1.5. Grzyby i porosty

Charakterystyka ogólna grzybów:

• Grzyby to organizmy heterotroficzne [cudzożywne – nie potrafią same produkować pokarmu w procesie fotosyntezy, lecz musza pobierać gotowe zwięzki organiczne ze środowiska].
• Występowanie:
  • Część gatunków występuje w zbiornikach wodnych.
  • Większość zasiedla wilgotne środowiska lądowe.
  • Niektóre grzyby łączą się z komórkami zielenic lub sinic i tworzą porosty.

---

Grzyby jedno- i wielokomórkowe

• Większość grzybów to organizmy wielokomórkowe, choć występują wśród nich także organizmy jednokomórkowe.
• Plechy grzybów zwane są grzybniami.
• Plechy są zbudowane z nitkowatych, prostych lub rozgałęzionych strzępek.
• U większości gatunków strzępki są podzielone poprzecznymi ścianami – septami – na wiele komórek [septy to ściany działowe dzielące wnętrze strzępki].
• W septach znajdują się duże otwory, przez które przemieszczają się:
  • cytozol,
  • organelle komórkowe, w tym jądro komórkowe.
• Strzępki mogą się ciasno ze sobą splatać, tworząc nibytkankę (plektenchymę).
• Z nibytkanki są zbudowane m.in. owocniki niektórych grzybów.
• W owocnikach powstają zarodnie z zarodnikami.

Rodzaje strzępek

W zależności od gatunku grzyba komórki wchodzące w skład strzępek są wielojądrowe (komórczakowe), jednojądrowe lub dwujądrowe.

[🎨 MIEJSCE NA RYSUNEK/WYKRES Z KSIĄŻKI: Rysunek trzech rodzajów strzępek: komórczakowej, wielokomórkowej jednojądrowej i wielokomórkowej dikariotycznej]

• Strzępka komórczakowa – brak sept (ścian poprzecznych), wewnątrz jednej strzępki znajduje się wiele jąder komórkowych [jeden duży "worek" z wieloma jądrami].
• Strzępka wielokomórkowa jednojądrowa – podzielona septami z otworami; każdy segment zawiera dokładnie jedno jądro komórkowe.
• Strzępka wielokomórkowa dikariotyczna (dwujądrowa) – podzielona septami z otworami; każdy segment zawiera parę jąder komórkowych [dwa jądra leżące obok siebie].

Formy morfologiczne grzybów

1. Formy jednokomórkowe:
   • Są wśród grzybów stosunkowo nieliczne.
   • Większość z nich może w pewnych warunkach wytwarzać grzybnię.
   • Przykład: drożdże piekarskie.
2. Formy wielokomórkowe (np. pleśniowe):
   • Są zbudowane z luźnych strzępek.
   • Stanowią liczną grupę grzybów.
   • Przykład: rozłożek czerniejący, który powoduje pleśnienie produktów spożywczych.
3. Formy wielokomórkowe (np. kapeluszowe):
   • Są zbudowane z luźnych strzępek (podziemnych) i plektenchymatycznych owocników (nadziemnych) [zbudowanych z ciasno splecionych strzępek tworzących nibytkankę].
   • Stanowią liczną grupę grzybów.
   • Przykład: borowik szlachetny.

