Общая характеристика царства грибов. Виды грибов. Строение грибов. Размножение грибов.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Биосфера. Распределение жизни в биосфере. Границы биосферы. Функции живого вещества в биосфере. Эволюция биосферы, ее этапы и результат. Ноосфера как новая стадия эволюции биосферы. Охрана природы.

Биосфера (от греческого bios – жизнь и sphaira – шар) – глобальная экосистема, которая охватывает всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы. Она ограничена в атмосфере озоновым слоем (16-20 км), в гидросфере дном океанических впадин (10-11 км). Учение о биосфере разработал Владимир Иванович Вернадский. По В.И. Вернадскому, вещество биосферы состоит из нескольких компонентов:

Живое вещество – все живые организмы, населяющих нашу планету. Косное вещество – неживые тела, образующиеся в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов (породы магматического, метаморфического происхождения, некоторые осадочные породы). Биогенное вещество – неживые тела, образованных в результате жизнедеятельности живых организмов (некоторые осадочные породы: мел, известняк, а также нефть, каменный уголь, кислород атмосферы и др.). Биокосное вещество – биокосные тела, представляющих собой результат совместной деятельности живых организмов и геологических процессов (почва, ил, кора выветривания, воды океана). Радиоактивное вещество – атомы радиоактивных элементов (уран, торий, радий). Рассеянные атомы – отдельные атомы элементов, встречающиеся в природе в рассеянном состоянии. Вещество космического происхождения – вещество, поступающее на поверхность Земли из космоса.

Распределение жизни в биосфере.Масса живого вещества составляет лишь 0,01% от массы всей биосферы. Живое вещество распространенно не равномерно. Наибольшая концентрация в биосфере наблюдается на границах соприкосновения земных оболочек. Это, так называемые, пленки жизни: граница атмосферы и литосферы (поверхность суши); атмосферы и гидросферы (поверхность океана); гидросферы и литосферы (дно океана) и особенно на границе трех оболочек – атмосферы, гидросферы и литосферы (прибрежные зоны).

В настоящее время по видовому составу на Земле преобладают животные (более 2 млн видов) над растениями (0,5 млн). в тоже время запасы фитомассы составляют 99% запасов живой массы Земли. Биомасса суши в 1 тыс. раз превышает биомассу океана. На суше биомасса и количество видов организмов в целом увеличивается от полюсов к экватору.

Жизнь в океане. Морские организмы обитают главным образом в поверхностном, освещенном солнцем слое воды. Это мельчайшие растительные и животные организмы – планктон (бактерии, водоросли, мельчайшие животные), а также рыбы, морские млекопитающие (дельфины, киты, тюлени), кальмары, морские змеи, черепахи. На морском дне тоже есть жизнь. Это придонные водоросли, кораллы, ракообразные, малюски.

Жизнь в тропических лесах. Жаркий и влажный климат в течении всего года, плодородные почвы, обилие осадков способствует быстрому росту растений, разнообразию животного мира. Тропические леса имеют много ярусов и сотни различных плодов деревьев. Животный мир тропических лесов черезвычайно богат: насекомые и пресмыкающиеся, обезьяны и ягуаны, леопарды, бегемоты и буйволы. Удивительно красочен мир птиц!

Жизнь в лесах умеренного пояса. Умеренные тепловые пояса Земли расположенные между тропиками полярными кругами. В Северном полушарии эта обширная территория суши занята лесами.

Тайга. Это лес, состоящий из хвойных деревьев с примесью лиственных пород. Осадков выпадает достаточно для нормального роста деревьев. Местами тайга сильно заболоченна. Характерно слабое развитие подлеска, наличие мохового покрова. Тайга широко расположена в умеренном поясе Евразии и Северной Америки. Живой мир хвойных лесов богат. Это район охотничьего промысла. Многочисленны и разнообразны птицы.

