Ne permet pas la sporulation des bactéries. Formation de spores chez les bactéries. Groupes écologiques de champignons

Sporulation bactérienne

Certaines espèces de bactéries en forme de bâtonnet (genre Bacillus et genre Clostridium) sont capables de former des spores. La sporulation est induite par des conditions environnementales défavorables (changements de température, manque de nutriments, accumulation de produits métaboliques toxiques, modifications du pH, diminution de la teneur en humidité, etc.). Cependant, la sporulation n'est pas une étape obligatoire dans le développement des bactéries sporulées.

Une seule spore se forme toujours dans une cellule.

Les principales étapes de la sporulation sont :

1. Étape préparatoire. Le processus est précédé d’une restructuration de l’appareil génétique de la cellule : l’ADN nucléaire est étendu sous forme de fil et concentré à l’un des pôles de la cellule ou au centre, selon le type de bactérie. Cette partie de la cellule est appelée zone sporogène.

2. Formation de prospores. Dans la zone sporogène, il se produit une déshydratation et un compactage du cytoplasme et l'isolement de cette zone se produit à l'aide d'un septum formé à partir de la membrane cytoplasmique.

Prospora – une structure située à l’intérieur d’une cellule et séparée de celle-ci par deux membranes.

3. Formation de coquilles de spores. Entre les membranes, une couche corticale (cortex) se forme, de composition similaire à la paroi cellulaire d'une cellule végétative. En plus du peptidoglycane - muréine, le cortex contient du sel de calcium dipicolinique acide synthétisé par la cellule lors de la sporulation. Ensuite, la coquille de spores, composée de plusieurs couches, est synthétisée au-dessus de la membrane. Le nombre et la structure des couches sont différents pour différents types bactéries. La coquille est peu perméable à l'eau et aux substances dissoutes et offre une plus grande résistance des spores aux influences extérieures

4. Libération de la spore de la cellule. Une fois la spore mûrie, la coquille est détruite et la spore sort.

Le processus de sporulation dure plusieurs heures.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, différend - Il s'agit d'une cellule déshydratée recouverte d'une membrane multicouche contenant le sel de calcium de l'acide dipicolinique. La principale caractéristique des spores bactériennes est leur haute résistance à la chaleur.

Une fois dans des conditions favorables, la spore germe. Le processus de transformation d'une spore en cellule en croissance (végétative) commence par l'absorption d'eau et le gonflement. Dans le même temps, de profonds changements physiologiques se produisent : la respiration s’accélère et les enzymes sont activées. Pendant cette période, la spore perd sa résistance à la chaleur. Ensuite, sa coque externe est déchirée et une cellule végétative est formée à partir de la structure résultante.

Sporulation de bactéries - concept et types. Classification et caractéristiques de la catégorie « Formation de spores de bactéries » 2017, 2018.

Les bactéries ont évolué pour survivre dans la plupart des cas conditions défavorables environnement et préservé les informations héréditaires grâce à la formation de spores. Des spores bactériennes se forment à l’intérieur de la cellule. L'ensemble du processus de germination (formation de spores) dure 18 à 20 heures. Au cours de ce processus, un certain nombre de processus biochimiques changent dans la cellule bactérienne. Les bactéries peuvent rester longtemps à l’état de spores, soit des centaines d’années. Dans des conditions favorables environnement externe les spores germent. Le processus de germination dure 4 à 5 heures.

La sporulation se produit lorsque :

• le substrat nutritif est épuisé,
• il y a un manque de carbone et d'azote,
• s'accumule dans environnement interne cellules ions potassium et manganèse,
• le niveau d'acidité du milieu change, etc.

Riz. 1. La photo montre une spore à l'intérieur d'une cellule bactérienne (photo prise à la lumière microscope électronique-EM).

Quelles bactéries sont capables de sporuler ?

Les bactéries en forme de bâtonnet qui forment des spores sont appelées bacilles. Ils appartiennent à la famille des Bacillacées et sont représentés par le genre Clostricdium, le genre Bacillus et le genre Desulfotomaculum. Ce sont toutes des bactéries anaérobies à Gram positif.

Genre Clostridium contient plus de 93 espèces de bactéries. Ils forment tous des spores. Le genre Clostridium provoque la gangrène pulmonaire, est responsable de complications après un avortement et un accouchement, ainsi que de graves infections toxiques, notamment le botulisme. Les spores bactériennes de cette espèce dépassent le diamètre de la cellule végétative.

Genre Bacille contient plus de 217 espèces de bactéries. Les bactéries pathogènes du genre Bacillus provoquent un certain nombre de maladies chez les humains et les animaux, notamment des maladies d'origine alimentaire et le charbon. Les spores bactériennes de cette espèce ne dépassent pas le diamètre d'une cellule végétative.

