Грибы: почему это отдельное царство живой природы

Когда мы говорим «гриб», чаще всего представляем шляпку на ножке в лесу. Но видимый гриб — только один из вариантов строения и нередко лишь временная часть большого организма. К царству грибов относятся также плесневые формы и одноклеточные дрожжи. Они настолько отличаются от растений и животных по способу питания и строению, что биологи выделяют их в отдельное царство живой природы.

Грибы — эукариоты: их клетки имеют оформленное ядро. Они не способны питаться как зелёные растения с помощью фотосинтеза, потому что у грибов нет хлорофилла и хлоропластов. Готовые органические вещества они получают из окружающей среды. Но и животными грибы не являются: они не заглатывают пищу ртом или желудком, а выделяют ферменты наружу, расщепляют сложные вещества вне тела и затем всасывают более простые молекулы.

Почему гриб — не растение

Раньше грибы долго изучали вместе с растениями: они обычно неподвижны, растут на субстрате и имеют клеточную стенку. Но внешнее сходство оказалось недостаточным. У растений клеточная стенка в основном содержит целлюлозу, а для грибов характерен хитин. Растения запасают углеводы прежде всего в форме крахмала, а у грибов одним из основных запасных углеводов служит гликоген — как у животных.

Главное отличие связано с питанием. Зелёное растение само создаёт органическое вещество при фотосинтезе, используя свет. Гриб получает готовые органические вещества из другого материала: мёртвых остатков, живого хозяина или взаимовыгодного союза с другим организмом.

Из чего состоит гриб

Тело большинства многоклеточных грибов построено из тонких нитей — гиф. Переплетение гиф образует мицелий, или грибницу. Она может находиться в почве, древесине, опавших листьях, пищевом продукте или другом субстрате. Именно огромная поверхность гиф позволяет грибу эффективно выделять ферменты и поглощать растворённые вещества.

У многих знакомых шляпочных грибов часть мицелия в подходящих условиях формирует плодовое тело — то, что грибник видит над землёй. В нём образуются и распространяются споры. Срезав плодовое тело, человек не обязательно уничтожает весь грибной организм: большая часть мицелия может оставаться в субстрате.

Все ли грибы имеют шляпку и ножку?

Нет. Плесневые грибы часто образуют пушистый или порошистый налёт, дрожжи состоят из отдельных клеток, а многие микроскопические паразитические грибы живут внутри или на поверхности организмов. Поэтому шляпочный гриб — лишь одна форма огромного грибного разнообразия.

Как грибы питаются

Грибница выделяет во внешнюю среду ферменты. Эти вещества расщепляют крупные молекулы на более мелкие. Затем продукты расщепления всасываются клетками гриба. Такой способ питания очень важен для природы, потому что позволяет разбирать сложные остатки растений и животных.

По образу жизни грибы можно условно разделить на несколько экологических групп.

• Разлагатели получают питание из мёртвого органического материала: опавшей листвы, древесины, остатков организмов.
• Паразиты используют ткани живого хозяина и могут вызывать болезни растений, животных или человека.
• Симбионты живут во взаимовыгодном союзе с другими организмами.

Это упрощённое деление: в природе жизненные стратегии бывают сложнее, а один вид может по-разному вести себя в разных условиях.

Почему без грибов лес изменился бы

Грибы возвращают вещества в круговорот

Каждый год в лесу падают листья, ветки, погибают растения и животные. Если бы органические остатки почти не разлагались, питательные элементы оставались бы связанными в мёртвом материале. Грибы вместе с бактериями и почвенными животными расщепляют остатки, и часть веществ снова становится доступной экосистеме.

Особенно важны грибы, способные разрушать компоненты древесины. Благодаря им старые стволы постепенно превращаются в более простое органическое вещество, а затем входят в почвенные процессы.

Микориза: союз гриба и корня

Корни многих растений образуют с грибами тесную связь, которую называют микоризой. Грибные гифы увеличивают площадь, через которую система может получать воду и минеральные вещества, а растение передаёт грибу часть органических веществ, созданных при фотосинтезе.

Это не просто случайное соседство. Для многих лесных растений микоризные связи — обычная часть жизни. Поэтому некоторые знакомые грибы часто встречаются рядом с определёнными деревьями.

Что такое лишайник

Лишайник долго выглядит как единый организм — корочка или кустик на камне и коре. На самом деле это устойчивое совместное существование гриба и фотосинтезирующего партнёра, которым может быть зелёная водоросль или цианобактерия. Гриб формирует значительную часть тела лишайника и помогает удерживать влагу и минеральные вещества, а фотосинтезирующий партнёр создаёт органические соединения.

