Формы паразитизма, способы инфицирования растений, способы борьбы с головнёвыми грибами. Борьба с ржавчинниками

Грибы – гетеротрофные организмы, способные питаться только готовыми органическими веществами растительного и животного происхождения. Питательные вещества поступают в организм гриба через оболочки гиф осмотическим путем. По этому грибы могут поглощать питательные вещества только в виде водных растворов.

 

Грибы обладают мощным ферментным аппаратом. С помощью ферментов они превращают сложные органические соединения растительных тканей в более простые водорастворимые соединения. У грибов имеются ферменты, разрушающие клетчатку и пектиновые вещества растительных тканей (целлюлаза, пектиназа); ферменты, обеспечивающие гидролиз крахмала (амилаза), расщепление белков (протеиназа) и жиров (липаза), и многие другие. Это позволяет грибам разлагать и переводить в усвояемую форму различные ткани растительных организмов. При участии ферментов осуществляется и обратный процесс – синтез комплексных соединений, идущих на построение тела гриба, за счет поглощенных им простых молекул.

 

Источниками углерода для грибов служат разнообразные органические соединения. В первую очередь потребляются простые сахара (глюкоза, мальтоза, фруктоза), затем более сложные углеводы (сахар, крахмал, целлюлоза), а также высокоатомные спирты (например, маннит), жирные кислоты (яблочная, лимонная) и их соли.

 

Азотистое питание происходит за счет как неорганических соединений – нитратов, нитритов и аммонийных солей, так и органических – белков и аминокислот.

 

Для нормальной жизнедеятельности грибов необходимы также калий, магний, железо, медь, марганец, фосфор, сера и другие зольные элементы, витамины и ростовые вещества.

 

С характером субстрата, т.е. питательной среды, на которой грибы поселяются и питаются, тесно связан их образ жизни. Грибы, живущие на отмерших частях растений и животных, органических остатках почвы и других мертвых субстратах, называют облигатными (обязательными) сапрофитами. Облигатными паразитами называют грибы, питающиеся только за счет живых тканей, главным образом растений. Существуют и промежуточные формы грибов – факультативные (необязательные) паразиты и сапрофиты.

 

Сапрофиты чаще всего являются полифагами: они способны использовать самые разнообразные источники питания. Паразитные грибы характеризуются приспособленностью (специализацией) к отдельным субстратам; они поражают определенные органы и ткани тех или иных растений. Облигатные паразиты – это обычно монофаги, узкоспециализированные к определенным видам или сортам растений.

 

Важнейшее значение для роста и спороношения грибов имеет фактор окружающей среды.

 

Влажность. Большинство грибов нормально развивается лишь при высокой влажности субстрата и окружающего воздуха. Однако избыточное увлажнение для многих грибов неблагоприятно, так как при этом снижается доступ кислорода, необходимого для их развития. Грибы настоящей мучнистой росы способны хорошо развиваться даже в засушливых условиях. Наличие капельножидкой воды или высокой относительной влажности воздуха – необходимое условие для созревания спороношений, прорастания спор и заражения растений.

 

Температура. Оптимальной для развития большинства грибов является температура 20-25°С. Однако рост грибов может происходить в довольно широких температурных пределах, примерно от 2 до 40°С. При более низких температурах, близких к 0°С, могут развиваться немногие виды, например возбудители болезней, поражающих сеянцы в зимний период под снежным покровом. При температурах ниже нуля активный рост грибов невозможен, но их покоящиеся споры могут сохранять жизнеспособность даже при сильных морозах.

Кислород. Все грибы – аэробные организмы, однако потребность в кислороде у разных грибов различна. Большинство грибов нуждается в достаточно энергичном поступлении кислорода. В то же время многие грибы обнаруживают способность к развитию в условиях недостатка кислорода. Таковы некоторые сапрофитные плесневые грибы, а также строго паразитные виды, развивающиеся внутри живых, активно дышащих клеток растения-хозяина.

Реакция среды. В развитии грибов этот фактор играет немалую роль. Обычно грибы предпочитают кислые субстраты, но есть виды, способные развиваться на нейтральных и даже слабощелочных субстратах.

Свет. Наличие света не является решающим фактором развития грибов. Многие грибы совсем не нуждаются в освещении, другие лучше спороносят на рассеянном свету. Некоторые трутовики в темноте образуют уродливые стерильные плодовые тела. Воздействие же прямых солнечных лучей, как правило, неблагоприятно отражается на росте и спороношении грибов. Исключение составляют мучнисторосяные грибы, которые в этих условиях активно развиваются и дают массовые спороношения. Выносливы к прямому солнечному свету и окрашенные спороношения грибов.

Головневые грибы – паразиты цветковых растений. Наиболее вредоносны грибы, поражающие зерновые культуры и вызывающие болезнь, называемую головней. Головневые грибы могут заражать растение во все периоды его развития. Особенно сильно разрастается мицелий в тканях цветочных органов (метелки или колоса), при этом мицелий превращается в пылящую массу темных спор – хламидоспор (называемых телиоспорами). Пораженные грибом органы растений кажутся обуглившимися, обгорелыми, отсюда и название грибов и болезни растений. Хламидоспоры имеют плотную оболочку и устойчивы к неблагоприятным воздействиям. В почве они могут сохраняться жизнеспособными в течение нескольких лет и служить источником инфекции.

 

Ржавчинные грибы – широко распространенные паразиты многих высших растений, в том числе и злаков. Эти грибы отличаются сложным циклом развития – разнообразием форм спороношения, чередующихся в определенной последовательности. Некоторые грибы весь цикл развития проходят на одном растении (например, ржавчина подсолнечника), другие– на двух растениях (хлебная ржавчина). Свое название ржавчинные грибы получили в связи с появлением ржавых пятен или полос на пораженных ими частях растений. Цвет пятен обусловлен наличием в мицелии и спорах этих грибов капель масла оранжевой окраски. Поражение злаковых растений ржавчиной приводит к их недоразвитию, задержке образования колосьев и, таким образом, к гибели урожая.

 

Головневые и ржавчинные грибы наносят большой ущерб сельскому хозяйству.

Подкласс Фрагмобазидиомицетии: порядок Головневые и порядок Ржавчинные.

 

Головневые несколько сот видов, паразиты злаков.

 

Их называют так потому, что споры их покрыты чёрной оболочкой и поражённые части обычно соцветия, выглядят обугленными.

 

Мицелий членистый, развивающийся в межклеточном веществе и присосками внедряющийся в полость клеток.

 

Поражаются цветки, и вместо зерен в колос образуется огромное количество головневых спор. Представители: Твердая головня пшеницы, Пыльная головня пшеницы, овса. Пузырчатая головня кукурузы.

 

Не менее опасны для культурных растений ржавчинные грибы, образующие на поражённых частях хозяев пятна красно – оранжевого цвета. Это наиболее хорошо приспособленные паразиты. Например, у линейной ржавчины цикл развития идёт два года и первое поколение размножается на листьях декоративного кустарника барбариса. Как у спорыньи, гифы ржавчинных грибов выделяют сахаристую жидкость, и споры разносятся насекомыми.

 

После полового процесса диплоидные споры поражают уже не барбарис, а листья злаков, резко снижая урожайность. На юге нашей чернозёмной зоны этот грибок может зимовать и в тканях злаков. Лучший способ борьбы с ржавчинными грибами – выведение устойчивых сортов, а также уничтожение вблизи полей промежуточных хозяев (барбариса, крушины) и опыливание серным порошком.

 

Основная экологическая роль грибов – минерализация органических соединений, как и у бактерий. В тундрах при низких температурах и кислой среде в подстилки грибы более эффективны в качестве минерализаторов, чем бактерии.

 

Лишайники – комбинированные, симбиотические организмы, состоящие из гриба, водоросли и азотобартерия.

 

Слоевище лишайника составлено двумя организмами – грибом и водорослью. Грибы, как правило – аскомицеты;

 

водоросль – из типа зеленых: Cholrella, Cladophora или сине-зеленые – Nostoc, Chroococcus и т.д. Гриб обеспечивает водоросль водой, минеральными солями, ферментной системой и прикрепляется к субстрату. Водоросль в процессе фотосинтеза вырабатывает углеводы и снабжает ими гриба. По внешнему строению лишайники делят на три

 

группы: накипные слоевище в виде окрашенной корочки, приросшей к субстрату; листоватые – средняя часть слоевища прикрепляется нижней поверхностью к субстрату грибными гифами; кустистые – слоевище имеет разветвленную форму стебельков (бородатые): наиболее распространенные лишайники: Цетрария исландская (исландский мох) – распространен по всему северу. Кладония альпестрис (ягель), Олений лишайник (олений мох) растет в тундре, Лесная кладония, Бородатый лишайник поражает ветви лесных пород.

 

Экологическая роль: образователи измельченных материалов, из которых слагаются почвообразующие породы.

 

Компоненты лишайника, различные формы таллома, анатомическое строение. Взаимоотношения компонентов лишайников. Способы размножения. Распространение в природе. Основы классификации. Лишайники как пионеры растительности. Практическое значение лишайников.

Лишайники - своеобразная группа симбиотических организмов, в теле которых сосуществуют два организма: водоросль (автотрофный фикобионт) и гриб (гетеротрофный микобионт). Этот единый симбиотический организм имеет свои морфолого-анатомические, физиолого-биохимические и экологические особенности. Вегетативное тело лишайников, как и водорослей, называют слоевищем, или талломом, окраска которого зависит от тех или иных пигментов. Оно представлено разветвленным и разделенным на клетки гаплоидным мицелием. Наука, изучающая лишайники, называется лихенологией. Существует примерно 18 тыс. видов лишайников. Лишайники широко распространены в природе. Семь видов найдено в Антарктиде.. Лишайники живут на самых разнообразных субстратах: на голых скалах, на голой почве, на стволах деревьев, на листьях высших растений, являясь пионерами-почвообразователями. Размеры их - от микроскопических ("манна небесная") до десятков сантиметров ("бородач" уснея - Usnea, рис. 166).