Riz. 2. La photo montre des bactéries du genre Clostridium. À gauche, Clostridia perfingens. Ce sont des agents responsables d’intoxications alimentaires et de gangrène gazeuse. À droite, Clostridia botulinum. La bactérie provoque une grave maladie d’origine alimentaire : le botulisme.

Riz. 3. La photo montre l'agent causal de l'anthrax. Bacillus anthracis genre Bacillus - grand, immobile, avec des extrémités coupées (à gauche) et une bactérie à l'état de spore (à droite).

Sporulation chez les bactéries

Étape préparatoire

Avant la formation de la spore elle-même, le niveau de métabolisme dans la cellule bactérienne végétative diminue, la réplication de l'ADN s'arrête, l'un des nucléotides est localisé dans la zone sporogène et la synthèse de l'acide dipicolinique commence.

Formation de la zone sporogène

La formation de la zone sporogène commence par le compactage de la zone du cytoplasme dans laquelle se trouve le nucléotide ( prospora). L'isolement de la zone sporogène se produit à l'aide d'une membrane cytoplasmique qui commence à se développer à l'intérieur de la cellule.

Formation de prospores et de disputes

Le cortex se forme entre les couches interne et externe de la membrane. L'un de ses composants est l'acide dipicolinique, qui détermine la résistance thermique de la spore.

Le côté de la membrane tourné vers l’extérieur est recouvert d’une membrane (exosporie). Il est constitué de protéines, de lipides et d’autres composés que l’on ne trouve pas dans une cellule végétative. La coquille est épaisse et lâche. C'est hydrophobe.

Maturation des spores

Pendant la période de maturation des spores, la formation de toutes ses structures se termine. La spore devient résistante à la chaleur. Il prend une forme particulière et occupe une place particulière dans la cellule. Une fois la spore complètement mûre, l'autolyse cellulaire se produit.

Riz. 4. La photo montre une spore formée, à la périphérie de laquelle se trouvent des restes du cytoplasme.

Riz. 5. La photo de gauche montre une spore nouvellement formée (A), à la périphérie de laquelle se trouvent des restes du cytoplasme. Puis le cytoplasme meurt. La photo de droite (B) montre une spore purifiée en laboratoire.

Riz. 6. Sur la photo ci-dessus se trouvent les étapes de la sporulation - de la formation de la zone sporogène à la formation complète et à la lyse des restes cellulaires. La photo ci-dessous montre une spore avec des excroissances en forme de ruban. O est sa coque externe, K est le cortex, C est la partie interne.

Cortex

Le cortex protège la spore des enzymes qui grandes quantités produite par la cellule au stade final de la sporulation. Leur but est de détruire complètement la cellule végétative mère. En l’absence de cortex, les spores bactériennes sont lysées. Le cortex contient de l'acide diaminopimélique, qui assure la stabilité thermique

La face interne du cortex est adjacente à à l'intérieur membrane cytoplasmique. Lors de la germination des spores, le cortex se transforme en paroi cellulaire cellule végétative.

Coquille de spores (exosporium)

La face de la membrane cytoplasmique tournée vers l'extérieur est recouverte d'une membrane (exosporium) lors de la sporulation. Il est constitué de protéines, de lipides et d’autres composés que l’on ne trouve pas dans une cellule végétative. La coquille est épaisse et lâche. Représente environ 50 % du volume de la spore elle-même. C'est hydrophobe. La paroi externe de la spore est résistante aux enzymes. Il protège la spore d'une germination prématurée.

Riz. 7. La photo montre une spore avec des excroissances. Son noyau est une cellule végétative au repos.

Croissances sur les spores

Sur certaines spores, des excroissances se forment lors de la sporulation. Ils sont divers et spécifiques. Cette caractéristique est héréditairement fixée et constante pour chaque bactérie. Les excroissances sur les spores sont principalement constituées de protéines. Les acides aminés de la protéine sont similaires à ceux de la kératine et du collagène. La fonction des excroissances sur les spores n’a pas encore été entièrement élucidée.

Riz. 8. Types d'excroissances sur les spores : flagelles, tubes, bâtons en forme de brosse, larges rubans, épines, épingles, en forme de bois de cerf.

Riz. 9. La photo montre des spores de bactéries du genre Clostridium. Excroissances en forme de tubes (1 et 5), excroissances en forme de flagelles (2), excroissances en forme de ruban (3), excroissances plumeuses (4), spores avec des épines en surface (6).

Caractéristiques des spores bactériennes

Dans une cellule à l'état de spore, on note :

• répression complète du génome,
• presque absence totale métabolisme,
• réduction de 50 % de la quantité d'eau dans le cytoplasme (une perte importante d'eau par la cellule entraîne sa mort),
• augmentation de la quantité de cations calcium et magnésium dans le cytoplasme,
• l'apparition de l'acide dipicolinique et du cortex, responsables de la stabilité thermique,
• augmenter la quantité de protéine cystéine et d'acides aminés hydrophobes,
• reste viable pendant des centaines d’années.

