Mikromicetų rūšies formavimosi ir funkcionavimo pagrindai

Įvadas: Kas yra mikromicetai ir ko mes siekiame šituo darbu. Mikromicetai savita gyvų organizmų grupė,jos esminiai savitumai ir vaidmuo gamtinėje aplinkoje.

Tikslas:Apibendrinti mikromicetų citologines,morfologines ir fiziologines savybes,rūšių formavimosi ypatybes ir reikšmę biologinių sistemų susidaryme natūralios aplinkos sąlygomis.

1.Mikromicetų ląstelės sandaros savitumai

1.1Dauginimosi būdai;

1.2Morfologiniai požymiai;

1.3Genetinės savybės;

1.4Evoliucijos procesas:

2.Mikromicetų fiziologiniai ypatumai

2.1Mitybinės;

2.2Adaptacinės;

2.3Sąntykiai su kitais biotais;

3.Mikromicetų rūšys s ir jų formavimasis

4.Mikromicetų rūšies funkcionavimas gamtinėje aplinkoje

4.1Dirvožemyje;

4.2Augaluose;

4.3Kituose biotuose;

5.Mikromicetų vaidmuo bendrame aaplinkos mechanizme

Išvados:

Literatūra:1.”Patogeniški ir toksiški mikroorganizmai žmogaus aplinkoje” A.Lugauskas, A.Paškevičius, J.Repečkienė 2002m.

2.”Botanikos ir mikologijos nomenklatūra” E.Kutorga 1997m.

3. “Žemesniųjų augalų sistematika” V.Galinis 1979m.

4. “Mikrobiologiniai medžiagų pažeidimai“ A.Lugauskas 1997m.

5. “Mikrobiologinė technika“ Biol.m.dr.P.Bluzmanas 1970m.

ĮVADAS:Šalia kitų mikroorganizmų,gausiai paplitusių žmogų supancioje aplinkoje,visada randami mikrocetai. Mikromicetai yra augalinės kilmės bechlorofiliai,daugialąsčiai,nejudrūs mikroorganizmami.

TIKSLAS:Apibendrinti mikromicetų citologinius,morfologinius ir fiziologinius savitumus,rūšių formavimosi ypatybes ir reikšmę biologinių systemu susidaryme naturaliom aplinkos sąlygomis.

1. Mikromicetų ląstelės sandaros ypatumai

1.1 Dauginimasis

Grybai dauginasi vegetatyviniu,lytiniu ir nelytiniu būdais. Vegetatyviškai dauginasi atitrūkusiomis grybienos,atskirų hitu,ir rizomorfų dalimis,ląstelių ddalijimusi,ląstelių pumpuravimusi,skleročiais. Nelytinio dauginimosi metu grybai sudaro įvairias sporas – zoosporas, sporangiosporas, konidijas. Sporos pasigamina įvairiais būdais: vienu sporos pasigamina specialiuose vaisiakūniuose,kitų – pačioje vegetatyvinėje ląstelėje. Vienu mikromicetų sporos susidaro tik nelytiniu būdu,o kitų – gali susidaryti ir lytiniu būdu.Konidijomis ddauginasi dalis žemesniųjų mikromicetų. Jos susidaro ant tam tikrų hitų atšakų – konidijakočių,egzogeniškai. Vienų grybų konidijakočiai būna paprasti arba šakoti,tiesūs arba išlenkti,trumpi arba ilgi,bespalviai arba spalvoti. Konidijakočiai su konidijomis gali būti pavieniai,susikibę i grandinėles,keks su pertvarėlėmis ir be jų. Forma rutulio,ovalo,cilindro,siūlo. Lytinio dauginimosi būdas daugelyje rūšių nežinomas – neištyrtas.