 

Грибы, входящие в состав лишайников, как правило, относятся к классу аскомицетов, или сумчатых грибов, - Ascomycetes. В классе насчитывается более 30 тыс. видов. Среди аскомицетов имеются одноклеточные (дрожжи - роды Saccharomyces, Candida и др.) и многоклеточные виды (сморчки, строчки, трюфели и др.). Они широко распространены во всех природных зонах. По способу питания это чаще всего сапрофиты. Грибы в лишайниках представлены тонкими простыми или ветвящимися гифами с двуслойной клеточной стенкой. Некоторые гифы имеют толстую клеточную стенку, способную разбухать и задерживать воду. У лишайников есть специфические для них жировые клетки, или жировые гифы, в которых содержится жир в виде небольших капель. Переплетаясь, гифы гриба образуют ложную ткань - основу разнообразной дифференциации слоевища. Различают три типа слоевищ: накипный, листоватый и кустистый. Между типами существуют переходные формы. Наиболее просто устроены накипные лишайники. Они имеют вид налетов или корочек (например, графис - Graphis scripta,, плотно срастающихся с субстратом. Листоватые лишайники имеют форму корочек, розеток, лопастных пластинок (ксантория Xanthoria, см. рис. 166, Б). У кустистых слоевище разветвляется и срастается с субстратом только своим основанием (кладония - Cladonia, В, цетрария - Cetraria, уснея - Usnea, см. рис. 166, Г). По анатомическому строению различают два вида слоевищ: гомеомерный и гетеромерный. Гомеомерный тип строения слоевища более примитивный: клетки фикобионта (водоросли) распределены равномерно и грибные гифы проходят по всем направлениям, например у видов рода коллема. У слоевищ гетеромерных лишайников (ксантория настенная - Xanthoria parietina и гипогимния вздутая - Hypogymnia physodes) на поперечном срезе различимы несколько слоев: верхняя и нижняя кора (коровый слой), сформированные плотным сплетением гиф, слой водорослей, рыхло лежащих среди гиф, и далее, внутри, сердцевина, составленная из рыхло расположенных грибных гиф с большими пустотами, заполненными воздухом.

 

Из сердцевины через нижнюю кору грибные гифы прикрепляют лишайник к субстрату. Такое строение имеют кустистые лишайники. Водоросли, входящие в состав лишайников, в основном из отдела Зеленые (роды требоксия - Trebouxia, псевдотребоксия - Pseudotrebouxia и трентеполия - Trentepohlia), реже из отдела Сине-зеленые (носток - Nostoc, анабена - Anabaena и др.) Всего в лишайниках выявлено 26 - 28 родов водорослей. Водоросли, живущие с грибом, значительно отличаются от свободноживущих водорослей: увеличиваются размеры клеток, уменьшается количество отлагающихся запасных питательных веществ, колониальные и нитчатые водоросли часто распадаются на отдельные клетки. О характере взаимоотношений водоросли и гриба в лишайнике нет единого мнения. Многие авторы, сторонники мутуалистического симбиоза, считают, что между ними существует гармония, приносящая взаимную выгоду. Другие полагают, что существует контролируемый паразитизм гриба на водоросли. Тем не менее лишайник - это единый организм. Лишайники чрезвычайно выносливы: большинство их выносит полное высыхание. В обезвоженном состоянии влажность слоевища составляет 2-10 % от сухой массы. Фотосинтез и питание в это время у них прекращается. Лишайники могут очень быстро поглощать влагу и их масса может увеличиться от 3 до 35 раз. Считают, что оптимальная для фотосинтеза влажность лишайников - 65 - 90 %. Рост их также, по-видимому, зависит от влажности. Наиболее интенсивно лишайники растут на морских побережьях и в горах при обильных туманах. Они широко представлены в тундре. Минеральное питание лишайников происходит не только через субстрат, но и из атмосферного воздуха, осадков, пыли. У лишайников существуют три типа размножения: вегетативное, бесполое и половое. Наиболее часто наблюдается вегетативное размножение (регенерация из отдельных участков слоевища). Попав в соответствующие условия, участки лишайников могут развить новое слоевище. Многие листоватые и кустистые лишайники размножаются соредиями и изидиями. Соредии состоят из одной или нескольких клеток, оплетенных гифами гриба. Каплями дождя или ветра эти образования уносятся от материнского организма и, попав в благоприятные условия, прорастают в новые слоевища. Изидии - это разнообразные выросты слоевища в виде бугорков, всегда покрытых корой; при отрывании они также уносятся и в благоприятных условиях прорастают в новое слоевище (рис. 168, 2). При бесполом размножении у гриба образуются споры. Половой процесс сходен с половым процессом сумчатых грибов. Лишайники являются индикаторами чистоты воздуха. Они не выносят загрязненности атмосферы, особенно сернистые соединения. Кустистые лишайники наиболее требовательны к чистоте окружающей среды, листоватые могут переносить небольшие загрязнения, а накипные - самые выносливые к загрязнению, однако там, где они встречаются, относительно чистый воздух.