ევკარიოტების სამი სამეფოდან ერთ-ერთი (სუპერდომენი, რომელიც მოიცავს უჯრედებში ცალკე ბირთვის მქონე ორგანიზმებს) - სოკოები. ისინი მცენარეთა და ცხოველთა საზღვარზე არიან. დღეს დაახლოებით 100 ათასი სახეობაა, რომელთა უმეტესობა მიკროსკოპული სოკოა. ეს სტატია მოგვითხრობს მათი სტრუქტურისა და გამრავლების თავისებურებებზე, მნიშვნელობაზე ბუნებაში და ადამიანის ეკონომიკურ საქმიანობაზე.
თითქმის მცენარეები და არა მთლად ცხოველები
სამეფო მიკოტა მოიცავს როგორც ერთუჯრედულ, ისე მრავალუჯრედულ ორგანიზმებს ძალიან თავისებური ორგანიზაციით. მათ აქვთ მსგავსება როგორც ცხოველებთან, ასევე მცენარეებთან, შემდეგნაირად:
- მათ აქვთ უჯრედის კედელი, მაგრამ არა ცელულოზისგან, როგორც მცენარეებში, არამედ ქიტინისგან, როგორც ცხოველებში.
- სოკოების უჯრედებში არის უჯრედის წვენით სავსე ვაკუოლები. მაგრამ არა სახამებელი (მცენარეებში), არამედ გლიკოგენი (ცხოველებში).
- სოკოს არ შეუძლია აქტიური მოძრაობა. ისინი მიჯაჭვულ ცხოვრების წესს უტარებენ.
- სოკო- ჰეტეროტროფები, მათ არ აქვთ ქლოროფილი და არ შეუძლიათ ფოტოსინთეზის უნარი. ამიტომ ისინი იკვებებიან მკვდარი ორგანიზმების (საპროტროფების) ან ცოცხალი ორგანიზმების (პარაზიტების) მზა ორგანული ნივთიერებებით..
- ცხოველებისა და მცენარეებისგან განსხვავებით, სოკოების უჯრედები პრაქტიკულად არ დიფერენცირებულია ქსოვილებად, ხოლო ქსოვილები - ორგანოებად.
ეშმაკის იდუმალი არსებები
სწორედ ასე ითვლებოდა სოკოს შუა საუკუნეებში. ერთ-ერთმა ფრანგმა ნატურალისტმა, ვენიანმა 1727 წელს დაწერა, რომ სოკო არსებობს იმისათვის, რომ დაარღვიოს ყველა ცოცხალი არსების ჰარმონია.
სოკოს წარმოშობის საკითხი დღესაც ღია რჩება. მიუხედავად იმისა, რომ ჯერ კიდევ მე-18 საუკუნეში, გამოჩენილმა ბოტანიკოსმა კარლ ლინეუსმა ეს ორგანიზმები სასტუმროს სამეფოს მიაწერა. სოკოები, რომლებიც წარმოიშვა პლანეტაზე სიცოცხლის გარიჟრაჟზე (დაახლოებით მილიარდი წლის წინ), ელიან ბიოლოგების, ბიოქიმიკოსების, გენეტიკოსებისა და ტაქსონომისტებისგან თავიანთი წარმოშობის შესახებ ინფორმაციას.
სოკოსის სისტემა
ყველა სოკო იყოფა 4 კლასად (ქვედა სოკოები - ოომიცეტები და ზიგომიცეტები, უფრო მაღალი - ასკომიცეტები და ბაზიდომიცეტები). განცალკევების მთავარი კრიტერიუმია გამეტებში დროშების არსებობა ან არარსებობა და სქესობრივი გამრავლების ტიპი. გარდა ამისა, ქვედა სოკოებში მიცელიუმი ჰგავს ერთ მრავალბირთვიან უჯრედს, ხოლო უფრო მაღალ სოკოებში მიცელიუმს აქვს უჯრედშორისი ძგიდე.
სოკოების უმეტესობა მიკროსკოპული ზომისაა. ყველაზე ხშირად მათი მიცელიუმი არ ჩანს გადიდების გარეშე ან ჩანს თხელი ძაფების სახით. მიკროსკოპული სოკოების არსებობაზე მიუთითებს მათი სასიცოცხლო აქტივობის შედეგები - მცენარეული, ცხოველური ქსოვილების ან მასალების განადგურება. Საერთოდსოკოების მცირე ჯგუფს შეუძლია შექმნას ნაყოფიერი სხეულები - მიცელიუმის მკვრივი მტევანი.
