172735 Тверская обл., г.Осташков, пер.Советский, д.З

Версия для слабовидящих

Администрация МО

Город Осташков

Тверская область

Телефон:
+7 (48235) 5-68-17

[email protected]

Биологи превратили дрожжи из одноклеточного в многоклеточный организм. Дрожжи многоклеточные или одноклеточные

Биологи превратили дрожжи из одноклеточного в многоклеточный организм

Одноклеточные хлебопекарные дрожжи всего за два месяца превратились в "тесный" коллектив клеток со всеми признаками многоклеточного организма в условиях, благоприятных для существования и развития такого варианта грибка, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

МОСКВА, 17 янв - РИА Новости. Одноклеточные хлебопекарные дрожжи всего за два месяца превратились в "тесный" коллектив клеток со всеми признаками многоклеточного организма в условиях, благоприятных для существования и развития такого варианта грибка, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ваш браузер не поддерживает данный формат видео.

Вконтакте

Facebook

Одноклассники

Twitter

Viber

Ученые превратили одноклеточные дрожжи в многоклеточный организм

Уильям Ратклифф (William Ratcliff) и его коллеги из университета штата Миннесота в городе Миннеаполис (США) полагают: их эксперимент убедительно доказал, что ключевые черты многоклеточных организмов - специализация клеток, особая система размножения и другие важные качества - могут развиться в течение крайне непродолжительного времени.

В своей работе научный коллектив под руководством Ратклиффа ускорил процесс эволюции обычных хлебопекарных дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), поместив небольшое количество грибка в питательную среду, которую периодически взбалтывала специальная машина.

Как объясняют ученые, перемешивание питательной среды улучшает ее свойства, с точки зрения размножения и развития дрожжей. Взбалтывание жидкости обогащает ее кислородом, большие количества которого необходимы для деления грибка. Объем поглощенного кислорода зависит от того, насколько быстро будет двигаться грибок относительно окружающих его молекул жидкости. Иначе говоря, чем тяжелее будет клетка или сообщество дрожжей, тем больше кислорода они получат.

Ратклифф и его коллеги вырастили несколько разновидностей дрожжей и выбрали из них тот вид, который был лучше всего приспособлен к жизни в условиях постоянной "тряски". Они разделили популяцию из генетически идентичных клеток дрожжей на десять групп, поместили их в мешалку и дали им спокойно расти в течение двух месяцев.

Уже через 60 раундов помешивания во всех десяти популяциях грибка стали доминировать те группы клеток, которые объединялись в крупные "снежинки" из нескольких сотен элементов. По расчетам ученых, такие колонии дрожжей имели на 30% больше шансов оставить свое потомство, чем клетки-одиночки.

В статье отмечается, что многоклеточные колонии грибка размножаются особым образом - они отпочковывают не одну клетку дрожжей, а сразу целую ветку "снежинки". При этом родительское сообщество не разрушается, как в случае деления клетки на две половины, а продолжает существовать и расти. Кроме того, снежинки не будут производить "потомство" в тех случаях, если клеток в колонии меньше некого критического уровня.

Некоторые клетки в колониях превратились в специализированные органы размножения. Они помогают колонии произвести больше потомства за счет того, что "запрограммированная" смерть таких клеток отделяет множество небольших веточек от тела их прародителя.

Таким образом, за два месяца ученым удалось воспроизвести в лаборатории то, на что природа предположительно потратила миллионы лет. Исследователи полагают, что вариант "ускоренной" природной эволюции имеет право на жизнь - на протяжении истории жизни было множество эпох, в которых эволюция живых организмов переживала периоды бума и стагнации.

ria.ru

Разве исследователи эволюционировали многоклеточные дрожжи, или они просто включили многоклеточность?

Ты прав:

Внутри грибов простая линейная многоклеточная гифа встречается во всех основных кладах (см. Ниже), но только Ascomycota и Basidomycota проявляют более сложную двух- и трехмерную многоклеточность в форме сексуальных спорных плодовых тел. В обеих этих группах произошли развороты на одноклеточные формы жизни , например Saccharomyces и многие другие родственные дрожжи в Saccharomycotina (Ascomycota) или Cryptococcus albidus и родственные виды в hymenomycete clade Basidiomycota (de Hoog et al., 2000, p. 130).

