Протоплазма

Протоплазма грибов не обнаруживает в своем строении существенных особенностей. В молодых клетках или в растущих кончиках гиф неклеточного мицелия фикомицетов она заполняет почти сплошь всю полость, однако в ней удается обнаружить путем прижизненной окраски мельчайшие вакуоли то в виде округлых пузырьков (у высших грибов), то в виде узких анастомозирующих друг с другом канальцев (у фикомицетов, например у Saprolegnia, рис. 7,1). В более взрослых частях протоплазма редуцирована до тонкого стенкоположного слоя, а центр клетки занят крупной вакуолей, через которую проходят нередко в разных направлениях тонкие протоплазменные тяжи и пленки (например в крупных клетках сочных плодовых тел гименомицетов).

Рис. 7.1 — Saprolegnia, кончик нити, прижизненно окрашенный «нейтральной красной» краской. Видны вакуоли (υ) в виде анастомозирующих каналов и хондриовомы в виде слегка изогнутых палочек (m);
2 — Leptomitus, часть нити;
СС — целлюлиновые тела;
N— клеточные ядра, М — хондриозомы.

В узких цилиндрических клетках гиф центральная вакуоля перегораживается обыкновенно поперечными протоплазменными диафрагмами на ряд более мелких, расположенных в ряд по длине клетки.

У некоторых грибов протоплазма обнаруживает движение внутри клеточной оболочки. Особенно это наблюдается у мукоровых с их лишенным перегородок неклеточным мицелием. При этом ток ее направлен преимущественно к верхушечным растущим частям и достигает значительной скорости (до 3 мм в минуту). Часть притекающих таким образом веществ потребляется на месте роста, а вода, повидимому, в значительной массе выдавливается через оболочку наружу. Движение протоплазмы наблюдается иногда в многоклеточном мицелии, например у некоторых дискомицетов. Оно направляется также преимущественно акропетально и идет через не вполне замкнутые поперечные перегородки, пока по середине их имеется еще достаточно широкое отверстие, или пора (рис. 8).

Рис. 8. Гифа Pyronema confluens, движение протоплазмы (стрелки) через поры поперечных перегородок.

Содержащийся в вакуолях клеточный сок, как и в других растительных клетках, представляет в основном водный раствор различных веществ, как, например, Сахаров, органических кислот и их солей, белковых веществ и др. Благодаря своим осмотическим свойствам водного раствора он обусловливает тургор клетки и вместе с тем имеет значение вместилища запасных питательных веществ и продуктов обмена. В клеточном соке могут находиться также оформленные, нерастворимые в воде включения в виде кристаллов, капель масла и др. В огромном большинстве случаев клеточный сок совершенно бесцветен и лишь у немногих представителей содержит растворимые красноватые пигменты, близкие к антоцианам.

Включения в протоплазму

Никаких пластид, не только окрашенных, но и бесцветных лейкопластов грибы никогда не содержат, но в протоплазме их при соответственной обработке обнаруживаются хондриозомы большей частью в виде изогнутых палочек (хондриоконты) (рис. 7 и 9). Согласно главным образом исследованиям Guillermond, много работавшего в этой области, хондриозомы у грибов несут некоторую функцию, аналогичную пластидам у высших растений. Именно в них отлагаются сначала тельца метахроматина, затем освобождающиеся в протоплазму и из нее переходящие в вакуоли. Метахроматин, называемый также волютином, представляет очень характерный запасный продукт в клетке грибов (также бактерий и некоторых водорослей) и имеет, судя по всему, протеиновый характер, представляя соединение нуклеиновой кислоты с каким-то органическим основанием. Он окрашивается ядерными красками, но в несколько иной тон (метахромазия) и особенно характеризуется прижизненной окраской от метиленовой сини (рис. 9).

Рис. 9. Строение клетки в мицелии Sclerotinia libertiana.
1—-3 живые клетки;
4—6 фиксированные и окрашенные.
1 — правая клетка молодая (вторая от вершины гифы) — протоплазма с очень мелкими вакуолями; левая клетка—более взрослая с более крупными вакуолями в протоплазме;
2 — более взрослая стадия; вакуоли еще крупнее;
3 — еще более взрослая клетка, обильные крупные вакуоли придают протоплазме пенистый вид;
4 — окрашенные ядра в клетке, соответствующей по возрасту рис. 2;
5 — окраска хондриозом в клетке того же возраста;
6 — одновременная окраска ядер и хондриозом в клетке того же возраста.

Из других запасных продуктов в клетках грибов широко распространены капельки жира и гликоген. Они образуются в протоплазме, но могут затем переходить из нее в клеточный сок.

Жировые вещества, или липоиды, нередко скопляются в протоплазме в очень мелко распыленном состоянии, как бы пропитывая ее и придавая ей при этом более блестящий стекловатый вид. В дальнейшем эти вещества могут сливаться в более крупные уже различаемые под микроскопом блестящие капельки, которые или остаются в протоплазме, или выпадают из нее в вакуоли.

Такой процесс обособления жировых капелек ускоряется при некоторых неблагоприятных воздействиях на клетку (например при изменении реакции среды) вследствие чего такие пострадавшие подавленные клетки обнаруживают особенно большое количество жировых капелек в вакуолях, а первоначальная конфигурация протоплазмы в них при отдаче значительного количества липоидов нарушается. Такое явление носит специальное название липофанероза. И без специальных экспериментов его легко наблюдать в старых культурах грибов или в грибах, находящихся в неблагоприятных условиях среды. В других случаях жир с самого начала отлагается в виде более крупных капелек, не переходя через мелко распыленное состояние.

Также и гликоген отлагается в протоплазме в мелко раздробленном состоянии коллоидного раствора. Пропитывая известные участки протоплазмы, например в молодых сумках, он придает им блестящий стекловатый вид, напоминающий отчасти скопление липоидов. Однако присутствие гликогена легко обнаруживается при действии раствором йода, дающего с ним красно-бурое окрашивание. Попадая в вакуоли, гликоген и в них остается обыкновенно в виде коллоидного раствора и обнаруживается действием йода.

Из других оформленных включений в клетке можно указать на белковые кристаллы, встречающиеся, например, часто у Мисогасеае и некоторых других, преимущественно низших грибов. Они могут находиться как в протоплазме, так и в вакуолях.

Далее можно отметить целлюлиновые тела (у Leptomitus, рис. 7, 2) и фиброзиновые тела (в конидиях Erysiphaceae). Состав их неизвестен. Фиброзиновые тела играют роль запасного продукта, так как при прорастании конидии они исчезают.

В клетках плодовых тел многих трутовиков и других часто наблюдается отложение смолы в виде бесформенных бурых телец. Смола здесь — продукт отброса. В мелко раздробленном состоянии она содержится также в млечных гифах видов Lactarius й других. Кристаллы оксалата кальция, столь обычные на поверхности клеточной оболочки, внутри клетки встречаются крайне редко (малое поступление Са внутрь клетки). Они известны, например, в клетках плодового тела Russula и особенно в мицелии Mutinus. У последнего они образуют нечто вроде крупного сферокристалла, растягивающего клетку (рис. 6, 3).

Рис. 6.
1 — Merulius, гифы из тяжа, Н — обыкновенные вегетативные гифы; F — механические гифы с утолщенными стенками, G — сосудистые гифы с неравномерно утолщенными стенками; 2 — Battarea, клетка капиллиция;
3 — Mutinus caninus, гифа с сферокристаллом оксалата внутри и отдельными кристаллами на поверхности.

Клетка

Оболочка

Клетка грибов почти всегда одета твердой оболочкой; исключением являются зооспоры, а у миксохитридиевых — также и вегетативные состояния, представленные голой протоплазмой.

Оболочка на молодых клетках обыкновенно тонкая, бесцветная и бесструктурная и остается иногда такой до конца (особенно в мицелии). В других случаях наблюдаются часто дальнейшие ее изменения в виде утолщения, появления слоистости, отложения пигментов и инкрустаций и т. д., благодаря чему оболочка может получать иногда довольно сложную структуру (особенно в спорах и в меньшей степени в вегетативных клетках).