მიკროსკოპული სოკოების სტრუქტურა
მიკრომიცეტები არ ქმნიან ნაყოფიერ სხეულებს, ისინი შეიძლება იყოს ერთუჯრედიანი და მრავალუჯრედიანი. შესაბამისად, მიკროსკოპული სოკოების მორფოლოგია საკმაოდ მრავალფეროვანია.
მრავალუჯრედოვანი სოკოების სხეული იქმნება თანმიმდევრულად მოთავსებული უჯრედებით, რომლებიც ქმნიან ჰიფებს (ძაფებს) 0,15-დან 1 მიკრონი სისქით. ჰიფები იზრდება აპიკალურად (აპიკალურად) და შეიძლება ჰქონდეს განშტოებული სტრუქტურა. სოკოს ჰიფების მთელ კომპლექტს მიცელიუმი ან მიცელიუმი ეწოდება.
სოკოს ჰიფები ძალიან სწრაფად იზრდება. ზოგიერთ ნიმუშში, მიცელიუმი შეიძლება გაიზარდოს ათობით მეტრით მხოლოდ დღეში.
ერთუჯრედიანი სოკოები (მაგალითად, საფუარი) არის ერთუჯრედიანი, არ ქმნიან მიცელიუმს. მას აქვს ბირთვი, ვაკუოლები ორგანული და არაორგანული ნივთიერებებით, მიტოქონდრია.
კვების და ცხოვრების თავისებურებები
მიკროსკოპული სოკოების მიკრობიოლოგიას აქვს საკუთარი მახასიათებლები. ციტოპლაზმურ მემბრანაზე არსებული ჰიფის უჯრედები შეიცავს მემბრანას, რომელიც შედგება პოლისაქარიდის ქიტინისგან. უჯრედის ციტოპლაზმა შეიცავს ბირთვს (ერთ ან მეტს) და ორგანელებს.
სოკო შთანთქავს საკვებ ნივთიერებებს მიცელიუმის მთელ ზედაპირზე, რომელიც აღწევს მთელ სუბსტრატს (სუბსტრატის მიცელიუმი) ან მდებარეობს მის ზედაპირზე (ზედაპირის მიცელიუმი).
სოკოსთვის საკვები არის ორგანული ნაერთები - შაქარი, პოლიჰიდრული სპირტები, ცხიმები, ცილები. ამავე დროს, მდიდარი და მრავალფეროვანი ფერმენტიმოწყობილობა საშუალებას გაძლევთ სრულად გამოიყენოთ მთელი სუბსტრატი მიკროსკოპული სოკოების სხეულის ასაშენებლად.
მიკრობიოლოგია განასხვავებს სოკოებს, რომლებსაც ახასიათებთ კვების საპროტროფული (იკვება მკვდარი ორგანული ნივთიერებებით) და პარაზიტული (ცოცხალი ორგანული ნივთიერებებით იკვებება). გარდა ამისა, სოკოებს შეუძლიათ მცენარეებთან სიმბიოტური ურთიერთობა. ასე რომ, სოკოების და წყალმცენარეების ჰიფები ქმნიან სიმბიოტურ ორგანიზმებს - ლიქენებს.
მიკროსკოპული პათოგენური სოკოები შეიძლება განვითარდეს ცხოველებსა და მცენარეებში და გამოიწვიონ დაავადებები, რომელსაც ეწოდება მიკოზები.
რეპროდუქციის თავისებურებები
მიკრომიცეტებს ახასიათებთ გამრავლების სამი ტიპი: ვეგეტატიური, ასექსუალური და სექსუალური.
მიკროსკოპული სოკოების ვეგეტატიური გამრავლება ხდება მიცელიუმის ნაწილაკებით. მაგალითად, ჰიფის ნაჭერი წარმოშობს სოკოს ახალ მიცელიუმს.
უსქესო გამრავლება ხორციელდება სპორების - მიკროსკოპული რუდიმენტების დახმარებით, რომლებიც წარმოიქმნება სპორანგიაში (მიცელიუმის სპეციალიზებული ნაწილები). სპორების მთავარი ფუნქცია არახელსაყრელ პირობებში გადარჩენაა. და მრავალი მიკროსკოპული სოკოსთვის, რომლებიც პარაზიტულ ცხოვრების წესს უტარებენ, სპორები ემსახურება მასპინძელი ორგანიზმის დაინფიცირებას.
სოკებში სექსუალური პროცესის ფორმები მრავალფეროვანია და იყოფა სამ ჯგუფად:
- გამეტოგამია არის სქესობრივი გამრავლების სახეობა ჩანასახოვანი უჯრედების (გამეტების) წარმოქმნით.
- სომატოგამია არის მიცელიუმის ან უჯრედული სოკოების ვეგეტატიური უჯრედების შერწყმა.
- გამეტანგიოგამია არის სქესობრივი რეპროდუქციის სახეობა, როდესაც სტრუქტურები, რომლებშიც გამეტები ჯერ არ არისდიფერენცირებული.
გამეტების შერწყმისას (განაყოფიერება), სოკოები ქმნიან ზიგოტას ერთი ან მეტი ბირთვით. ყველაზე ხშირად, ზიგოტი არ ყვავის დაუყოვნებლივ, არამედ მიძინებული პერიოდის შემდეგ. ასე რომ, სოკოს შეუძლია გადარჩეს არახელსაყრელი გარემო პირობები.
მიკრომიცეტები ბუნებაში
მიკროსკოპული სოკოების მნიშვნელობა ბუნებაში უზარმაზარია. ისინი მონაწილეობენ ნივთიერებების ციკლში, ბაქტერიებთან ერთად ანადგურებენ ორგანულ ნარჩენებს.
მიწის სოკოები მონაწილეობენ ნაყოფიერი ფენის ფორმირებაში. ლიქენების წყალმცენარეებთან სიმბიოზის დროს ისინი პირველები ახდენენ ღარიბი ნიადაგების კოლონიზაციას და აქტიურ მონაწილეობას იღებენ ქანების განადგურებაში.
აღსანიშნავია ისეთი ფენომენი, როგორიცაა მიკორიზა - მიკროსკოპული სოკოს უჯრედები მცენარეებთან სიმბიოტურ ურთიერთობაში შედიან. ამავდროულად, მცენარეები სოკოს აწვდიან ორგანულ საკვებ ნივთიერებებს, სოკო კი წარმოქმნის ვიტამინებს და აზოტის შემცველ ნივთიერებებს, რომლებიც აუცილებელია მცენარეების ზრდისა და განვითარებისთვის.
მიკროსკოპული სოკოები გვხვდება ყველა ბიოცენოზში და ასრულებენ მნიშვნელოვან ეკოლოგიურ ფუნქციას. ისინი წარმოადგენენ კვებით ჯაჭვებში მნიშვნელოვან დანარჩენ რგოლს და სხვა ორგანიზმების სიმრავლის მარეგულირებლებს. ბევრ ბიოგეოცენოზში სოკოვანი ბიომასის წილი ყველა მიკროორგანიზმების ბიომასიდან 90%-მდეა და შედარებულია უმაღლესი მცენარეების ფესვების ბიომასასთან.
შეუძლებელია არ აღვნიშნოთ მიკროსკოპული პათოგენური სოკოების როლი ბუნებაში. ისინი არეგულირებენ სხვა ორგანიზმების რაოდენობას და მონაწილეობენ პლანეტაზე ბიოცენოზების ცვლილებებში.
მიკრომიცეტები და კაცი
თავის საქმიანობაში ადამიანი იყენებსრამდენიმე დაბალი სოკო.
მიკროსკოპული სოკოები, თეთრი ობის და ასპერგილუსი, ყველა სახის საფუარი გამოიყენება საცხობი, რძის, ლუდსახარში, ღვინისა და ალკოჰოლის მრეწველობაში.
ფარმაცევტულ ინდუსტრიაში მიკრომიცეტები ფართოდ გამოიყენება ანტიბიოტიკების, ვიტამინების, ჰორმონების, ფერმენტების და ფიზიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების წარმოებისთვის.