---

Odżywianie się grzybów

• Grzyby są organizmami heterotroficznymi [cudzożywnymi – pozyskują gotowe związki organiczne z otoczenia, ponieważ nie potrafią same przeprowadzać fotosyntezy].
• Proces pozyskiwania pożywienia polega na wydzielaniu do środowiska zewnętrznego enzymów hydrolitycznych (trawiennych), które rozkładają złożone cząsteczki organiczne na prostsze substancje.
• Wydzielanie enzymów zachodzi na drodze egocytozy (uwalniania substancji na zewnątrz komórki), głównie na wierzchołkach strzępek, ponieważ sztywna ściana komórkowa ogranicza wzrost w innych miejscach. Powstałe proste związki są następnie wchłaniane przez komórkę grzyba.
• Ze względu na sposób pozyskiwania pokarmu wyróżnia się:
  • grzyby saprobiontyczne – odżywiają się martwą materią organiczną,
  • grzyby pasożytnicze – atakują żywe organizmy: rośliny, zwierzęta, a także inne grzyby,
  • grzyby symbiotyczne – żyją w ścisłej symbiozie z innymi organizmami, np. z zielenicami lub sinicami,
  • grzyby drapieżne – chwytają za pomocą specjalnych struktur małe zwierzęta glebowe (głównie pierścienice i nicienie), a następnie wydzielają enzymy trawiące ich tkanki.

---

Oddychanie grzybów

• Grzyby pozyskują energię niezbędną do życia w procesie oddychania tlenowego lub fermentacji.
• Fermentację alkoholową przeprowadzają np. drożdże.
• Fermentację mleczanową przeprowadzają np. wybrane gatunki z rodzaju Penicillium.
• Zdolność grzybów do przeprowadzania fermentacji od dawna jest wykorzystywana przez człowieka m.in. do produkcji napojów alkoholowych, wypieku ciast oraz wytwarzania serów.

---

Mikoryza

• Mikoryza to trwała symbioza występująca między roślinami a grzybami.
• W tym układzie strzępki grzyba oplatają korzenie roślin lub wnikają do wnętrza ich komórek, co znacznie zwiększa powierzchnię chłonną korzenia i zapewnia roślinie lepsze zaopatrzenie w wodę oraz sole mineralne.
• Grzyb dostarcza roślinie substancje wzrostowe i witaminy, natomiast sam korzysta z produktów fotosyntezy wytworzonych przez roślinę.

• Rodzaje mikoryzy:
  • Mikoryza zewnętrzna (ektotroficzna) – strzępki grzyba wnikają wyłącznie między komórki korzenia, tworząc wokół niego charakterystyczną osłonkę (tzw. mufkę). Ten typ mikoryzy ogranicza wzrost korzenia i całkowicie przejmuje funkcję pobierania wody. Występuje m.in. u koźlarzy, brzóz, borowików i dębów.
  • Mikoryza wewnętrzna (endotroficzna) – strzępki grzyba wnikają do wnętrza komórek korzenia, nie ograniczając jego prawidłowego wzrostu. Ten rodzaj mikoryzy występuje u 80–90% roślin lądowych, m.in. u roślin zielnych i krzewinek.

---

Rozmnażanie się grzybów

Większość grzybów zdolna jest do rozmnażania się zarówno bezpłciowo, jak i płciowo.

1. Rozmnażanie bezpłciowe:

• Fragmentacja plechy – dowolny fragment plechy grzyba może dać początek nowemu organizmowi; zjawisko to wykorzystuje się w praktyce np. podczas hodowli pieczarek.
• Pączkowanie – na komórkach (np. drożdży) pojawiają się drobne wyrostki (pączki), które rosną, a po osiągnięciu odpowiednich rozmiarów odrywają się od komórki macierzystej.

2. Rozmnażanie płciowe:

• Obejmuje proces zapłodnienia, w którego wyniku powstaje diploidalne jądro zygotyczne.
• Wyróżnia się następujące sposoby zapłodnienia u grzybów:
  • gametogamia – polega na łączeniu się gamet powstających w wyspecjalizowanych narządach – gametangiach (męskich plemniach i żeńskich lęgniach); gamety mogą przyjmować postać izo-, anizo- lub oogamii.
  • gametangiogamia – polega na bezpośrednim łączeniu się całości gametangiów, przy czym zawartość plemni przelewa się do wnętrza lęgni.
  • somatogamia – polega na zrastaniu się i łączeniu zróżnicowanych płciowo strzępek wegetatywnych.
• W cyklu rozwojowym większości grzybów proces plazmogamii (połączenia się cytoplazmy gametangiów lub strzępek) jest oddzielony w czasie od późniejszej kariogamii (połączenia się jąder komórkowych).
• W efekcie plazmogamii powstają specjalne strzępki dwujądrowe (dikariotyczne).
• Grzyby rozmnażają się również powszechnie poprzez masowe rozsiewanie zarodników.

