Что общего между размножением при помощи луковиц у растений фрагментация мицелия у грибов
Обновлено: 05.10.2024
Грибы представляют отдельное царство живых организмов, которые не относятся ни к растениям, ни к животным. Они имеют свои особенности, как строения, так и размножения, которые делают их по праву уникальными организмами.
Царство грибов размножается бесполым и половым способами, которые могут меняться по мере их роста.
Бесполый способ представлен спорообразованием (с помощью спор) или вегетативным (кусочками мицелия, а также почкованием – как у одноклеточных дрожжевых грибов).
Половое размножение грибов также протекает по-разному. У одних грибов имеются половые клетки, которые сливаются друг с другом, а у других размножение может проходить путём соединения грибных нитей.
Особенности размножения грибов
Яркой особенностью грибов является разнообразие способов их размножения (вегетативный, половой и бесполый). Они очень хорошо приживаются как при разведении в уличных условиях, так и внутри помещения. Для того чтобы получить хороший урожай при выращивании грибов, необходимо разобраться с особенностями каждого процесса размножения.
Условия для размножения грибов
Для роста на открытом грунте грибам необходимы следующие условия:
– затенённое место, подальше от фруктовых деревьев;
– субстрат в виде компоста, опилок;
– влажность воздуха – 75%;
– воздух с температурой +12..+20°С.
Для роста в помещении грибам требуются соответствующие условия:
– уровень влажности помещения от 50% до 80%;
– температура воздуха – + 12 …+20.°С;
– содержание углекислого газа в воздухе не более 0,15%.
Самой главной проблемой при выращивании грибов является поддержание всех оптимальных условий.
При поддержке микроклиматических условий выращивание съедобных видов возможно круглый год. В обоих случаях необходимо использовать стерильные инструменты.
Способы размножения грибов
Грибы способны размножаться следующими способами:
Телеоморфные грибы способны менять свой способ размножения. Для бесполого и полового размножения характерно образование сложных морфологических структур, которые не схожи друг с другом.
Для некоторых видов царства грибов образуются как минимум два вида спор с различными функциями. Это свойство называется плеоморфизмом. Оно характерно для оомикот, аскомикот и базидомикот.
Вегетативные способ – процесс отделения некоторых участков мицелия (оидий и хламидоспор) от основного грибного тела. Он протекает благодаря влиянию внешней среды или воздействию животных. При этом новый организм наделяется всеми свойствами материнской клетки. После отделения он становится задатком для развития нового мицелия. Этот метод размножения протекает быстрее остальных.
Бесполый способ размножения состоит в образовании гифами клеток, на которых развиваются спорангии, наполненные спорами. Они разносятся по ветру, и способны длительное время находиться без условий для жизни. И как только споры попадут в благоприятную среду. Таким способом размножаются многие виды, в основном паразиты.
Половой процесс состоит в слиянии женских и мужских половых клеток.
Вегетативное размножение грибов
Для гифов множества грибов характерна высокая способность к восстановлению. Это свойство регенерации лежит в основе способа вегетативной фрагментации. Он активно используется в народном хозяйстве, например, при выращивании шампиньонов или при получении гифов в лабораторных условиях.
Вегетативный способ сопровождается образованием специальных структур: оидий и хламидоспор. Кроме размножения они способны переживать экстремальные условия (например, снижение влажности или резкие скачки температуры). У дрожжевых представителей размножение происходит путём почкования.
Бесполое размножение грибов
Бесполый способ размножения происходит с помощью спор. Они представляют собой одноклеточные или многоклеточные структуры, которые образуются в процессе митоза (деления клеток). Для такого способа размножения характерно большое количество разнообразных функций. Бесполое размножение имеет несколько направлений. Споры при бесполом размножении могут быть подвижными и неподвижными (спорангиоспоры и конидии). Зооспоры (подвижные споры) характерны для примитивных грибов, средой обитания которых является вода.
В основу эволюции подвижных спор лежит переход грибов из водного образа в наземный образ жизни. Для мукоровых грибов характерно бесполое размножение при помощи эндогенных спор, которые образуются в шаровидных спорангиях.
В связи со сменой эндогенного спороношения на экзогенное, такой процесс способствовал формированию различных разветвлённых конидиеносцев и прочих структур, которые увеличивают численность конидий.