Утолщение оболочек вегетативных клеток происходит изнутри и является почти всегда сплошным. При значительном развитии оно может вести к заметному сужению и даже местами к облитерации клеточной полости. Такие утолщения наблюдаются в частях, отличающихся особой прочностью, например в твердых деревянистых плодовых телах некоторых трутовиков, в мицедиальняых тяжах домового гриба (МегиНиз lacrymans), а также в клетках-ножках некоторых спор, например телейтоспор некоторых ржавчинных грибов и др. Лишь в виде исключения наблюдаются внутренние местные утолщения, например, иногда в гифах сапролегниевых или «сосудистых гифах» тяжей домового гриба — в виде неправильных внутренних бугров и бородавок, или в капиллиции Battarea — в виде довольно правильных колец и спиралей (рис. 6, 1 и 2).

Рис. 6.
1 — Merulius, гифы из тяжа, Н — обыкновенные вегетативные гифы; F — механические гифы с утолщенными стенками, G — сосудистые гифы с неравномерно утолщенными стенками; 2 — Battarea, клетка капиллиция;
3 — Mutinus caninus, гифа с сферокристаллом оксалата внутри и отдельными кристаллами на поверхности.

В утолщенной оболочке нередко можно различить наружный (первичный) слой и внутренний (слой утолщения). Часто они заметны только при действии веществ, вызывающих разбухание (серная кислота и др.); при этом выявляется большая стойкость наружного слоя, где нередко имеется кутинизация. Первоначально бесцветная оболочка с возрастом часто пигментируется большей частью в бурые, иногда почти черные тона, реже в яркие, как голубой у Barlaea (Plicariella) fulgent, зеленый у Chlorosplenium aeruginosum и др. (см. пигменты грибов). Кроме настоящего утолщения оболочки, происходящего изнутри, у грибов нередко наблюдается ослизнение и разбухание в воде наружных частей ее. Это явление очень широко распространено и для некоторых групп особенно типично (например у Tremellales). При сближении таких ослизненных гиф их слизистые чехлы склеиваются часто до полной потери собственных контуров, так что, например, микроскопическое исследование в воде плодовых тел Tremella показывает гифы, одетые твердыми (внутренними) оболочками, рыхло проходящие в общей массе бесструктурной слизи. Последняя иногда окрашивается пигментами, например красным в верхних слоях шляпки мухомора (Amanita muscaria) или желтым у Boletus lute us.

По химической природе грибные слизи представляют преимущественно производные маннозы.

Состав клеточной оболочки.

Что касается состава твердой клеточной оболочки, то в основе своей она сложена из углеводов. При этом у оомицетов она обыкновенно дает посинение от хлорцинкиода и должна рассматриваться как целлюлоза. Иногда к ней (у пероноспоровых) примешивается в значительном количестве каллеза.

Что же касается мукоровых и всех высших грибов (аскомицетов и базидиомицетов), то клеточные оболочки у них имеют, повидимому, в основе какое-то видоизменение целлюлозы, называемое иногда метацеллюлозой. Особенно же характерно, что к этой углеводной основе присоединены еще азотистые вещества, сходные с хитином насекомых.

Следует отметить, что у многих сумчатых грибов оболочки сумок синеют от йода подобно крахмалу. Предполагается, что они состоят из углеводов, близких к изолихинину, изомерному с крахмалом и более определенно изученному у некоторых лишайников. Благодаря этому клеточная оболочка высших грибов не растворяется в реактиве Швейцера, не дает реакции с хлорцинкйодом и т. д. Как у высших, так и у многих низших грибов оболочка нередко еще кутинизирована, а в спорах, кроме того, пропитана еще жиром или воском, благодаря чему плохо смачивается водой. Лигнина и суберина в оболочках грибов не было обнаружено с достаточной убедительностью, хотя плодовые тела некоторых трутовиков весьма напоминают по своей консистенции древесину или пробку (у Daedalea quercina, по некоторым указаниям, имеется опробковение оболочек).

Оболочка нередко инкрустируется оксалатом кальция, или в виде отдельных неправильной формы кристалликов (в мицелии очень различных грибов), или в виде тесного слоя игольчатых кристаллов (рис. 1, 2 и рис 6, 3).

Рис. 1. Mucor mucedo.
1 — спорангиеносцы со спорангиями и мицелий;
2 — спорангий, сильно увеличенный;
3 — зигоспора на месте слияния двух одинаковых ветвей мицелия.

Ткани

Ложная ткань

Хотя у грибов очень нередко развиваются весьма массивные органы со сложным внутренним строением, как плодовые тела, склероции и т. п., однако при анатомическом изучении большей частью оказывается, что они сложены не из настоящих тканей, которые происходили бы в результате деления клеток во всех направлениях, а из так называемых ложных тканей. Настоящие ткани в анатомическом смысле встречаются у грибов редко. Из них слагается, например, тело (receptaculum) у Laboulbeniales, и кое-где они встречаются у отдельных представителей других групп. Например, таким образом проходят ранние стадии развития перитеция у Sporormia intermedia, то же наблюдается при развитии некоторых пикнид, например у Pleospora herbarum и др. Вообще пикниды, повидимому, образуются нередко в результате деления клеток во всех направлениях. В огромном большинстве случаев различные более массивные тела грибов образованы в результате сплетения и срастания нитчатых элементов — гиф, из которых каждая имеет деления только в одном поперечном направлении. Такие соединения на зываются ложными тканями, или плектенхимой (также псевдопаренхимой) . Плектенхима бывает то более плотной, так что между клетками остаются только маленькие промежутки, наполненные воздухом, то более рыхлой. В одних случаях клетки слагающих ее гиф делятся на более короткие отрезки, которые — вздуваются и округляются, так что на разрезах получается впечатление ткани, сложенной из более или менее изодиаметрических клеток, т. е. паренхимы. Согласно ее происхождению такую ткань называют параплектенхимой. В других случаях клетки сохраняют свою нормальную для гиф вытянутую цилиндрическую форму, и на разрезах получается ткань, сложенная из удлиненных клеток, идущих то параллельно друг другу, то переплетаясь. Такие грибные ткани называют прозоплектенхимой. В отличие от параплектенхимы ее сложение из нитчатых элементов выступает с большей ясностью (рис. 16, 1).

Рис. 16. 1 — Sclerotinia libertiana, разрез через склероции;
1 — наружные слои параплектенхиматические, внутренние — прозоплектенхиматические;
2 — Armillaria mellea (опенок),продольный разрез кончика ризоморфы.

Физиологическое деление тканей

Хотя, как было указано выше, настоящих тканей у грибов почти не встречается, но тем не менее с точки зрения физиологической анатомии можно отметить различные гифы и комплексы их, приспособленные к выполнению определенных функций. Их можно трактовать как физиологические ткани и разделить на такие же группы, как и ткани высших растений, т. е. меристема, кроющие, механические, проводящие ткани и т. д. Однако эти категории здесь гораздо менее диференцированы, нередко связаны друг с другом переходами и мало обособлены в пространстве.

Настоящая меристема у грибов не развивается. Деление клеток сосредоточено на концах гиф. Однако в некоторых случаях эти делящиеся участки соединяются в тесную параплектенхиму, весьма напоминающую под микроскопом меристему. Наилучший пример такого рода можно видеть на кончике ризоморфы опенка, весьма похожем анатомически на кончик корня (рис. 16, 2). В плодовых телах Gorticium и др., нарастающих неопределенно своими краями, последние также могут быть сравниваемы с меристемой. Однако здесь они имеют ясное гифенное строение.