Résistance aux spores

Au cours du processus de sporulation, la spore est recouverte de membranes - l'enveloppe externe et le cortex. Ils protègent la spore des conditions environnementales défavorables.

Cortex contient de l'acide diaminopimélique, responsable de la stabilité thermique. Coque extérieure protège la spore de la germination prématurée et des facteurs environnementaux négatifs.

À l’état de spores, la bactérie résiste aux températures ambiantes élevées et au séchage. Il est capable de survivre dans des solutions à haute teneur en sel, de supporter une ébullition et une congélation prolongées, des radiations, du vide et une irradiation ultraviolette. La spore présente une résistance à un certain nombre de substances toxiques et des désinfectants.

La persistance de spores bactériennes pathogènes dans l'environnement extérieur contribue à la persistance de l'infection et au développement de maladies infectieuses graves.

Type, forme et emplacement des spores chez les bactéries

Les spores bactériennes ont une forme ovale et sphérique. Ils peuvent être situés aux extrémités de la cellule (agents pathogènes du tétanos), plus près du centre (agents pathogènes du botulisme et de la gangrène gazeuse) ou dans la partie centrale de la cellule (bacille charbonneux). Plus rarement, les spores bactériennes sont situées latéralement.

Riz. 10. La photo montre les endospores terminales de C. difficile et de Clostridium tetani.

Riz. 11. La photo montre des spores situées au centre de la bactérie Bacillus cereus.

Riz. 12. La photo montre l'emplacement terminal d'une spore dans la bactérie Bacillus subtilis.

Bouchons sur les spores

Des coiffes se forment sur les spores du genre Clostridium et Bacillus au cours du processus de sporulation. Ils ont une forme de cône ou de croissant et une structure cellulaire. Les cellules ressemblent à des sacs remplis d’une substance gazeuse. Ils ont la forme de bâtons ou d'ovales. Les cellules aident la spore à rester flottante dans l'eau. Même avec la centrifugation, les spores coiffées ne peuvent pas sédimenter. Les coiffes des spores se forment dans les bactéries du sol des sols hydromorphes qui se sont formés dans des conditions stagnantes. eaux de surface ou en présence d'eau souterraine.

Riz. 13. Sur la photo, les calottes des spores sont en forme de cône (à gauche) et de croissant (à droite).

Riz. 14. La photo montre la structure de la calotte d'une spore bactérienne. Des cellules à gaz individuelles de forme ovale (vacuoles, sacs) sont visibles.

Certaines bactéries en forme de bâtonnet, lorsqu'elles sont exposées à des conditions défavorables, forment des corps ronds ou elliptiques à l'intérieur de leurs cellules, appelés spores. Presque tout le contenu du protoplasme est consacré à sa formation. Il est d’abord formé prospora , qui se transforme alors en litige. Le processus de formation des spores prend 40 à 50 minutes. jusqu'à plusieurs heures, et dure parfois une journée entière. Les cellules porteuses de spores perdent leur capacité à se reproduire. Une fois les spores matures, les restes de la cellule végétative meurent et sont détruits. Coque extérieure – exine devient moins perméable à l'eau et aux substances qui y sont dissoutes. Coque intérieure – intine joue rôle important spores en germination. C'est à partir de là qu'est construite la coquille d'une nouvelle cellule végétative. L'eau contenue dans la spore est dans un état particulier, les enzymes sont inactives, la coquille limite l'échange des spores avec l'environnement extérieur - tout cela permet aux spores de rester dans un état viable pendant des dizaines et des centaines d'années. Ainsi, la spore est une forme de bactérie résistante aux conditions environnementales défavorables . Par exemple, quand l’eau d’une rivière bout, tout le monde meurt cellules bactériennes, à l'exception de ceux sporulés. Les spores ne sont pas tuées par le séchage, la congélation, l'exposition directe au soleil et les poisons chimiques puissants. Les spores meurent lorsqu'elles sont stérilisées dans des autoclaves (120-140°C). Cependant, les mêmes bactéries forment des spores de résistance variable, et certaines des spores peuvent être tuées par une ébullition prolongée. Lorsque la spore trouve des conditions favorables, elle commence à germer. En même temps, il gonfle, s'enrichit en eau, doublant presque de taille. La coque extérieure se brise et le plant émerge par le trou résultant. Chez certains bacilles, l'activation enzymatique et la formation d'une cellule végétative s'effectuent en 40 à 50 minutes. Parfois, lorsque des substances toxiques s’accumulent dans l’environnement, les bacilles porteurs de spores peuvent perdre leur capacité à former des spores.