Смешанные леса находятся южнее тайги. Они состоят из разных пород деревьев: хвойных (ель, сосна), мелколиственных (береза, осина) и широколиственные (липа, дуп, клен). Они имеют густой подлесок из орешника ольхи, ивы. Во многих местах смешанные места вырубленные. Сокращение площади смешанных лесов приводит к обеднению их животного мира.

Широколиственные леса расположены южнее смешанных. Состоят из дуба и бука.

Природа полярных областей земли. Полярные полюсы расположены между полярными кругами и полюсами, круглый год холодно. Северная полярная область земли получила название Арктика, а южная Антрактика.

Арктика заменяет остров Гренландию, острова и акваторию Северного ледникового океана, Канадского Арктического архипелага. Наличие постоянных льдов характерно только для Северного ледовитого океана.

Антрактика – южная полярная область Земли. Под этим названием объединяет материки Антрактиду с прилагающим островом и акваторией мирового океана. в Антрактиде находится полюс холода, где зарегистрирован температурный минимум Земли – 89,2 С.

Границы биосферы. Она включает в себя нижнюю зону атмосферы, верхнюю зону литосферы и всю гидросферу. И высоты атмосферы, характеризующиеся холодом, низким давлением, и глубины океана, давление в которых может достигать 12 000 атмосфер, – все это биосфера. Границы биосферы настолько широки по причине очень широких пределов температурной толерантности организмов.

Вернадский выделяет пять функций живого вещества в биосфере:

1. газовая – основные газы атмосферы Земли, азот и кислород, биогенного происхождения, как и все подземные газы – продукт разложения отмершей органики;

2. концентрационная – организмы накапливают в своих телах многие элементы, среди которых на первом месте стоит углерод, среди металлов – первый кальций, концентратами кремния являются диатомовые водоросли, йода – водоросли (ламинария), фосфора – скелеты позвоночных животных;

3. окислительно-востановительная – организмы, обитающие в водоемах, регулируют кислородный режим и создают условия для растворения или осаждения ряда металлов и неметаллов;

4. биохимическая – размножение, рост и перемещение в пространстве живого вещества;

5. биогеохимическая деятельность человека охватывает все рназрастающееся количество веществ земной коры, в том числе таких концентраторов углерода, как уголь, нефть, газ и др., для хозяйственных и бытовых нужд человека.

Эволюция биосферы подразделяется на три этапа: образование биосферы, эволюция организмов, появление человека. Первый и второй этапы эволюции биосферы проходили исключительно по биологическим закономерностям, и поэтому они называются этапом биогенеза. Так как третий период связан с возникновением и развитием человеческого общества, он носит название ноогенеза.

На первом этапе образовалась первичная биосфера с биотическим круговоротом веществ. Этот этап начался приблизительно 3 млрд лет назад и продолжался до кембрийского периода палеозойской эры.

На втором этапе происходило усложнение биотической части биосферы — многоклеточных организмов. Этот этап начался 0,5 млрд лет назад с кембрийского периода и продолжался до появления современных людей.

Третий этап связан с появлением человеческого общества. Он начался приблизительно 40-50 тысяч лет тому назад и продолжается сегодня.

Образование биосферы происходило одновременно с появлением живых организмов на Земле. Эволюция живых организмов шла параллельно с изменением биосферы. Первые живые организмы были одноклеточными гетеротрофными, анаэробными прокариотами. Эти организмы накапливали энергию в основном в результате процессов гликолиза и брожения. В первичной биосфере было мало органических веществ, и гетеротрофные прокариоты не могли быстро размножаться. В результате естественного отбора возникли аутотрофные организмы, способные самостоятельно синтезировать органические вещества из неорганических — первые хемосинтезирующие и фотосинтезирующие бактерии и сине-зелёные водоросли. Первые фотосинтезирующие организмы, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, изменили состав атмосферы.

В результате содержание углекислого газа в атмосфере уменьшалось, а содержание кислорода все больше увеличивалось. В верхних слоях атмосферы на высоте 15-25 км под воздействием электрохимических процессов кислород образовал озоновый экран, который защищал живые организмы на Земле от губительного воздействия ультрафиолетовых солнечных и космических лучей. В этих условиях происходило дальнейшее увеличение численности живых организмов на поверхности морей.