---

Zarodniki grzybów

• Zarodniki – mitospory i mejospory – uczestniczą w rozmnażaniu i rozprzestrzenianiu się grzybów.
• Zarodniki mogą być komórkami:
  • nieruchliwymi (aplanosporami) – charakterystyczne dla grzybów lądowych,
  • ruchliwymi (zoosporami) – charakterystyczne dla grzybów wodnych.
• Zarodniki często powstają w plektenchymatycznych owocnikach.

Mitospory

• Mitospory powstają w wyniku podziałów mitotycznych komórek macierzystych.
• Rodzaje mitospor:
  • Zarodniki sporangialne – powstają w kulistych zarodniach tworzących się na szczycie strzępek zarodnikonośnych.
  • Zarodniki konidialne – powstają przez odcinanie się pojedynczych komórek na końcach strzępek zarodnikonośnych.

Mejospory

• Mejospory tworzą się w wyniku podziałów mejotycznych komórek macierzystych.
• U większości grzybów mejospory powstają w owocnikach, w obrębie tzw. hymenoforów [części owocnika pokrytej warstwą rozrodczą z zarodniami].
• Hymenofory mogą mieć postać:
  • blaszek (np. u pieczarek),
  • rurek (np. u borowików).
• Rodzaje mejospor:
  • Zarodniki workowe – powstają w podłużnych zarodniach zwanych workami.
  • Zarodniki podstawkowe – powstają na specjalnych strukturach zwanych podstawkami.

---

Porosty

• Porosty to organizmy o budowie plechowej.
• Są nazywane organizmami dwuskładnikowymi, ponieważ ich plechę budują:
  • strzępki grzybów,
  • komórki zielenic (roślin pierwotnie wodnych) lub sinic (fotosyntetyzujących bakterii).
• Porosty mają niewielkie wymagania życiowe i są odporne na skrajnie niekorzystne warunki środowiska, dlatego występują we wszystkich siedliskach, w tym na terenach niezajętych przez żadne inne organizmy.
• Rosną nie tylko w glebie, lecz także na skałach i pniach drzew.
• Porosty są nazywane organizmami pionierskimi, gdyż często jako pierwsze zasiedlają nowe środowiska.

• Porosty są organizmami autotroficznymi [samożywnymi], ponieważ zielenice i sinice wchodzące w ich skład przeprowadzają fotosyntezę.
• Grzyby korzystają z produktów fotosyntezy, a w zamian zaopatrują komórki swoich symbiontów w wodę oraz sole mineralne.
• Strzępki grzybów pełnią również w porostach funkcję ochronną.
• Porosty rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo.
• Wykorzystują do tego celu specjalne struktury plechy nazywane rozmnażkami (zawierają one strzępki grzyba i komórki zielenic lub sinic).
• Grzyby wchodzące w skład porostów mogą rozmnażać się płciowo.

Związek między składnikami porostu

• Do niedawna wzajemne relacje grzybów z zielenicami i sinicami uznawano za związek obustronnie korzystny (symbiozę), jednak obecnie wskazuje się na wyraźną dominację grzybów.
• Najpewniej kontrolują one życie swoich partnerów, m.in. uniemożliwiają im rozmnażanie płciowe, wydzielają substancje kontrolujące ich wzrost, a w pewnych warunkach nawet trawią ich komórki.
• Z tego względu niektórzy badacze uważają, że organizmy tworzące plechy porostów stanowią przykład pasożytnictwa grzyba na organizmie fotosyntetyzującym.

Budowa plech porostów

W plesze porostów strzępki grzyba są ciasno splecione, a między nimi znajdują się komórki zielenic lub sinic.

