CIUPERCI REGAT: CARACTERISTICI, CLASIFICARE, REPRODUCERE, NUTRIȚIE - BIOLOGIE - 2025

Ciupercile Împărăția este clasificarea în cazul în care sunt grupate ciuperci. Aceasta include organisme precum drojdiile de pâine și bere, smuts, mucegaiuri de fructe și ciuperci, multe dintre ele având forme și funcții care ne sunt familiare ca oameni.

Acesta este un grup foarte mare de organisme: inițial s-a crezut că în acest grup există peste 100.000 de specii și astăzi depășește un milion cinci sute de mii. Astfel, ciupercile, cel puțin din punct de vedere al numărului de specii, reprezintă al doilea grup ca mărime după insecte.

Fotografie a ciupercii aparținând diviziei Basidiomycota, Amanita muscaria (Image by Image PublicDomainPictures la www.pixabay.com)

Este important de menționat că membrii acestui regat cuprind mai mult de 90% din biomasa terestră adăugată de organisme procariote și nevertebrate, ceea ce le face cel mai abundent grup de organisme de pe pământ din punct de vedere al biomasei solului.

Astfel, ciupercile sunt distribuite pe scară largă în biosferă:

- Ciupercile pot fi găsite în gheața Antarctică, pe plaje și păduri tropicale, în peisajele nordice și în latitudinile medii.

- Trăiesc pe pământ, în apă, pe suprafața munților stâncoși și chiar în apa mării.

- Pot fi paraziți ai plantelor, peștilor, insectelor și animalelor vertebrate mari, cum ar fi mamiferele, adică în toate organismele vii.

Caracteristicile regatului Fungi

Ciupercile alcătuiesc un grup complex de organisme care, în ciuda numeroaselor diferențe pe care le pot avea între ele, au câteva caracteristici remarcabile:

- Sunt organisme eucariote

Spre deosebire de bacterii și arhaea, dar la fel ca animalele și plantele, ciupercile sunt eucariote, adică au un nucleu și sisteme membranoase care definesc alte organele din interiorul celulelor lor.

Deși sunt clasificate într-un grup diferit, mulți autori sunt de acord că celulele fungilor sunt mai asemănătoare cu cele ale animalelor decât cu cele ale plantelor, în special în ceea ce privește caracteristicile organelelor lor interne.

- Au perete celular

Motivul pentru care ciupercile au fost clasificate împreună cu plantele are legătură cu faptul că celulele lor, deși nu au clorofilă, sunt înconjurate de un perete care le protejează, precum și de celulele plantelor.

Cu toate acestea, diferențele în compoziția acestui perete sunt cele care le separă de grupul de plante: plantele au pereți celulari alcătuiți dintr-un compus chimic numit celuloză, iar ciupercile au pereți celulari alcătuiți dintr-un compus diferit cunoscut sub numele de chitină.

Trebuie amintit că acest compus, chitina, este același material din care sunt fabricate exoscheletele multor insecte și crustacee (artropode, nevertebrate).

Fotografie a unei ciuperci (imagine de 272447 pe www.pixabay.com)

- Sunt organisme sesile și multicelulare

Cu unele excepții, majoritatea ciupercilor sunt organisme multicelulare, adică sunt alcătuite din mai multe celule care sunt cumva „conectate” între ele.

În plus, sunt organisme sesile, adică la fel ca plantele, ele nu se pot mișca și sunt întotdeauna în același loc în care „se rădăcină”.

- Sunt heterotrofi

Plantele sunt organisme autotrofe (își produc propriul aliment), iar animalele sunt organisme heterotrofe (se hrănesc cu alte organisme).

Ciupercile sunt, de asemenea, heterotrofe și multe dintre ele obțin energia de care au nevoie pentru a trăi din descompunerea materiei organice sau a deșeurilor din alte organisme și nu din alte organisme vii.

- Au hyphae și micelie

Hypha și miceliu. Preluat și editat de pe es.winner.wikia.com

Toate organismele clasificate în grupul de ciuperci, adică în regatul Fungi, au o formă foarte curioasă de creștere vegetativă: acestea cresc de la capetele filamentelor numite ifa, care pot fi grupate pentru a forma un "corp" , cunoscut sub numele de miceliu.