Les champignons sont d'anciens organismes hétérotrophes qui occupent une place particulière dans système commun faune. Ils peuvent être microscopiquement petits ou atteindre plusieurs mètres. Ils se déposent sur les plantes, les animaux, les humains ou sur la matière organique morte, sur les racines des arbres et des graminées. Leur rôle dans les biocénoses est important et varié. Dans la chaîne alimentaire, ce sont des décomposeurs – des organismes qui se nourrissent de restes organiques morts, soumettant ces restes à une minéralisation en composés organiques simples.

Dans la nature, les champignons jouent rôle positif: ils sont de la nourriture et des médicaments pour les animaux ; formant une racine fongique, ils aident les plantes à absorber l'eau ; En tant que composant des lichens, les champignons créent un habitat pour les algues.

Les champignons sont des organismes inférieurs sans chlorophylle qui regroupent environ 100 000 espèces, depuis les petits organismes microscopiques jusqu'aux géants tels que les champignons de l'amadou, la boule géante et quelques autres.

Dans le système monde organique les champignons occupent une place particulière, représentant un royaume à part, avec les règnes des animaux et des plantes. Ils manquent de chlorophylle et ont donc besoin de matière organique toute prête pour se nourrir (appartiennent à organismes hétérotrophes). En termes de présence d'urée dans le métabolisme, de chitine dans la membrane cellulaire et de produit de réserve - le glycogène, et non l'amidon - ils sont proches des animaux. En revanche, dans leur mode de nutrition (par absorption et non par ingestion de nourriture) et leur croissance illimitée, ils ressemblent à des plantes.

Les champignons ont également des caractéristiques qui leur sont propres : chez presque tous les champignons, le corps végétatif est un mycélium, ou mycélium, constitué de fils - des hyphes.

Ce sont de minces tubes filiformes remplis de cytoplasme. Les fils qui composent le champignon peuvent être étroitement ou lâchement entrelacés, ramifiés, fusionnés les uns avec les autres, formant des films comme du feutre ou visibles. à l'oeil nu garrots.

U champignons supérieurs les hyphes sont divisés en cellules.

Les cellules fongiques peuvent avoir un ou plusieurs noyaux. En plus des noyaux, les cellules contiennent également d'autres composants structurels(mitochondries, lysosomes, réticulum endoplasmique, etc.).

Structure

Le corps de la grande majorité des champignons est constitué de fines formations filamenteuses - les hyphes. Leur combinaison forme le mycélium (ou mycélium).

En se ramifiant, le mycélium forme une grande surface, qui assure l'absorption de l'eau et des nutriments. Classiquement, les champignons sont divisés en inférieurs et supérieurs. U champignons inférieurs les hyphes n'ont pas de cloisons transversales et le mycélium est une cellule hautement ramifiée. Chez les champignons supérieurs, les hyphes sont divisés en cellules.

Les cellules de la plupart des champignons sont recouvertes d'une coquille dure et le corps végétatif de certains champignons protozoaires n'en possède pas. Le cytoplasme du champignon contient protéines structurelles et enzymes, acides aminés, glucides, lipides non associés aux organites cellulaires. Organites : mitochondries, lysosomes, vacuoles contenant des substances de stockage - volutine, lipides, glycogène, graisses. Il n'y a pas d'amidon. Une cellule fongique possède un ou plusieurs noyaux.

Reproduction

Chez les champignons, on distingue la reproduction végétative, asexuée et sexuée.

Végétatif

La reproduction est réalisée par des parties du mycélium, éducation spéciale- oïdies (formées à la suite de la désintégration d'hyphes en cellules courtes individuelles, dont chacune donne naissance à un nouvel organisme), chlamydospores (formées à peu près de la même manière, mais ont une coque plus épaisse de couleur foncée, tolèrent bien des conditions défavorables ), par bourgeonnement de mycélium ou de cellules individuelles.

Pour la reproduction végétative asexuée, aucun dispositif spécial n'est nécessaire, mais peu de descendants apparaissent, mais peu.

Avec la reproduction végétative asexuée, les cellules du filament, qui ne diffèrent pas de leurs voisines, se transforment en un organisme entier. Parfois, les animaux ou les mouvements environnementaux déchirent l’hyphe.

Il arrive que lorsque des conditions défavorables se produisent, le fil lui-même se brise en cellules individuelles, dont chacune peut devenir un champignon entier.

Parfois, des excroissances se forment sur le fil, qui grandissent, tombent et donnent naissance à un nouvel organisme.

Souvent, certaines cellules développent une membrane épaisse. Ils peuvent résister au dessèchement, rester viables jusqu’à dix ans ou plus et germer dans des conditions favorables.

Lors de la multiplication végétative, l'ADN de la progéniture ne diffère pas de l'ADN du parent. Ce type de reproduction ne nécessite pas de dispositifs spéciaux, mais le nombre de descendants est faible.

Asexué

Lors de la reproduction asexuée des spores, le filament fongique forme des cellules spéciales qui créent des spores. Ces cellules ressemblent à des brindilles incapables de croître et de séparer les spores d’elles-mêmes, ou à de grosses bulles dans lesquelles se forment les spores. De telles formations sont appelées sporanges.