Преумножение количества разнообразных форм, которое ведёт к размножению экзогенных спор, происходит за счёт потери цикла полового процесса.
Половое размножение грибов
Половое размножение – это процесс, слияния двух ядер половых (гамет и гаметангиев) или соматических клеток. Грибы размножаются несколькими способами:
Но для некоторых грибов при агамном процессе сперматозоиды не образуются. Их яйцеклетки оплодотворяются содержимым антеридия, которое не делится на сперматозоиды.
Зигоспоры, которые образовались в процессе полового размножения, у представителей мукоровых имеют сходство и различаются между собой совершенно незначительно. Отличия состоят в развитии участков гиф, которые отделяют гаметангии. Для одних суспензоры практически не заметны, у других развиваются покровные гифы вокруг зигоспор.
После окончания периода покоя зигоспора начинает прорастать, и в результате этого выживает только одно диплоидное ядро. Оно делится на 4 гаплоидных ядра, из одного нового ядра образуется мешочек – спорангиеносец. Все споры в нём одного пола.
- Процесс сперматизации. У некоторых грибов наблюдается образование одноядерных структур, типа конидий на конидиеносце, микроконидий, способных к копуляции, которые в общем называются спермациями. Для многих аскомикот эта роль выполняетсят вегетативными клетками гиф, микроконидиями, кондиями или спермациями, аскоспорами и почкующимися клетками. Сумчатые грибы имеют свойство самооплодотворению в аскогонах, и апомиксис (слияние зародыша без слияния клеток).
Половой процесс развития у грибов протекает в три этапа:
- первый – плазмогамия – процесс слияния цитоплазмы двух клеток, которые отвечают за половое размножение, за которым следует переход ядра и цитоплазмы в женскую или соматическую клетку.
- второй – кариогамия – процесс, при котором сливаются ядра, и образуется диплоидная клетка. Для низших грибов характерно слияние после плазмогамии. Для высших такой процесс идёт намного позже, уже после образования плодовых тел. Для базидиомицетов процесс походит вслед за прорастанием спор гифами мицелия. В следующей фазе гифы базидиомицетов становятсятся дикариотическими.
- третий– мейоз – деление клетки, происходит вслед за кариогамией. После чего следует митотическое деление. В итоге количество спор всегда чётное или кратно 4. Обычно это от 8 до 32 единиц.
Размножение плесневых грибов
Размножение плесневых грибов происходит через деление клетки поперёк. При этом происходит распад бактерии на две части. Они не всегда могут быть одинаковыми. Одна из них считается материнской, а вторая – дочерней. Для первой характерно деление 10-17 раз, после чего она растворяется. Некоторым бактериям присуще почкование.
Бактерии размножаются быстрым темпом: между делениями проходит не более получаса. С такой активностью новые клетки одной бактерии всего за несколько суток могут заполнить бассейны всех океанов и морей. Но они не могут побороть суровые климатические условия и воздействие других организмов.
В процессе образования спор содержимое внутри клетки становится плотнее и на её поверхности появляется плотная оболочка, где накапливаются соединения воскообразной консистенции. Это обуславливает основную роль спор бактерий. Они служат не для размножения, а для защиты клеток от неблагоприятных условий.
Спорообразование характерно только для бацилл. Они образуются внутри клеток, при этом их форма и размеры может меняться или оставаться без изменения.
При попадании спор в благоприятную среду происходит их прорастание. Оболочка разрывается и через неё прорастает клетка бактерии.
Для спор бацилл характерна высокая устойчивость к очень низким и слишком высоким температурам. Как пример, сенная палочка может погибнуть только после 3-часовой стерилизации.
Размножение микроскопических грибов
Для микроскопических грибов характерно бесполое и половое размножение.
Вегетативное размножение происходит с помощью кусочков мицелия и воздушных гиф или спорообразованием. В таких случаях споры образуются и прорастают внутри спорангий (или эндоспор), а также снаружи на конидиеносцах (конидиях или экзоспорах).
При половом размножении клетки микроскопических грибов сливаются парами. Процесс сможет протекать различными путями. В некоторых случаях происходит образование клетки с плотной оболочкой и зиготой. Спустя время она прорастает и образуется новый мицелий.
Для других грибов свойственно образование многоклеточного плодового тела. В нём развиваются мешочки, где развиваются споры. При созревании мешочек разрывается, а споры расходятся в различные стороны и из них прорастает новый мицелий. А также есть ряд грибов базидомицетов споры развиваются в отростках, базидиях.
