Μύκητες:Ένας ολοκληρωμένος οδηγός για τους μύκητες του βασιλείου - Ορισμός, τύποι και χαρακτηριστικά

Οι μύκητες (ενικός:μύκητας) είναι ένα από τα βασίλεια της ζωής στη βιολογία, μαζί με τα ζώα, τα φυτά, τους πρωτίστες, τα βακτήρια και τα αρχαιοβακτήρια. Παραδείγματα μυκήτων περιλαμβάνουν μαγιά, μανιτάρια, φρύνους (δηλητηριώδη μανιτάρια) και μούχλα. Η επιστημονική μελέτη των μυκήτων ονομάζεται μυκητολογία . Είναι γνωστά περίπου 150.000 είδη μυκήτων, αλλά μπορεί να υπάρχουν μεταξύ 2,2 και 3,8 εκατομμύρια είδη παγκοσμίως.

Ορισμός μυκήτων

Οι μύκητες είναι ευκαρυωτικοί οργανισμοί που έχουν κυτταρικά τοιχώματα που περιέχουν χιτίνη. Απορροφούν θρεπτικά συστατικά από το περιβάλλον τους και αναπαράγονται μέσω σπορίων. Οι μύκητες ζουν σε μια μεγάλη ποικιλία οικοτόπων. Περιλαμβάνουν τόσο μονοκύτταρους όσο και πολυκύτταρους οργανισμούς.

Παραδείγματα μυκήτων

Οι μύκητες περιλαμβάνουν ζύμες, μανιτάρια και μούχλα. Ακολουθούν ορισμένα συγκεκριμένα παραδείγματα:

• Saccharomyces cerevisiae (Μαγιά Baker): Ένας μονοκύτταρος μύκητας που χρησιμοποιείται στο ψήσιμο και τη ζυθοποιία.
• Aspergillus niger: Νηματώδης μύκητας που παράγει κιτρικό οξύ και ένζυμα.
• Penicillium chrysogenum: Η πηγή του αντιβιοτικού πενικιλίνης.
• Amanita muscaria (Fly agaric): Φρύνος ή δηλητηριώδες είδος μανιταριού με χαρακτηριστικό κόκκινο καπέλο με λευκές κηλίδες.
• Rhizopus stolonifer (Μούχλα μαύρου ψωμιού): Ένα κοινό σαπροφυτικό καλούπι.

Διακριτικά χαρακτηριστικά

Οι μύκητες έχουν χαρακτηριστικά που τους διακρίνουν από άλλες μορφές ζωής:

1. Ευκαρυωτικά κύτταρα: Οι μύκητες έχουν έναν πραγματικό πυρήνα που περικλείεται σε μια μεμβράνη και οργανίδια που συνδέονται με τη μεμβράνη όπως τα μιτοχόνδρια.
2. Σύνθεση κυτταρικού τοιχώματος: Τα κυτταρικά τους τοιχώματα περιέχουν χιτίνη. Αντίθετα, τα ζώα και οι πρωτιστές στερούνται κυτταρικών τοιχωμάτων. Τα φυτικά κυτταρικά τοιχώματα περιέχουν κυτταρίνη, η οποία βακτηριακά κυτταρικά τοιχώματα περιέχουν πεπτιδογλυκάνη.
3. Ετεροτροφική Διατροφή: Οι μύκητες είναι ετερότροφα που απορροφούν θρεπτικά συστατικά μέσω της εξωκυτταρικής πέψης. Αυτό είναι ένα από τα χαρακτηριστικά που διακρίνουν τους μύκητες από τα φυτά, τα οποία είναι αυτότροφα.
4. Απορροφητικός τρόπος διατροφής: Εκκρίνουν πεπτικά ένζυμα στο περιβάλλον που διασπούν πολύπλοκα οργανικά υλικά έτσι ώστε να απορροφούν τα πιο απλά προϊόντα.
5. Μορφή ανάπτυξης: Οι μύκητες είναι μονοκύτταροι (ζύμες) ή πολυκύτταροι (μούχλα και μανιτάρια). Οι πολυκύτταροι μύκητες αποτελούνται από υφές, οι οποίες σχηματίζουν ένα μυκήλιο.
6. Αναπαραγωγή: Οι μύκητες αναπαράγονται μέσω σπορίων, τα οποία παράγουν είτε σεξουαλικά είτε ασεξουαλικά.