Эволюция организмов. Увеличение свободного кислорода в атмосфере обусловило появление на поверхности Земли организмов, приспособленных к аэробному дыханию кислородом, и многоклеточных существ.

Озоновый экран дал возможность живым организмам выйти из воды на сушу и распространиться по ней. Предполагается, что первые многоклеточные организмы появились в период, когда содержание кислорода в атмосфере достигло примерно 3%, — в начале кембрийского периода, примерно 500 млн лет назад.

Фотосинтезирующие организмы, обитающие в морях, вырабатывали избыточное количество кислорода, что привело к интенсивному развитию аэробных организмов. Вследствие расщепления веществ в процессе аэробного дыхания выделялось большое количество энергии, а большой запас энергии создавал возможности для ещё большего усложнения организмов.

Организмы завоевали различные среды обитания и широко распространились. В палеозойской эре жизнь имела широкое распространение не только в водной среде, она выходила также на сушу. Интенсивное развитие зелёных растений способствовало дальнейшему обогащению атмосферы кислородом и большему усложнению организмов.

В середине палеозойской эры установилось равновесие между образованием и расходом кислорода, содержание его в атмосфере достигло 20%, и это равновесие сохраняется и поныне.

В результате уравновешивания деятельности автотрофов, гетеротрофов и редуцентов, участвующих в круговороте веществ, в биосфере сформировалось состояние гомеостаза (постоянство, устойчивость). Появление человека привело к образованию очень мощного в истории биосферы фактора, который по степени своего воздействия приравнивался к крупным геологическим процессам. Этот фактор (человеческая деятельность) становился причиной нарушения гомеостатического состояния биосферы.

Ноогенез. С появления человеческого общества в эволюции биосферы начался этап ноогенеза. На этом этапе эволюция биосферы продолжается под влиянием сознательной трудовой деятельности человека.

Понятие «ноосфера» было впервые введено в науку в 1927 году французским геологом Э. Леруа (от греч. noos — разум + sphaira — шар). В. И. Вернадский истолковывал ноосферу как биосферу, изменённую под влиянием труда и разумной деятельности человека.

Ноогеника — это наука, которая занимается разработкой мероприятий по предупреждению экологического кризиса в условиях беспрерывного научно-технического прогресса. Основной задачей является восстановление нарушенных взаимоотношений между человеком и природой, обусловленных техническим прогрессом.

Концепция ноосферы. По Вернадскому ноосфера – это этап развития биосферы, на котором проявляется роль человеческого разума и труда как геологической силы. Ноосфера – это растущее глобальное осознание усиливающегося вторжения человека в естественные циклы и контроль над глобальной системой. Концепция ноосферы представляет единство человека и природы в виде прогресса – ноогенеза, она даёт модель вероятного будущего и остаётся одной из гипотез.

Охра́на приро́ды — комплекс мер по сохранению, рациональному использованию и восстановлению природных ресурсов и естественной окружающей среды, в том числе видового разнообразия флоры и фауны, богатства недр, чистоты вод, лесов и атмосферы Земли. Охрана природы имеет экономическое, историческое, социальное и государственное значение. Мероприятия, связанные с охраной природы, можно разделить на следующие группы: естественнонаучные, технико-производственные, экономические, административно-правовые.

Опасность неконтролируемого изменения окружающей среды и, вследствие этого, угроза существованию на Земле живых организмов (в том числе человека) потребовали решительных практических мер по защите и охране природы, правового регулирования использования природных ресурсов. Среди таких мер — очистка окружающей среды, упорядочение использования химикатов, прекращение производства ядохимикатов, восстановление земель, а также создание заповедников.

В России природоохранные меры предусмотрены в земельном, лесном, водном и другом федеральном законодательстве.

