Jedna ze tří říší eukaryot (superdoména, která zahrnuje organismy se samostatným jádrem v buňkách) – houby. Jsou na hranici mezi rostlinami a zvířaty. Dnes existuje asi 100 tisíc druhů, z nichž většinu tvoří mikroskopické houby. Tento článek vypráví o vlastnostech jejich struktury a reprodukce, významu v přírodě a lidské ekonomické činnosti.
Téměř rostliny a ne tak docela zvířata
Království Mycota zahrnuje jednobuněčné i mnohobuněčné organismy s velmi zvláštní organizací. Sdílejí podobnosti se zvířaty i rostlinami následovně:
- Mají buněčnou stěnu, ale ne z celulózy, jako u rostlin, ale z chitinu, jako u zvířat.
- V buňkách hub jsou vakuoly naplněné buněčnou mízou. Ale ne škrob (v rostlinách), ale glykogen (u zvířat).
- Houby nejsou schopné aktivního pohybu. Vedou připoutaný životní styl.
- Houby- heterotrofní, nemají chlorofyl a nejsou schopni fotosyntézy. Proto se živí hotovými organickými látkami mrtvých organismů (saprotrofů) nebo živých organismů (parazitů).
- Na rozdíl od zvířat a rostlin se buňky hub prakticky nerozlišují na tkáně a tkáně na orgány.
Tajemná stvoření ďábla
Přesně za takové byly houby považovány ve středověku. Jeden z francouzských přírodovědců Venyan v roce 1727 napsal, že houby existují proto, aby narušily harmonii všeho živého.
Otázka původu hub zůstává dnes otevřená. Ačkoli již v 18. století, vynikající botanik Carl Linné připsal tyto organismy hotelovému království. Houby, které vznikly na úsvitu života na planetě (asi před miliardou let), čekají na vodítka ke svému původu od biologů, biochemiků, genetiků a taxonomů.
Systematika hub
Všechny houby jsou rozděleny do 4 tříd (nižší houby - Oomycetes a Zygomycetes, vyšší - Ascomycetes a Basidomycetes). Hlavním kritériem pro separaci je přítomnost nebo nepřítomnost bičíků v gametách a typ pohlavního rozmnožování. Navíc u nižších hub vypadá mycelium jako jedna vícejaderná buňka, zatímco u vyšších hub má mycelium mezibuněčná přepážka.
Většina hub má mikroskopickou velikost. Nejčastěji není jejich mycelium viditelné bez zvětšení nebo je viditelné ve formě tenkých nití. Přítomnost mikroskopických hub je indikována výsledky jejich životně důležité činnosti - ničením rostlinných, živočišných tkání nebo materiálů. Vůbecmalá skupina hub může tvořit plodnice - husté shluky mycelia.
Struktura mikroskopických hub
Mikromycety netvoří plodnice, mohou být jednobuněčné i mnohobuněčné. V souladu s tím je morfologie mikroskopických hub značně různorodá.
Tělo mnohobuněčných hub je tvořeno postupně umístěnými buňkami, které tvoří hyfy (vlákna) o tloušťce 0,15 až 1 mikron. Hyfy rostou apikálně (apikálně) a mohou mít rozvětvenou strukturu. Celá sada houbových hyf se nazývá mycelium nebo mycelium.
Hyfy hub rostou velmi rychle. U některých exemplářů může mycelium narůst o desítky metrů za pouhý den.
Jednobuněčné houby (například kvasinky) jsou jedna buňka, netvoří mycelium. Má jádro, vakuoly s organickými a anorganickými látkami, mitochondrie.
Funkce výživy a života
Mikrobiologie mikroskopických hub má své vlastní charakteristiky. Hyfy nad cytoplazmatickou membránou obsahují membránu, která se skládá z polysacharidu chitinu. Cytoplazma buňky obsahuje jádro (jedno nebo více) a organely.
