, sunt sunt anaerobi obligați, prin faptul că folosesc doar respirația anaerobă, deoarece oxigenul le va perturba metabolismul sau îi va ucide. Drojdiile sunt intermediare, fiind anaerobe facultative. Aceasta înseamnă că acestea cresc cel mai bine în prezența oxigenului folosind respirația aerobă, dar pot supraviețui folosind respirația anaerobă atunci când oxigenul nu este disponibil. Alcoolul produs din fermentarea drojdiei este utilizat în producția de vin și bere.

reproducere

Ciupercile se reproduc sexual și / sau asexuat. Ciupercile perfecte se reproduc atât sexual, cât și asexual, în timp ce ciupercile imperfecte se reproduc doar asexual (prin mitoză).atât în reproducerea sexuală, cât și în cea asexuată, ciupercile produc spori care se dispersează din organismul părinte fie plutind pe vânt, fie făcând o plimbare pe un animal. Sporii fungici sunt mai mici și mai ușori decât semințele de plante. Ciuperca gigantică puffball se deschide și eliberează trilioane de spori. Numărul mare de spori eliberați crește probabilitatea de aterizare într-un mediu care va susține creșterea (Figura 5).

reproducere asexuată

Ciupercile se reproduc asexuat prin fragmentare, înmugurire sau producerea de spori. Fragmente de hife pot crește noi colonii. Celulele somatice din drojdie formează muguri. În timpul înmuguririi (un tip de citokineză), se formează o umflătură pe partea laterală a celulei, nucleul se împarte mitotic, iar mugurul se detașează în cele din urmă de celula mamă. Histoplasma (Figura 6) infectează în primul rând plămânii, dar se poate răspândi în alte țesuturi, provocând histoplasmoza, o boală potențial fatală.

cel mai frecvent mod de reproducere asexuată este prin formarea de spori asexuali, care sunt produși de un singur părinte (prin mitoză) și sunt identici genetic cu acel părinte (Figura 7). Sporii permit ciupercilor să-și extindă distribuția și să colonizeze medii noi. Ele pot fi eliberate din talusul părinte fie în afara, fie într-un sac special de reproducere numit sporangiu.

există multe tipuri de spori asexuali. Conidiosporii sunt spori unicelulari sau multicelulari care sunt eliberați direct din vârful sau partea hifei. Alți spori asexuali își au originea în fragmentarea unei hife pentru a forma celule unice care sunt eliberate ca spori; unele dintre acestea au un perete gros care înconjoară fragmentul. Cu toate acestea, alții înmuguresc celula părinte vegetativă. Sporangiosporii sunt produși într-un sporangiu (figura 8).

reproducerea sexuală

reproducerea sexuală introduce variații genetice într-o populație de ciuperci. În ciuperci, reproducerea sexuală apare adesea ca răspuns la condițiile adverse de mediu. În timpul reproducerii sexuale, se produc două tipuri de împerechere. Când ambele tipuri de împerechere sunt prezente în același miceliu, se numește homotalic sau autofertil. Micelia heterotalică necesită două micelii diferite, dar compatibile, pentru a se reproduce sexual.

deși există multe variații în reproducerea sexuală fungică, toate includ următoarele trei etape (Figura 7). În primul rând, în timpul plasmogamiei (literalmente, „căsătoria sau unirea citoplasmei”), două celule haploide fuzionează, ducând la o etapă dikariotă în care doi nuclei haploizi coexistă într-o singură celulă. În timpul cariogamiei („căsătoria nucleară”), nucleele haploide fuzionează pentru a forma un nucleu zigot diploid. În cele din urmă, meioza are loc în organele gametangiei (singular, gametangiu), în care sunt generați gameți de diferite tipuri de împerechere. În acest stadiu, sporii sunt diseminați în mediu.

Fungivore

dispersia animalelor este importantă pentru unele ciuperci, deoarece un animal poate transporta spori la distanțe considerabile de la sursă. Sporii fungici sunt rareori complet degradați în tractul gastro-intestinal al unui animal și mulți sunt capabili să germineze atunci când sunt trecuți în fecale. Unele ciuperci de bălegar necesită de fapt trecerea prin sistemul digestiv al erbivorelor pentru a-și finaliza ciclul de viață. Trufa neagră—o delicatesă gourmet apreciată-este corpul fructificator al unei ciuperci subterane. Aproape toate trufele sunt ectomicorizale și se găsesc de obicei în strânsă asociere cu copacii. Animalele mănâncă trufe și dispersează sporii. În Italia și Franța, vânătorii de trufe folosesc porci femele pentru a adulmeca trufele. Porcii femele sunt atrași de trufe, deoarece ciuperca eliberează un compus volatil strâns legat de un feromon produs de porcii masculi.

verificați-vă înțelegerea

răspundeți la întrebarea(întrebările) de mai jos pentru a vedea cât de bine înțelegeți subiectele abordate în secțiunea anterioară. Acest test scurt nu contează pentru nota dvs. în clasă și îl puteți relua de un număr nelimitat de ori.

utilizați acest test pentru a verifica înțelegerea dvs. și pentru a decide dacă (1) studiați secțiunea anterioară în continuare sau (2) Treceți la secțiunea următoare.