Micelii sunt, prin urmare, structurile care sunt responsabile de absorbția materiei organice (alimente, care au fost digerate extern) din mediul care le înconjoară.

Hifele care alcătuiesc aceste micelii seamănă cu filamente. Ele sunt compuse din „benzi” de celule care sunt în contact între ele în așa fel încât nutrienții absorbiți să poată curge de la unul la altul fără multe obstacole.

Miceliul unei ciuperci, în funcție de specie, îi permite să crească fie pe sol, în apă, pe țesuturile în descompunere, pe țesuturile vii etc.

Clasificare

Ciupercile sunt un grup monofiletic, adică membrii lor au același strămoș comun. Acest grup este format din 7 phyla: Chytridiomycota, Blastocladiomycota, Neocallimastigomycota, Microsporidia, Glomeromycota, Ascomycota și Basidiomycota.

- Phylum Chytridiomycota

Organismele saprofite și parazite sunt grupate în acest filum care poate fi, de asemenea, unicelular sau filamentos. Acestea pot forma micelii și se pot reproduce formând spori asexuali. Are două clase: Chitridiomicete și Monoblepharidomicete.

- Phylum Blastocladiomycota

Este compus din ciuperci care sunt paraziți ai plantelor și animalelor și din câțiva ciuperci saprofite. Include organisme acvatice și terestre, ale căror cicluri de viață arată alternanța generațiilor între fazele haploide și diploide. Conține o singură clasă: Blastocladiomicete.

- Neocallimastigomycota de phylum

Organismele găsite în tractul digestiv al multor animale erbivore aparțin acestui grup, astfel că multe dintre ele sunt anaerobe (trăiesc în absența oxigenului, O2). Mulți produc spori asexuali cu unul sau doi flageli.

Celulele tale, în loc să aibă mitocondrii, au hidrogensomi, organele care sunt responsabile de formarea de energie sub formă de ATP. De asemenea, alcătuiesc o singură clasă: Neocallimastigomicetele.

- Microsporidia Phylum

Acest filon include ciuperci parazite ale animalelor și organismelor protiste. Deoarece relațiile filogenetice ale acestui grup nu au fost complet elucidate, acest filon nu este împărțit în clase.

- Glomeromicota Phylum

Aceste ciuperci sunt obligate ciuperci simbiotice reciproce. Speciile aparținând acestui filon sunt asociate cu rădăcinile multor plante și stabilesc relații simbiotice cu ele. Este împărțit în trei clase: Arheosporomicete, Glomeromicete și Paraglomeromicete și în patru subfile:

1. Mucoromycotina
2. Entomophthoromycotina
3. Zoopagomycotina
4. Kickxellomycotina

- Lama Ascomycota

Cunoscute și sub denumirea de "ciuperci sac", organismele aparținând acestui filon pot fi simbionte în licheni, pot fi paraziți de plante sau animale sau saprofite și pot fi unicelulare sau filamentoase.

Se reproduc asexual prin fisiune, înmugurire, fragmentare sau spori. Reproducerea lor sexuală are loc prin meiospore formate în „saci” numiți asci, care pot fi asamblate în structuri sau corpuri (închise sau deschise) numite ascocarpus.

Unele "ciuperci de cupă", "ciuperci de șa" și trufe aparțin acestui grup. Se împarte în subfile:

1. Taphrinomycotina
2. Saccharomicotina (unde sunt drojdiile)
3. Pexixomycotina (mulți ciuperci care formează licheni)

- Phylum Basidiomycota

Acești ciuperci au, de asemenea, forme de viață și nutriție diferite: în grup există paraziți ai plantelor și insectelor și, de asemenea, a saprofitelor.

Multe dintre acestea sunt ciuperci filamentoase și pot produce două tipuri de micelii: una cu celule neinucleate (cu un singur nucleu) și altele cu celule dikaryotice (cu doi nuclei). Se reproduc asexual prin fragmentare sau sporulare.

Reproducerea lor sexuală poate să apară prin fuziunea hibazelor sau prin fuziunea a două structuri reproductive, unul mascul și celălalt femel.

Este unul dintre cele mai mari grupuri și include ciupercile care conțin rugini, bătăi, ciuperci gelatinoase, ciuperci, ciuperci globulare, ciuperci mirositoare și ciuperci „cuib de pasăre” etc.