Кроющая ткань


У грибов развита особенно на поверхности покоящихся органов, как склероции, а также на верхней поверхности шляпки многих гименомицетов. Она имеет иногда характер однослойной или многослойной параплектенхимы, причем ее клетки имеют утолщенные и нередко окрашенные оболочки. У склероциев Sclerotinia fuckeliana кроющая ткань имеет вид однослойного эпидермиса, а у склероциев Typhula это сходство с эпидермисом увеличивается еще сильными утолщениями наружных стенок и тем, что при рассматривании с поверхности они имеют извитые контуры подобно эпидермису на листьях двудольных растений (рис. 17, 1). У Polyporus lucidus кроющая ткань образована слегка расширенными концами гиф, ясно продолжающихся во внутреннюю плектенхиму. Они расположены одним палисадным слоем, имеют утолщенные оболочки и тесно склеены друг с другом слизью, благодаря чему поверхность плодового тела гриба получает характерный лакированный вид (рис. 17, 2).

Рис. 17.
1 Typhula gyrans, наружный слой склероция с поверхности;
2 — Polyporus lucidus, наружные слой плодового тела в разрезе.

Во многих других случаях кроющая ткань плодовых тел более массивна, многослойна и состоит из переплетающихся друг с другом гиф (т. е. имеет характер прозоплектенхимы). Например, у масленка слагающие ее гифы расположены не плотно, но промежутки между ними заполнены густой упругой слизью, так что в результате получается довольно прочная пленка, которая резко отличается по цвету и по косистенции от нижележащей ткани и легко сдирается с нее. Такое же строение кроющей ткани набтюдается у многих других шляпных грибов (особенно тех, у которых верхняя поверхность шляпки липкая).

Приведенные примеры представляют наиболее диференцированные типы кроющих тканей. Во многих других случаях они выражены гораздо слабее, не резко отграничены от внутренних тканей и с наружной стороны кончаются не гладкой поверхностью, а или массой волосков из засохших гиф (на ризоморфах опенка, плодовых телах многих Thelephoraceae), или все время отпадающими округлыми клетками, благодаря чему поверхность получает вид как бы осыпанной мукой (плодовые тела многих Lycoperdaceae).

Наконец, во многих случаях плодовые тела и совсем лишены какой бы то ни было диференцированной кроющей ткани.Так это, например, обстоит у шляпных грибов в нижней стороне шляпок, нередко на пеньках, также на плодовых телах Clavariaceae и др. Вопрос о физиологическом значении кроющей ткани у грибов, даже в случав высокой степени ее морфологической диференцировки, не может считаться выясненным. Специальных исследований в этом направлении, насколько известно, не производилось. Согласно нашим опытам с масленком (Boletus granulatus) сдирание пленки с верхней стороны шляпки не повышает заметно ее испарения по сравнению с неободранной как в первые часы опыта, так в течение суток, когда потеря воды достигает уже 50% от первоначального веса. Таким образом, в данном случае не приходится говорить о защите от испарения; вероятнее видеть здесь функцию поглощения воды разбухающей слизью. Такое же значение должна иметь волосистая кроющая ткань, например на плодовых телах Polystictus versicolor и др., быстро высыхающих и при увлажнении снова быстро набухающих. Возможно, что в других случаях кроющие ткани несут функции защиты от испарения или механических воздействий.

Механические ткани

Представлены гифами с утолщенными стенками и соответственно суженным просветом. Они широко распространены особенно в твердых плодовых телах трутовиков и некоторых мицелиальных тяжах, например у Merulius lacrymans, но большей частью мало отграничены и перемешаны с другими элементами (рис. 6,1). В некоторых случаях, например в ножках апотециев Sclerotinia, наблюдается некоторое оттеснение утолщенных элементов на периферию, что, конечно, сообщает ножке большую прочность на изгиб. В большинстве случаев известная прочность на изгиб прямостоящих частей сочных плодовых тел достигается просто взаимным напряжением тканей, растянутых в наружных частях и сжатых во внутренних, подобно тому как это имеет обыкновенно место в сочных травянистых стеблях цветковых растений.

Рис. 6.
1 — Merulius, гифы из тяжа, Н — обыкновенные вегетативные гифы; F — механические гифы с утолщенными стенками, G — сосудистые гифы с неравномерно утолщенными стенками;
2 — Battarea, клетка капиллиция;
3 — Mutinus caninus, гифа с сферокристаллом оксалата внутри и отдельными кристаллами на поверхности.

Проводящие ткани

Большинство грибов даже с крупными сложно построенными плодовыми телами не имеет особо диференцированных элементов для передвижения воды, и это, между прочим, ограничивает распространение их более или менее сырыми местообитаниями, где испарение и стало быть потребность в проведении воды меньше. Передвижение веществ происходит здесь по обыкновенным гифам и облегчается тем, что поперечные перегородки в них, как было указано выше, снабжены отверстием. Однако во многих случаях у грибов отмечаются более совершенные проводящие элементы, напоминающие даже сосуды. В типичном случае они представлены широкопросветными прямыми маловетвящимися гифами нередко с неравномерно утолщенной боковой стенкой (встречаются утолщения в виде неправильных колец и т. п.) и частичным или даже полным растворением поперечных перегородок между клетками. Живое содержимое их в значительной степени редуцировано, и они наполнены главным образом водянистой жидкостью. Такие водоносные элементы идут, не соединяясь в пучки, среди других тканей. Наилучшего развития они достигают в мицелиальных тяжах домового гриба (Merulius lacrymans) (рис. 6, 1).

Более распространены проводящие элементы для органических веществ, встречающиеся преимущественно в плодовых телах некоторых гименомицетов. Они представлены также изолированно идущими гифами, отличающимися более густым, нередко окрашенным содержимым, богатым питательными продуктами. Такие элементы залагаются очень рано в плодовом теле в качестве ответвлений обычных гиф, но идут далее самостоятельно, иногда анастомозируя друг с другом. Поперечные перегородки в них отсутствуют на значительных протяжениях. Содержимое представлено протоплазмой с многочисленными клеточными ядрами и клеточным соком указанного выше состава. Физиологическое значение этих гиф подчеркивается тем, что они особенно близко подходят к спороносным частям плодового тела, где идет усиленное потребление питательных материалов (рис. 18, 1 и 2).

Рис. 18.
1 — Corticium violaceo-lividum, разрез через край плодового тела, пронизанного проводящими гифами;
2— Lactarius deliciosus (рыжик), прохождение млечных гиф в пластике; конечные ответвления их проникают между базидиями.

В некоторых случаях наблюдается образование продырявленных ситовидных пластинок между этими гифами и окружающими их клетками (например у Mycena galeopus). Иногда содержимое таких гиф ярко окрашено растворенным пигментом (например у Fistulina hepatica), в других случаях оно имеет вид тонкой эмульсии от присутствия мелких капель распыленной смолы или жира, бесцветных или окрашенных. Такая масса называется млечным соком, а содержащие ее гифы млечными трубками (например у рыжика и др., рис. 19).

Рис. 19. Млечные трубки (т) у Lactarius, проходящие преимущественно через псевдопаренхиматическую ткань:
1 — продольный разрез пенька;
2— поперечный разрез пенька.

По содержанию запасных питательных веществ и расположению в плодовом теле они относятся к тем же проводящим элементам, а по содержанию смолы — к вместилищам экскретов. У многих гименомицетов, особенно у трутовиков, в плодовых телах содержатся еще более или менее округлые клетки, заполненные смолистым содержанием. Их можно рассматривать как типичные вместилища выделений.

Ядро

У грибов встречаются как одноядерные клетки, так и многоядерные. Низшие грибы, как мукоровые, сапролегниевые и другие с сильно развитым неклеточным мицелием, содержат в нем очень большое количество клеточных ядер (рис. 10).

Рис. 10. Saprolegnia. Окраска ядер.
1—растущий кончик гифы;
2 — средняя часть той же гифы.

Наоборот, хитридиевые большей частью одноядерны. Строго одноядерны среди аскомицетов клетки у всех Erysiphaceae (рис.11, 7). То же изолированно встречается у представителей других групп. Однако гораздо чаще среди аскомицетов встречаются формы с многоядерными клетками. Что касается базидиомицетов, то здесь обыкновенно больше определенности в числе клеточных ядер. Как правило мы имеем здесь или одноядерные или двуядерные клетки, причем те и другие характерны для разных стадий одного и того же гриба (см. смена ядерных фаз) (рис. 11, 2—4), Впрочем, у базидиомицетов первоначальная одноядерность (или двуядерность)в более старых клетках нередко сменяется на вторичную многоядерность.