Βασικές διαφορές μεταξύ μυκήτων και φυτών

Τα κύρια χαρακτηριστικά που διακρίνουν τους μύκητες από τα φυτά είναι η χημική σύσταση του κυτταρικού τοιχώματος και ο τρόπος διατροφής τους:

• Τα κυτταρικά τοιχώματα των μυκήτων περιέχουν χιτίνη, ενώ τα φυτικά κυτταρικά τοιχώματα περιέχουν κυτταρίνη.
• Οι μύκητες είναι ετερότροφοι που διασπούν και απορροφούν τα θρεπτικά συστατικά γύρω τους. Αντίθετα, τα φυτά είναι αυτότροφα που παράγουν τη δική τους τροφή χρησιμοποιώντας τη φωτοσύνθεση.
• Τα φυτικά κύτταρα περιέχουν χλωροπλάστες και χλωροφύλλη, η οποία είναι μια πράσινη χρωστική ουσία που παίζει βασικό ρόλο στη φωτοσύνθεση. Μερικοί μύκητες είναι πράσινοι (π.χ. πράσινες μούχλες), αλλά τα κύτταρα των μυκήτων δεν περιέχουν χλωροπλάστες ή χλωροφύλλη.

Οι λειχήνες κάπως γεφυρώνουν το χάσμα μεταξύ μυκήτων και φυτών. Οι λειχήνες είναι μια συμβιωτική σχέση μεταξύ μυκήτων και φωτοσυνθετικών φυκών ή κυανοβακτηρίων.

Δομή ενός πολυκύτταρου μύκητα

Ένας τυπικός πολυκύτταρος μύκητας όπως μια μούχλα ή ένα μανιτάρι αποτελείται από:

• Υφαί: Σωληνοειδείς δομές που μοιάζουν με νήματα που αποτελούν τη βασική μονάδα ενός μύκητα.
• Μυκήλιο: Ένα δίκτυο υφών που σχηματίζει το βλαστικό μέρος του μύκητα. Είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση των θρεπτικών συστατικών.
• Σώμα καρποφορίας: Η αναπαραγωγική δομή, συχνά ορατή πάνω από το έδαφος (π.χ. ένα καπάκι μανιταριού). Περιέχει δομές που παράγουν σπόρους όπως βασίδια ή ασκί.
• Διάφραγμα: Διασταυρούμενα τοιχώματα που χωρίζουν τις υφές σε κύτταρα. Τα διαφράγματα μερικές φορές έχουν πόρους που επιτρέπουν την κυτταροπλασματική ροή.
• Σπόρια: Αναπαραγωγικά κύτταρα που εξελίσσονται σε νέο οργανισμό.

Ταξινόμηση μυκήτων

Οι δύο κύριες μέθοδοι ταξινόμησης των μυκήτων είναι ο τρόπος διατροφής τους και ο τρόπος που σχηματίζουν σπόρια

Ταξινόμηση κατά τρόπο διατροφής

Οι μύκητες είτε αποσυνθέτουν νεκρή ή σε αποσύνθεση ύλη, αποκτούν θρεπτικά συστατικά ως παράσιτα, είτε λαμβάνουν θρεπτικά συστατικά μέσω μιας αμοιβαίας συμβιωτικής σχέσης:

• Σαπροφυτικοί μύκητες
  • Περιγραφή: Λάβετε θρεπτικά συστατικά αποσυνθέτοντας νεκρή οργανική ύλη.
  • Παραδείγματα:
    • Rhizopus stolonifer (καλούπι μαύρου ψωμιού)
    • Aspergillus niger
• Παρασιτικοί μύκητες
  • Περιγραφή: Εξάγετε θρεπτικά συστατικά από ζωντανούς ξενιστές, προκαλώντας συχνά ασθένειες.
  • Παραδείγματα:
    • Candida albicans (προκαλεί μολύνσεις από τσίχλα και ζυμομύκητες)
    • Puccinia graminis (προκαλεί σκουριά σταριού)
• Αμοιβαίοι (Συμβιωτικοί) Μύκητες
  • Περιγραφή: Δημιουργήστε ευεργετικές σχέσεις με άλλους οργανισμούς.
  • Παραδείγματα:
    • Μυκόρριζοι μύκητες (δημιουργούν αμοιβαίες σχέσεις με τις ρίζες των φυτών)
    • Λιχήνες (μια συμβιωτική σχέση μεταξύ μυκήτων και φυκιών)

Αυτή η μέθοδος ταξινόμησης δεν είναι ξεκάθαρη επειδή ορισμένοι μύκητες είναι ευκαιριακά παράσιτα που ζουν από μόνα τους όταν οι συνθήκες είναι κατάλληλες.