Medina, M., AG Collins, JW Taylor, JW Valentine, JH Lipps, LA Amaral Zettler и ML Sogin (2003). «Филогения Опистохонта и эволюция многоклеточности и сложности в грибах и метазоа». Международный журнал астробиологии 2 (3): 203-211. doi: 10.1017 / S1473550403001551 ( PDF )

Обновление: авторы ответили на такую критику на The Loom , вот выдержка:

Наши дрожжи не используют «латентные» многоклеточные гены и возвращаются в свое дикое состояние. Первоначальная эволюция дрожжей снежинок является результатом мутаций, которые нарушают нормальный митотический репродуктивный процесс, предотвращая высвобождение дочерних клеток, как обычно, когда деление завершено. Опять же, из нокаутных библиотек известно, что этот фенотип может быть следствием множества различных мутаций. Это потеря функции, а не усиление функции. Вероятно, вы могли бы развить подобный фенотип почти в любом микробе (кроме бактерий, деление бинарных частиц - принципиально другой процесс). Мы обнаруживаем, что на самом деле гораздо сложнее вернуться к одноклеточности после того, как дрожжи снежинки эволюционировали, потому что есть много способов разбить что-то посредством мутации, чем исправить.

Mark Probst

Просто повторю (я не биолог): это означает, что мы знаем о грибах, которые вернулись от многоклеточного к одноклеточности, так же, что и в отношении этих конкретных дрожжей, которые они использовали?

Michael Kuhn

Гриб, который они использовали, Saccharomyces cerevisiae, является частью грибов, описанных выше. Таким образом, часть, которую я цитирую, фактически относится к этим конкретным дрожжам (дрожжам Брюера).

askentire.net

занятие 17. Грибы

Вопрос 45. Общая микология

1. Микология — это наука о грибах, выделившаяся в самостоятельную отрасль микробиологии.

Грибы представляют собой обширную гетерогенную группу макро- и микрорганизмов растительного происхождения, лишенных хлорофилла. Грибы являются эукариотами и выделены в особое царство Mycota, так как имеют черты как растительных, так и животных клеток.

Общими с растительными клетками в характеристике грибов можно выделить следующие признаки:

• неограниченный апикальный (верхушечный) рост;

наличие хитина в клеточной стенке,
структура цитохромов,
гетеротрофный тип питания,

По типу дыхания в окружающей среде грибы — аэробы, их тканевые формы (при попадании в макроорганизм) — факультативные анаэробы.

Как уже было указано, грибы представлены как одноклеточг ными, так и многоклеточными микроорганизмами. К одноклеточным грибам относят дрожжи и дрожжеподобные клетки неправильной формы, значительно крупнее по размерам бактерий. Многоклеточные грибы-микроорганизмы — это плесневые, или мицелярные, грибы.

Тело многоклеточного гриба называют талом, или мицелием. Основу мицелия составляет гифа — многоядерная нитевидная клетка. Мицелий может быть септированный (гифы разделены перегородками и имеют общую оболочку) и несептированный (представлен разветвлениями одной гифы без перегородок). Тканевые формы дрожжей могут быть представлены псевдомицелием, его образование — результат почкования одноклеточных грибов без отхождения дочерних клеток. Общую оболочку псевдомицелий, в отличие от истинного, не имеет.

Грибы — эукариоты, их клетки содержат оформленное ядро, имеющее ядерную мембрану и ядрышки. Для грибов характерна большая вариабельность в строении ядерного аппарата, его гетерогенность. У многоклеточных грибов может быть дика-риотический и даже гетерокариотический ядерный аппарат. В последнем случае ядра одной клетки отличаются хромосомным составом, набор хромосом у грибов может быть как диплоидным, так и гаплоидным.
У грибов различают бесполое и половое размножение, последнее присуще только высшим грибам. При бесполом размножении возможны процессы почкования (характерны для дрожжепо-добных грибов) и спорообразования. Дочерние клетки, образующиеся при почковании дрожжей, называют бластоспорами. Среди спор бесполого размножения различают экзо- и эндоспоры.

Экзоспоры (конидии) образуются на терминальных нитевидных отростках специализированных гиф — конидиеносцев, например у плесневых грибов. По размерам различают микро- и макроконидии. Среди конидий особо выделяют алейрии, при их формировании мицелий становится нежизнеспособным, так как вся протоплазма клеток уходит на формирование спор.