Общая характеристика царства грибов. Виды грибов. Строение грибов. Размножение грибов.

Общая характеристика. Грибы — царство живых организмов, которые сочетают в себе признаки растений и животных. С растениями их сближает. 1) наличие хорошо выраженной клеточной стенки; 2) неподвижность в вегетативном состоянии; 3) размножение спорами; 4) способность к синтезу витаминов; 5) поглощение пищи путем всасывания (адсорбции). Общим с животными является: 1) гетеротрофность; 2) наличие в составе клеточной стенки хитина, характерного для наружного скелета членистоногих; 3) отсутствие в клетках хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов; 4) накопление гликогена как запасного вещества; 5) образование и выделение продукта метаболизма — мочевины. Эти особенности строения и жизнедеятельности грибов позволяют считать их одной их самых древних групп эукариотных организмов, не имеющих прямой эволюционной связи с растениями, как считалось ранее. Грибы и растения возникли независимо от разных форм микроорганизмов, обитавших в воде. Известно более 100 тыс. видов грибов. Подавляющее большинство их обитает на суше, причем встречаются они практически повсеместно, где может существовать жизнь.

Строение грибов. Вегетативное тело подавляющего большинства видов грибов — это мицелий, или грибница, состоящая из тонких бесцветных нитей, или гиф, с неограниченным ростом и боковым ветвлением. Мицелий обычно дифференцируется на две функционально различные части: субстратный, служащий для прикрепления к субстрату, поглощения и транспортировки воды и растворенных в ней веществ, и воздушный, поднимающийся над субстратом и образующий органы размножения. В процессе приспособления к различным наземным условиям обитания у грибов возникают многочисленные видоизменения мицелия: это склероции, столоны, ризоиды, ризоморфы, ап-прессории, гаустории и др. Например, с помощью столонов — воздушных дугообразных гиф — гриб быстро распространяется по субстрату. Столоны прикрепляются к субстрату ризоидами. Функцию прикрепления выполняют и аппрессории, имеющие вид плоских утолщений на ветках гиф. Гаустории, характерные для грибов-паразитов, представляют собой специальные выросты мицелия, проникающие в клетки хозяина и поглощающие из них питательные вещества.

Размножение. Грибы размножаются бесполым и половым способами. Бесполое размножение происходит частями мицелия или отдельными клетками, которые дают начало новому мицелию. Дрожжевые грибы размножаются почкованием.

Бесполое размножение может осуществляться также посредством эндо- и экзогенных спор. Эндогенные споры образуются внутри специализированных клеток — в спорангиях. Экзогенные споры, или конидии, возникают открыто на концах особых специализированных выростов мицелия, называемых конидиеносцами. Попав в благоприятные условия, спора прорастает, и из нее формируется новый мицелий.

Половое размножение у грибов особенно многообразно. У некоторых групп грибов половой процесс происходит путем слияния содержимого двух клеток на концах гиф. У сумчатых грибов при этом наблюдается слияние содержимого антеридия и женского органа полового размножения (архегония), не дифференцированного на гаметы, а у базидиальных грибов — слияние содержимого двух вегетативных клеток, при котором между ними часто образуются выросты, или анастомозы.

Питание. По способу питания различают две основные группы грибов: сапротрофы и симбионты. Для последних характерны паразитизм и мутуализм.

К сапротрофам относится большинство шляпочных и плесневых грибов, а также дрожжи. Особенностью сапротрофных грибов является то, что отдельный гриб может за сутки образовать мицелий суммарной длиной гиф более километра. (Длина грибных гиф в 1 г сухой почвы лиственного леса составляет около 400 м, а в 1 г гумуса [под подстилкой] 4—8 км.)Такой быстрый рост и нитчатое строение мицелия обусловливает особый тип взаимоотношений грибов с окружающей средой, не характерный для других групп эукариотных организмов. Обширная система ветвящихся гиф позволяет им тесно контактировать с субстратом. Почти все клетки мицелия отделены от субстрата лишь тонкой клеточной стенкой. Пищеварительные ферменты, выделяемые грибами, очень быстро воздействуют на материал субстрата и способствуют его частичному перевариванию вне грибной клетки. Такой полупереваренный материал затем всасывается всей поверхностью клетки.