Размножение дрожжевых грибов
Дрожжям свойственно размножение вегетативным или половым путём. Вегетативное размножение основано на почковании и делении, а половое – на образовании спор.
Существуют такие способы вегетативного размножения дрожжей:
1. Мультилатеральное почкование образуется на разных местах поверхности клетки.
2. Биополярное – почкование протекает от каждого полюса клетки в строгой очередности.
3. Бинарное разделение – материнская клетка становится продолговатой, её ядро делится, после чего новые перемещаются к разным полюсам клетки по очереди.
Почкованием называется период, в течение которого клетка может образовать себе подобных. Цикл состоит из четырёх фаз: предсинтетическая, синтетическая, постсинтетическая, митоз и цитокенез. Деление клеток происходит подобно делению бактерий.
Размножение белых грибов
Процесс размножения белых грибов происходит с помощью спор, которые развиваются под шляпкой. Их сложно рассмотреть, так как их размер составляет не более 200 микрон. Под микроскопом заметно, что они имеют различные формы. После созревания споры разлетаются на огромные расстояния с помощью ветра и дождя.
В благоприятной почве они быстро прорастают. Сначала у них прорастают нити, напоминающие плесень. Они начинают переплетаться и активно расти. Гифы проникают через лесную подстилку и почву. Для развития им необходимо получать стабильный приток воздуха. При достаточной влаге и наличию минеральных веществ, грибница будет стабильно приносить плоды.
Размножение низших грибов
У множества низших грибов бесполое размножение происходит с помощью зооспор, которые передвигаются с помощью жгутиков. Зооспоры развиваются в зооспорангиях.
Для низших грибов характерно вегетативное тело, которых образуется из мицелия с клеточным строением с несовершенным половым способом. Их мицелий не имеет перегородок с множеством разветвлений.
Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.
При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.
Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.
Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.
Множественное деление ( шизогония ) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.
Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.
Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.
Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.
Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).
Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.
Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония . В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.
Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Бесполое размножение - э то древний способ воспроизведения себе подобных, свойственный организмам всех царств живой природы, особенно прокариотам. Такой способ размножения, осуществляющийся без участия половых клеток, широко распространен у одноклеточных организмов, у грибов и бактерий.
У одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение осуществляется делением и почкованием. Деление у прокариот идет путем перетяжки клетки на две части. У эукариот деление происходит сложнее и обеспечивается процессами, протекающими в ядре.
Примером бесполого размножения служит вегетативное размножение у растений. У некоторых животных также встречается вегетативное размножение. Его называют размножением путем фрагментации, т. е. частями (фрагментами) тела, из которых развивается новая особь. Размножение фрагментами характерно для губок, кишечнополостных (гидра), плоских червей (планария), иглокожих (морские звезды) и некоторых других видов.
Примечательно, что при бесполом размножении отделившиеся дочерние особи полностью воспроизводят свойства материнского организма. Попав в другие условия среды, они могут проявить свои свойства иначе главным образом лишь в размерах (величине) новых организмов. Наследственные свойства остаются неизменными.
Способность повторять в дочерних организмах неизменные наследственные качества родителя, т. е. воспроизводить однородное потомство, – уникальное свойство бесполого размножения.
Бесполое размножение позволяет сохранить неизменными свойства вида. В этом заключается важное биологическое значение этого типа размножения. Организмы, появившиеся бесполым путем, обычно развиваются значительно быстрее, чем появившиеся путем полового размножения. Они быстрее увеличивают свою численность и значительно быстрее осуществляют расселение на большие территории.
У большинства одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение может чередоваться с половым.
Бесполое размножение является древнейшим способом размножения и широко распространено у низкоорганизованных организмов. Отсутствует у моллюсков, членистоногих, позвоночных. Бесполое размножение характерно для высших растений.
Cпорообразование — развитие специальных клеток — спор, с помощью которых происходит размножение организмов.
Данная форма размножения встречается у водорослей, грибов, мхов и папоротникообразных (хвощевидных, плауновидных и папоротниковидных). У семенных растений формируются мегаспоры (макроспоры) и микроспоры, которые не покидают материнский организм, а прорастают в половое поколение (женские и мужские гаметофиты), которое обеспечивает половое размножение.