Эндоспоры бесполого размножения образуются внутри клетки гриба. Их разновидности достаточно многочисленны. Так. к эндоспорам относят:

артроспоры;
хламидоспоры;
спорангиоспоры; ,
ондии и др.

Артроспоры образуются при фрагментации концов гиф многоклеточного гриба, хламидоспоры могут образовывать и дрожи, и многоклеточные грибы. Эти споры характеризуются образованием утолщенных оболочек.

Спорангиоспоры созревают в особых образованиях — спорангиях. Спорангии представляют собой колбовидные или шаровидные вздутия специализированных гиф многоклеточного гриба, называемых спорангионосцами.

Ондии — очень мелкие зерна-споры, образующиеся при фрагментации любой гифы многоклеточного гриба.

У высших многоклеточных грибов различают мужские и женские гифы, обозначаемые как F+ и F. Наряду с бесполым размножением для них характерно половое размножение. В этом случае процесс спорообразования идет после слияния мужской и женской гифы. Среди спор полового размножения грибов различают:

Зигоспоры образуются в результате мейоза внешне одинаковых гиф, а ооспоры — после слияния внешне различных гиф.

Аскоспоры присущи только одному классу высших грибов — аскомицетам. Для них характерно образование спор после слияния половых гиф и процесса мейоза в особых вместилищах — сумках (асках).

Базидиоспоры присущи высшим грибам из класса базидиоми-цетов, особенность их образования заключается в том, что процессы слияния половых гиф, мейоз и последующее созревание идут только в основании мицелия.

4. В лабораторных условиях чистые грибные культуры получают при выделении из исследуемого материала методами механического разобщения и культивирования на искусственных питательных средах. Грибы растут медленнее бактерий, видимый рост их колоний на твердых питательных средах обычно наблюдается на 3—5-й день. Образование колоний грибов на твердых питательных средах — результат апикального роста главной гифы и ее ответвлений.

Грибы обладают выраженной сахаролитической активностью, поэтому их выращивают на специальных средах, содержащих углеводы:

среда Сабуро;
сусло-агар;
морковный агар и др., при этом рН среды должно составлять 6,0-6,5.

Для роста грибам необходимы соли фосфора и серы, накопить большую биомассу грибов для промышленных целей позволяют добавки ионов меди, магния и натрия, витаминов: биотина, рибофлавина, тиамина.

Грибы растут в широком диапазоне температур (20—45 °С), грибы, вызывающие заболевания человека, обычно культивируются при температуре 37 °С. При росте многоклеточных грибов на питательных средах различают субстратный, или погружной, мицелий (врастающие колонии, большая часть в среде) и воздушный мицелий (большая часть его находится над питательной средой). С воздушным мицелием связано образование конидий, с субстратным - бласто-, хламидо- и артроспор.

Вопрос 46. Особенности метаболизма

Многие грибы разрушают ароматические углеводороды за счет ферментативного разрыва ароматического кольца. Все указанные процессы идут с участием экзоферментов грибов.

В анаэробных условиях дрожжи активно осуществляют брожение, но рост их резко замедляется, в аэробных условиях идут процессы дыхания с активным размножением грибов. Дрожжевые грибы широко используют в технологических процессах хлебопекарного и пивоваренного производства, виноделия. Главные продуценты этанола — грибы рода Saccharomyces, которые без доступа кислорода сбраживают глюкозу с его образованием. Помимо глюкозы дрожжи способны сбраживать пиру-ват. Брожение дрожжами в присутствии бисульфата используют для промышленного производства глицерина.

Многочисленные грибы, наряду с бактериями, осуществляют распад белков в почве, минерализацию азота. Многие плесневые грибы являются продуцентами антибиотиков (пенициллина, эритромицина и др.) и используются в антибиотической промышленности. Многие грибы способны разлагать кератин, что обусловливает многочисленные поражения кожи и ее дериватов, в том числе у человека.

Изучение биохимических свойств грибов имеет важное значение для развития не только промышленной микробиологии, но и медицинской микологии. По биохимическим свойствам идентифицируют вид чистой культуры гриба, выделенной в ходе микологического исследования из материла от больного, что позволяет поставить точный диагноз. Набор ферментов строго специфичен для вида.

2. Антигенное строение грибов достаточно сложное и требует дальнейшего изучения. Условно антигены грибов можно разделить на 2 группы по биохимической природе: белковые и полиса-харидные.

Белковые — сильные иммуногены и ответственны за развитие гуморального иммунного ответа в макроорганизме с образованием иммуноглобулинов классов G и М. Белковые антигены грибов и антитела к ним можно выявить в реакции агглютинации, РСК и использовать эти реакции в иммунодиагностике микозов — заболеваний, вызываемых грибами.

Вторая группа антигенов (полисахаридной природы) обусловливает клеточный иммунный ответ и развитие гиперчувствительности замедленного типа. Сенсибилизация организма грибами и проявление микозов всегда сопровождаются состоянием инфекционной аллергии, что позволяет использовать в диагностике этих заболеваний внутрикожные аллергические пробы с соответствующими аллергенами из грибов-возбудителей.

Вопрос 47. Основы систематики грибов

1. Царство грибов Mycota разделено на 2 отдела:

К последнему относятся грибы-микроорганизмы, изучаемые медицинской микологией.

2. Многоклеточные грибы подразделяются на классы по способу размножения, морфологии гифов и характеру мииелия.

Грибы, у которых нет мицелия и полового размножения (ар-химицеты), отнесены к 2 классам: Chytridiomycetes и Hypho-chridiomycetes.

I Грибы, для которых характерен несептированный мицелий и ! образование спорангиоспор при бесполом размножении (фи-комицеты), в зависимости от типа спор, образуемых при половом размножении, делятся на 2 класса: Oomycetes и Zygomycetes (соответственно для них характерны ооспоры или зигоспоры).

Высшие многоклеточные грибы с септицированным мицелием, для которых наряду с бесполым характерно половое размножение, отнесены к классам Ascomycetes (характерны половые ас-коспоры) и Basidiomycetes (характерно образование базидио-спор при половом размножении).

Отдельную группу составляет класс Deuteromycetes, или несовершенных грибов, сюда отнесены дрожжевые, плесневые и некоторые другие грибы, не имеющие полового размножения.

Большинство возбудителей микозов человека относится к классу дейтеромицетов, хотя некоторые зигомицеты, аскоми-цеты и базидиомицеты также могут вызвать заболевания у человека.

3. Классы грибов делятся на семейства, семейства на роды, рода на виды. При этом учитывается:

расположение и характер спор;
морфология грибов;
метаболическая активность;
продукция пигментов;
ареал распространения;
характер вызываемых заболеваний.

Микозы – заболевания, вызываемые грибами. Также называются грибковыми.

Насчитывают от 72 до 250 тысяч видов грибов. Из них около 150 видов вызывают заболевания человека.

Надцарство Эукариотов. Царство – мусота

Отдел – эмикота

Класс низших грибов – Цидридиомицетес, оомицетес, зигомицетес

Класс высших грибов – Асцомицетес, басидомицетес, Деутеромицетес

Структура

Ядро с оболочкой и ядрышком
Цитоплазматическая мембрана, содержащая стеролы
Многослойная ригидная клеточноая стенка
Капсула
Цитоплазма с аппаратом Гольджи

Формы

Гифальны – плесневые грибы – ветвящиеся тонкие нити – 2-100 мкм, сплетающиеся в грибницу(мицелий). У гифоф низших грибов нет перегородок, много ядре. Гифы высших грибов разделены перегородками(септами)

Дрожжевые грибы – дрожжи – отдельные овальные клетки. Относятся к высшим грибам – аскомицетам и базидомицетам. Имеют псевдофаги и псевдомицелий. Неспособны размножаться половым путем

Диморфизм грибов – в зависимости от условий культивирование

Мицелиальный – при комнатной температуре

Жрожжеподобный рост – 37 градусов

Размножение

Половое – с образованием гамет, половых спор

Бесполое – почкование, фрагментация гиф, бесполыми спорами

Споры

Эндоспоры

Экзоспоры

Артроспоры, бластоконидии, микроконидии, макроконидии, склероции, хламидоконидии

Физиология грибов – аэробы или факультативные анаэробы, мезофиллы, оптимум ph6-6,5

Культивирование – среда Сабуро- с мальтозой, сусло агар. Рост в виде SRколоний

studfiles.net

Многоклеточный организм Википедия

Многокле́точный органи́зм — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из многих клеток, большая часть которых (кроме стволовых клеток, таких как, например, клетки камбия у растений) дифференцирована, то есть они различаются по строению и выполняемым функциям.

Следует отличать многоклеточность и колониальность. У колониальных организмов отсутствуют настоящие дифференцированные клетки, а следовательно, и разделение тела на ткани. Граница между многоклеточностью и колониальностью нечёткая. Например, вольвокс часто относят к колониальным организмам, хотя в его «колониях» есть чёткое деление клеток на генеративные и соматические. Выделение смертной «сомы» А. А. Захваткин считал важным признаком многоклеточности вольвокса. Кроме дифференцировки клеток, для многоклеточных характерен и более высокий уровень интеграции, чем для колониальных форм. Однако некоторые ученые считают многоклеточность более развитой формой колониальности[источник не указан 1810 дней].

Происхождение

Наиболее древними многоклеточными, известными в настоящее время, являются червеобразные организмы длиной до 12 см, обнаруженные в 2010 году в отложениях формации Francevillian B в Габоне. Их возраст оценивается в 2,1 млрд лет[1]. Возраст около 1,9 млрд лет имеют организмы Grypania spiralis, предположительно эукариотические водоросли длиной до 10 мм, обнаруженные в отложениях железистой формации Негауни в шахте Эмпайр (англ.)русск. недалеко от города Маркетт (англ.)русск., штат Мичиган[2].

В целом же многоклеточность возникала в разных эволюционных линиях органического мира несколько десятков раз. По не вполне понятным причинам многоклеточность более характерна для эукариот, хотя среди прокариот тоже встречаются зачатки многоклеточности. Так, у некоторых нитчатых цианобактерий в нитях встречаются три типа четко дифференцированных клеток, а при движении нити демонстрируют высокий уровень целостности. Многоклеточные плодовые тела характерны для миксобактерий.

По современным данным основные предпосылки для появление многоклеточности, а именно:

белки-заполнители межклеточного пространства, разновидности коллагена и протеогликана;
«молекулярный клей» или «молекулярные заклёпки» для соединения клеток;
сигнальные вещества для обеспечения взаимодействия между клетками и т.д

возникли задолго до появления многоклеточности, но выполняли у одноклеточных другие функции. «Молекулярные заклёпки» предположительно применялись одноклеточными хищниками для захвата и удержания жертвы, а сигнальные вещества — для привлечения потенциальных жертв и отпугивания хищников[3].

Причиной появления многоклеточных организмов считают эволюционную целесообразность укрупнения размеров особей, которая позволяет более успешно противостоять хищникам, а также поглощать и переваривать более крупную жертву. Однако условия для массового появления многоклеточных появились только в Эдиакарском периоде, когда уровень кислорода в атмосфере достиг величины, позволяющей покрывать увеличивающиеся энергетические расходы на поддержание многоклеточности[4].

Развитие многих многоклеточных организмов начинается с одной клетки (например, зиготы у животных или споры в случае гаметофитов высших растений). В этом случае большинство клеток многоклеточного организма имеют одинаковый геном. При вегетативном размножении, когда организм развивается из многоклеточного фрагмента материнского организма, как правило, также происходит естественное клонирование.

У некоторых примитивных многоклеточных (например, клеточных слизевиков и миксобактерий) возникновение многоклеточных стадий жизненного цикла происходит принципиально иначе — клетки, часто имеющие сильно различающиеся генотипы, объединяются в единый организм.

Эволюция

Шестьсот миллионов лет назад, в позднем докембрии (венде), начался расцвет многоклеточных организмов. Удивляет разнообразие вендской фауны: разные типы и классы животных появляются как бы вдруг, но число родов и видов небольшое. В венде возник биосферный механизм взаимосвязи одноклеточных и многоклеточных организмов — первые стали продуктом питания для вторых. Обильный в холодных водах планктон, использующий световую энергию, стал пищей для плавающих и донных микроорганизмов, а также для многоклеточных животных. Постепенное потепление и рост содержания кислорода привели к тому, что эукариоты, включая многоклеточных животных, стали заселять и карбонатный пояс планеты, вытесняя цианобактерии. Начало палеозойской эры принесло две загадки: исчезновение вендской фауны и «кембрийский взрыв» — появление скелетных форм.

Эволюция жизни в фанерозое (последние 545 млн лет земной истории) — процесс усложнения организации многоклеточных форм в растительном и животном мире.

Грань между одноклеточными и многоклеточными

Не существует чёткой грани между одноклеточными и многоклеточными организмами. Многие одноклеточные обладают средствами для создания многоклеточных колоний, в то же время отдельные клетки некоторых многоклеточных организмов обладают способностью к самостоятельному существованию.

Губки

Губки — наиболее простые из многоклеточных существ. Значительную часть тела губки составляют опорные структуры на основе силикатов или карбоната кальция, переплетённые волокнами коллагена.

В начале XX века Генри ван Питерс Уилсон поставил классический эксперимент, во время которого он простирал тело губки через мелкое сито, разделяя его на отдельные клетки. Помещённые в стеклянную чашки и предоставленные самим себе эти амёбовидные клетки начинали группироваться в бесформенные комки красноватого цвета, которые затем обретали структуру и превращались в организм губки. Восстановление организма губки происходило и в том случае, если чашку помещалась только часть из первоначального количества клеток[5].

Хоанофлагелляты

Хоанофлагелляты — одноклеточные организмы, напоминающие по форме бокалы со жгутиками в середине. По своей анатомии они настолько сходны с клетками внутренней поверхности губок, что некоторое время их считали выродившимися губками, утратившими остальные типы клеток. Ошибочность этого взгляда установлена только после расшифровки геномов обоих организмов. У хоанофлагеллят имеются элементы молекулярных каскадов, обеспечивающие у многоклеточных взаимодействие между клетками, а также несколько типов молекулярных заклёпок и белки, подобные коллагену и протеогликану[6].

Подробное изучение хоанофлагеллят предприняла Николь Кинг из Калифорнийского университета в Беркли.

Бактерии

У многих бактерий, например, стрептококков, обнаружены белки, сходные с коллагеном и протеогликаном, однако не образующие канаты и пласты, как у животных. В стенках бактерий обнаружены сахара, входящие в состав протеогликанового комплекса, образующего хрящи.

Эволюционные эксперименты

Дрожжи

В экспериментах по эволюции многоклеточности, они были сделаны в 1902 году проведённых в 2012 году исследователями Университета Миннесоты под руководством Уильяма Рэтклиффа и Майкла Трависано, в качестве модельного объекта служили пекарские дрожжи. Эти одноклеточные грибы размножаются почкованием; по достижении материнской клеткой определённых размеров, от неё отделяется более мелкая дочерняя клетка и становится самостоятельным организмом. Дочерние клетки могут также слипаться друг с другом, образуя кластеры. Исследователи проводили искусственный отбор клеток, входящих в наиболее крупные кластеры. Критерием отбора была скорость оседания кластеров на дно резервуара. Прошедшие фильтр отбора кластеры вновь культивировались, и среди снова отбирались наиболее крупные[7].

Со временем дрожжевые кластеры начинали вести себя как единые организмы: после ювенильной стадии, когда происходил рост клеток, следовала стадия размножения, в процессе которой кластер делился на большую и малую части. При этом клетки, находившиеся на границе, погибали, позволяя разойтись родительскому и дочернему кластерам[7].

Эксперимент занял 60 дней. В итоге получились индивидуальные скопления дрожжевых клеток, которые жили и умирали как единый организм[7].

Сами исследователи не считают эксперимент чистым, так как дрожжи в прошлом имели многоклеточных предков, от которых могли унаследовать некоторые механизмы многоклеточности[7].

Водоросли Chlamydomonas reinhardtii

В 2013 году группа исследователей Университета Миннесоты под руководством Уильяма Рэтклиффа, ранее известная эволюционными экспериментами с дрожжами[7], провела аналогичные опыты с одноклеточными водорослями Chlamydomonas reinhardtii[8][9]. 10 культур этих организмов культивировали в течение 50 поколений, время от времени центрифугируя их и отбирая наиболее крупные кластеры. Через 50 поколений в одной из культур развились многоклеточные скопления с синхронизацией жизненных циклов отдельных клеток. Оставаясь вместе в течение нескольких часов, кластеры затем расходились на отдельные клетки, которые, оставаясь внутри общей слизистой оболочки, начинали делиться и образовывать новые кластеры.