ბევრი მიკრომიცეტი ანადგურებს ქაღალდისა და ცელულოზის პროდუქტებს, აფუჭებს ზეთებსა და ნავთობპროდუქტებს, აზიანებს ოპტიკას და ხელოვნების ნიმუშებს.
ობის და საფუარი საკვების გაფუჭების მთავარი დამნაშავეა. ისინი ასევე ანადგურებენ ხეს - აზიანებენ ხეს.
მიკროსკოპული პათოგენური სოკოები იწვევენ დაავადებებს ნათესებში, შინაურ ცხოველებსა და ადამიანებში. ტოქსინების გამომუშავების უნარის გამო, სოკო ხშირად იწვევს მოწამვლას.
მიკოტოქსინები
მიკროსკოპული სოკოების მიერ სინთეზირებული საშიში ბიოლოგიური ნივთიერებები არის მეტაბოლიტები (ნარჩენი პროდუქტები) მრავალფეროვანი ქიმიური სტრუქტურით და ზემოქმედებით ადამიანის სხეულზე.
დღეს ცნობილია მიკრომიცეტების 250-ზე მეტი სახეობა. ისინი ასინთეზირებენ დაახლოებით 100 ტოქსინს და ალერგენს. სხვადასხვა სახეობის მიკროსკოპულ სოკოებს შეუძლიათ ერთი და იგივე ტოქსინის სინთეზირება. და თავად შხამებს ყველაზე ხშირად აქვთ კუმულაციური (კუმულაციური) ეფექტი ადამიანის ორგანიზმზე, კერძოდ:
- იაფლატოქსინები - აქვთ ჰეპატოტოქსიური, მუტაგენური, იმუნოსუპრესიული მოქმედება ადამიანის ორგანიზმზე.
- ტრიქოთეცენები არის ნეიროტოქსინები, რომლებიც თრგუნავენ იმუნურ სისტემას,იწვევს სხვადასხვა დერმატიტს.
- ოხრატოქსინები - ძირითადად აზიანებენ თირკმელების ნეფრონების მილაკებს.
- პატულინები არის ნეიროტოქსინები და მუტაგენები.
მიკრომიცეტის ტოქსინებით მოწამვლისას ჯერ კუჭი უნდა დაიბანოთ.
პარაზიტული მიკრომიცეტები
ამ ჯგუფში შედის სოკოების დიდი რაოდენობა, რომლებიც იწვევენ სხვადასხვა პათოლოგიებს ადამიანებში, მცენარეებში, ცხოველებში, თევზებში. კანის პათოლოგიებს დერმატომიკოზი ეწოდება, ხოლო ორგანოების პათოლოგიებს მიკოზები.
ადამიანის ყველაზე გავრცელებული დაავადებები, რომლებიც გამოწვეულია პარაზიტული სოკოებით:
- დერმატოფიტოზი (სკაბი ან რინგჭია), რომელიც ვლინდება კანზე წითელი, ქავილის ლაქების სახით და თმის ფოლიკულების განადგურებით.
- კანდიდოზი (შაშვი) გამოწვეულია Candida-ს გვარის წარმომადგენლებით, რომლებიც ფაკულტატურად პათოგენურია და პირის ღრუს, სასქესო ტრაქტისა და მსხვილი ნაწლავის ნორმალური მიკროფლორის ნაწილია.
- ონიქომიკოზი (ფრჩხილის სოკო) გამოწვეულია სხვადასხვა სოკოებით, რომლებიც გავლენას ახდენენ კანქვეშა სივრცეზე.
- სპოროტრიქოზი - პარაზიტული სოკოები ანადგურებს კანქვეშა ქსოვილს, ლორწოვან გარსს, შინაგან ორგანოებს.
- შავი და თეთრი პიედრა არის დაავადება, რომელიც აზიანებს ულვაშისა და წარბების თმის ფოლიკულებს. გამომწვევი არის სოკო Piedraia..
და ეს არ არის მიკრომიცეტებით გამოწვეული დაავადებების სრული სია. ამავდროულად, სოკოს ორგანიზმში შეღწევის გზები მრავალფეროვანია (ჰაერი, წყალი, კონტაქტები) და საკმაოდ მაღალია მათი წინააღმდეგობა სხვადასხვა მედიის მიმართ.