У водорослей из некоторых клеток формируются зооспоры , которые способны свободно передвигаться в воде.
У более высоко организованных растений споры образуются в специальных органах — спорангиях.
Споры наземных растений очень мелкие. Они содержат ядро, цитоплазму и покрыты плотной оболочкой, хорошо защищающей от неблагоприятных условий.
Каждая такая клетка даёт начало новому организму. Число образуемых растениями спор огромно. Споры очень маленькие и лёгкие, поэтому ветром и водой распространяются на большое расстояние от материнского организма.
У многих растений (мхов, папоротникообразных) размножение спорообразованием чередуется с половым размножением. Споры могут образовываться в результате митоза (водоросли, грибы) и в результате мейоза (грибы и все высшие растения).
Вегетативное размножение — один из способов бесполого размножения, свойственный растениям и грибам, который заключается в образовании новой особи из части родительского организма. Вегетативное размножение приводит к образованию генетически однородных особей и основано на способности организма к регенерации (восстановлению).
У растений и грибов вегетативное размножение происходит путём отделения участков тела (у водорослей — талломов и высших грибов — мицелия) или образования специализированных участков — выводковых почек или клубеньков у водорослей, соредий и изидий у лишайников и т. д.
Специализированное вегетативное размножение — это отделение от материнской особи развитых дочерних особей или их зачатков (опадающие пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных), возникающих из специализированных побегов размножения (клубни, луковицы, клубнелуковицы, столоны, корневища).
У некоторых видов цветковых растений вегетативное размножение приводит к разрастанию и освоению дочерними особями новых территорий.
Почкование — тип бесполого размножения, при котором дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (почек).
Почкование характерно для многих грибов, печёночных мхов и животных (простейшие, губки, кишечнополостные, некоторые черви, мшанки, крыложаберные, оболочники).
В ряде случаев почкование приводит к образованию колоний.
Почкование, при котором новый организм вырастает на теле родителя, характерно для кишечнополостных. Например, гидры (мелкие пресноводные полипы) часто размножаются почкованием в весенне-летний период. На родительской особи образуется небольшой вырост, который увеличивается до размеров взрослой особи и затем отделяется.
Многие одноклеточные, например клетки дрожжей, также размножаются почкованием.
Фрагментация — один из способов бесполого размножения, который происходит при делении материнской особи на две или несколько частей (фрагментов), каждая из которых растёт и развивается в новый организм.
Ряд плоских и кольчатых червей, иглокожие (морские звёзды) могут размножаться посредством расчленения тела на несколько фрагментов, которые затем достраиваются до целостного организма. В основе фрагментации лежит регенерация, способность некоторых организмов восстанавливать утраченные органы или даже части тела. К примеру, если от морской звезды отделить луч, то из него может вырасти новая морская звезда.
Гидра способна восстановиться из 1/200 части своего организма. Обычно размножение фрагментацией происходит при повреждениях. Самопроизвольную фрагментацию осуществляют только плесневые грибы и некоторые морские черви.
Любой элемент, способный дать начало новому мицелию, называется пропагулой, или диаспорой. Размножение у грибов бывает вегетативное, бесполое и половое.
Вегетативное размножение:
— фрагментация мицелия, части которого в дальнейшем могут развиваться самостоятельно (наиболее простой способ);
— ризоморфы, мицелиальные тяжи, склероции, столоны;
— артроспоры, или оидии, — более тонкостенные, чем хламидоспоры, светло окрашенные образования, формирующиеся подобно хламидоспорам в результате расчленения гиф.
Некоторые ученые считают хламидоспоры и артроспоры вариантами бесполого размножения либо переходной формой от вегетативного к бесполому размножению.
Бесполое размножение осуществляется с помощью спор, которые распространяются водой, животными, насекомыми, токами воздуха. Они могут рассеиваться активно и пассивно на очень большие расстояния. Так, споры стеблевой ржавчины ржи находили за 1 тыс. км от источника заражения. Споры разнообразны по строению, способам образования, биологическому значению.
По скорости прорастания споры могут быть покоящиеся и пропагативные, служащие для быстрого размножения.
По подвижности споры подразделяются на подвижные и неподвижные. Подвижные споры (зооспоры) имеют жгутик. Обычно такие споры характерны для низкоорганизованных грибов. Неподвижные споры свойственны большинству грибов.