• Plecha niewarstwowana – zielenice lub sinice są rozmieszczone równomiernie w obrębie całej plechy.
• Plecha warstwowana – zielenice lub sinice są skupione w jednej, wyraźnej warstwie (warstwie zielenic), pomiędzy warstwami utworzonymi przez strzępki grzyba:
  • warstwa korowa górna,
  • warstwa zielenic,
  • warstwa rdzeniowa,
  • warstwa korowa dolna.

---

Znaczenie grzybów oraz porostów w przyrodzie i dla człowieka

Udział w rozkładzie martwej materii organicznej

• Grzyby saprobiontyczne rozkładają martwą materię organiczną, pełniąc w ekosystemach funkcję destruentów [organizmów rozkładających szczątki do substancji prostych].
• Dzięki temu biorą udział w obiegu pierwiastków w przyrodzie oraz zwiększają żyzność gleby.
• Niektóre grzyby powodują psucie się produktów żywnościowych, niszczenie drewna oraz materiałów skórzanych, wełnianych i bawełnianych.

Udział we wzroście i w rozwoju roślin

• Grzyby symbiotyczne wchodzą w związki mikoryzowe z roślinami, dostarczając im wielu cennych substancji.
• W skrajnych przypadkach, np. u storczyków, ich obecność jest niezbędna do wzrostu i rozwoju rośliny.

Źródło pokarmu dla innych organizmów

• Grzyby i porosty stanowią pokarm wielu zwierząt, w tym ludzi.
• Grzyby zawierają liczne witaminy (B₁, B₂, PP, A, D) i sole mineralne.
• Występująca w ich ścianach komórkowych chityna poprawia perystaltykę przewodu pokarmowego [pobudza ruchy robaczkowe jelit].
• Porosty mają największe znaczenie na obszarach tundry, gdzie żywią się nimi m.in. ssaki kopytne.

Zastosowanie w przemyśle spożywczym

• Grzyby przeprowadzające fermentację są wykorzystywane do wytwarzania produktów spożywczych.
• Drożdże piekarskie stosuje się do produkcji piwa i wina, a także w piekarnictwie do spulchniania ciasta.
• Pewne gatunki grzybów z rodzaju Penicillium wykorzystuje się do produkcji serów.

Zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym i biotechnologii

• W przemyśle farmaceutycznym z grzybów otrzymuje się antybiotyki (m.in. penicylinę i cefalosporyny).
• Niektóre porosty, m.in. płucnica islandzka, wykorzystuje się do produkcji środków wykrztusznych i nawilżających błonę śluzową dróg oddechowych.

Grzyby pasożytnicze

• Grzyby pasożytnicze wywołują wiele chorób roślin i zwierząt, w tym ludzi.
• Do grzybów atakujących rośliny uprawne należy m.in. rdza zbożowa. Rozwija się ona na zbożach i powoduje duże straty w rolnictwie.
• Wiele gatunków grzybów atakuje drzewa: początkowo pasożytują one na żywych drzewach, prowadząc do ich obumierania, a następnie – jako saprobionty – rozkładają martwe tkanki drzew (w ten sposób odżywia się np. opieńka miodowa).
• U ludzi najczęściej występują pasożytnicze drożdżaki z rodzaju Candida, wywołujące drożdżyce (kandydozy). Mogą one powodować pleśniawki jamy ustnej, a u kobiet – zapalenia pochwy. Mają również zdolność atakowania narządów wewnętrznych, m.in. wątroby, nerek, płuc, serca i mózgu.

Wybrane choroby człowieka wywoływane przez grzyby

Polecenia kontrolne

1. Omów różne sposoby odżywiania się i oddychania grzybów.
2. Podaj dwa przykłady bezpłciowego rozmnażania się grzybów.
3. Na podstawie wiarygodnych źródeł przygotuj prezentację dotyczącą rodzimych gatunków grzybów oraz porostów.
4. Omów budowę i środowisko życia porostów.