1.2 Morfologiniai požymiai

Ilgą laiką grybai buvo biologų ginčo objektas. Vieni buvo linkę priskirti juos augalų pasauliui, kiti – gyvūnų, kol galiausiai sulygo, kad tai atskira gyvojo pasaulio karalystė iš didelės, heterogeniškos, ypatingos sandaros ir gyvensenos organizmų grupė. Jiems būdinga savita morfologija, dauginimosi būdai, vystymosi ciklai, fiziologinės savybės. Grybai yra heterotrofai, sudėtingų junginių sintezę vykdantys iš organinių maisto medžiagų. Pagal daugelį požymių artimi gyvūnams. Jų medžiagų apykaitoje svarbią vietą užima cikliniai mmonohidroksiliniai antriniai alkoholiai – steriliai. Pirmajame grybų ir gyvūnų ląstelės vystymosi etape šių junginių sintezė vyksta vienodai, ir susidaro cholesterolis (C H OH)- gyvulių audinių steroidinis alkoholis. Toliau grybo ląstelėse šio junginio sintezė nukrypsta ergosterolio (sterinų grupės policiklinio alkoholio) susidarymo kryptimi. Ultravioletiniams spinduliams paveikūs, iš šio junginio susidaro vitaminas D2, kuris kaupiasi grybo ląstelėse.

Grybo ląstelėje, ypač apvalkalėlyje, gausu fosfatų ir jų junginių. Jie vykdo labai specialias energijos apykaitos ir mitybos funkcijas. Veikiant silpniems dariniams (amoniakui, dažams) pastebėtas polifosfatų ryšys ssu voliotino granulėmis grybo ląstelės vakuolėse. Voliutino sudėtis grybo ląstelėje nepastovi, grybo ontogenezės metu kinta. Jo kiekio didėjimas vakuolėse glaudžiai susijęs su polifosfatų kiekio didėjimu, kuris aktyviai vyksta nukleorūgščių sintezės metu. Grybų voliutinas skiriasi nuo augalų ir prokariotų atitinkamų junginių. Jis yra artimesnis gyvulių ląstelėse randamam krinomui.

Polifosfatų biosintezė grybų ląstelėje prasideda nuo daugiapolimerų frakcijų; žemesnės, paprastesnės frakcijos susidaro pirmosios degraduojant. Kondensuotų polifosfatų funkcijos grybų ląstelėse yra labai panašios į adenozintrifosforo rūgšties (ATP) funkcijas, kur fosforas ir energija atsipalaiduoja trūkstant ryšiams tarp –O – P – . Tarp polifosfatų ir ATP yra esminių skirtumų. Polifosfatų savybė greitai polimerizuotis įgalina kauptis energijos ir fosforo rezervams ląstelėje nepažeidžiant jos homeostazės. Tai ypač svarbu nuo aplinkos stipriai priklausantiems grybams. Didelio molekulingumo polifosfatams būdinga tiksli specializacija metabolitiniuose procesuose. Žemesnės polifosfatų funkcijos yra fermentinių procesų ir sintezės energijos donorės, aukštesnės – susijusios su nukleorūgščių sinteze ir cukrų transportu pro membraną. Fosfatų kiekis grybo ląstelės organelėse yra nevienodas. Branduolyje randama polifosfatų frakcija susijusi su DNR biosintezė. Didesnioji dalis rūgštyse ir druskose tirpių polifosfatų frakcijų įeina į valiutino sudėtį ir lokalizuojasi protoplastuose. Čia vyksta glikolizės procesai. Kvėpavimo grandžių vietose bei mitochondrijose polifosfatų dažniausiai nerandama. Ląstelių endoplazminio tinklo audinys grybo ląstelėse vystosi žymiai greičiau negu augalų ir gyvūnų lląstelėse. Jis išsišakoja citoplazmoje ir glaudžiai įsijungia į membraninių kanalėlių, cisternų ir ertmių sistemą. Pastarosios svarbiausios funkcijos – apykaitos produktų ir metabolitų transportavimas tarp ląstelės organoidų. Dalis šios sistemos padengta ribosomomis – smulkiais grūdeliais, sudarytais iš baltymo ir DNR. Čia vyksta baltymų sintezė. Augalams ir gyvūnams būdinga citokinezė – ląstelės dalijimosi pusiau metu ryšys su branduolio dalyba. Grybuose tokio ryšio nėra. Juose nėra ir Goldžio aparato – mikroskopinės membraninės struktūros, sudarytos iš krūvelės plokštelių cisternų arba grupės lėkštų glaustų pūslelių, dalyvaujančių įvairių produktų, ypač enzimų, sekrecijos procese. Eukariotams šis organoidas būdingas, tačiau grybuose yra tik atskiri jo elementai – cisterijos.

Grybams būdingas apkalinis ląstelių augimas. Tuo tarpu gyvulių ląstelės auga izodiametriškai visomis kryptimis, daugialąsčiai augalai – tįstamuoju augimu.

Vietoj pagrindinių grūdelio ar lazdelės pavidalo centrosomos elementų – centriolių, kurios būdingos gyvuliams ir kurių augaluose nėra, grybuose netiesioginio branduolio dalijimosi procese (mitozėje) dalyvauja specialūs polimeriniai kūneliai. Grybų artumą gyvūnams pabrėžia netiesioginis branduolių dalijimasis, kuris grybo ląstelėje irgi vyksta vagojimosi (raižymosi) būdu.

Grybai – eukariotai. Jų ląstelėse aiškiai suformuotas branduolys, kuris nuo citoplazmos skiria membrana. Visa ląstelė suskirstyta į skyrius – fragmentus, šie vieni nuo kitų atskirti membranomis. Mikromicetų funkcionavimas aplinkoje priklauso nuo bendrų biologinių dėsningumų, būdingų ir kitiems organizmams: membranų struktūros iir funkcijų, genetinio aparato sudėties, medžiagų apykaitos savitumų.

1.3 Genetinės savybės

1.4 Evoliucijos procesas

Evoliucijos procesas vyksta dviejų jėgų sąveikoje – organizmo paveldimų savybių ir gamtos sąlygų. Bet koks išorinės aplinkos pakitimas iššaukia vienokią ar kitokią organizmo reakciją, bet laipsnis ir kryptingumas šios reakcijos bus skirtingas, priklausomai nuo kokybinių ir kiekybinių išorinės aplinkos sąlygų ir organizmo paveldimų savybių pastovumo.

Nustatant genofondo tipa, svarbiausia yra jo vidinio kintamumo lygis tarp populiacijų ir pačios populiacijos viduje, morfologinis, funkcionalus bei adaptacinis kiekvieno tipo įvairumas.

Bendra rūšies teorija arba eidologija turi būti visapusiškai vertinama, tame tarpe ir tokios jos savybės, kurių neįmanoma ar nebūtina sisteminti, t.y. atrasti gilius dėsnius, kurie valdo funkcionavimą ir vystymąsi gyvųjų sistemų. Todėl pagrindiniu rūšies tyrinėjimo uždaviniu yra ne jo egzistavimą ir vystymąsi.

Rūšis paprastai apibūdinama kaip grupė natūraliai nesikryžminančių, reprodukciškai izoliuotų gamtoje nuo kitų grupių. Reprodukcinė izoliacija tokiu būdu yra pagrindinis rūšies kriterijus. Evoliucijos procesas, vykstantis nepertraukiamai, suprantamas kaip pastovus judėjimas, kitimas, atsiradimas ir sunaikinimas, jo begalinėje grandinėje yra mazgai, kurie sudaro rūšis kaip sistemas paveldimų formų. Išorinėje aplinkoje, kurioje vystosi organizmai, taip pat būtini ir kiti pilnaverčiai organizmai

2. Mikromicetų fiziologinės ypatybės

2.1 Mitybinės

Minta gatavomis organinėmis medžiagomis. Vieni jas ima iš negyvų (saprofitiškai), kiti iš gyvų (parazitiškai) organizmų. Grybuose

yra celiuliozinės ląstelių sienelės ir ligniną skaidančių fermentų. Juo labiau mikromicetai prisitaikę saprofitinei mitybai, juo įvairesnė jo fermentų sudėtis. Mikromicetai kartu su kitais mikroorganizmais suskaido sunkiai tirpstancius azoto bei fosforo junginius. Grybai akumuliuoja maisto medžiagas savo ląstelėse ir apsaugo jas nuo išplovimo. Mikromicetai skaido cheminius sudėtingus junginius, atlieka syntezę. Pagal mitybos pobūdį grybai priskiriami chemotrofiniams mikroorganizmami, kurie organinėms medžiagoms gaminti naudoja cheminius reakcijų energią nepriklausomai nuo šviesos. Didžioji grybų dalis priskiriama chemoorganotrofams, mitybai naudojantiems organines medžiagas. Kita dalis mitybai naudoja nneorganines medžiagas – chemolitotrofai ir galiausiai paratrofai, naudojantys gyvo organizmo ląstelės energiją.