По способу формирования споры делятся на эндогенные (зооспоры, спорангиоспоры) и экзогенные (конидии).
Эндогенные споры образуются внутри вместилищ — спорангиев. Зооспоры развиваются в зооспорангиях, представляющих собой расширенный конец гифы, содержимое которой распадается на подвижные споры.
Спорангиоспоры неподвижны, имеют плотную оболочку. Формируются они в спорангиях, которые часто образуются на концах вертикально стоящих гиф — спорангиеносцах. Имеются у грибов из отдела зигомикота (например, мукоровые грибы). Количество спор в спорангиях обычно исчисляется тысячами, но могут быть мелкие спорангии (спорангиоли) с небольшим количеством спор. Если спора в спорангиоли всего одна, то она функционирует как экзогенная спора (конидия). Это подтверждает более позднее образование экзогенных спор в ходе эволюции в сравнении с эндогенными.
Экзогенные неподвижные споры (конидии) образуются наружно на специализированных гифах — конидиеносцах. Имеются во многих отделах, характеризуются большим разнообразием.
Конидиеносцы могут быть одиночными или объединенными в группы (конидиомы), напоминающими плодовые тела сумчатых или базидиальных грибов. Чрезвычайно разнообразны конидии по способу образования: на вершине ветвящихся конидиеносцев; в результате фрагментации конидиеносцев; почкования и др. (разнообразие конидиом и способы образования конидий будут рассмотрены при характеристике группы анаморфных грибов).
Эволюция бесполого размножения заключается в изменении строения от более простого к более сложному, сопровождающемуся увеличением количества спор. Бесполое размножение играет важную роль в распространении грибов в природе, заселении субстрата и является одной из их отличительных черт.
Половое размножение связано с половым процессом, в результате которого образуется зигота. Вариантов полового процесса у грибов довольно много, поэтому остановимся на характеристике наиболее типичных.
1. Гаметогамия. Некоторые грибы, подобно водорослям, имеют в цикле развития гаметангии с формирующимися гаметами. У них половое размножение происходит в виде изогамии (слияние подвижных одинаковых гамет), гетерогамии или анизогамии (слияние подвижных, но различных по размерам гамет). Типичная оогамия (слияние неподвижных женских гамет — яйцеклеток — с подвижными мужскими гаметами — сперматозоидами — или неподвижными спермациями) у грибов отсутствует. Гаметогамия свойственна низкоорганизованным группам грибов, например представителям из отдела Chytridiomycota. У высокоорганизованных грибов гаметогамия заменяется гаметангиогамией.
2. Гаметангиогамия. Название полового процесса отражает его специфику. Сливаются не гаметы, а гаметангии с недифференцированным на гаметы содержимым. Можно выделить два варианта этого процесса: а) собственно гаметангиогамия и б) зигогамия.
Собственно гаметангиогамия наблюдается у сумчатых грибов. На гаплоидном мицелии образуются женские половые органы — аскогоны — и мужские половые органы — антеридии. Содержимое антеридия переливается в аскогон, цитоплазма сливается (плазмогамия), ядра соединяются попарно, образуя дикарион. Из женского гаметангия вырастают аскогенные гифы (n + n), в которых впоследствии два ядра сливаются (кариогамия).
Зигогамия. Такой тип полового процесса свойствен зигомицетам. Концы нечленистого мицелия разных талломов (копуляционные гифы) соприкасаются. Часть гиф с несколькими ядрами отчленяется перегородками. Эти отделившиеся участки функционируют как гаметангии. Содержимое сливается, включая ядра. Образуется зигоспора с толстой оболочкой. Диплоидных ядер в зигоспоре может быть одно или несколько, но перед прорастанием остается обычно одно ядро.
3. Соматогамия. У грибов этот тип полового процесса является наиболее распространенным. Характеризуется слиянием соматических клеток. Чаще всего соматогамия протекает как у базидиальных грибов. При этом половом процессе нет ни гамет, ни гаметангиев. Споры прорастают гаплоидным первичным мицелием (гетероталлизм).
Слияние цитоплазмы (плазмогамия) происходит раньше слияния ядер (кариогамия) и приводит к образованию дикариотичного вторичного мицелия. Впоследствии гаплоидные ядра сливаются с образованием диплоидной клетки.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Читайте также: