Des informations assez détaillées sur les organismes qui nous intéressent sont données par les manuels sur le thème de la "biologie" (6e année). Les caractéristiques générales des champignons, cependant, font l'objet de livres entiers et d'articles scientifiques. Et ce n'est pas surprenant - il est très intéressant de les étudier.
Les champignons, dont les caractéristiques générales sont présentées dans cet article, selon des indicateurs écologiques et trophiques, sont des eucaryotes hétérotrophes avec un type de nutrition exclusivement osmotrophe. Cette définition les distingue clairement des autres organismes dans l'espace occupé par le biote. Les caractéristiques générales des champignons suggèrent que c'est le mode de nutrition osmotrophique qui détermine leurs caractéristiques morphologiques, physiologiques et biochimiques.
Corps végétatif de champignons
Le corps végétatif de la plupart des champignons est un fil très ramifié (hyphes) à croissance illimitée, dont la totalité est appeléemycélium ou mycélium. Habituellement, le mycélium est complètement immergé dans le substrat (sol, tissus végétaux, excréments d'animaux, résidus de plantes, etc.), et de telles caractéristiques de sa structure permettent à tout le corps d'en extraire au maximum les nutriments par exoosmose.
Les substances organiques des substrats répertoriés se présentent principalement sous la forme de polymères de haut poids moléculaire (protéines, polysaccharides, acides nucléiques) qui ne traversent pas les membranes cellulaires. Par conséquent, les champignons, dont les caractéristiques générales nous intéressent, sécrètent des enzymes dépolymérases dans le substrat, qui décomposent les polymères en oligo- et monomères pouvant être transportés dans les cellules. Si chez les animaux, les enzymes digestives sont sécrétées à l'intérieur de l'intestin, alors chez les champignons, elles sont sécrétées à l'extérieur, et alors les hyphes fongiques peuvent être assimilées à un intestin retourné.
Reproduction de champignons
L'immersion complète du mycélium dans le substrat limite la possibilité de leur sédimentation dans l'espace. Ainsi, leurs organes reproducteurs font saillie à la surface du substrat ou s'élèvent au-dessus de celui-ci pour se répandre dans l'air ou (si le substrat est dans l'eau) dans le milieu aquatique. Chez de nombreux champignons (macromycètes), les organes porteurs de spores sont de grande taille, clairement visibles à l'œil nu (champignons chapeau s'élevant au-dessus du sol ou champignons amadou poussant sur un arbre). D'autres champignons (micromycètes) ont de petits organes de sporulation, leur structure ne peut être vue qu'au microscope, mais avec un développement massif, ils forment des plaques colorées sous forme de moisissures sur divers substrats.
Deux royaumes de champignons
Les constructions phylogénétiques montrent que l'écomorphe "champignons" n'est pas un groupe monophylétique homogène, mais est divisé en deux phylums (royaumes). La plupart, appelés les « vrais champignons » (eumycètes), sont monophylétiques et constituent le véritable royaume des champignons (Fungi). Une partie plus petite, appelée "organismes ressemblant à des champignons" (pseudomycètes), est incluse, avec quelques algues, dans le royaume Stramenopila, dans lequel elle est regroupée en deux divisions - Oomycota (oomycètes) et Labyrinthulomycota (moisissures visqueuses en filet). Sur la base de cette division, une caractéristique générale des champignons est construite. Les champignons à chapeau, comme vous pouvez le voir, ne sont qu'une partie de leur variété.
Métabolites primaires et secondaires
Tous les métabolites sont conditionnellement divisés en primaires et secondaires. Les métabolites primaires sont nécessaires à la croissance de l'organisme et sont irremplaçables. Ce sont des acides nucléiques, des protéines, des glucides, des coenzymes, des lipides, etc. Les organites cellulaires sont construits à partir d'eux - noyaux, mitochondries, ribosomes, parois cellulaires et structures membranaires que possèdent les champignons. La caractéristique générale des métabolites primaires est que leurs dépôts sont utilisés par la cellule comme sources de nutrition et d'énergie. Les métabolites secondaires sont nécessaires à l'adaptation de l'organisme aux conditions de vie. Ils peuvent être présents chez certaines espèces et absents chez d'autres. Contrairement aux métabolites primaires, les métabolites secondaires sont généralement des composés de faible poids moléculaire.
Protéines
Les protéines structurelles font partie de la paroi cellulaire, des structures membranaires,chromosomes, dont sont construits les éléments du cytosquelette - microtubules et microfilaments. Les protéines enzymatiques assurent tous les processus intracellulaires et l'interaction avec l'environnement.
Glucides
Les glucides polymères structurels sont à la base de la paroi cellulaire des champignons. Les caractéristiques générales de ces glucides en termes de composition chimique permettent de les répartir en trois groupes: le glucose, les autres monosaccharides et les glucides liés par covalence à des peptides (glycoprotéines).
Les polymères de glucose sont les glucanes, les chitines et la cellulose. Les glucanes sont des chaînes linéaires ou ramifiées de molécules de glucose. Ils constituent la couche externe de la paroi cellulaire de la plupart des champignons. Dans les molécules de chitine, les résidus de glucose sont reliés à des groupes amino (aminés), auxquels, à leur tour, des résidus d'acide acétique sont attachés (acétylés). Les molécules "réticulées" les unes avec les autres par des molécules ramifiées d'autres polysaccharides constituent une armature solide de la paroi cellulaire. La cellulose a été trouvée dans tous les oomycètes étudiés, dans lesquels elle représente environ 10% de la masse de la paroi cellulaire. Pendant longtemps, on a cru que les vrais champignons en manquaient, mais maintenant sa présence a été démontrée dans la paroi de certains ascomycètes (genre Ophiostoma).
Les polymères d'autres monosaccharides (mannose, galactose, etc.), appelés hémicellulose chez les plantes supérieures, ne se retrouvent pas dans tous les groupes de champignons. On trouve notamment de nombreux polymères de mannose - les mannanes - dans les parois cellulaires de la levure. Apparemment, cette composition du mur permet un meilleur bourgeonnement que le glucane.
Enfin, les caractéristiques générales des champignons peuventêtre complétés par le fait que leurs parois cellulaires, comme les plantes, contiennent de nombreux polysaccharides associés à des molécules de protéines - peptidoglucanes, mannanoprotéines, etc. Ils forment la couche intermédiaire d'une paroi cellulaire multicouche et jouent un rôle important à la fois dans le maintien de l'intégrité structurelle des cellules et dans ses processus d'échange avec l'environnement.
Glucides de réserve
Cet article fournit une description générale assez détaillée des champignons. La 6e année de l'école est le moment où nous apprenons pour la première fois à connaître ces organismes en détail dans les cours de biologie. Nous vous proposons d'approfondir les connaissances et de les étudier plus en détail. Passons à la description des glucides de réserve.
Les champignons n'ont pas trouvé le principal polysaccharide de réserve inhérent aux plantes supérieures et à de nombreuses algues - l'amidon. Le glucose des eumycètes est stocké sous forme de glucane, proche du glycogène de l'amidon animal. En plus des glucanes, les champignons ont également d'autres glucides de stockage, dont certains sont uniques au règne fongique. Il s'agit principalement du disaccharide tréhalose. Pendant longtemps, le tréhalose n'a été trouvé que dans les champignons, c'est pourquoi il a reçu son deuxième nom - mycose. Maintenant, on le trouve également dans certaines plantes supérieures en tant que composé mineur. Le tréhalose joue un rôle important dans l'adaptation des cellules fongiques au stress et dans la régulation des processus osmotiques. Les cellules de champignons contiennent également des alcools de sucre - mannitol, sorbitol, xylitol, etc.
Lipides
Les lipides (esters de glycérol avec des acides monocarboxyliques aliphatiques à chaîne droite) sont importantsproduits de réserve, ils se déposent dans la cellule sous forme de gouttelettes de graisse. Les champignons se caractérisent par une teneur élevée en acides gras polyinsaturés (ayant plusieurs doubles liaisons dans la chaîne aliphatique), tels que linolénique - avec trois, et arachidonique - avec quatre doubles liaisons. Sous forme de phospholipides (liés éthériquement à l'acide phosphorique), les lipides sont les principaux composants des membranes cellulaires. Un rôle important dans la création des structures membranaires est également joué par les stérols lipoïdes, qui confèrent la résistance de la membrane. Contrairement au cholestérol animal, qui compte 27 atomes de carbone dans une molécule (C-27), et aux phytostérols végétaux (C-29), le principal stérol des champignons est l'ergostérol (C-28).
Métabolites secondaires: pigments
Les champignons sont dépourvus de pigments photosynthétiques, mais produisent un grand nombre de composés qui colorent le mycélium, les organes propagateurs ou le substrat. Par nature chimique, la plupart des pigments sont des terpénoïdes (caroténoïdes) ou des composés aromatiques. Ils remplissent diverses fonctions. Ainsi, les dérivés orange du carotène induisent le déroulement du processus sexuel chez les champignons mucors; les pigments phénoliques vert foncé et noirs d'aspergillus ne se déposent que dans l'appareil porteur de spores, qui, contrairement au mycélium du substrat, se forme dans l'air, et dans les spores pour se protéger de la lumière ultraviolette; de la mélanine de couleur foncée se dépose dans les parois cellulaires, augmentant leur résistance.
Toxines et antibiotiques
De nombreux champignons produisent des composés qui sont toxiques pour d'autres organismes, quiil est souvent noté lorsqu'une description générale des champignons est compilée (un manuel de 6e année ou un manuel pour une université). Les substances toxiques pour les micro-organismes sont appelées antibiotiques, toxiques pour les plantes - phytotoxines, toxiques pour les animaux et les humains - mycotoxines. Certains métabolites fongiques, étant toxiques pour différents groupes d'organismes (micro-organismes et plantes, plantes et animaux), ont un effet complexe. Les antibiotiques sont synthétisés par de nombreux champignons vivant dans le sol, qui doivent entrer en compétition pour les substrats nutritifs avec d'autres micro-organismes. Leur nature chimique et leur mécanisme d'action sont divers. Ainsi, les antibiotiques pénicillines et céphalosporines inhibent la synthèse de la paroi cellulaire chez les bactéries, les trichothécines - la synthèse des protéines chez les microorganismes eucaryotes, la griséofulvine - la mitose.
Phytotoxines et mitotoxines
Les phytotoxines sécrétées par les champignons dans les tissus d'une plante infectée provoquent la mort des cellules végétales, qui deviennent alors des proies faciles pour le parasite. Les toxines inhibent les processus enzymatiques dans les cellules des plantes infectées (par exemple, la tentoxine du champignon Alternaria inhibe la phosphorylation photosynthétique), ont un fort effet membranotrope et affectent le transport des substances à travers les membranes, le transport transmembranaire des ions (acide fusarique, fusicoccine, etc.).
Les mycotoxines sont divisées en deux groupes: les toxines de champignons microscopiques (micromycètes) et les toxines de champignons macromycètes à gros organes de fructification. Les premiers sont particulièrement dangereux dans les champignons qui infectent les plantesproduits utilisés pour l'alimentation. Par exemple, les sclérotes de l'ergot accumulent des alcaloïdes (hétérocycles contenant de l'azote), qui sont des poisons nerveux. Ils ne sont pas détruits pendant la cuisson, donc le pain cuit à partir de farine avec un mélange de sclérotes moulus est extrêmement dangereux. Son utilisation peut provoquer des intoxications graves, souvent mortelles. Un autre parasite des céréales est l'agent causal du fusarium de l'oreille. Il s'agit d'un champignon Fusarium qui libère des toxines terpénoïdes dans le grain, qui provoquent également de graves intoxications (le pain cuit à partir de farine infectée par Fusarium était communément appelé "pain ivre" car il provoquait des étourdissements, des vomissements et d'autres symptômes ressemblant à une grave intoxication alcoolique).
Champignons alimentaires
Actuellement, de nombreuses informations sur leur nutrition ont été accumulées par la science de la biologie. Les caractéristiques générales des champignons de ce point de vue sont les suivantes. La nutrition de la plupart des champignons se fait aux dépens des plantes, ils ont donc des enzymes actives qui décomposent les polysaccharides structuraux et de stockage dans les plantes vivantes et les débris végétaux. Ce sont des pectinases qui décomposent l'acide polygalacturonique (pectine) en oligogalacturonides de faible poids moléculaire, xylanases, cellobiases et celluloses qui décomposent la cellulose et l'hémicellulose - les principaux composants glucidiques de la paroi cellulaire végétale, l'amylase, qui décompose l'amidon, etc. Le deuxième composant des cellules végétales après la cellulose en poids est la lignine, qui est un polymère tridimensionnel de cycles aromatiques. Surtout beaucoup dans les cellules lignifiées. La lignine est le polymère végétal le plus persistant, et seuls les champignons (principalement les champignons de l'amadou destructeurs du bois) possèdent des enzymes lignases qui le décomposent. Les champignons parasites qui affectent le tégument des animaux et des humains (peau, cheveux, plumes), sécrètent des enzymes qui détruisent la protéine de kératine à partir de laquelle ils sont construits.
La plupart des enzymes énumérées sont synthétisées par les cellules non pas constamment dans le but d'économiser de l'énergie, mais uniquement en présence de la substance correspondante dans l'environnement (par exemple, s'il n'y a pas de pectine dans l'environnement, alors la pectinase n'est pas synthétisé). Ils ne sont pas constitutifs, mais soumis à l'induction du substrat. De plus, ils ne se forment pas si le milieu contient un mélange de nutriments avec des composés au métabolisme énergétique plus favorables (catabolites). Par exemple, le produit final de la destruction de la plupart des polysaccharides est le glucose, par conséquent, dans un environnement qui contient du glucose en plus de la pectine ou de la cellulose, les pectinases et les cellulases ne sont pas produites. Il n'est guère conseillé d'effectuer des procédés chimiques complexes pour obtenir du glucose s'il est déjà présent dans le milieu de croissance. Cette régulation est appelée répression catabolique.