Acest filon este împărțit în alte trei subfile:

1. Pucciniomycotina
2. Ustilaginomycotina
3. Agaricomycotina

Reproducerea în regatul Fungi

Modul în care se reproduc ciupercile este considerabil variabil și depinde foarte mult de fiecare specie considerată.

Unii se pot reproduce prin formarea de noi colonii din fragmente din hifele lor, iar altele, pe de altă parte, sunt capabile să producă corpuri de fructificare (cum ar fi ciuperci sau ciuperci) care formează spori.

Pentru a o înțelege mai bine, să reținem că în regatul Fungi există atât reproducere asexuală, cât și reproducere sexuală.

Fotografia unei ciuperci (Imagine de enriquelopezgarre la www.pixabay.com)

Reproducerea sexuală în regatul Fungi

La ciuperci am putea vorbi despre o reproducere sexuală „simplă” și alta ceva mai „complexă”. Cea mai „simplă” reproducere asexuală are legătură cu procesele de fisiune, înmugurire și fragmentare.

- Fragmentarea are loc în unele grupuri și are de-a face, așa cum am menționat, cu înmulțirea coloniilor din fragmente de hifă care formează micelia lor.

- Înmugurirea este o altă formă de reproducere asexuală prin care, într-o celulă, apare un fel de „papilă” care se mărește și apoi se separă, formând o entitate independentă (dar identică, adică o clonă).

- Fisiunea este caracteristică unor ciuperci unicelulare, cum ar fi anumite drojdii, de exemplu. Constă în formarea unei celule noi de la alta care se împarte la jumătate.

Microscopia Saccharomyces cerevisiae, drojdia de pâine și bere, o ciupercă unicelulară care se reproduce prin înmugurire (Sursa: Mogana Das Murtey și Patchamuthu Ramasamy / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/ 3.0) prin Wikimedia Commons)

Alte forme mai „complexe” de reproducere asexuală implică formarea de spori asexuali, adică spori care au fost formați prin diviziuni mitotice sau meiotice (prin mitoză sau meioză, respectiv) și nu prin fuziunea a două celule sau gameți sexuali.

Se spune că sunt mai „complexe”, deoarece ciupercile care formează aceste spori (mobile sau imobile) dezvoltă în general structuri mai elaborate pentru aceasta.

Reproducerea sexuală în regatul Fungi

Aproape toate speciile care se încadrează în acest regat se pot reproduce sexual.

O diferență importantă în reproducerea sexuală a ciupercilor față de cea a altor organisme este că membrana nucleară a celulelor lor rămâne intactă pe tot parcursul procesului (în alte organisme se „dizolvă” și se formează din nou).

Plasmogamia, cariogamia și meioza

La ciuperci, reproducerea sexuală are loc în trei evenimente secvențiale. Inițial, cromozomii diploizi (2n) sunt separați în două celule fiice, formând un stadiu haploid (n).

Plasmogamia constă, apoi, în fuziunea a două protoplaste care conțin nuclee „compatibile”. Numim protoplast la tot ceea ce este conținut în peretele celular: membrană plasmatică și citosol cu ​​toate organelele sale.

Această fază produce o celulă cu doi nuclei haploizi care nu s-au topit, eveniment care apare mai târziu și este cunoscut sub numele de cariogamie. Cariogamia dă naștere unui nucleu diploid, genetic diferit de cele două anterioare, în cadrul unei celule care acum se numește zigot.

Există mulți ciuperci care sunt întotdeauna haploide și, prin urmare, zigotul este singura celulă diploidă în întregul său ciclu de viață. În plus, alți ciuperci pot rămâne cu celule dikaryotice (cu doi nuclei) mult timp.

După cariogamie, urmează meioza, care este procesul de diviziune celulară prin care se reduce sarcina genetică sau numărul de cromozomi pe celulă, restabilind astfel „faza” haploidă. Nucleii haploizi sunt de obicei în celulele care se dezvoltă în spori, meiospores.