В отличие от дрожжей, хламидомонады никогда не имели многоклеточных предков и не могли унаследовать от них механизмы многоклеточности, тем не менее, в результате искусственного отбора в течение нескольких десятков поколений, примитивная многоклеточность появляется и у них. Однако в отличие от дрожжевых кластеров, которые в процессе почкования оставались единым организмом, кластеры хламидомонад при размножении разделяются на отдельные клетки. Это свидетельствует о том, что механизмы многоклеточности могли возникать независимо в различных группах одноклеточных и варьировать от случая к случаю[8].

Искусственные многоклеточные организмы

В настоящее время нет информации о создании по-настоящему многоклеточных искусственных организмов, однако проводятся эксперименты по созданию искусственных колоний одноклеточных.

В 2009 году Равилем Фахруллиным из Казанского (Приволжского) государственного университета (Татарстан, Россия) и Весселином Пауновым из Университета Халла (Йоркшир, Великобритания) были получены новые биологические структуры, получившие название «целлосомы» (англ. cellosome) и представлявшие собой искусственно созданные колонии одноклеточных. Слой дрожжевых клеток наносили на кристаллы арагонита и кальцита, используя в качестве связующего полимерные электролиты, затем кристаллы растворяли кислотой и получали полые замкнутые целлосомы, сохранявшие форму использованного шаблона. В полученных целлосомах дрожжевые клетки сохраняли активность и форму шаблона[1].

См. также

Примечания

↑ Abderrazak El Albani et al. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago. — Nature, 2010. — Т. 466. — С. 100-104. — DOI:10.1038/nature09166. (в платном доступе). Изложение на русском языке: Марков А. Многоклеточные организмы, возможно, появились свыше 2 млрд лет назад на сайте «Элементы».
↑ Han, T.-M. & Runnegar, B. Megascopic eukaryotic algae from the 2.1-billion-year-old Negaunee Iron-Formation, Michigan. Science 257, 232—235 (1992) (Abstract)
↑ Шубин Н., с. 170—172.
↑ Шубин Н., с. 182.
↑ Шубин Н., с. 175.
↑ Шубин Н., с. 179—180.
↑ 1 2 3 4 5 Biologists Replicate Key Evolutionary Step in Life on Earth [Электронный ресурс] // National Science Foundation [Сайт]. [16.01.2012] (дата обращения: 03.01.2014). Изложение на русском языке: Стасевич К. Одноклеточные могли превратиться в многоклеточных за пару месяцев [Электронный ресурс] // КомпьюЛента [Сайт]. [17.01.2012] (дата обращения: 03.01.2014).
↑ 1 2 Alga takes first evolutionary leap to multicellularity [Электронный ресурс] // New Scientist [Сайт]. [13.11.2013] (дата обращения: 03.01.2014). Изложение на русском языке: Стасевич К. Одноклеточные водоросли смогли превратиться в многоклеточные [Электронный ресурс] // КомпьюЛента [Сайт]. [07.11.2013] (дата обращения: 03.01.2014).
↑ Ratcliff, W.C. et al. Experimental evolution of an alternating uni- and multicellular life cycle in Chlamydomonas reinhardtii. Nat. Commun. 4:2742 doi: 10.1038/ncomms3742 (2013).

wikiredia.ru

Превратить дрожжи из одноклеточного в многоклеточный организм

Биологи превратили дрожжи из одноклеточного в многоклеточный организм Одноклеточные хлебопекарные дрожжи всего за два месяца превратились в "тесный" коллектив клеток со всеми признаками многоклеточного организма в условиях, благоприятных для существования и развития такого варианта грибка, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Биологи превратили дрожжи из одноклеточного в многоклеточный организм Уильям Ратклифф (William Ratcliff) и его коллеги из университета штата Миннесота в городе Миннеаполис (США) полагают: их эксперимент убедительно доказал, что ключевые черты многоклеточных организмов - специализация клеток, особая система размножения и другие важные качества - могут развиться в течение крайне непродолжительного времени.

по информации ria.ru

nauka21vek.ru

Морфология грибов

Грибы относятся к царству Fungi (Mycetes, Mycota). Это многоклеточные или одноклеточные нефотосинтезирующие (бесхлорофилльные) эукариотические микроорганизмы с клеточной стенкой.