Рис. 11.
1 — Phyllactinia, клетки мицелия с гаусторией, все одноядерны;
2 — Uromyces scutellatus, одноядерные клетки мицелия;
3 — Corticium terrestre, мицелий из двух двуядерных клеток;
4 — Corticium terrestre, одновременное деление двух ядер двуядерной клетки (дикариона).

Размеры клеточных ядер у грибов большею частью весьма незначительны (2—3 µ в диаметре). Наиболее крупные ядра встречаются в органах, связанных с половым воспроизведением, например в базидиях и особенно сумках, где первичное копуляционное ядро нередко достигает 10µ и даже более в поперечнике; сравнительно крупные ядра (и в вегетативных органах) имеет большинство Uredinales (рис. 12, 1). Наоборот, Мисогасеае и Ustilaginales отличаются чрезвычайной мелкостью своих клеточных ядер (в среднем около 1—1,5 µ в диаметре) (рис. 12, 2).

Рис. 12.
1 — Puccinia helianthi двуядерные клетки (увел. 750 раз);
2 — клеточные ядра в мицелии Мисог (увелич. 1500 раз);
3 — митозы в сумке Galactinia succosa;
4 — прямое деление ядра в почкующейся клетке дрожжей.

По форме ядра большею частью округлы или слегка вытянуты вдоль клетки. Строение их, поскольку его удалось изучить у сравнительно крупноядерных форм, представляет следующую картину: более или менее густая хроматиновая сеть и обычно одно ядрышко, лежащее часто весьма эксцентрично и даже иногда как бы высовывающееся отчасти за пределы ядерной оболочки. Последняя не всегда ясно выражена (рис. 11, 2; 12, 1).

Что касается более мелких ядер, то строение их разобрать очень трудно. Часто они представлены в виде мельчайшего окрашивающегося тельца, окруженного светльм, лишенным структуры, двориком (рис. 12, 2). Это тельце, лежащее большею частью центрально, обычно называется ядрышком, но не исключено, что в некоторых случаях оно представляет центральное скопление хроматина (т. е. ядро здесь кариозомного типа).

Деление ядер изучено главным образом в репродуктивных органах, особенно в развивающихся сумках и базидиях, где оно носит редукционный характер. В сумках наблюдается типичный мейозис с хорошо выраженными хромозомами, ахроматиновым веретеном и нередко с центрозомами на его полюсах и лучистыми фигурами, расходящимися от них в протоплазме. Фигура мейозиса формируется внутри ядерной оболочки, которая здесь вообще сохраняется обыкновенно очень долго, исчезая нередко только в телофазе (рис. 13).

Рис. 13. Развитие сумки у Peziza.
1 — слияние гаплоидных ядер;
3—8-стадии деления копуляционного ядра;
9 — второе деление;
10 — третье деление.

В базидиях имеют место такие же хорошо сформированные мейозы с тем отличием, что ядерная оболочка исчезает здесь большей частью уже во время профазы. Такие же вполне четкие митозы наблюдаются в развивающихся оогониях сапролегниевых и пероноспоровых. Что касается вегетативной области, то здесь деление ядер изучено крайне слабо. Оно нередко здесь носит примитивный, или упрощенный характер: ахроматиновое веретено деления выражено плохо, и самые хромозомы не обособляются с ясностью друг от друга. Однако при их расхождении в телофазе вырисовываются и долго сохраняются затем соединительные нити. На этой стадии хромозомы часто соединяются в две группы на каждом полюсе (рис. 14, 5). Это и дало основание ряду преимущественно французских авторов прийти к заключению, что число хромозом у всех базидиомицетов очень постоянно и равно двум а у всех аскомицетов оно равняется четырем. Такое заключение, поддерживаемое кое-где и в современных французских работах, нужно признать ошибочным. Те красящиеся тельца, которые видны в телофазе вегетативного деления, нужно толковать не как отдельные хромозомы, а как результат их соединения, так сказать, как метахромозомы. Это следует, например, из изучения кариокинеза у Uredinales. В вегетативной области у них обычно можно наблюдать по паре хроматиновых телец на каждом полюсе телофазы, а в редукционном делении, где хорошо обособляются как ахроматиновое веретено, так и хромозомы, число последних оказывается значительно больше двух: у разных видов от 8 до 16 (рис. 14).

Рис. 14. Деление ядер у Coleosporium:
1 — копуляционное ядро телейтоспоры;
2 — профаза редукционного деления;
3 — мета-анафаза;
4 — телофаза;
5 — деление двух гаплоидных ядер (дикарион).

Также и у аскомицетов число хромозом в редукционном делении, где их легче можно сосчитать, оказывается различным у разных видов, и почти всегда значительно больше четырех (например у Pyronema гаплоидное число их равно 12). Еще более упрощенные деления ядер в вегетативной области указываются у Entomophthoraeeae и дрожжей. Здесь ядерная оболочка сохраняется до конца деления, ахроматиновые нити не выражены, и ядро как бы просто перешнуровывается. Однако внутри его в это время происходят некоторые перегруппировки хроматина, как бы попытки к обособлению хромозом. Такое деление в известной мере напоминает амитоз. Еще более типичные амитозы описаны в старых уже дегенерирующих частях, например в колонках спорангиев мукоровых. Однако у сапролегниевых, по описанию Smith (1923), амитотически делятся молодые ядра в растущих кончиках гиф. Интересно, что у них же в развивающихся затем оогониях имеются вполне типичные митозы с ясно обособленными хромозомами. Таким образом, здесь имеется необычное цитологическое явление, что ядра, делившиеся сначала амитотически, восстанавливают затем в известный период типичные митозы. Обычно полагают, что амитоз имеет место только в дегенерирующих клетках, и митоз в них уже не восстанавливается. Довольно вероятно, амитотические деления или только внешние, похожие на них, распространены в вегетативной области и у многих других грибов.

Интересно отметить еще характер ядерных делений в тех клетках базидиальных грибов и аскогенных гифах сумчатых, которые нормально являются двуядерными. Их ядерный аппарат, называемый дикарионом, или синкарионом, состоит из двух ядер, то сближенных друг с другом, то отдаленных. При наступлении деления ясно выступает динамическая связь между ними, выражающаяся в том, что оба ядра делятся строго одновременно. При этом, если, как это часто бывает, ядра в покоящемся состоянии лежат друг за другом по длине клетки, иногда даже в ее противоположных концах, то, приступая к делению, они сближаются, ложатся рядом в поперечном направлении и затем одновременно делятся, причем оси делений ориентируются обыкновенно вдоль клетки (рис. 11, 4). Когда образовавшиеся две пары ядер разойдутся и клетка разделится поперек на две, то каждая из них в результате указанного механизма получит по два ядра, не являющихся сестрами.

Деление клетки у грибов не столь тесно связано с делением ядра, как это наблюдается у большинства других растений. Это имеет место не только в многоядерных клетках, но и в нормально одноядерных. Деление клетки может значительно отставать от деления ядра, благодаря чему на протяжении мицелия, состоящего из одноядерных клеток, могут нередко попадаться двуядерные (еще не успевшие разделиться) клетки. Цитологической основой указанного явления, может быть, является то, что, насколько это известно, при делении ядер у грибов никогда не образуется фрагмопластов, и самая клетка делится потом независимо от ядра путем врастания перегородки от периферии к центру. Эта перешнуровывающая клетку поперечная перегородка в самом центре часто не смыкается окончательно, оставляя здесь узкое отверстие (рис. 15). Благодаря этому клетки многоклеточного мицелия не вполне изолируются друг от друга, а остаются соединенными тончайшими протоплазменными нитями, называемыми плазмодесмами. В мицелии эти отверстия обыкновенно крайне узки (поА. Меуеr’у около 0,3 µ в диаметре), однако иногда они бывают и шире. Это наблюдается, например, при развитии некоторых конидий, расположенных цепочками. При этом через расширенные отверстия (до l µ и шире) легче осуществляется передача питательных веществ от нижних клеток к верхним. Через такие отверстия в поперечной стенке может иногда переходить даже клеточное ядро из одной клетки в соседнюю. Повидимому, такое явление нередко имеет место как у сумчатых, так и у базидиальных грибов в процессе апогамии (см. стр. 43). Такие же отверстия в перегородках образуются при нередко наблюдаемых у грибов анастомозах между соседними гифами. Эти вторичные отверстия обыкновенно значительно шире. Через них также может происходить переход ядер.