Houby absorbují živiny celým povrchem podhoubí, které proniká celým substrátem (substrátové mycelium) nebo se nachází na jeho povrchu (povrchové mycelium).
Potravou pro houby jsou organické sloučeniny - cukr, vícesytné alkoholy, tuky, bílkoviny. Zároveň bohatý a rozmanitý enzymatickýzařízení umožňuje plně využít celý substrát pro stavbu těla mikroskopických hub.
Mikrobiologie rozlišuje houby, které se vyznačují saprotrofním (živí se mrtvou organickou hmotou) a parazitickým (živí se živou organickou hmotou) typem výživy. Kromě toho mohou houby vstupovat do symbiotických vztahů s rostlinami. Takže hyfy hub a řas tvoří symbiotické organismy - lišejníky.
Mikroskopické patogenní houby se mohou vyvinout u zvířat a rostlin a způsobit onemocnění zvané mykózy.
Vlastnosti reprodukce
Mikromycety se vyznačují třemi typy reprodukce: vegetativní, asexuální a sexuální.
Vegetativní množení mikroskopických hub se provádí částicemi mycelia. Například kousek hyfy dá vzniknout novému myceliu houby.
Nepohlavní rozmnožování se provádí pomocí spor - mikroskopických rudimentů, které se tvoří ve sporangii (specializované části mycelia). Hlavní funkcí spor je přežití v nepříznivých podmínkách. A pro řadu mikroskopických hub, které vedou parazitický způsob života, slouží spory k infekci hostitelského organismu.
Formy pohlavního procesu u hub jsou různé a dělí se do tří skupin:
- Gametogamie je druh sexuální reprodukce s tvorbou zárodečných buněk (gamet).
- Somatogamie je fúze vegetativních buněk mycelia nebo jednobuněčných hub.
- Gametangiogamie je druh sexuální reprodukce, kdy struktury, ve kterých ještě nejsou gametydiferencované.
Při splynutí gamet (oplození) tvoří houby zygotu s jedním nebo více jádry. Nejčastěji zygota neklíčí okamžitě, ale po období klidu. Houby tedy mohou přežít i nepříznivé podmínky prostředí.
Mikromycety v přírodě
Význam mikroskopických hub v přírodě je obrovský. Účastní se koloběhu látek, rozkládají organické zbytky spolu s bakteriemi.
Půdní houby se podílejí na tvorbě úrodné vrstvy. V symbióze s řasami v lišejnících jako první kolonizují chudé půdy a aktivně se podílejí na ničení hornin.
Za zmínku stojí fenomén jako mykorhiza - buňky mikroskopické houby vstupují do symbiotického vztahu s rostlinami. Zároveň rostliny poskytují houbě organické živiny a houba produkuje vitamíny a látky obsahující dusík nezbytné pro růst a vývoj rostlin.
Mikroskopické houby jsou přítomny ve všech biocenózách a plní důležitou ekologickou funkci. Jsou důležitým detritovým článkem v potravních řetězcích a regulátory množství jiných organismů. V mnoha biogeocenózách je podíl houbové biomasy z biomasy všech mikroorganismů až 90% a je srovnatelný s biomasou kořenů vyšších rostlin.
Není možné si nevšimnout úlohy mikroskopických patogenních hub v přírodě. Regulují počet dalších organismů a podílejí se na změnách biocenóz na planetě.
Mikromycety a člověk
Ve svých činnostech člověk používánějaké podřadné houby.
Mikroskopické houby, bílá plíseň a aspergillus, všechny druhy kvasinek se používají v pekařském, mlékárenském, pivovarnickém, vinařském a alkoholovém průmyslu.
Ve farmaceutickém průmyslu se mikromycety široce používají k výrobě antibiotik, vitamínů, hormonů, enzymů a fyziologicky aktivních látek.
Mnoho mikromycetů ničí papír a celulózové produkty, kazí oleje a ropné produkty, poškozuje optiku a umělecká díla.
