Jedno z troch kráľovstiev eukaryotov (superdoména, ktorá zahŕňa organizmy so samostatným jadrom v bunkách) – huby. Sú na hranici medzi rastlinami a živočíchmi. Dnes existuje asi 100 tisíc druhov, z ktorých väčšina sú mikroskopické huby. Tento článok hovorí o vlastnostiach ich štruktúry a reprodukcie, význame v prírode a ľudskej hospodárskej činnosti.
Takmer rastliny a nie celkom živočíchy
Kráľovstvo Mycota zahŕňa jednobunkové aj mnohobunkové organizmy s veľmi zvláštnou organizáciou. Zdieľajú podobnosti so zvieratami aj rastlinami takto:
- Majú bunkovú stenu, ale nie z celulózy, ako u rastlín, ale z chitínu, ako u zvierat.
- V bunkách húb sú vakuoly naplnené bunkovou šťavou. Ale nie škrob (v rastlinách), ale glykogén (u zvierat).
- Huby nie sú schopné aktívneho pohybu. Vedú pripútaný životný štýl.
- Huby- heterotrofy, nemajú chlorofyl a nie sú schopné fotosyntézy. Preto sa živia hotovými organickými látkami mŕtvych organizmov (saprotrofy) alebo živých organizmov (parazity).
- Na rozdiel od zvierat a rastlín sa bunky húb prakticky nerozlišujú na tkanivá a tkanivá na orgány.
Tajomné stvorenia diabla
Presne toto boli huby považované v stredoveku. Jeden z francúzskych prírodovedcov Venyan v roku 1727 napísal, že huby existujú, aby narušili harmóniu všetkého živého.
Otázka pôvodu húb zostáva otvorená aj dnes. Hoci ešte v 18. storočí, vynikajúci botanik Carl Linné pripísal tieto organizmy do hotelového kráľovstva. Huby, ktoré vznikli na úsvite života na planéte (asi pred miliardou rokov), čakajú na vodítka ich pôvodu od biológov, biochemikov, genetikov a taxonómov.
Systematika húb
Všetky huby sú rozdelené do 4 tried (nižšie huby - Oomycetes a Zygomycetes, vyššie - Ascomycetes a Basidomycetes). Hlavným kritériom separácie je prítomnosť alebo neprítomnosť bičíkov v gamétach a typ sexuálneho rozmnožovania. Navyše u nižších húb vyzerá mycélium ako jedna viacjadrová bunka, zatiaľ čo u vyšších húb má mycélium medzibunkové prepážky.
Väčšina húb má mikroskopickú veľkosť. Najčastejšie ich mycélium nie je viditeľné bez zväčšenia alebo je viditeľné vo forme tenkých nití. Prítomnosť mikroskopických húb je indikovaná výsledkami ich životnej činnosti - ničením rastlinných, živočíšnych tkanív alebo materiálov. Vôbecmalá skupina húb môže vytvárať plodnice - husté zhluky mycélia.
Štruktúra mikroskopických húb
Mikromycéty netvoria plodnice, môžu byť jednobunkové a mnohobunkové. V súlade s tým je morfológia mikroskopických húb dosť rôznorodá.
Telo mnohobunkových húb tvoria postupne umiestnené bunky, ktoré tvoria hýfy (vlákna) s hrúbkou 0,15 až 1 mikrón. Hýfy rastú apikálne (apikálne) a môžu mať rozvetvenú štruktúru. Celý súbor hubových hýf sa nazýva mycélium alebo mycélium.
Hýfy húb rastú veľmi rýchlo. V niektorých exemplároch môže mycélium narásť desiatky metrov len za deň.
Jednobunkové huby (napríklad kvasinky) sú jedna bunka, netvoria mycélium. Má jadro, vakuoly s organickými a anorganickými látkami, mitochondrie.
Funkcie výživy a života
Mikrobiológia mikroskopických húb má svoje vlastné charakteristiky. Bunky hýf nad cytoplazmatickou membránou obsahujú membránu, ktorá pozostáva z polysacharidu chitínu. Cytoplazma bunky obsahuje jadro (jedno alebo viac) a organely.