Рис. 15. Поры и плазмодесмы.
1 — базидия у Coprinus;
2—конидиеносец у Penicillium;
3 — гифа у Merulius с поперечной перегородкой и пряжкой. Оболочки взбухли от действия серной кислоты.

Продолжение >>

Класс Zygomycetes (Зигомицеты)

Половой процесс у грибов этого класса – зигогамия. На двух мицелиях с различным половым знаком или на одном мицелии формируются зигофоры – выросты (отроги) мицелия, которые растут навстречу друг другу до соприкосновения. В месте контакта они утолщаются. В каждой зигофоре обособляется многоядерный гаметангий. Стенки их в точках контакта лизируются и цитоплазмы сливаются. Ядра «+» и «–» перемешиваются. Появляется единая клетка, окружённая многослойной стенкой, т. е.формируется зигоспорангий, в котором созревает покоящаяся зигоспора. Ядра располагаются попарно и совершается процесс кариогамии. Постепенно все ядра, кроме одного, погибают. Оставшееся диплоидное ядро после мейоза дает 4 гаплоидных. Дочерние
ядра переходят в проростковую гифу. Из последней образуется спорангий, в который переходят ядра. Важным систематическим признаком грибов класса является строение поверхности отрогов и их форма. У примитивных видов поверхность гладкая. У грибов порядка Mucorales она снабжена длинными нитевидными или шиповидными выростами – придатками. Придатки защищают, прикрывают зигоспорангий. У зигомицетовых порядка Endogonales (Эндогоновые) плодовые тела напоминают клейстотеции. Внутри них находятся многоспоровые спорангии, зигоспоры, хламидоспоры, поэтому их называют спорокарпами, клейстотециями.

Большинство представителей ведут наземный и сапротрофный образ жизни. Их вегетативное тело – хорошо развитый несептированный мицелий. Бесполое спороношение осуществляется с помощью неподвижных, не связанных с водой спорангиоспор, развивающихся эндогенно, внутри спорангиев, как, например, у представителей порядка Muсorales (Мукоровые), или экзогенно на конидиеносцах, как у представителей порядка Enthomophthorales (Энтомофторовые).

Порядок Muсorales (Мукоровые)

Представители вызывают плесень пищевых продуктов (хлеба, варенья, плодов, овощей). Некоторые виды вызывают гниль овощей и плодов, плесневение семян. Многие представители порядка мукоровых минерализуют растительные остатки в почве, создавая гумус. Имеются также паразиты на грибах, насекомых, некоторых видах животных, водорослях и, по некоторым сообщениям, паразитируют на человеке. Среди грибов этого порядка чаще встречаются сапротрофы. У грибов мицелий обильный, развивается внутри и на поверхности питательного субстрата. Споры бесполого размножения (спорангиоспоры) без жгутиков, образуются внутри шаровидных спорангиев с колонкой и без нее. Спорангии образуются на длинных простых спорангиеносцах. При разрыве оболочки спорангия созревшие споры разносятся воздушным путем.

Половое размножение происходит при слиянии морфологически одинаковых, но различных по половым знакам гаметангиев. При слиянии последних образуется покоящаяся спора – зигота или зигоспора. В благоприятных условиях она прорастает в шаровидный спорангий с гаплоидными спорангиоспорами (см. рисунок 7). Наиболее распространенными являются представители семейства Muсoraсeае.

Рисунок 7 – Половое репродуктивное размножение у некоторых настоящих грибов и псевдогрибов:
1 – планогамия (изогамная (а), гетерогамная (б), оогамная (в) у хитридиомицетов;
2 – зигогамия: последовательные стадии формирования зигоспоры (а) и ее прорастание (б);
3 – оогамия, оплодотворение оогония (а) с помощью антеридия (б) у оомицетов; ооспора (в).

Семейство Mucoraсeае (мукоровые)

В состав семейства входят наиболее распространенные грибы, вызывающие плесень овощей, пищевых продуктов, семян многих культур. Наиболее многочисленным является род Mucor Fr., насчитывающий 150 видов. Спорангиеносцы у них простые, спорангии – шаровидные.

Гриб рода Мисоr образует шаровидные спорангии с гаплоидными, безжгутиковыми спорангиоспорами. Спорангии на длинных спорангиеносцах вырастают на мицелии свободно друг от друга. Под ними вырастают корневидные ризоиды (рисунок 26).

Рисунок 26 – Гриб рода Мисоr:
1 – шаровидные спорангии на спорангиеносцах;
2 – половой процесс гриба – зигогамия.

Половой процесс (зигогамия) сопровождается слиянием двух неподвижных клеток мицелия с образованием покоящейся зигоспоры. Зиготы не опушенные.

Mucor racemosus Fr. вызывает головчатую плесень овощей и пищевых продуктов. Спорангии – круглые, многоспоровые с тонкой оболочкой, цилиндрической колонкой внутри и с воротничком. Спорангиоспоры гриба овальные, почти шаровидные.

Гриб рода Rhizopus. В отличие от Мисоr гриб образует пучок спорангиеносцев по 3–5 штук, ризоиды которых отходят от пучка спорангиеносцев в виде корневидных придатков. Между пучками спорангиеносцев образуются дугообразные столоны. Основным представителем является Rh. nigricans Ehr. – возбудитель черной головчатой плесени. Спорангии шаровидные, крупные имеют шаровидную колонку. Спорангиоспоры овальные темно-серые.

Порядок Entomophtorales (Энтомофторовые)

К нему относятся паразиты насекомых, в том числе и вызывающие заболевания комнатных мух, тлей, комаров и других насекомых. Мицелий неклеточный многоядерный, часто распадается на отдельные клетки. На простых конидиеносцах одиночно образуются конидии – споры бесполого размножения. Половой процесс – зигогамия. Образовавшиеся зигоспоры имеют толстую многослойную оболочку. У некоторых представителей образуется мицелий с септами.

Семейство Entomophtoraсеаe (энтомофторовые)

Представители семейства паразитируют на многих вредителях сельскохозяйственных культур.

Род Entomophtora grylli Fres. поражает саранчовых и кузнечиков. Конидиеносцы простые или слаборазветвленные. Конидии образуются двух типов: первичные – крупные, грушевидные, одноклеточные на утолщенных, разветвленных конидиеносцах, и вторичные – на капилярных, тонких конидиеносцах.

Род Empusa muscae Fres. Гриб вызывает заболевание комнатных мух («осенняя болезнь мух»). Пораженные мицелием насекомые плотно приклеиваются к стеклу белым мучнистым налетом. На грибнице паразита образуются конидиеносцы с конидиями, выходящие через дыхательные отверстия и хитиновый покров. Конидии попадают на тело здоровых мух, прорастают и гифами пронизывают тело насекомого, особенно жировое тело. Созревший мицелий распадается на клетки, которые разпространяются по телу мухи, вызывая ее гибель. На белом налете мицелия образуются конидиеносцы с шаровидными конидиями. Они отбрасываются конидиеносцами и на субстрате прорастают в грибницу, на которой появляются новые конидиеносцы с конидиями (рисунок 27). Возможно применение этих грибов как средство биологической борьбы с вредными насекомыми в сельском и лесном хозяйстве.

Рисунок 27 – Род Entomophthora:
1 – муха с конидиями гриба;
2 – конидиеносцы и конидии, отбрасывание конидий.