ყველაზე ცნობილი მიკრომიცეტები
მიკროსკოპულ სოკოებს მიეკუთვნება მუკორი, პენიცილიუმი და საფუარი.
მუკორის გვარის სოკო არის 60 სახეობის სოკო, რომელსაც ჩვენ თეთრ ყვავილს ვუწოდებთ. ისინი ქმნიან თეთრი და ნაცრისფერი ფერის კოლონიებს, რომლებიც შავდება სპორების მომწიფებისას. Mucor mycelium არის ერთუჯრედიანი, უჯრედის კედელი შეიცავს აზოტის შემცველ ნახშირწყალ ქიტოზანს, რომელსაც აქვს ალერგენული თვისებები. მათ შორის არის პარაზიტები, მაგრამ არიან ისეთებიც, რომლებიც აქტიურად გამოიყენება ანტიბიოტიკების წარმოებაში. სოკო მუკორი ჩინური - სოიოს და მარცვლეულის მაწონის "რაგის" საფუძველი.
პენიცილიუმი (Penicillium) არის მიკროსკოპული სოკოების გვარი, რომლებიც გავრცელებულია ყველგან - ნიადაგში, წყალში, ზღვებში, ჰაერში, ოთახებში, ყველა ზედაპირზე. ქმნის მომწვანო კოლონიებს. პენიცილიუმის ოქროს ან მწვანე ფუნჯის ყალიბი არის პენიცილინის გვარის ყველაზე გავრცელებული წარმომადგენელი და წყარო. ამ სოკოებს აქვთ განშტოებული მრავალუჯრედიანი მიცელიუმი.
საფუარი არის სხვადასხვა კლასის მრავალუჯრედიანი სოკოების ჯგუფი (1500 სახეობა ასკომიცეტებისა და ბაზიდომიცეტების კლასიდან). ეს სოკოები არ ქმნიან მიცელიუმს და მათი უჯრედები 40 მიკრონიმდე ზომისაა. ისინი გაერთიანებულია ზოგად ჯგუფში მეტაბოლიზმის თავისებურებებისთვის - ისინი ყველა იღებენ ენერგიას დუღილის დროს (რედოქს პროცესი, რის შედეგადაც იშლება ნახშირწყლები, ხოლო ალკოჰოლი არის დაშლის პროდუქტები). პურის დამზადება, მეღვინეობა, მდუღარე და კვასის მოხარშვა არ არის იმ ინდუსტრიების სრული სია, სადაც ადამიანი იყენებს ამ სოკოებს. და ამავდროულად, ეს არის საკვების გაფუჭების ერთ-ერთი მთავარი ფაქტორი და ზოგიერთიპარაზიტები, რომლებიც იწვევენ დაავადებებს ადამიანებში (კანდიდოზი, კრიპტოკოკოზი, პიტირიაზი, ფოლიკულიტი, სებორეული დერმატიტი).
ნადირობის ტენდენციები
რაც არ უნდა უცნაური იყოს, მიკროსკოპულ სოკოებს შორის არიან აქტიური "მტაცებლები".
ამგვარად, სოკო Arthrobotrys oligospora ქმნის ქსელს თავისი ჰიფებით, რომლის კედლები დაფარულია წებოვანი ნივთიერებით. სოკოს მსხვერპლნი არიან ნიადაგში მცხოვრები მრგვალი ჭიები (ნემატოდები). ჰიფაზე მიბმული ჭია მოკლებულია თავის განთავისუფლების შესაძლებლობას და ჰიფები სწრაფად იზრდებიან მის სხეულში. ნემატოდი ხდება საკვები და 24 საათის შემდეგ რჩება მხოლოდ ნაჭუჭი.
კიდევ ერთი სოკო, Dactylaria Candida, ქმნის ლასოს მსგავს დამჭერ რგოლს ჰიფებისგან. მასში ნემატოდი შედის და ბეჭედი იხურება. დრამის ეპილოგი იგივეა რაც წინა ვერსია.
ნიადაგის მიკრომიცეტების ეს თვისებები დიდი ხანია შეისწავლეს ბიოლოგებმა კულტურების ბიოლოგიური დაცვის სახით გამოსაყენებლად.