Diagrama „rapidă” a reproducerii sexuale a unei ciuperci cu un corp fructificant (Sursa: Fungi_sessuate_reproduction.png: M.violante 10:22, 24 mai 2006 (UTC)) lucrare derivată: DZadventiste / CC BY-SA (http: // creativecommons. org / licențe / de-sa / 3.0 /) prin Wikimedia Commons, modificat de Raquel Parada)

Cum se găsesc nucleele haploide compatibile?

Plasmogamia poate fi obținută prin producerea de celule sexuale specializate sau gameți, care pot fi produse de organe sexuale numite gametangie.

Unii fungi își pun gametangia în contact, permițând trecerea nucleelor ​​unuia (masculul) la celălalt (femela), dar nu produc celule sexuale. Alți ciuperci își fuzionează gametangia pentru a realiza plasmogamia.

Ciupercile mai avansate, pe de altă parte, nu produc gametangie, dar hifele vegetative exercită funcții sexuale și siguranță, schimbând nuclee.

Nutriție

Am menționat mai devreme că ciupercile sunt organisme heterotrofe. Din aceasta se înțelege că, spre deosebire de plante, aceste ființe vii nu sunt capabile să sintetizeze propriile lor alimente din lumina solară și dioxidul de carbon (CO2) prezente în atmosferă.

Sursa preferată de energie și carbon pentru ciuperci sunt carbohidrații (deși obțin azot în urma defalcării proteinelor), iar ciupercile sunt capabile să absoarbă și să metabolizeze diverse carbohidrați solubili, inclusiv glucoză, xiloză, fructoză, zaharoză etc.

În plus, alte carbohidrați „insolubili” mai complexi, cum ar fi celuloza și hemiceluloza, lignina sau amidonul, pot fi, de asemenea, descompuse de bateria enzimelor digestive pe care ciupercile le pot produce.

Ca organisme heterotrofe, ciupercile pot fi clasificate în funcție de „felul” în care trebuie să se hrănească:

- Unele sunt saprofite sau descompunătoare. Saprotrofia constă în digestia externă a materiei organice care se descompun (prin secreția enzimelor digestive) și apoi absorbind-o prin „corpul” format de hifă.

Fotografie a hifei unei ciuperci saprofite printre frunzele căzute ale unui copac (Sursa: Sten / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prin Wikimedia Commons)

- Alți ciuperci sunt paraziți, astfel încât își obțin hrana din țesuturile corpului din care sunt gazde, ceea ce poate fi adesea în detrimentul sănătății acestuia.

- Alți ciuperci sunt simbionți și coexistă în același „organism” cu o alge, formând ceea ce este cunoscut sub numele de lichen. Algele sunt fotosintetice (autotrofice), iar ciuperca este heterotrofă, deci perechea are un mod de hrănire pe care l-am putea considera „mixt”.

Fotografia unui lichen (sursa: Norbert Nagel, Mörfelden-Walldorf, Germania / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) prin Wikimedia Commons)

- Unele forme de structuri numite micorize, care fac parte și dintr-o relație simbiotică între rădăcinile unei plante și o ciupercă. Acestea fac schimb de nutrienți cu partenerul lor fotosintetic și îi oferă anumite beneficii.

Schema relației mutualiste a unei ciuperci micorizante și a unei plante (Sursa: Nefronus / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) prin Wikimedia Commons, modificată de Raquel Parada)

Referințe

1. Choi, J., & Kim, SH (2017). Un arbore genom al vieții pentru regatul ciupercilor. Proceedings of the National Academy of Sciences, 114 (35), 9391-9396.
2. Encyclopaedia Britannica. (2020). Preluat pe 16 aprilie 2020, de pe www.britannica.com/science/fungus
3. Feofilova, EP (2001). Ciuperci de regat: eterogenitatea proprietăților fiziologice și biochimice și relații cu plante, animale și procariote. Aplicat Biochimie și Microbiologie, 37 (2), 124-137.
4. Mentzer, AP „Caracteristicile organismelor de ciuperci din Regat” Sciencing.com, www.sciencing.com/characteristics-kingdom-fungi-organisms-8425182.html. 17 aprilie 2020.
5. Moore, D. (2001). Slayers, salvatori, servitori și sex: o expunere a ciupercilor împărăției. Springer Media științifică și de afaceri.
6. Stephenson, SL (2010). Biologia ciupercilor, mucegaiurilor și lichenilor.