Dans la reproduction asexuée, l’ADN de la progéniture n’est pas différent de l’ADN du parent. Moins de substances sont dépensées pour la formation de chaque spore que pour une progéniture lors de la multiplication végétative. De manière asexuée, un individu produit des millions de spores, le champignon a donc plus de chances de laisser une progéniture.

Sexuel

Lors de la reproduction sexuée, de nouvelles combinaisons de caractéristiques apparaissent. Dans ce type de reproduction, l’ADN de la progéniture est formé à partir de l’ADN des deux parents. Chez les champignons, la combinaison de l’ADN se produit de différentes manières.

Différentes manières d’assurer l’unification de l’ADN lors de la reproduction sexuée des champignons :

À un moment donné, les noyaux puis les brins d'ADN des parents fusionnent, échangent des morceaux d'ADN et se séparent. L'ADN du descendant contient des sections reçues des deux parents. Par conséquent, le descendant est à certains égards semblable à un parent et à certains égards - à l'autre. Une nouvelle combinaison de caractères peut réduire ou augmenter la viabilité de la progéniture.

La reproduction consiste en la fusion des gamètes sexuels mâles et femelles, aboutissant à la formation d'un zygote. Les champignons se distinguent entre iso-, hétéro- et oogamie. Le produit reproducteur des champignons inférieurs (oospore) germe en un sporange dans lequel se développent les spores. Chez les ascomycètes (champignons marsupiaux), à la suite du processus sexuel, des sacs (asques) se forment - des structures unicellulaires contenant généralement 8 ascospores. Sacs formés directement à partir du zygote (chez les ascomycètes inférieurs) ou sur des hyphes ascogènes se développant à partir du zygote. Dans le sac se produisent la fusion des noyaux du zygote, puis la division méiotique du noyau diploïde et la formation d'ascospores haploïdes. La bourse est activement impliquée dans la propagation des ascospores.

Les champignons basidiens sont caractérisés par un processus sexuel - la somatogamie. Il s'agit de la fusion de deux cellules de mycélium végétatif. Le produit reproducteur est une baside sur laquelle se forment 4 basidiospores. Les basidiospores sont haploïdes ; elles donnent naissance à un mycélium haploïde, de courte durée. Par fusion du mycélium haploïde, il se forme un mycélium dicaryote, sur lequel se forment des basides avec des basidiospores.

Chez les champignons imparfaits, et dans certains cas dans d'autres, le processus sexuel est remplacé par une hétérocaryose (hétérogénéité) et un processus parasexuel. L'hétérocaryose consiste en la transition de noyaux génétiquement hétérogènes d'un segment de mycélium à un autre par la formation d'anastomoses ou la fusion d'hyphes. La fusion nucléaire ne se produit pas dans ce cas. La fusion des noyaux après leur transition vers une autre cellule est appelée processus parasexuel.

Les filaments fongiques se développent par division transversale (les filaments ne se divisent pas le long de la cellule). Le cytoplasme des cellules fongiques voisines forme un tout - il y a des trous dans les cloisons entre les cellules.

Nutrition

La plupart des champignons ressemblent à de longs fils qui absorbent les nutriments sur toute leur surface. Les champignons absorbent les substances nécessaires des organismes vivants et morts, de l'humidité du sol et de l'eau des réservoirs naturels.

Les champignons libèrent des substances qui brisent les molécules matière organique en parties que le champignon peut absorber.

Mais dans certaines conditions, il est plus bénéfique pour le corps d’être un fil (comme un champignon) plutôt qu’une masse (kyste) comme une bactérie. Vérifions si cela est vrai.

Suivons les bactéries et le fil croissant du champignon. Une solution sucrée forte est représentée en marron, une solution faible en marron clair et l'eau sans sucre est représentée en blanc.

On peut conclure : l'organisme filamenteux, en grandissant, peut se retrouver dans des endroits riches en nourriture. Plus le fil est long, plus l'apport de substances que les cellules saturées peuvent dépenser pour la croissance du champignon est important. Tous les hyphes se comportent comme des parties d'un tout, et des sections du champignon, une fois dans des endroits riches en nourriture, nourrissent le champignon entier.

Moules

Les moisissures se déposent sur les restes humides de plantes et, plus rarement, d’animaux. L’une des moisissures les plus courantes est la moisissure mucor ou capitation. Le mycélium de ce champignon sous la forme des hyphes blancs les plus fins se trouve sur le pain rassis. Les hyphes du mucor ne sont pas séparés par des septa. Chaque hyphe est une cellule hautement ramifiée comportant plusieurs noyaux. Certaines branches de la cellule pénètrent dans le substrat et absorbent les nutriments, d'autres s'élèvent vers le haut. Au sommet de ces derniers se forment des têtes rondes noires - des sporanges, dans lesquels se forment des spores. Les spores mûres se propagent par les courants d'air ou à l'aide d'insectes. Une fois dans des conditions favorables, la spore se développe en un nouveau mycélium (mycélium).