Шляпочные грибы живут на богатой перегноем лесной почве, на полях и лугах, встречаются на гниющей древесине (опенок летний и зимний, вешенки).

В процессе их развития на мицелии формируются органы спороношения — плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки. Ножка и шляпка образованы плотными пучками гиф. В шляпке можно различить два слоя: плотный верхний, часто окрашенный, покрытый кожицей, и нижний. У одних грибов — пластинчатых — нижний слой шляпки состоит из радиально расположенных пластинок (у сыроежек, груздей, шампиньонов, бледной поганки). У белого гриба, подберезовика, подосиновика, масленка он состоит из многочисленных трубочек, поэтому их называют трубчатыми. На пластинках, в трубочках, а у некоторых представителей на шипиках или иголочках образуются десятки миллионов спор. После созревания они высыпаются на почву, разносятся ветром, водой, насекомыми и другими животными, что способствует широкому распространению грибов.

Среди шляпочных грибов есть как съедобные, так и ядовитые. Наиболее ценные съедобные грибы, широко встречающиеся в лесах Беларуси и России, — белый, рыжик, груздь настоящий, подберезовик, подосиновик, масленок, шампиньон.

Ядовитые грибы, такие как бледная поганка, многие мухоморы, некоторые виды грибов-зонтиков, говорушек, рядовок и др., уже попадая в пищу, могут вызывать серьезные, а иногда и смертельные отравления. Следует помнить, что белки грибов довольно быстро расщепляются с образованием ядовитых азотистых соединений, поэтому отравление может быть вызвано и неядовитыми, но несвежими грибами.

Плесневые грибы развиваются сапротрофно в почве, на увлажненных продуктах, плодах и овощах, на животных и растительных остатках, образуя пушистые или паутинистые налеты (плесень) серого, зеленого, черного, сизого цвета. Плесневые грибы встречаются среди зигомицетов (например, мукор), сумчатых и несовершенных грибов. Среди плесневых грибов бывают и паразитические виды, которые вызывают болезни человека и животных (аспергиллез, бластомикоз, пневмомикоз) и растений (альтернариоз, фузариоз и др.).

Известным представителем плесневых грибов является пени-цилл. Его мицелий состоит из разветвленных нитей, разделенных перегородками на клетки, а спороношение напоминает кисть, отсюда и его название «кистевик» На концах разветвленных конидиеносцев образуются цепочки конидий, с помощью которых пеницилл размножается. Этот гриб встречается в виде плесени (зеленого, сизого, голубого цвета) на почве и продуктах растительного происхождения (на плодах, овощах, варенье, томатной пасте и др.). Некоторые виды пеницилла используются для приготовления пенициллина— одного из наиболее известных антибиотиков.

Дрожжи не имеют мицелия и представляют собой неподвижные клетки овальной формы размером 2—10 мкм. Размножаются дрожжи почкованием или делением. У них наблюдается и половой процесс, протекающий в виде копуляции двух клеток. Образовавшаяся при этом зигота превращается в сумку с А—8 спорами.

Предполагают, что дрожжи произошли от многоклеточных предков. Упрощение их организации произошло в связи с обитанием в жидких сахаристых средах.

Наибольшее практическое значение имеют пекарские дрожжи, представленные несколькими сотнями рас — винными, пивными, хлебопекарными и др. Они применяются в пивоварении, хлебопечении, производстве спирта. Винные дрожжи встречаются в природе на поверхности плодов (например, винограда), в нектаре цветков, в истечениях деревьев и используются в виноделии.

Грибы-паразиты поражают преимущественно растения, что приводит к снижению урожайности многих культур, значительному ущербу сельскохозяйственного производства. У большинства фитопатогенных грибов мицелий развивается внутри тканей корня, стебля, листа и плода, у некоторых (например, муч-нисторосяных) — на поверхности органов растения.