Hlavními viníky kažení potravin jsou plísně a kvasinky. Jsou také dřevokazné - poškozují dřevo.
Mikroskopické patogenní houby způsobují onemocnění plodin, domácích zvířat a lidí. Díky své schopnosti produkovat toxiny houby často způsobují otravu.
Mykotoxiny
Nebezpečné biologické látky syntetizované mikroskopickými houbami jsou metabolity (odpadní produkty) s širokou škálou chemických struktur a účinků na lidský organismus.
Dnes je známo více než 250 druhů mikromycetů. Syntetizují asi 100 toxinů a alergenů. Mikroskopické houby různých druhů mohou syntetizovat stejný toxin. A samotné jedy mají na lidský organismus nejčastěji kumulativní (kumulativní) účinek, a to:
- Yaflatoxiny – mají hepatotoxický, mutagenní, imunosupresivní účinek na lidský organismus.
- Trichotheceny jsou neurotoxiny, které potlačují imunitní systém,způsobit různé dermatitidy.
- Ochratoxiny – ovlivňují především tubuly nefronů ledvin.
- Patuliny jsou neurotoxiny a mutageny.
V případě otravy mikromycetovými toxiny je třeba nejprve omýt žaludek.
Parazitické mikromycety
Tato skupina zahrnuje obrovské množství hub, které způsobují různé patologie u lidí, rostlin, zvířat, ryb. Patologie kůže se nazývají dermatomykózy a patologie orgánů se nazývají mykózy.
Nejběžnější lidské nemoci způsobené parazitickými houbami jsou:
- Dermatofytóza (strupovitost nebo lišaj), která se projevuje jako červené svědivé skvrny na kůži a zničení vlasových folikul.
- Kandidóza (drozd) je způsobena zástupci rodu Candida, kteří jsou fakultativně patogenní a jsou součástí normální mikroflóry dutiny ústní, pohlavních cest a tlustého střeva.
- Onychomykóza (plíseň nehtů) je způsobena různými houbami, které postihují subunguální prostor.
- Sporotrichóza - parazitické plísně ničí podkoží, sliznice, vnitřní orgány.
- Černobílá piedra je onemocnění, které postihuje vlasové folikuly kníru a obočí. Původcem je houba rodu Piedraia.
A toto není úplný seznam nemocí způsobených mikromycety. Cesty, kterými se houby dostávají do těla, jsou přitom různé (vzduch, voda, kontakty) a jejich odolnost vůči různým médiím je poměrně vysoká.
Nejznámější mikromycety
Mikroskopické houby zahrnují Mucor, Penicillium a Yeast.
Houby rodu Mucor jsou 60 druhy hub, kterým říkáme bílá plíseň. Tvoří kolonie bílé a šedé barvy, které s dozráváním výtrusů černají. Mucor mycelium je jednobuněčné, buněčná stěna obsahuje sacharid chitosan obsahující dusík, který má alergenní vlastnosti. Mezi nimi jsou paraziti, ale existují i takové, které se aktivně používají při výrobě antibiotik. Houba Mukor Chinese - základ kynutého těsta "ragi" na bázi sóji a obilovin.
Penicillium (Penicillium) je rod mikroskopických hub, které jsou běžné všude – v půdě, vodě, mořích, vzduchu, místnostech, na všech površích. Tvoří nazelenalé kolonie. Penicillium zlatá nebo zelená plíseň štětcová je nejčastějším zástupcem rodu a zdrojem penicilinu. Tyto houby mají rozvětvené mnohobuněčné mycelium.