Le deuxième représentant des moisissures est le pénicillium, ou moisissure bleue. Le mycélium penicillium est constitué d'hyphes divisés par des cloisons transversales en cellules. Certains hyphes s'élèvent vers le haut et des branches ressemblant à des pinceaux se forment à leurs extrémités. Au bout de ces branches se forment des spores, à l'aide desquelles le pénicillium se reproduit.

Champignons à la levure

Les levures sont des organismes unicellulaires et immobiles, de forme ovale ou allongée, mesurant 8 à 10 microns. Le vrai mycélium ne se forme pas. La cellule a un noyau, des mitochondries, de nombreuses substances (organiques et inorganiques) s'accumulent dans les vacuoles et des processus redox s'y produisent. La levure accumule la volutine dans les cellules. Multiplication végétative par bourgeonnement ou division. La sporulation se produit après une reproduction répétée par bourgeonnement ou division. Cela se produit plus facilement lorsqu'il y a une transition brutale d'une nutrition abondante à une nutrition insignifiante, lorsque l'oxygène est fourni. Le nombre de spores dans une cellule est apparié (généralement 4 à 8). Chez la levure, le processus sexuel est également connu.

Les levures, ou levures, se trouvent à la surface des fruits et sur les résidus végétaux contenant des glucides. La levure diffère des autres champignons en ce qu’elle ne possède pas de mycélium et est constituée de cellules simples, pour la plupart ovales. En milieu sucré, les levures provoquent une fermentation alcoolique, qui se traduit par le dégagement d'alcool éthylique et de dioxyde de carbone :

C 6 H 12 O 6 → 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + énergie.

Ce processus est enzymatique et se déroule avec la participation d'un complexe d'enzymes. L'énergie libérée est utilisée par les cellules de levure pour les processus vitaux.

La levure se reproduit par bourgeonnement (certaines espèces par division). Lorsque le bourgeonnement se produit, un renflement ressemblant à un rein se forme sur la cellule.

Le noyau de la cellule mère se divise et l’un des noyaux filles devient un renflement. Le renflement se développe rapidement, se transforme en une cellule indépendante et se sépare de la cellule mère. Avec un bourgeonnement très rapide, les cellules n'ont pas le temps de se séparer et il en résulte des chaînes courtes et fragiles.

Au moins les trois quarts de tous les champignons sont des saprophytes. Le mode de nutrition saprophyte est associé principalement aux produits d'origine végétale (la réaction acide du milieu et la composition des substances organiques d'origine végétale sont plus favorables à leur vie).

Les champignons symbiotes sont principalement associés aux plantes supérieures, aux bryophytes, aux algues et moins souvent aux animaux. Un exemple serait les lichens et les mycorhizes. La mycorhize est la coexistence d'un champignon avec les racines d'une plante supérieure. Le champignon aide la plante à absorber les substances humifères difficiles à atteindre, favorise l'absorption des éléments nutritionnels minéraux, aide au métabolisme des glucides grâce à ses enzymes, active les enzymes des plantes supérieures et lie l'azote libre. D'une plante supérieure, le champignon reçoit apparemment des composés exempts d'azote, de l'oxygène et des sécrétions racinaires qui favorisent la germination des spores. Les mycorhizes sont très courantes parmi les plantes supérieures ; on ne les trouve pas seulement chez les carex, les plantes crucifères et les plantes aquatiques.

Groupes écologiques de champignons

Champignons du sol

Les champignons du sol participent à la minéralisation de la matière organique, à la formation de l'humus, etc. Ce groupe comprend les champignons qui pénètrent dans le sol uniquement pendant certaines périodes de la vie et les champignons de la rhizosphère des plantes qui vivent dans la zone de leur système racinaire.

Champignons spécialisés du sol :

• coprophylles- les champignons qui vivent sur des sols riches en humus (tas de fumier, lieux où s'accumulent les déjections d'animaux) ;
• kératinophylles- des champignons qui vivent sur les cheveux, les cornes, les sabots ;
• xylophytes- des champignons qui décomposent le bois, parmi lesquels il y a des destructeurs de bois vivant et mort.

Champignons maison

Les champignons domestiques sont destructeurs des parties en bois des bâtiments.

Champignons aquatiques

Ceux-ci incluent le groupe des champignons symbiotes mycorhiziens.

Champignons poussant sur des matériaux industriels (métal, papier et produits fabriqués à partir de ceux-ci)

Champignons du Cap

Les champignons du Cap s'installent sur un sol forestier riche en humus et en extraient de l'eau, des sels minéraux et certaines substances organiques. Ils tirent une partie de leur matière organique (glucides) des arbres.

Le mycélium est la partie principale de chaque champignon. Des fructifications s'y développent. Le capuchon et la tige sont constitués de fils de mycélium étroitement adjacents les uns aux autres. Dans la tige, tous les fils sont identiques et dans le capuchon, ils forment deux couches - la couche supérieure, recouverte de peau colorée avec différents pigments, et la couche inférieure.

Chez certains champignons, la couche inférieure est constituée de nombreux tubes. Ces champignons sont appelés tubulaires. Dans d'autres, la couche inférieure du capuchon est constituée de plaques disposées radialement. Ces champignons sont appelés lamellaires. Des spores se forment sur les plaques et sur les parois des tubes, à l'aide desquelles les champignons se reproduisent.

Les hyphes du mycélium enlacent les racines des arbres, les pénètrent et se propagent entre les cellules. Une cohabitation bénéfique pour les deux plantes s’établit entre le mycélium et les racines des plantes. Le champignon fournit aux plantes de l'eau et des sels minéraux ; En remplaçant les poils absorbants sur les racines, l'arbre lui cède une partie de ses glucides. Ce n'est qu'avec une connexion aussi étroite du mycélium avec certaines espèces d'arbres que la formation de fructifications dans les champignons à calotte est possible.

Conflit éducatif

Des cellules spéciales appelées spores se forment dans les tubes ou sur les plaques du capuchon. Des spores mûres, petites et légères, se répandent et sont ramassées et transportées par le vent. Ils sont propagés par les insectes et les limaces, ainsi que par les écureuils et les lièvres qui se nourrissent de champignons. Les spores ne sont pas digérées organes digestifs Ces animaux sont jetés avec leurs déjections.

Dans un sol humide et riche en humus, des spores fongiques germent et des filaments de mycélium se développent à partir d'elles. Un mycélium issu d'une seule spore ne peut former de nouvelles fructifications que dans de rares cas. Chez la plupart des espèces de champignons, les fructifications se développent sur des mycéliums formés de cellules fusionnées de filaments provenant de différentes spores. Par conséquent, les cellules d'un tel mycélium sont binucléées. Le mycélium se développe lentement et ce n'est qu'après avoir accumulé des réserves de nutriments qu'il forme des fructifications.

La plupart des espèces de ces champignons sont des saprophytes. Ils se développent sur le sol humifère, les débris végétaux morts et certains sur le fumier. Le corps végétatif est constitué d'hyphes qui forment un mycélium situé sous terre. Au cours du développement, des fructifications en forme de parapluie se développent sur le mycélium. Le moignon et le capuchon sont constitués de faisceaux denses de fils de mycélium.

Chez certains champignons, sur la face inférieure du chapeau, des plaques divergent radialement du centre vers la périphérie, sur lesquelles se développent les basides, et chez elles les spores sont des hyménophores. Ces champignons sont appelés lamellaires. U espèce individuelle les champignons ont une couverture (un film d'hyphes stériles) qui protège les hyménophores. Lorsque la fructification mûrit, l'enveloppe se brise et reste sous la forme d'une frange le long des bords du chapeau ou d'un anneau sur la tige.

Chez certains champignons, l'hyménophore a une forme tubulaire. Ce sont des champignons tubulaires. Leurs fructifications sont charnues, pourrissent rapidement, sont facilement endommagées par les larves d'insectes et mangées par les limaces. Reproduire champignons de Paris spores et parties de mycélium (mycélium).

Composition chimique des champignons

DANS champignons frais l'eau représente 84 à 94 % de la masse totale.

Les protéines des champignons ne sont digérées qu'à 54-85 %, ce qui est pire que les protéines d'autres produits végétaux. L'absorption est entravée par une faible solubilité des protéines. Les graisses et les glucides sont très bien absorbés. Composition chimique dépend de l'âge du champignon, de son état, de son type, des conditions de croissance, etc.

Le rôle des champignons dans la nature

De nombreux champignons poussent avec les racines des arbres et des graminées. Leur coopération est mutuellement bénéfique. Les plantes fournissent du sucre et des protéines aux champignons, et les champignons détruisent les restes morts des plantes dans le sol et absorbent l'eau contenant de l'eau dissoute sur toute la surface des hyphes. minéraux. Les racines fusionnées avec des champignons sont appelées mycorhizes. La plupart des arbres et des graminées forment des mycorhizes.

Les champignons jouent le rôle de destructeurs des écosystèmes. Ils détruisent le bois et les feuilles mortes, les racines des plantes et les carcasses d'animaux. Ils transforment tous les restes morts en dioxyde de carbone, en eau et en sels minéraux, quelque chose que les plantes peuvent absorber. Au fur et à mesure qu'ils se nourrissent, les champignons prennent du poids et deviennent de la nourriture pour les animaux et d'autres champignons.