2,2 Adaptacinės.

Daugelis gamtoje pasitaikančių mikroorganizmų pasižymi įvairiomis adaptacinėmis savybėmis.

Pagrindinė grybų adaptacinės paskirties medžiagos yra antibiotikai, toksinai, aminai. Grybų sintetinami antibiotikai ir toksinai yra rūgščios prigimties alifatiniai arba aromatiniai junginiai, aktyviai reguliuojantys membranų pralaidumą. Šios paskirties junginiams priklauso polienų tipo angliavandeniliai su daugybe C=C dvigubųjų jungčių, cikliniai junginiai. Aktyviai sintetina amino klasės azoto junginius, kurie difunduoja pro ląstelės membraną, padidina jų pralaidumą, suintensyvina osminės mitybos procesus ir ttampa pagrindiniais parazitizmo ir simbiozės procesų veiksniais. Šie junginiai ypač pavojingi šiltakraujams gyvūnams, o naudingi augalams. Realizacija potencialių organizmo savybių, keičiantis išorinės aplinkos sąlygoms. Šis adaptacijos tipas turi konkrečius adaptacijos mechanizmus, kurie įgalina organizmus tikslingai (adekvačiai) keisti medžiagų apykaitą arba nnuskaityti genetinę informaciją, keičiantis išorinės aplinkos sąlygomis. Šiais atvejais adaptacija praeina nepakeisdama genetinės informacijos nei kokybiškai, nei kiekybiškai, t.y. organizmo paveldimumui. Tokį adaptacijos tipą vadina fiziologiniu. Ypač aiškiai jis pasireiškia tarp Mikromicetų, pasižyminčių fermentiniu aparatu: kaip antai,

ASPERGILLUS;

PENICILLIUM;

CLADOSPORIUM;

SCOLECOBASIDIUM;

AUREOBASIDIUM;

TRICHODERMA;

Savybė tikslingai reaguoti į išorinės aplinkos pakitimus. Šis adaptacijos tipas imanomas tik keičiantis genetinės informacijos kiekiui, t.y. ryškiam genotipo kitimui.

Akivaizdu, kad pirmasis adaptacijos tipas neįmanomas be antrojo tipo. Mikromicetų adaptacija – tai sumarinis pasireiškimas fenotipo lygmenyje organizmo ir išorinės aplinkos kaip vieningos sistemos. Šis procesas charakterizuojamas tik jam vienam būdingomis savybėmis, todėl jį reikia išskirti kaip atskirą kategoriją biologinių reiškinių. Adaptacinės ir griaunančios-naikinančios Mikromicetų rūšies savybės pirmiausia pasireiškia trofiniai ryšiai. Pusiausvyra tarp sintezės ir destrukcijos tarp rūšių – būtina sąlyga kiekvienos rūšies egzistavime. Biotinis …….pasireiškia kaip trofinis procesas, o patys organizmai sudaro trofines grandines, kur kiekviena rūšis naudojasi konkrečiais mitybos šaltiniais ir pati tarnauja, kaip mitybini objektas. Kiekvienos rūšies Mikromicetų organizmų fiziologija susijusi su maitinimo ypatybėmis. Savybė pereiti nuo vienų medžiagų ant naujų paaiškinama funkcionaliniais – fiziologiniais tos rūšies ypatumais, kurie susiformavo ilgalaikiai veikiant sudėtingiems organiniams substratams. Dalinai šios medieną ardančių grybų savybės turi evoliucinį pobūdį. Veikiant sintetiniai medžiagai ir kai kurioms jos sudedamosioms dalims kartais pasitaiko Mikromicetų fiziologinių funkcijų sustiprėjimas, padidėja galimybė sintezuoti oorganines rūgštis, kinta pigmentacija, fermentinis aktyvumas ir kitos funkcinės savybės: keičiasi kolonijų dydis ir kondicija, sustiprėja arba sustoja micelio vystymasis. Tokiu būdu, polimerinės medžiagos ir jų sudedamosios dalys (komponentai) gali iš esmės pakeisti kultūros – morfologines savybes ir mikroorganizmo galimybes gaminti kai kurias biologiškai aktyvias medžiagas.