Huby absorbujú živiny celým povrchom mycélia, ktoré preniká celým substrátom (substrátové mycélium) alebo sa nachádza na jeho povrchu (povrchové mycélium).
Potravou pre huby sú organické zlúčeniny – cukor, viacsýtne alkoholy, tuky, bielkoviny. Zároveň bohatý a rozmanitý enzymatickýzariadenie umožňuje plne využiť celý substrát na stavbu tela mikroskopických húb.
Mikrobiológia rozlišuje huby, ktoré sa vyznačujú saprotrofným (živia sa odumretou organickou hmotou) a parazitickým (živia sa živou organickou hmotou) typom výživy. Okrem toho môžu huby vstúpiť do symbiotických vzťahov s rastlinami. Hýfy húb a rias teda tvoria symbiotické organizmy - lišajníky.
Mikroskopické patogénne huby sa môžu vyvinúť u zvierat a rastlín a spôsobiť choroby nazývané mykózy.
Funkcie reprodukcie
Mikromycéty sa vyznačujú tromi typmi rozmnožovania: vegetatívnym, asexuálnym a sexuálnym.
Vegetatívne rozmnožovanie mikroskopických húb sa uskutočňuje časticami mycélia. Napríklad kúsok hýfy vedie k vzniku nového mycélia huby.
Nepohlavné rozmnožovanie sa uskutočňuje pomocou spór - mikroskopických rudimentov, ktoré sa tvoria v sporangiách (špecializovaných častiach mycélia). Hlavnou funkciou spór je prežitie v nepriaznivých podmienkach. A pre množstvo mikroskopických húb, ktoré vedú parazitický životný štýl, slúžia spóry na infikovanie hostiteľského organizmu.
Formy pohlavného procesu u húb sú rôznorodé a delia sa do troch skupín:
- Gametogamia je typ sexuálneho rozmnožovania s tvorbou zárodočných buniek (gamét).
- Somatogamia je splynutie vegetatívnych buniek mycélia alebo jednobunkových húb.
- Gametangiogamia je typ sexuálneho rozmnožovania v štruktúrach, v ktorých gaméty ešte nie súdiferencované.
Pri splynutí gamét (oplodnení) huby vytvoria zygotu s jedným alebo viacerými jadrami. Najčastejšie zygota nevyklíči okamžite, ale po období pokoja. Takže huby môžu prežiť aj nepriaznivé podmienky prostredia.
Mikromycety v prírode
Význam mikroskopických húb v prírode je obrovský. Zúčastňujú sa na kolobehu látok, pričom spolu s baktériami rozkladajú organické zvyšky.
Pôdne huby sa podieľajú na tvorbe úrodnej vrstvy. V symbióze s riasami v lišajníkoch ako prvé kolonizujú chudobné pôdy a aktívne sa podieľajú na ničení skál.
Za zmienku stojí fenomén ako mykoríza - bunky mikroskopickej huby vstupujú do symbiotického vzťahu s rastlinami. Rastliny zároveň poskytujú hube organické živiny a huba produkuje vitamíny a dusíkaté látky potrebné pre rast a vývoj rastlín.
Mikroskopické huby sú prítomné vo všetkých biocenózach a plnia dôležitú ekologickú funkciu. Sú dôležitým detritovým článkom v potravinových reťazcoch a regulátormi množstva iných organizmov. V mnohých biogeocenózach je podiel hubovej biomasy z biomasy všetkých mikroorganizmov až 90% a je porovnateľný s biomasou koreňov vyšších rastlín.
Je nemožné nevšimnúť si úlohu mikroskopických patogénnych húb v prírode. Regulujú počet iných organizmov a podieľajú sa na zmenách biocenóz na planéte.
Mikromycety a človek
Vo svojich aktivitách človek používanejaké podradné huby.
Mikroskopické huby, biela pleseň a aspergillus, všetky druhy kvasiniek sa používajú v pekárenskom, mliekarenskom, pivovarníckom, vinárskom a alkoholickom priemysle.
Vo farmaceutickom priemysle sa mikromycéty široko používajú na výrobu antibiotík, vitamínov, hormónov, enzýmov a fyziologicky aktívnych látok.
Mnoho mikromycét ničí papier a celulózové produkty, kazí oleje a ropné produkty, poškodzuje optiku a umelecké diela.