Мучнисторосяные грибы поражают сотни видов культурных и дикорастущих растений. На поверхности пораженных органов развивается белый, позднее темнеющий мицелий. На мицелии через несколько дней после заражения развивается конидиальная стадия—конидиеносцы с цепочками конидий. В это время пораженные органы растений покрыты мучнистым налетом конидий (отсюда название заболевания — «мучнистая роса»).

Мучнисторосяные грибы — опасные паразиты пшеницы, ржи, люпина, виноградной лозы, сеянцев дуба, крыжовника и многих других растений.

Спорыньевые грибы паразитируют на сотнях видов культурных и дикорастущих злаков и осок. К моменту созревания зерна в колосе на месте пораженной завязи пестика мицелий уплотняется и превращается в склероции, которые зимуют в почве или зернохранилище, а весной прорастают. Практический ущерб, приносимый спорыньей, проявляется в токсическом действии алкалоидов, содержащихся в склероциях. Склероции, попавшие после размола в муку, могут вызывать тяжелые заболевания (токсикозы) у людей, выражающиеся в виде конвульсий («злые корчи») или в гангренозной форме («антонов огонь»). Алкалоиды спорыньи широко применяют в медицине для лечения сердечнососудистых и нервных заболеваний, в акушерстве и гинекологии.

На однодольных и двудольных растениях часто паразитируют головневые и ржавчинные грибы. Известны и многие другие заболевания растений, вызываемые грибами-паразитами: парша плодовых деревьев, плодовая гниль (монилиоз) яблони и груши, фузариоз льна, аскохитоз гороха и др.

Трутовые грибы наносят большой вред лесному хозяйству. Споры трутовиков попадают на раны в коре деревьев, где прорастают в мицелий, который проникает в древесину и питается органическими веществами ее клеток. Через несколько лет после заражения на стволе образуются обычно копытообразные плодовые тела. Многолетние деревянистые плодовые тела трутовиков иногда достигают гигантских размеров — 0,5— 1 м в диаметре. На нижней стороне плодового тела в мелких трубочках или на складках созревают споры, которые высыпаются и, попав на поврежденные стволы деревьев, заражают их.

Около тысячи видов грибов паразитируют также на животных и человеке, вызывая различные заболевания кожи, ногтей, волос (бластомикозы, молочница, стригущий лишай и др.).

Грибы часто связаны мутуалистически с высшими растениями, водорослями, цианобактериями, реже с животными. Примером мутуализма могут быть лишайники, микориза. Микориза — это взаимовыгодное сожительство гриба с корнями высших растений. При этом мицелий гриба оплетает корни растений и проникает только под эпидермис или в клетки паренхимы корня. Микоризный гриб увеличивает всасывающую поверхность корня в 10—14 раз, лучше поглощает фосфор, выделяет витамины и ростовые вещества, которые стимулируют развитие корня. От высшего растения гриб получает безазотистые соединения, кислород и корневые выделения, способствующие прорастанию спор. Микориза обнаружена у большинства растений.

Значение грибов. Грибы наряду с бактериями играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере. Разлагая с помощью ферментов органические вещества до простых неорганических соединений, они делают их доступными для автотрофных организмов, участвуют в образовании плодородного слоя почвы — гумуса, выполняют большую санитарную работу по очищению среды. Грибы широко используются в народном хозяйстве для получения кормового белка, лимонной кислоты, ферментов, витаминов, антибиотиков, ростовых веществ.

Однако велика и отрицательная роль грибов. Паразитируя на растениях и животных, а также развиваясь сапротрофно на пищевых продуктах, промышленных материалах и изделиях из кожи, дерева, бумаги, пластмассы, произведениях искусства, грибы вызывают их порчу и наносят большой ущерб народному хозяйству.

Дата добавления: 2018-10-25; просмотров: 347; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!