ეკოლოგიური ბიოინდიკატორები
ბიოლოგების ბოლოდროინდელმა კვლევებმა დაამტკიცა, რომ მიკროსკოპულ სოკოებს აქვთ უნარი შეცვალონ მათი რაოდენობა და შემადგენლობა ჰაბიტატის მდგომარეობიდან გამომდინარე.
ჩვეულებრივ ნიადაგის მიკრომიცეტების რაოდენობა ჰექტარზე დაახლოებით 10 ტონაა და ამავდროულად მრავალფეროვანია. ნავთობით და მისი პროდუქტებით დაბინძურებული ნიადაგების შესწავლისას ეკოლოგებმა დაადგინეს, რომ ტოქსინების მაღალი დოზებით ნიადაგის მიკროსკოპული სოკოების რაოდენობა და სახეობრივი შემადგენლობა მკვეთრად იცვლება. ამ შემთხვევაში სახეობების მრავალფეროვნება მკვეთრად მცირდება, ჭარბობს სწრაფი ზრდის მქონე მიკრომიცეტები, რომლებიც არ არის დამახასიათებელი ასეთ ნიადაგებში. გარდა ამისა,ამ სოკოებიდან ბევრი ფიტოპათოგენურია - ისინი წარმოქმნიან ბიოლოგიურად აქტიურ ნივთიერებებს, რომლებიც არღვევენ მცენარეთა ორგანიზმებში უჯრედშიდა პროცესებს, რაც იწვევს მათი სასიცოცხლო აქტივობის დათრგუნვას და სიკვდილს.
ამგვარად, მიკროსკოპული სოკოების რაოდენობა და სახეობრივი შემადგენლობა შეიძლება იყოს ნავთობით და მისი წარმოებულებით ნიადაგის დაბინძურების სანდო ინდიკატორი.
შეჯამება
ათასობით წლის განმავლობაში, კანიდან ცხიმის მოცილება ითვლებოდა ყველაზე შრომატევად პროცესად ტყავის ინდუსტრიაში. პროცესი ხანგრძლივი და ბინძური იყო, მტრედის ნარჩენებისა და ძაღლის ექსკრემენტების გამოყენებით. დღესდღეობით, პროტეინაზამ, ფერმენტმა, რომელიც წარმოიქმნება ასპერგილუსის სოკოსგან, ამ პროცესს 24 საათამდე შეამოკლებს და ასევე კანს უფრო რბილს და ფერს უადვილებს.
ეს მხოლოდ ერთი მაგალითია იმისა, თუ რამდენად სასარგებლოა მიკროსკოპული ორგანიზმები. ბიოლოგიის განვითარების მიუხედავად, ამ ორგანიზმების სასიცოცხლო აქტივობის მრავალი მახასიათებელი ჯერ კიდევ საიდუმლოდ რჩება.
ყოველწლიურად ტაქსონომისტი აღწერს მიკროსკოპული სოკოების ათასზე მეტ ახალ სახეობას. ნიადაგის მიკრომიცეტების როლი რჩება როგორც ბიოეკოლოგიის, ისე ბიოგეოგრაფიის ყველაზე შეუსწავლელ დარგად. და ეს უპირველეს ყოვლისა განპირობებულია ასეთ ორგანიზმებზე მათ ბუნებრივ ჰაბიტატზე დაკვირვების სირთულეებით.
მიკოლოგიაში ახალი განყოფილება - სოკოს ტოქსინების დოქტრინა - უკვე დღეს გვაძლევს კიბოსზე გამარჯვების იმედს. მაგალითად, შაგას სოკოს ტოქსინი მნიშვნელოვნად ზრდის ორგანიზმის წინააღმდეგობას კიბოს უჯრედების განვითარების მიმართ. და ფსილოციცინი იძლევა კარგ წინაპირობებსნერვული დარღვევების მკურნალობა. შესწავლილი პენიცილიუმიც კი აგრძელებს მიკრობიოლოგების გაოცებას - ახლახან მეცნიერებმა მოახერხეს მისგან ისეთი ნივთიერებების გამოყოფა, რომლებიც ქიმიურად მსგავსია ლიბერინის ჰორმონებთან.
სოკო არ დადგება განზე სასოფლო-სამეურნეო კულტურების დაცვის ახალი ბიოლოგიური საშუალებების შემუშავებაში და ნარჩენების განთავსების ახალი "მწვანე" გზების შემუშავებაში.