Spores fongiques

Les spores fongiques sont conçues pour se reproduire. Ils représentent une ou plusieurs cellules aux dimensions microscopiques - de 1 à 100 microns. Les spores de la plupart des types de champignons contiennent très peu de nutriments ; les rares survivent et, une fois dans des conditions favorables, germent, donnant naissance au mycélium. jeune champignon. Mais la mort de la plupart des spores est compensée par la formation d'un grand nombre d'entre elles. Par exemple, l'agent causal de la rouille des tiges des plantes céréalières produit jusqu'à 10 milliards de spores sur un buisson d'épine-vinette au printemps et en juin, le corps fructifère d'un polypore de taille standard produit jusqu'à 30 milliards de spores et les champignons produisent environ 40 milliards de spores par heure.

Il existe une classification généralement acceptée des spores selon leur origine et leur fonction dans la vie des champignons en deux grands groupes :

a) les spores à reproduction asexuée (mitospores) ;

b) les spores de reproduction sexuée (méiospores).

Lors de la formation des mitospores, la division mitotique du noyau cellulaire se produit tout en maintenant le nombre de chromosomes ; méiospore – méiose, caractérisée par une réduction de moitié du nombre de chromosomes.

Les mitospores et les méiospores remplissent différentes fonctions dans la vie des champignons. Les mitospores sont principalement destinées à la dispersion massive des champignons pendant la période végétative, sans recombinaison de qualités héréditaires. Les méiospores sont des spores de reproduction sexuée. Leur apparition est associée à la germination du zygote, une cellule formée au cours du processus sexuel à partir de deux cellules parentales. Au cours du processus de germination du zygote et de formation des spores de reproduction sexuée, une recombinaison (redistribution) des caractéristiques des organismes parents se produit et la diversité des descendants augmente.

Chez de nombreuses espèces de champignons cycle de vie Des mitospores et des méiospores se forment. Par exemple, dans de nombreux champignons marsupiaux - agents pathogènes de l'ergot, de l'oïdium des plantes, de la tavelure du pommier, etc., les mitospores se forment tout au long de la saison de croissance et remplissent la fonction de réinfecter les plantes, et les méiospores se forment après l'hivernage et provoquent une primo-infection. de plantes.

Un grand groupe de champignons n'a pas de mitospores dans leur cycle de développement, comme de nombreux champignons de Paris, les polypores, les gastéromycètes et certains types de discomycètes (morilles, cordes). Dans de tels cas, les méiospores assument les fonctions de mitospores et servent à la dispersion massive des champignons.

Formation

La formation de mitospores dans la plupart des formes de champignons se produit à l'intérieur de cellules spéciales - sporanges ou à l'extérieur sur des branches de mycélium aérien. Les premiers types de spores sont appelés sporangiospores, les seconds sont des conidies. Les sporangiospores sont immobiles et transportées passivement ; elles peuvent avoir des flagelles et, avec leur aide, s'y déplacer activement. milieu aquatique. Les spores mobiles sont appelées zoospores. La reproduction par les zoospores se produit uniquement en présence d'un milieu goutte-liquide.

Les sporangiospores, comme les zoospores, servent à la dispersion généralisée des champignons. Ils contiennent une petite quantité de nutriments et ne sont pas capables de maintenir leur viabilité pendant longtemps. Jusqu'à plusieurs dizaines de milliers de spores peuvent se former dans un sporange. Une augmentation de la production de sporangiospores est obtenue grâce à des branches supplémentaires de sporangiophores et à une augmentation du nombre de sporanges. Par conséquent, pour la formation d’un grand sporange avec de nombreuses sporangiospores, plus à long terme que pour la formation massive de conidies. Ceci explique le fait que dans la plupart des champignons, il est courant reproduction asexuée avec l'aide de conidies.
Les conidies se forment dans les champignons supérieurs avec du mycélium cellulaire sur les hyphes du mycélium aérien - les conidiophores. Ils sont généralement très petits (de 1 à 10-15 microns) et se forment en d'énormes quantités. Contrairement aux sporangiospores, les conidies peuvent rester viables longtemps dans des conditions défavorables sans germer. Les conidies sont libérées activement et passivement à mesure qu'elles mûrissent. Au cours de leur évolution, ils ont formé de multiples adaptations qui facilitent leur propagation. Certaines conidies ont une surface sèche, ce qui les rend facilement transportées par le vent ; d'autres sont recouverts de mucus et sont bien tolérés par les insectes ou l'eau, etc.

Les méiospores, comme les mitospores, sont extrêmement diverses chez les champignons. Ils se forment à l'intérieur ou à la surface de cellules spéciales, appelées respectivement sacs et basides. Les sacs sont dans fructifications champignons et sont bien protégés des effets des facteurs environnementaux défavorables. Les champignons du groupe des ascomycètes forment des ascospores, tandis que les basidiomycètes forment des basidiospores, qui ont des structures différentes.