2.2 Santykiai su kitais biotais

Gana įdomūs Mikromicetų santykiai su kitais gamtoje paplitusiais gyvais organizmais – nuo simbiozės iki parazitizmo. Bendrijoje tarpusavio ryšiai tarp atskirų rūšių yra skirtingi, tačiau dažniausiai jie turi trofinį pobūdį, kada vienos rūšies metabolitai pasisavina medžiagą kaip maitinamąjį substratą kitoms rūšims. Kiekviena mikroorganizmų rūšis tokioje sistemoje turi konkrečią užduotį, ji tampa bendruomenės nare, tačiau pastoviai jaučia kitų mikroorganizmų įtaką. Dėl to dažnai pakinta morfologinės, kultūrinės ir fiziologinės rūšies savybės.Ant daugelio pažeistų medžiagų vystosi įvairios Mikromicetų rūšys. Dėl to proceso tarp Mikromicetų susidaro tamprūs tarpusavio ryšiai, nuo kurių priklauso atskirų rūšių ir bendrai Mikromicetų funkcionavimas. Pastebimas augimo intensyvumas kitimas tarp atskirų rūšių, kai kurių morfologinių ir kultūrinių požymių, savybė sintetinti įvairius organinius junginius. Šiuo atveju medžiaga tampa objektu, ant kurio susiformuoja pradžioje labai nesudėtingos mikroorganizmų bendruomenės, tačiau einant laikui kai kurie šių grupuočių komponentai numiršta, žūva ir jie tampa organine medžiaga – maistu daug didesniam ratui mikroorganizmų. Palaipsniui tokios bendruomenės tampa vis sudėtingesnės, atsiranda nnaujos rūšys, kurios be paruošiamosios kitų mikroorganizmų veiklos vystytis ir funkcionuoti ant sintetinių medžiagų negalėtų.

3. Mikromicetų rūšis ir jos formavimasis.

Rūšies ir jos susiformavimo problema mikologijoje ir mikrobiologijoje sprendžiama teoriniu pagrindu, nors mikologijos ir mikrobiologijos tyrimuose aptinkami specifiniai požymiai tipo formų. Remiantis naujausiais moksliniais duomenimis ne visi bendrieji (požymiai, savybės, kriterijai) tipo bruožai pasireiškia tipiškai mikromicetuose, o ypač virusuose ir bakterijose. Eilė nustatytų ir patikimai patikrintų kriterijų (pavyzdžiui, tarprūšinė formos įvairovė…) naudojami pažinti mikrobiologinius tipus tik pagal jų specifiką. Mikromicetų ir bakterijų klasifikacija ir rūšies nustatymas turi savitus principus, metodus ir priemones, kurios skiriasi nuo principų, metodų ir priemonių naudojamų botanikoje ar zoologijoje. Jiems priskiriami: morfologinių, kultūrinių, fiziologinių, biocheminių požymių nustatymas ant grynos kultūros mikroorganizmų, auginamų terpėse; metodai eksperimentinio ir mutacinio kintamumo, ciklogenijos metodas (antogenetinis) imunologinis, serologinis (patogeniškumas, toksiškumas, antigeniškumas). Šie ir kiti plačiai naudojami metodai ir priemonės mikrobiologinės sistematikos duoda teigiamus rezultatus tik tais atvejais, kada naudojami ne izoliuotai, bet organinėje visumoje.

Mikrobiologinių rūšių būdingiausiais bruožais priimta laikyti: ekologinę, tarprūšinę formos įvairovę (..populiacijų, variacijų, modifikacijų, adaptuotų formų, mutantų, rasių, porūšių) kompleksas paveldimai užtvirtintas morfologinių, kultūrinių, fiziologinių, biocheminių, imunobiologinių, citogeninių, biokibernetinių savybių ir požymių, būdingų rūšies viduje ir tarprūšiniams individų santykiams. Vienok sunku realizuoti šias idėjas, kadangi gamtoje egzistuoja daugybė rūšių iir nuodugniam, visapusiškam jų ištyrimui nėra realios techninės bazės, o taip pat kelia abejonių tai, kad tokių būdu gauti mokslinių tyrimų rezultatai duoda pagrindą natūraliai mikroorganizmų klasifikacijai sudaryti.