Ταξινόμηση κατά σχηματισμό σπορίων

Η ομαδοποίηση της κύριας φυλής των μυκήτων είναι σύμφωνα με τις αναπαραγωγικές δομές και τα μέσα σχηματισμού σπορίων. Ακολουθούν μερικά παραδείγματα phyla:

1. Phylum Ascomycota (Sac Fungi)
   • Χαρακτηριστικά: Τα σπόρια (ασκοσπόρια) παράγονται σε δομές που μοιάζουν με σάκο που ονομάζονται ασκί.
   • Παραδείγματα:
     • Πενικίλιο είδη
     • Saccharomyces cerevisiae (μαγιά)
2. Phylum Basidiomycota (Club Fungi)
   • Χαρακτηριστικά: Τα σπόρια (βασιδιοσπόρια) βρίσκονται σε δομές σε σχήμα ράβδου που ονομάζονται βασίδια.
   • Παραδείγματα:
     • Μανιτάρια (π.χ., Agaricus bisporus )
     • Μπουτσάκια
     • Μύκητες ραφιών
3. Phylum Zygomycota (Zygote Fungi)
   • Χαρακτηριστικά: Δημιουργήστε σπόρια ηρεμίας με παχύ τοίχωμα που ονομάζονται ζυγοσπόρια.
   • Παραδείγματα:
     • Rhizopus stolonifer (καλούπι μαύρου ψωμιού)
     • Mucor είδη
4. Phylum Chytridiomycota (Chytrids)
   • Χαρακτηριστικά: Δημιουργήστε κινητά σπόρια με μαστίγια που ονομάζονται ζωοσπόρια.
   • Παραδείγματα:
     • Batrachochytrium dendrobatidis (προκαλεί χυτριδιομυκητίαση στα αμφίβια)
5. Phylum Glomeromycota
   • Χαρακτηριστικά: Σχηματίστε αρβώδεις μυκόρριζες με φυτά.
   • Παραδείγματα:
     • Glomus είδη

Άλλες φυλές είναι τα Opisthosporidia, Neocallimastigomycota, Blastocladiomycota, Zoopagomycotina, Mucoromycota. Σημειώστε, ωστόσο, ότι η ταξινόμηση αλλάζει καθώς γίνονται διαθέσιμα νέα μοριακά και γενετικά δεδομένα.

Αναπαραγωγή

Οι μύκητες αναπαράγονται τόσο σεξουαλικά όσο και ασεξουαλικά. Ακολουθούν οι διάφορες μέθοδοι:

Ασεξουαλική αναπαραγωγή

Η ασεξουαλική αναπαραγωγή έχει ως αποτέλεσμα απογόνους που είναι γενετικά πανομοιότυποι με τον γονέα.

• Σποραγγειοσπόρια: Τα σπόρια σχηματίζονται μέσα σε σποραγγεία που μοιάζουν με σάκο (π.χ. Rhizopus stolonifer ).
• Κονιδιοσπόρια: Οι σπόροι σχηματίζονται εξωτερικά σε ειδικές υφές που ονομάζονται κονιδιοφόροι (π.χ. Aspergillus ).
• Βλαστοκονίδια (Βλαστοί): Οι οφθαλμοί αναπτύσσονται από τα μητρικά κύτταρα (π.χ. ζυμομύκητες όπως ο Saccharomyces cerevisiae ).
• Χλαμυδοσπόρια: Τα κύτταρα σχηματίζουν σπόρια ηρεμίας με παχύ τοίχωμα (π.χ. Candida albicans ).