Plesne a kvasinky sú hlavnými vinníkmi kazenia potravín. Sú tiež drevokazné - poškodzujú drevo.
Mikroskopické patogénne huby spôsobujú choroby plodín, domácich zvierat a ľudí. Huby vďaka svojej schopnosti produkovať toxíny často spôsobujú otravu.
Mykotoxíny
Nebezpečné biologické látky syntetizované mikroskopickými hubami sú metabolity (odpadové produkty) so širokou škálou chemických štruktúr a účinkov na ľudský organizmus.
Dnes je známych viac ako 250 druhov mikromycét. Syntetizujú asi 100 toxínov a alergénov. Mikroskopické huby rôznych druhov môžu syntetizovať rovnaký toxín. A samotné jedy majú najčastejšie kumulatívny (kumulatívny) účinok na ľudský organizmus, a to:
- Yaflatoxíny – majú hepatotoxický, mutagénny, imunosupresívny účinok na ľudský organizmus.
- Trichotecény sú neurotoxíny, ktoré potláčajú imunitný systém,spôsobiť rôzne dermatitídy.
- Ochratoxíny – ovplyvňujú predovšetkým tubuly nefrónov obličiek.
- Patulíny sú neurotoxíny a mutagény.
V prípade otravy toxínmi mikromycét treba najskôr umyť žalúdok.
Parazitické mikromycéty
Do tejto skupiny patrí obrovské množstvo húb, ktoré spôsobujú rôzne patológie u ľudí, rastlín, zvierat, rýb. Patológie kože sa nazývajú dermatomykózy a patológie orgánov sa nazývajú mykózy.
Najčastejšie ľudské choroby spôsobené parazitickými hubami sú:
- Dermatofytóza (chrasta alebo lišaj), ktorá sa prejavuje ako červené svrbiace fľaky na koži a deštrukcia vlasových folikulov.
- Kandidiázu (drozd) spôsobujú zástupcovia rodu Candida, ktorí sú fakultatívne patogénni a sú súčasťou normálnej mikroflóry ústnej dutiny, pohlavného traktu a hrubého čreva.
- Onychomykóza (pleseň nechtov) je spôsobená rôznymi hubami, ktoré postihujú subungválny priestor.
- Sporotrichóza - parazitické huby ničia podkožie, sliznice, vnútorné orgány.
- Čierna a biela piedra je ochorenie, ktoré postihuje vlasové folikuly fúzov a obočia. Pôvodcom je huba rodu Piedraia.
Toto nie je úplný zoznam chorôb spôsobených mikromycétmi. Cesty, ktorými sa huba dostáva do tela, sú zároveň rôznorodé (vzduch, voda, kontakty) a ich odolnosť voči rôznym médiám je pomerne vysoká.
Najznámejšie mikromycéty
Mikroskopické huby zahŕňajú Mucor, Penicillium a Yeast.
Huby rodu Mucor je 60 druhov húb, ktoré nazývame biela pleseň. Tvoria kolónie bielej a šedej farby, ktoré s dozrievaním spór sčernejú. Mucor mycelium je jednobunkové, bunková stena obsahuje sacharid chitosan obsahujúci dusík, ktorý má alergénne vlastnosti. Medzi nimi sú parazity, ale existujú aj také, ktoré sa aktívne používajú pri výrobe antibiotík. Huba Mukor Chinese - základ kysnutého cesta "ragi" na báze sóje a obilnín.
Penicillium (Penicillium) je rod mikroskopických húb, ktoré sú bežné všade - v pôde, vode, moriach, vzduchu, miestnostiach, na všetkých povrchoch. Vytvára zelenkasté kolónie. Penicillium zlatá alebo zelená kefová pleseň je najbežnejším zástupcom rodu a zdrojom penicilínu. Tieto huby majú rozvetvené mnohobunkové mycélium.