Kvasinky jsou skupinou rozmanitých jednobuněčných hub z různých tříd (1500 druhů ze třídy Ascomycetes a Basidomycetes). Tyto houby netvoří mycelium a jejich buňky jsou velké až 40 mikronů. Jsou spojeny do obecné skupiny pro zvláštnosti metabolismu - všechny dostávají energii během fermentace (redoxní proces, v jehož důsledku se rozkládají sacharidy a alkoholy jsou produkty rozkladu). Výroba chleba, vinařství, pivovarnictví a vaření kvasu není úplný seznam odvětví, kde člověk tyto houby používá. A zároveň je to jeden z hlavních faktorů kažení potravin a některéparaziti, kteří způsobují onemocnění u lidí (kandidóza, kryptokokóza, pityriáza, folikulitida, seboroická dermatitida).
Lovecké sklony
Ač se to může zdát zvláštní, mezi mikroskopickými houbami jsou aktivní „predátoři“.
Houba Arthrobotrys oligospora tak vytváří svými hyfami síť, jejíž stěny jsou pokryty lepkavou hmotou. Obětí houby jsou škrkavky (háďátka) žijící v půdě. Červ přilepený k hyfám je zbaven možnosti se osvobodit a hyfy rychle prorůstají do jeho těla. Háďátko se stává potravou a po 24 hodinách zbude pouze skořápka.
Další houba, Dactylaria Candida, tvoří z hyf lasovitý záchytný prstenec. Háďátko do něj vnikne a prstenec se uzavře. Epilog dramatu je stejný jako předchozí verze.
Tyto rysy půdních mikromycetů byly již dlouho studovány biology pro využití ve formě biologické ochrany plodin.
Environmentální bioindikátory
Nedávné studie biologů prokázaly, že mikroskopické houby mají schopnost měnit svůj počet a složení v závislosti na stavu jejich stanoviště.
Běžně se počet půdních mikromycet pohybuje kolem 10 tun na hektar a přitom je různorodý. Při studiu půd kontaminovaných ropou a jejími produkty ekologové zjistili, že při vysokých dávkách toxinů se počet a druhové složení půdních mikroskopických hub dramaticky mění. V tomto případě se druhová diverzita prudce snižuje, začínají převládat mikromycety s rychlým růstem, které nejsou v takových půdách typické. Kromě,mnohé z těchto hub jsou fytopatogenní – produkují biologicky aktivní látky, které narušují intracelulární procesy v rostlinných organismech, což vede k inhibici jejich vitální aktivity a smrti.
Počet a druhové složení mikroskopických hub tedy mohou být spolehlivými indikátory kontaminace půdy ropou a jejími deriváty.
Summarize
Po tisíce let bylo odstraňování tuku z kůže považováno za časově nejnáročnější proces v kožedělném průmyslu. Proces byl dlouhý a komplikovaný, používal se holubí trus a psí exkrementy. Dnes proteináza, enzym pocházející z hub Aspergillus, zkrátila tento proces na 24 hodin a také učinila pokožku jemnější a snadněji se barvila.
Toto je jen jeden příklad toho, jak užitečné mohou být mikroskopické organismy. Navzdory rozvoji biologie zůstává mnoho rysů životně důležité činnosti těchto organismů stále záhadou.
Taxonomové každý rok popíší více než tisíc nových druhů mikroskopických hub. Role půdních mikromycetů zůstává nejprobádanějším odvětvím jak bioekologie, tak biogeografie. A to je způsobeno především potížemi s pozorováním takových organismů v jejich přirozeném prostředí.
Nová sekce v mykologii – nauka o plísňových toxinech – nám již dnes dává naději na vítězství nad rakovinou. Například toxin houby Chaga výrazně zvyšuje odolnost těla vůči rozvoji rakovinných buněk. A psilocycin dává dobré předpokladyléčba nervových poruch. I studované penicillium nepřestává udivovat mikrobiology – nejnověji se z něj vědcům podařilo izolovat látky, které jsou chemicky podobné hormonům liberinům.
Houby nezůstanou stranou při vývoji nových biologických prostředků na ochranu plodin zemědělských rostlin a ve vývoji nových „zelených“způsobů likvidace odpadu.