Σεξουαλική αναπαραγωγή

Η σεξουαλική αναπαραγωγή σε μύκητες συνδυάζει γενετικό υλικό από δύο άτομα, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη γενετική ποικιλότητα. Η διαδικασία περιλαμβάνει γενικά τρία στάδια:

1. Πλασμογαμία: Το κυτταρόπλασμα δύο απλοειδών κυττάρων συγχωνεύεται και σχηματίζει ένα δικάριον, χωρίς τη σύντηξη πυρήνων.
2. Καρυογαμία: Οι πυρήνες συντήκονται και σχηματίζουν διπλοειδή ζυγώτη.
3. Μείωση: Τα κύτταρα διαιρούνται και σχηματίζουν απλοειδή σπόρια.
4. Σχηματισμός σεξουαλικών σπορίων:
   • Ασκοσπόρια: Μορφή σε ασκί (π.χ. Penicillium ).
   • Βασιδιοσπόρια: Μορφή σε βασίδια (π.χ. Agaricus bisporus ).
   • Ζυγοσπόρια: Σχηματίζεται από τη σύντηξη εξειδικευμένων κυττάρων που ονομάζονται γαμετάγγια (π.χ. Rhizopus stolonifer ).

Ευεργετικές χρήσεις των μυκήτων

Οι μύκητες είναι σημαντικοί ως τρόφιμα και φάρμακα, καθώς έχουν και άλλες χρήσεις:

• Παραγωγή τροφίμων:
  • Μαγιές (Saccharomyces cerevisiae ) είναι απαραίτητα στην παραγωγή ψωμιού, μπύρας και κρασιού.
  • Μανιτάρια όπως το Agaricus bisporus είναι τροφή.
• Ιατρική:
  • Παραγωγή αντιβιοτικών όπως η πενικιλίνη (από το Penicillium chrysogenum ).
  • Ανοσοκατασταλτικά όπως η κυκλοσπορίνη (από Tolypocladium inflatum ).
• Βιοτεχνολογία:
  • Παραγωγή ενζύμων όπως αμυλάσες και λιπάσες.
  • Γενετικά τροποποιημένες ζύμες για παραγωγή βιοκαυσίμων.
• Γεωργία:
  • Οι μυκόρριζοι μύκητες ενισχύουν την πρόσληψη θρεπτικών συστατικών στα φυτά.
  • Παράγοντες βιολογικού ελέγχου (π.χ. Trichoderma είδη).

Επιβλαβείς επιπτώσεις των μυκήτων

Ενώ οι μύκητες είναι χρήσιμοι, είναι επίσης σημαντικά παθογόνα. Επίσης, μερικά παράγουν ισχυρές τοξίνες.

• Παθογόνα σε ανθρώπους και ζώα:
  • Καντιτίαση: Προκαλείται από την Candida albicans .
  • Ασπεργίλλωση: Προκαλείται από Aspergillus είδη.
  • Ringworm: Προκαλείται από δερματόφυτα.
• Παθογόνα φυτών:
  • Σκουριές και σκουριές: (π.χ., Puccinia και Ustilago είδη).
  • Όψιμη μάστιγα: Προκαλείται από Phytophthora infestans .
• Καταστροφή τροφίμων:
  • Ανάπτυξη μούχλας σε αποθηκευμένα δημητριακά, φρούτα και ψωμί (π.χ. Aspergillus και Rhizopus είδη).
• Μυκοτοξίνες:
  • Αφλατοξίνες: Παράγεται από τον Aspergillus flavus .
  • Αλκαλοειδή Ergot: Παράγεται από την Claviceps purpurea .
• Δομικές ζημιές:
  • Η αποσύνθεση του ξύλου από μύκητες όπως το Serpula lacrymans .

Αναφορές

• Alexopoulos, C.J.; Mims, C.W.; Blackwell, Μ. (1996). Εισαγωγική Μυκητολογία . John Wiley &Sons. ISBN 978-0-471-52229-4.
• Cavalier-Smith, T. (1998). «Ένα αναθεωρημένο σύστημα ζωής έξι βασιλείων». Βιολογικές Ανασκοπήσεις . 73 (3):203–66. doi:10.1111/j.1469-185X.1998.tb00030.x
• Deacon, J. (2005). Μυκητιασική Βιολογία . Cambridge, Μασαχουσέτη:Blackwell Publishers. ISBN 978-1-4051-3066-0.
• Karlson-Stiber, C.; Persson, H. (2003). «Κυτταροτοξικοί μύκητες – μια επισκόπηση». Τοξικό . 42 (4):339–49. doi:10.1016/S0041-0101(03)00238-1
• Naranjo-Ortiz, M.A.; Gabaldon, T. (2019). «Εξέλιξη μυκήτων:Ποικιλομορφία, ταξινόμηση και φυλογένεση των μυκήτων». Βιολογικές Ανασκοπήσεις . 94 (6):2101–2137. doi:10.1111/brv.12550