Reproduction asexuée
Continuant à révéler un sujet tel que "Caractéristiques générales des champignons", nous décrirons brièvement les caractéristiques de la reproduction. La reproduction asexuée chez ces organismes peut être réalisée par des spores mobiles et immobiles. Les zoospores forment un petit nombre de champignons, aquatiques et terrestres, dans lesquels les relations génétiques avec les aquatiques sont clairement tracées. La structure des flagelles dans les zoospores des oomycètes et des hyphychytries est similaire à celle décrite pour les ochrophytes.les algues et les chytridiomycètes seront pris en compte dans la description de ce groupe. La plupart des espèces fongiques se reproduisent par des spores immobiles, indiquant leur très long atterrissage. Les spores peuvent être formées de manière endogène dans les sporanges (sporangiospores) ou de manière exogène (conidies). Les spores endogènes ne sont libérées qu'après la destruction du sporange, qui se produit généralement lorsqu'il est mouillé. Habituellement, un grand nombre (des milliers) de spores se forment dans les sporanges, cependant, certaines espèces forment de petits sporanges (sporangioles), dans lesquels il n'y a que quelques spores (parfois une). Dans ce dernier cas, les membranes de sporangioli et les spores peuvent fusionner, puis la spore endogène fonctionne comme une spore exogène. Cela indique la présence primaire de spores endogènes, qui étaient les précurseurs de spores exogènes.
Reproduction sexuée
Le type de processus sexuel le plus courant, et le plus simple, est la fusion de deux cellules végétatives non différenciées en gamètes, appelée somatogamie. Un type similaire de processus sexuel est caractéristique des levures ascomycètes, de nombreux basidiomycètes et d'autres champignons. Parfois, il se déroule même sans fusion cellulaire, une simple fusion de noyaux à l'intérieur de la cellule. Un processus sexuel plus complexe est précédé par la séparation des sites mycéliens partenaires (gamétanges), qui fusionnent ensuite. Un tel processus sexuel, la gamétangiogamie, est caractéristique de nombreux zygo- et ascomycètes. Enfin, les champignons ont également une gamétogamie commune à d'autres organismes eucaryotes, c'est-à-dire fusion de gamètes spécialisés.
Iso- et hétérogamie classique caractéristique des algues,ne se trouvent que dans les champignons inférieurs - les chytridiomycètes. Il n'y a pas du tout d'oogamie classique chez les champignons. Même les oomycètes, ainsi nommés en raison de leur oogamie, n'ont pas de gamètes mâles (spermatozoïdes ou spermatozoïdes), et les œufs de l'oogonium n'ont pas leur propre paroi cellulaire et sont appelés oosphères. Certaines espèces de marsupiaux ont un oogonium (mais sans les gamètes d'œufs femelles, c'est-à-dire représentant une gamétange), mais pas d'anthéridie, de sorte que la fécondation se produit par un hyphe végétatif. D'autres ascomycètes et champignons basidiomycètes de la rouille ont des gamètes mâles - des spermatozoïdes, mais manquent de gamètes femelles et parfois de gamétanges (spermatogamie). Chez certaines espèces, les spermatozoïdes ont une double fonction: les gamètes mâles et les spores asexuées (conidies).
Conclusion
Caractéristiques générales des champignons: nutrition et respiration, reproduction des spores - tout cela est d'un grand intérêt pour les amoureux de la nature. Après tout, ce sont des organismes uniques qui n'appartiennent ni aux plantes ni aux animaux. Après avoir ouvert le sujet "Caractéristiques générales des champignons" (7e année) dans le manuel, vous découvrirez qu'ils constituent un royaume à part. Les autres règnes sont les animaux, les plantes, les virus et les bactéries. Le sujet "Caractéristiques générales et signification des champignons", présenté dans les manuels scolaires et dans cet article, ne contient que des informations de base à leur sujet. Des livres entiers ont été écrits à leur sujet, vous pouvez donc les étudier pendant très longtemps. L'un des sujets les plus intéressants, à notre avis, est les caractéristiques générales des moisissures. La moisissure est l'un desla plus ancienne espèce d'organismes vivants sur Terre. Il est apparu il y a 200 millions d'années et se sent bien dans les conditions modernes. Ouvrez la section de n'importe quel manuel scolaire "Le royaume des champignons. Caractéristiques générales" (6e année) et vous trouverez des informations plus détaillées à ce sujet.