Настоящие (истинные) грибы. Особенности классификации и биологии настоящих грибов

Отделы Ascomycota вместе с Базидиальными (Basidiomycota) и Митоспоровыми (Deuteromycota) составляют группу высших настоящих грибов. Филогенетически сумчатые являются продолжением эволюции низших настоящих грибов и во многом они похожи на зигомицеты. Однако они обладают и другими свойствами.

Отдел Zygomycota (Зигомицеты)

Вегетативное тело грибов отдела Zygomycota чаще представлено одноклеточным многоядерным мицелием. У некоторых специализированных групп, например, энтомофторовых, мицелий содержит септы с микропорами. Септы образуются и в зрелых гифах мукоровых. У многих представителей отдела наблюдается мицелиально-дрожжевой диморфизм: в одних условиях они существуют в виде мицелия, а в других – в виде покоящихся клеток. Стенки клеток мицелия содержат хитин и хитозан. Запасное вещество – гликоген.

Бесполое размножение (анаморфа) осуществляется спорангиоспорами. Они образуются в односпоровых или многоспоровых спорангиях. Реже в размножении участвуют геммы и хламидоспоры. Половой процесс – зигогамия – известен не у всех групп. В результате зигогамии образуется телеоморфа (зигоспора).

Класс Chytridiomycetes (Хитридиомицеты)

Хитридиомицеты насчитывают около 1000 видов грибов. Классификация Chytridiomycetes основывается на особенностях ультраструктурного строения зооспор (Белякова Г. А и др., 2006). Характерной особенностью грибов класса является примитивное строение таллома. Оно представлено у большинства грибов одиночной клеткой, иногда без жесткой клеточной стенки. Некоторые представители развивают ризомицелий или несептированный мицелий. Хитиново-глюкановая клеточная стенка у них напоминает стенки высших грибов. Бесполое размножение осуществляется зооспорами. Класс Chytridiomycetes содержит 6 порядков. Деление класса на порядки основано на особенностях строения жгутиков зооспор, взаимного поглощении ядра и кинетосомы, расположения рибосом, липидных глобул и т. д. В зооспорах имеется органелла – «гамма частица», связанная с запасанием белка. Наиболее вредоносными являются представители порядка Chytridiales и Spizellomycetales.

Порядок Spizellomycetales (Спизеломицетовые)

Для представителей порядка характерно наличие одноклеточного вегетативного тела, часто без оболочки. В зооспорах неправильной формы ядро тесно приближено к основанию жгутика. Рибосомы относительно равномерно рассеяны по всему объему зооспор. Половой процесс неизвестен (Белякова и др., 2006). Среди примитивных грибов порядка имеются паразиты высших растений и водорослей, а также сапротрофы.

Семейство Olpidiасеае (ольпидиевые)

Представители семейства чаще имеют амебоидное тело в виде цилиндрической клетки и зачаточного мицелия. Амебоид в пораженных клетках растений превращается в один зооспорангий с одножгутиковыми зооспорами. В цикле развития зооспоры могут копулировать с образованием двуядерной планозиготы. Из планозиготы формируется покоящаяся циста, которая всегда прорастает в один зооспорангий. К этому семейству относится возбудитель черной ножки рассады капусты (Olpidium brassicae Wor.). Поражается корневая шейка всходов. Ткань размягчается, чернеет, загнивает, растения желтеют, погибают. Покоящиеся споры имеют толстую оболочку звездчатой структуры. Такие споры прорастают в шаровидные зооспорангии с удлиненной циллиндрической шейкой. В них формируются зооспоры с одним жгутиком. Одножгутиковые зооспоры на поверхности корневой щейки всхода покрываются оболочкой, содержимое переливается в клетку, превращаясь затем в спорангий.

Порядок Chytrydiales (Хитридиевые)

Жизнедеятельность этих грибов связана с водной средой. В почве для них необходима кислая реакция. Вегетативное тело – многоядерный плазмодий или зачаточный мицелий (ризомицелий). Бесполое размножение осуществляется одножгутиковыми зооспорами. Характерной особенностью зооспор является наличие митохондрий, включенных в комплекс микротелец – липидных глобул, а ядро расположено в стороне от этого комплекса и рибосом. В отличие от представителей порядка Spizellomycetales рибосомы не рассеяны по клетке, а сгруппированы в ее центре и окружены двойной оболочкой мембраны (Белякова и др., 2006). В результате полового процесса (изогамии) образуются покоящиеся споры – цисты, покрытые толстой трехслойной оболочкой. Цисты сохраняют жизнеспособность в растительных остатках и почве до 10 лет и более.

Семейство Synchytriасеае (синхитриевые)

Представители семейства – внутриклеточные паразиты растений, которые имеют простое по развитию вегетативное тело в виде кусочка протоплазмы. Зооспоры и гаметы образуют один гладкий бичеобразный жгутик, прикрепленный на заднем конце. Представитель – Synchytrium endobioticum Perc., вызывающий рак картофеля (рисунки 24 и 25).

Рисунок 24 – Род Synchytrium:
1 – симптомы рака на клубнях картофеля;
2 – сорус зооспорангиев;
3 – зооспорангий;
4 – зооспоры;
5 – зигота;
6 – покоящаяся циста.
Рисунок 25 – Биологический цикл развития S. endobioticum (по Agrios):
1 – симптомы рака на клубне картофеля;
2 и 3 – прорастание цисты в зооспоры;
4, 5 – инфицирование клеток клубня картофеля;
6 – развитие просоруса;
7 – прорастающий зооспорангий;
8 – сорус зооспорангиев;
9, 10, 11 – выход зооспор, их копуляция, внедрение в клетки клубня картофеля.

На глазках клубней, столонах образуются бугристые опухоли вначале белого, затем бурого цвета, содержащие массу цист. При прорастании цисты образуют сорус зооспорангиев с зооспорами. Последние переливаются в клетки молодого клубня, образуя плазмодии. Клетки разрастаются, а соседние – усиленно делятся. Плазмодии покрываются двуслойной оболочкой и превращаются в летнюю цисту. На ней формируется сорус из 5–9 зооспорангиев, в каждом из которых содержится до 300 зооспор. Зооспоры заражают другие клубни.

Низшие (настоящие) грибы

Согласно генно-молекулярной систематике среди истинных грибов имеется два отдела – Chytridiomycota, Zygomycota, в состав которых входят наиболее простые, примитивные по своей организации грибы. Это мельчайшие организмы с зачаточным мицелием (или без него) в виде плазмодия (Chytridiomycota). Представители другого отдела (Zygomycota) имеют хорошо развитый мицелий без перегородок или с перегородками. Филогенетически они близкородственны, а половой процесс у них осуществляется по зигогамному типу.

Отдел Chytridiomycota (Хитридиомицеты)

Это единственная группа в царстве истинных грибов, в цикле развития которых имеются жгутиковые стадии – зооспоры и планогаметы. Они имеют один гладкий жгутик, направленный при движении назад. Тело представлено голой цитоплазмотической массой или одноклеточным ризомицелием. У некоторых грибов образуется зачаточный мицелий без перегородок (порядок Blastocladiales). Клеточная стенка мицелия содержит хитин. Половой процесс (телеоморфа) осуществляется несколькими типами: гаметогамией, изогамией, гетерогамией, оогамией и соматогамией. Их бесполое размножение (анаморфа) осуществляется зооспорангиями с зооспорами. Только у хитридиомицетов имеются жгутиковые стадии.

В отделе собраны паразиты водорослей, цветковых паразитов, грибов. По способу питания среди них так же имеются сапротрофы, разрушающие целлюлозу и хитин. Отдел содержит один класс Chytridiomycetes.

Царство Fungi (Eumycota), Настоящие (истинные) грибы

Царство настоящих грибов Fungi – самое крупное по количеству видов, в том числе фитопатогенных возбудителей опасных болезней сельскохозяйственных культур.

В состав царства входят 5 отделов:

  • Chytridiomycota (Хитридиомикота);
  • Zygomycota (Зигомикота);
  • Ascomycota (Аскомикота);
  • Basidiomycota (Базидиомикота);
  • Deuteromycota (Дейтеромикота).