Kvasinky sú skupinou rôznorodých jednobunkových húb z rôznych tried (1 500 druhov z triedy Ascomycetes a Basidomycetes). Tieto huby netvoria mycélium a ich bunky majú veľkosť až 40 mikrónov. Sú spojené do všeobecnej skupiny pre zvláštnosti metabolizmu - všetky dostávajú energiu počas fermentácie (redoxný proces, v dôsledku ktorého sa uhľohydráty rozkladajú a alkoholy sú produkty rozkladu). Výroba chleba, vinárstva, pivovarníctva a kvasu nie je úplný zoznam odvetví, v ktorých človek používa tieto huby. A zároveň je to jeden z hlavných faktorov kazenia potravín a niektoréparazity, ktoré spôsobujú choroby u ľudí (kandidóza, kryptokokóza, pityriáza, folikulitída, seboroická dermatitída).
Poľovnícke sklony
Akokoľvek sa to môže zdať zvláštne, medzi mikroskopickými hubami sú aktívni „predátori“.
Huba Arthrobotrys oligospora tak vytvára svojimi hýfami sieť, ktorej steny sú pokryté lepkavou hmotou. Obeťami huby sú škrkavky (háďatká) žijúce v pôde. Červ prilepený na hýfy je zbavený možnosti oslobodiť sa a hýfy mu rýchlo vrastú do tela. Háďatko sa stáva potravou a po 24 hodinách zostane iba škrupina.
Ďalšia huba, Dactylaria Candida, vytvára z hýf lasovitý záchytný krúžok. Háďatko do nej vnikne a krúžok sa uzavrie. Epilóg drámy je rovnaký ako v predchádzajúcej verzii.
Tieto vlastnosti pôdnych mikromycét biológovia dlho skúmali na využitie vo forme biologickej ochrany plodín.
Environmentálne bioindikátory
Nedávne štúdie biológov dokázali, že mikroskopické huby majú schopnosť meniť svoj počet a zloženie v závislosti od stavu ich biotopu.
Bežne sa počet pôdnych mikromycét pohybuje okolo 10 ton na hektár a zároveň je rôznorodý. Pri skúmaní pôd kontaminovaných ropou a jej produktmi ekológovia zistili, že pri vysokých dávkach toxínov sa počet a druhové zloženie pôdnych mikroskopických húb dramaticky mení. V tomto prípade sa druhová diverzita prudko znižuje, začínajú prevládať mikromycéty s rýchlym rastom, ktoré nie sú v takýchto pôdach typické. okrem tohomnohé z týchto húb sú fytopatogénne – produkujú biologicky aktívne látky, ktoré narúšajú vnútrobunkové procesy v rastlinných organizmoch, čo vedie k inhibícii ich životnej aktivity a smrti.
Počet a druhové zloženie mikroskopických húb teda môže byť spoľahlivým indikátorom kontaminácie pôdy ropou a jej derivátmi.
Summarize
Po tisíce rokov sa odstraňovanie tuku z kože považovalo za časovo najnáročnejší proces v kožiarskom priemysle. Proces bol dlhý a chaotický, využíval holubí trus a psie exkrementy. Dnes proteináza, enzým odvodený z húb Aspergillus, skrátila tento proces na 24 hodín a tiež spôsobila, že pokožka je jemnejšia a ľahšie sa farbí.
Toto je len jeden príklad toho, aké prospešné môžu byť mikroskopické organizmy. Napriek rozvoju biológie zostáva veľa znakov životne dôležitej činnosti týchto organizmov stále záhadou.
Taxonómovia každý rok popíšu viac ako tisíc nových druhov mikroskopických húb. Úloha pôdnych mikromycét zostáva najviac neprebádaným odvetvím bioekológie aj biogeografie. A to je spôsobené predovšetkým ťažkosťami pri pozorovaní takýchto organizmov v ich prirodzenom prostredí.
Nová sekcia v mykológii – doktrína hubových toxínov – nám už dnes dáva nádej na víťazstvo nad rakovinou. Napríklad toxín huby Chaga výrazne zvyšuje odolnosť tela voči rozvoju rakovinových buniek. A psilocycín dáva dobré predpoklady preliečenie nervových porúch. Aj skúmané penicilium neprestáva udivovať mikrobiológov – najnovšie sa z neho vedcom podarilo izolovať látky, ktoré sú chemicky podobné hormónom liberíny.
Huby nezostanú bokom pri vývoji nových biologických prostriedkov na ochranu plodín poľnohospodárskych rastlín a pri vývoji nových „zelených“spôsobov likvidácie odpadu.