Поэтому лишайник нельзя просто назвать «особым мхом». Мхи — растения, а лишайник представляет собой сложный симбиотический организм с обязательным участием гриба.

Как грибы размножаются

Многие грибы образуют споры. Они очень малы и могут распространяться воздухом, водой, животными или вместе с частицами субстрата. Попав в подходящие условия, спора прорастает и даёт начало новым гифам.

У грибов существуют и половые, и бесполые способы размножения. Дрожжи, например, у некоторых видов могут размножаться почкованием. Плесневые грибы способны образовывать большое количество бесполых спор. Жизненные циклы разных групп отличаются, поэтому нельзя описать все грибы одной простой схемой «шляпка — споры — новый гриб».

Полезные грибы в жизни человека

Человек давно использует грибы. Дрожжи помогают поднимать тесто: при переработке сахаров они выделяют углекислый газ, пузырьки которого делают тесто пористым. Разные виды грибов участвуют в производстве некоторых сыров и ферментированных продуктов. Из грибов были получены и важные лекарственные вещества; знаменитый пример — антибиотик пенициллин, открытие которого связано с плесневым грибом рода Penicillium.

Грибы также применяют в биотехнологиях и научных исследованиях. Но «полезный гриб» не означает, что любой представитель группы безопасен: среди них есть токсичные и болезнетворные виды.

Когда грибы вредят

Плесень портит пищевые продукты и материалы. Некоторые грибы вызывают заболевания растений и снижают урожай. Другие способны заражать кожу, ногти или внутренние органы животных и человека. Есть шляпочные грибы, содержащие сильные яды.

Поэтому главное правило для ребёнка простое: не пробовать неизвестные грибы и не определять их съедобность по одному внешнему признаку. Цвет шляпки, запах, наличие насекомых или потемнение при разрезе не дают универсального ответа. Даже приготовление не делает любой ядовитый гриб безопасным.

Почему плесень появляется на хлебе

Споры многих микроскопических грибов постоянно присутствуют в окружающей среде. Если они попадают на продукт, где есть подходящая влажность, температура и питательные вещества, начинается рост гиф. Сначала колония может быть почти незаметной, а позже появляется характерный налёт.

Срезать видимое пятно плесени с мягкого продукта не всегда достаточно: гифы и продукты жизнедеятельности могут распространяться глубже, чем заметная окрашенная часть. Испорченные продукты безопаснее выбрасывать по правилам хранения пищи, а не использовать для домашнего эксперимента.

Гриб, растение и животное: что у них общего

Несмотря на различия, все три группы состоят из эукариотических клеток и используют общие клеточные процессы: получают энергию из питательных веществ, синтезируют белки, растут и размножаются. Современные данные о строении клеток и наследственном материале показывают, что грибы эволюционно ближе к животным, чем к растениям. Но «ближе» не значит «являются животными»: это отдельная большая ветвь живой природы.

Что можно увидеть в лесу

Во время прогулки можно наблюдать плодовые тела грибов, трутовики на древесине, участки разложения старых веток, лишайники на коре. Такие наблюдения лучше проводить без разрушения: сфотографировать гриб с разных сторон и записать, на чём он растёт — на почве, живом дереве, пне или мёртвой ветке.

Если задача — определить вид для еды, школьного фото и общего описания недостаточно. Безопасное определение съедобности требует специальных знаний и не должно превращаться в эксперимент.

Краткий план доклада

1. Почему грибы выделяют в отдельное царство.
2. Гифы, мицелий и плодовое тело.
3. Как гриб получает питательные вещества.
4. Роль грибов-разлагателей в природе.
5. Микориза и другие взаимовыгодные связи.
6. Полезные и вредные грибы в жизни человека.
7. Правила безопасного отношения к неизвестным грибам.

Вывод

Грибы — особое царство эукариотических организмов. Они не фотосинтезируют как зелёные растения и не заглатывают пищу как животные: грибы выделяют ферменты в окружающую среду, расщепляют вещества снаружи и затем всасывают продукты. Для большинства многоклеточных грибов характерны гифы и мицелий, а знакомое плодовое тело служит главным образом для образования и распространения спор. В экосистемах грибы разлагают органические остатки, образуют союзы с растениями и помогают поддерживать круговорот веществ. Одновременно среди грибов есть паразиты, возбудители болезней и ядовитые виды, поэтому их разнообразие требует и уважения, и осторожности.