Эволюционное единство отделов настоящих грибов базируется на следующих основных признаках:

  • клеточные стенки таллома по составу полисахаридов принадлежат к хитинглюкановому типу – хитину и хитозану;
  • синтез лизина идет через d-аминоадипиновую кислоту;
  • митохондрии имеют пластинчатые кристы;
  • ациклические полиолы образуются активно.

Грибы имеют септированные гифы с порами в центре септ. Только представители хитридиомицетовых, отдел Chytridiomycota, имеют амёбовидный таллом.

Нитевидные гифы имеют толщину около 5 мкм. Благодаря наличию пор в септах цитоплазмы клетки грибницы связаны между собой. Сохранение вида, популяции, размножение и распространение грибов происходит с помощью видоизменений таллома и специальных плодовых тел – ризоморф, склероциев, мицелиальных стром, клейстотецев, перитециев и т. д. Грибы проникают в клетки пораженных растений, поглощают питательные вещества с помощью гаусториев- пенетрационных (проникающих) гиф. Грибы размножаются репродуктивным и вегетативным способами.

Согласно старой «домолекулярной» систематике грибы нынешнего отдела Chytridiomycota относили к низшим настоящим грибам. Располагались они сразу после слизевиков и плазмодиофоровых – примитивных грибов.

Однако, новейшими исследованиями на генетическом уровне удалось установить филогенетическую связь таксонов отдела Chytridiomycota с представителями более высокоразвитого отдела Zygomycota. Оказалось, что у представителей отдела хитридиомикота половое размножение протекает по зигогамному типу, как у зигомицетов, а бесполое – зооспорами.

Истинными грибами считаются эукариотические, спорообразующие, бесхлорофильные организмы с адсорбивным питанием, размножающиеся половым и бесполым путём. Талломы грибов нитчатые, разветвленные, состоящие из клеток с жесткими оболочками, а у примитивных форм тело – одноклеточный амебоид или зачаточный ризомицелий (Дьяков Ю. Т., 1997; Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л., 2006).

Осмотрофный способ питания позволяет этим грибам:

  • создавать оптимальные типы таллома;
  • максимально осваивать питательный субстрат;
  • упрощенно, быстро и эффективно формировать репродуктивные органы, споры которых распространяются практически во всех экологических зонах Земли.

Царства отличаются друг от друга по происхождению, типу вегетативного тела, особенностям состава полисахаридов клеточных стенок, размножению и строению белков, ДНК, РНК и т. д. Объединяются они общим названием – царство Fungi , или настоящие грибы (см. таблицу 1), как имеющие гетеротрофный способ питания. Они имеют настоящие клеточные ядра (Eucarionti) с хромосомами и клетку с мембраной, или без неё и т. д. Митохондрии имеют пластинчатые кристы. У примитивных представителей имеется обычно один гладкий жгутик для движения зооспоры и гаметы. Имеются и аэробные представители с 10 и более жгутиками. По трофическим связям настоящие грибы относятся к сапротрофам, паразитам и симбионтам.

Класс Oomycetes (Оомицеты)

Вегетативное тело этих псевдогрибов – хорошо развитый, многоядерный, неклеточный мицелий. Оболочка клеток содержит целлюлозу и глюканы (жиры). Половой процесс у грибов класса – оогамия: слияние женской половой клетки – оогония и мужской – антеридия (рисунок 12).

Рисунок 12 – Оогамный половой прцесс:
1 – оогоний;
2 – антеридий.

В результате образуются покоящиеся ооспоры, имеющие толстостенную оболочку (рисунок 13). Образовавшиеся ооспоры сохраняются и при благоприятных условиях являются источником первичного размножения. Ооспоры прорастают в зооспорангии с зооспорами. Зооспоры имеют перистый и гладкий жгутики.

Рисунок 13 – Ооспоры в клетках пораженной ткани.

Бесполое размножение осуществляется зооспорами и конидиями. В капельножидкой влаге зооспорангий образует двужгутиковые зооспоры, которые прорастают в мицелиальный росток, способный заражать растения. В отсутствии капельной влаги бесполые споры сразу прорастают в мицелий по типу конидий.

Возбудители заболеваний растений представлены в двух порядках: Peronosporales (Пероноспоровые) и Saprolegniales (Сапролегниевые).

В основу классификации псевдогрибов положены особенности строения мицелия, зооспорангиев, зооспор и ооспор, строения клеточной стенки, наличия трубчатых крист у митохондрий и филогенетической общности между собой.

Порядок Saprolegniales (Сапролегниевые)

Порядок состоит из простейших оомицетов, влючающий около 100 видов. Вегетативное тело грибов-водорослей (псевдогрибов) – неклеточный, толстостенный, многоядерный мицелий, на котором образуются тонкие ризоиды, внедряющиеся в субстрат. В оболочке мицелия имеется целлюлоза. На гифах развиваются зооспорангии, а также половые гаметангии – оогонии и антеридии. При неблагоприятных условиях гифы образуют геммы, которые в благоприятных условиях применяются при вегетативном размножении.

Половой процесс – оогамия: слияние женской половой клетки – оогония – и мужской – антеридия. Покоящиеся ооспоры имеют толстостенную оболочку. При прорастании ооспоры образуются чаще всего зооспорангии с двужгутиковыми зооспорами (рисунок 14). Бесполое размножение осуществляется двужгутиковыми зооспорами. Паразитируют в пресных и морских водах на бурых и красных водорослях, планктоне и рыбах.

Рисунок 14 – Род Saprolegnia:
1 – зооспорангии с зооспорами;
2 – оогоний и антеридии;
3 – «корнеед» всходов сахарной свеклы.

Семейство Saprolegniaсеае (сапролегниевые)

Многие виды семейства – водные сапротрофы. Живут в воде или во влажной почве, на трупах насекомых, иногда – на икре рыб, мальках, ослабленных рыбах. Некоторые виды рода Saprolegnia Drechs. (сапролегния) паразитируют на корнях высших растений. Мицелий их хорошо развит, без перегородок, способен распадаться на геммы.

Тонкие ризоидальные гифы внедряются в субстрат, а основные толстые гифы растут свободно на поверхности субстрата или около него. Ооспоры прорастают в зооспорангии с зооспорами. Зооспоры имеют 2 жгутика – один перистый, один гладкий (рисунок 14).

Aphanomyces cochlioides Drechs. – возбудитель «корнееда» сахарной свеклы. Псевдогриб образует мицелий на поверхности пораженной ткани основания стебля в виде белого пушка из толстых гиф. Вызывает гибель всходов свеклы. Ооспоры прорастают в зооспорангии с зооспорами (рисунок 15).

Рисунок 15 – Род А. cochlioides:
1 – пораженное растение сахарной свеклы [ориг.];
2 – молодой зооспорангий;
3 – зооспорангий с разделившейся протоплазмой;
4 – колония зооспор;
5 – скопление зооспор в шары;
6 – проросшие зооспоры;
7 – оогоний и антеридий.

Порядок Peronosporales (Пероноспоровые)

Представители порядка отличаются от близкого, но более примитивного порядка Saprolegniales по ряду признаков, отражающих эволюционные направления развития в классе Oomycetes:

  • переход от сапротрофного типа питания к факультативному и облигатному паразитизму;
  • потеря способности синтезировать стерины;
  • формирование специализированного спорангия;
  • потеря первичной зооспоры (дипланетизма или вообще зооспор);
  • сокращение числа антеридиев;
  • уменьшение числа оосфер в оогонии;
  • подавление гомоталлизма в пользу гетероталлизма;
  • уменьшение диаметра гиф и появление внутриклеточного гаустория (Багирова С.Ф., 2003).

У представителей порядка пероноспоровые мицелий хорошо развитый, неклеточный с обособленными зооспорангиеносцами.

Покоящиеся споры – ооспоры – сохраняются в почве, растительных остатках. Прорастают они или в зооспорангиеносец или в короткую гифу с зооспорангиями. Зооспоры двужгутиковые. Бесполое размножение может осуществляться и конидиями.

Эволюция идет в направлении постепенной замены зооспор конидиями и перехода к облигатному паразитизму. Представители семейств имеют хорошо развитый неклеточный мицелий, развивающийся по межклетникам растений. В клетки растений проникают гаустории псевдогрибов. На поверхность, чаще на нижней стороне листьев, зооспорангиеносцы выступают из устьиц.

Деление порядка на семейства произошло по морфологическим особенностям, степени паразитизма и характеру вызываемых ими болезней. Однако, главный признак – особенности строения зооспорангиеносцев и характер прорастания спор (рисунок 16). Порядок делится на семейства – Pythiaceae (питиевые), Phytophthoraсеае (фитофторовые), Peronosporaceae (пероноспоровые), Albuginaceae (альбуговые).

Рисунок 16 – Строение спорангиеносцев и характер прорастания спор пероноспоровых грибов родов:
1 – питиум (Pythium);
2 – плазмопара ((Plasmopara);
3 – псевдопероноспора (Pseudoperonospora);
4 – фитофтора (Phytophthora);
5 – пероноспора (Peronosporа);
6 – бремия (Bremia);
7 – альбуго (Аlbugo).

Семейство Pythiaceae (питиевые)

Представители этого семейства – паразиты. Тело питиевых – хорошо развитый многоядерный мицелий. Они заражают растения через раны, выделяют токсины и разрушают ткани растений. Мицелий толстый, распространяется по межклетникам. В клетки растения-хозяина проникают гаустории паразита.

Большинство представителей вызывает заболевания всходов растений. Основное место их обитания – почва. Расселяются они по воздуху, воде, а также с помощью животных и насекомых. В цикле развития имеется стадия подвижных зооспор с двумя жгутиками. Pythium debaryanum Hesse., Pythium ultium Trow. – весьма агрессивныe паразиты, поражающий более, чем 150 видов высших растений. Поражают всходы гороха, свеклы, салата, капусты, редиса, табака, кукурузы, пшеницы и т. д., вызывая «корнеед», корневую гниль, черную ножку. Пораженные корешки отмирают, что приводит к гибели всходов. На пораженной ткани во влажную погоду появляется одноклеточная бесцветная, в массе белая рыхлая грибница с зооспорангиями. В конце вегетации в тканях образуются покоящиеся ооспоры.

Семейство Phytophthoraсеае (фитофторовые)

Представители этого семейства – паразиты. Тело их – хорошо развитый многоядерный мицелий. Они заражают растения через раны, выделяют токсины и разрушают ткани растений. Мицелий толстый, распространяющийся по межклетникам. В клетки растения – хозяина проникают гаустории, на концах которых находятся одиночные зооспорангии с двужгутиковыми зооспорами (рисунок 16). На мицелии образуются и ооспоры с толстой темной оболочкой.

Гриб Phytophthora infestans de Bary вызывает фитофтороз картофеля и томатов, наносящий большой ущерб урожаю этих культур. Гриб поражает листья, клубни картофеля, плоды томатов. Мицелий эндогенный, толщиной около 8 мкм. Пораженные ткани начинают отмирать, а паразит распространяется на соседние живые участки. На поверхности листа, на границе живой и мертвой ткани, появляется беловатый налет, состоящий из зооспорангиеносцев и конидиеносцев (рисунок 17).

Рисунок 17 – Род Phytophthora:
1 – зооспорангиеносец (конидиеносец);
2 – зооспорангий;
3 – конидии;
4 – ооспора;
5 – листья томатов, пораженные фитофторой.

Они симподиально ветвятся, образуют лимоновидные зооспорангии, которые, в зависимости от температуры и влажности воздуха, прорастают в зооспоры или гифы. Сохраняется мицелий в клубнях картофеля. Пораженный картофель – источник заражения томатов фитофторозом. В кожице пораженных плодов томатов образуются покоящиеся ооспоры.

Семейство Peronosporaceae (пероноспоровые)

Представители этого семейства – облигатные паразиты, вызывающие ложную мучнистую росу многих сельскохозяйственных и дикорастущих растений.

Для своего развития грибам требуется высокая влажность воздуха. Мицелий развивается всегда внутри тканей по межклетникам, а в клетки проникают гаустории (рисунок 18).

Рисунок 18 – Особенности мицелия и гаусториев пероноспоровых грибов:
1 – толстые разветвленные межклеточные гифы;
2 – тонкие межклеточные гифы;
3 – пузыревидные гаустории;
4 – нитевидные гаустории;
5 – нитевидные разветвленные гаустории.

Бесполое размножение происходит с образованием зооспорангиев, которые чаще прорастают также двужгутиковыми зооспорами (обычно их восемь), но некоторые, например, роды Peronospora (пероноспора) и Bremiа (бремия) – в ростковую трубку по типу конидий (рисунок 19).

Рисунок 19 – Род Bremia:
1 – конидиеносец;
2 – проросшие конидии;
3 – ооспора.

У рода Peronospora (пероноспора) формируются дихотомически ветвящиеся конидиеносцы. Конидии всегда прорастают гифой (рисунок 20). Сюда относятся грибы: Peronospora tabacina Adam., возбудитель пероноспороза табака; P. schachtii Fckl, вызывающий ложную мучнистую росу свеклы; P. destructor Casp, паразитирующий на луке и вызывающий ложную мучнистую росу.

Рисунок 20 – Род Peronospora:
1 – конидиеносец;
2 – проросшие конидии;
3 – ооспора;
4 – пероноспороз листьев гороха.

Грибы рода Plasmopara (плазмопара) – облигатные паразиты. Их конидиеносцы ветвятся моноподиально, ветви отходят почти под прямым углом. P. viticola Berl. вызывает ложную мучнистую росу (милдью) винограда. Болезнь поражает листья, побеги, усики, ягоды. Заражение происходит только через устьица. Внутри тканей развивается мицелий с шаровидными гаусториями. На верхней стороне пораженных листьев образуются маслянистые бледно-зеленые пятна, а на нижней – налет белого цвета, состоящий из множества зооспорангиеносцев с зооспорангиями. В конце вегетации образуются ооспоры, зимующие в отмершей ткани (рисунок 21).

Рисунок 21 – Вид Plasmopara viticola:
1 – зооспорангиеносец;
2 – зооспоры;
3 – ооспора;
4 – милдью винограда.

Plasmopara helianthi Novot. паразитирует на подсолнечнике, вызывая ложную мучнистую росу в виде белого налета на нижней стороне листьев. Болезнь вызывает карликовость растений, усыхание листьев, образование пустых семянок.

Pseudoperonospora cubensis Berk. et Curt. – возбудитель ложной мучнистой росы или пероноспороза огурца. Бесполое спороношение у него представлено зооспорангиеносцами с зооспорангиями, а половое – ооспорами. Зооспорангиеносцы дихотомически разветвлены (рисунок 22). В верхней части они ветвятся под острым углом, как у рода Peronospora. Конечные ветви заостренные и клювовидно изогнутые. Таким образом, по морфологическим особенностям род Pseudoperonospora занимает промежуточное положение между родами Plasmopara и Peronospora.

Рисунок 22 – Вид Pseudoperonospora cubensis:
1 – зооспорангиеносец;
2 – зооспоры;
3 – ооспора;
4 – ложная мучнистая роса огурца.

Семейство Albuginaceae (альбуговые)

Семейство представлено облигатными паразитами высших растений. Мицелий межклеточный, эндогенный. Зооспорангиеносцы – булавовидные, ветвящиеся. Зооспорангии образуются под эпидермисом в виде цепочек. Паразитируют на растениях семейства крестоцветных, вызывая утолщения, искривления, деформацию пораженных стеблей, цветоносов, черешков. На листьях и других органах образуются белые пустулы. Наиболее распространенный вид – Albugo candida (Pers. еt Lev) Kuntze образует белые пустулы зооспорангиев, которые прорастают в капельно-жидкой влаге с образованием двужгутиковых зооспор (рисунок 23).

Рисунок 23 – Род Albugo:
1 – спороношение гриба;
2 – зооспоры;
3 – ооспора.