Грибы имеют ядро с ядерной оболочкой, цитоплазму с органеллами, цитоплазматическую мембрану и многослойную, ригидную клеточную стенку, состоящую из нескольких типов полисахаридов, а также белка, липидов и др. Некоторые грибы образуют капсулу. Цитоплазматическая мембрана содержит гликопротеины, фосфолипиды и эргостеролы. Грибы являются грамположительными микробами, вегетативные клетки — некислотоустойчивые.

Грибы состоят из длинных тонких нитей (гиф), сплетающихся в грибницу, или мицелий. Гифы низших грибов — фикомицетов — не имеют перегородок. У высших грибов — эумицетов — гифы разделены перегородками; их мицелий многоклеточный.

Различают гифальные и дрожжевые формы грибов

Гифальные (плесневые) грибы образуют ветвящиеся тонкие нити (гифы), сплетающиеся в грибницу, или мицелий (плесень). Гифы, врастающие в питательный субстрат, называются вегетативными гифами (отвечают за питание гриба), а растущие над поверхностью субстрата — воздушными или репродуктивными гифами (отвечают за бесполое размножение).

Гифы низших грибов не имеют перегородок. Они представлены многоядерными клетками и называются ценоцитными.

Гифы высших грибов разделены перегородками, или септами с отверстиями.

Дрожжевые грибы (дрожжи), в основном, имеют вид отдельных овальных клеток (одноклеточные грибы). По типу полового размножения они распределены среди высших грибов — аскомицет и базидиомицет. При бесполом размножении дрожжи образуют почки или делятся, что приводит к одноклеточному росту. Могут образовывать псевдогифы и ложный мицелий (псевдомицелий) в виде цепочек удлиненных клеток — «сарделек». Грибы, аналогичные дрожжам, но не имеющие полового способа размножения, называют дрожжеподобными. Они размножаются только бесполым способом — почкованием или делением.

Грибы размножаются спорами половым и бесполым способами, а также вегетативным путем (почкование или фрагментация гиф). Грибы, размножающиеся половым и бесполым путем, относятся к совершенным. Несовершенными называют грибы, у которых отсутствует или еще не описан половой путь размножения. Бесполое размножение осуществляется у грибов с помощью эндогенных спор, созревающих внутри круглой структуры — спорангия, и экзогенных спор — конидий, формирующихся на кончиках плодоносящих гиф.

Типы грибов. Выделяют 3 типа грибов, имеющих половой способ размножения (так называемые совершенные грибы): зигомицеты (Zygomycota), аскомицеты (Ascomycota) и базидиомицеты (Basidiomycota). Отдельно выделяют условный, формальный тип/группу грибов — дейтеромицеты (Deiteromycota), у которых имеется только бесполый способ размножения (так называемые несовершенные грибы).

Грибы. Фото: Jane Mitchinson

Принципы классификации грибов

Классификация грибов. Грибы можно разделить на 7 классов: хитридиомицеты, гифохитридиомицеты, оомицеты, зигомицеты, аскомицеты, базидиомицеты, дейтеромицеты.

Среди фикомицетов различают: хитридиомицеты, или водные грибы, ведущие сапрофитический образ жизни или поражающие водоросли; гифохитридиомицеты, имеющие сходство с хитридиомицетами и оомицетами; оомицеты — паразиты высших растений и водяные плесени; зигомицеты включают представителей рода Mucor, распространенных в почве и воздухе и способных (например, грибы родаMucor) вызывать мукоромикоз легких, головного мозга и других органов. При бесполом размножении на плодоносящей гифеспорангиеносце образуется спорангий — шаровидное утолщение с оболочкой, содержащее многочисленные споры (спорангиоспоры). Половое размножение (оогамия) у зигомицетов осуществляются путем образования зигоспор, или ооспор.

Эумицеты представлены аскомицетами и базидиомицетами (совершенные грибы), а также дейтеромицетами (несовершенные грибы). Аскомицеты (или сумчатые грибы) объединяют группу грибов, имеющих септированный мицелий и отличающихся способностью к половому размножению. Свое название аскомицеты получили от основного органа плодоношения — сумки, или аска, содержащего 4 или 8 гаплоидных половых спор (аскоспор). К аскомицетам относятся представители родов Aspergillus, Penicillium и др., отличающиеся особенностями формирования плодоносящих гиф. У Aspergillus (леечная плесень) на концах плодоносящих гифконидиеносцев имеются утолщения — стеригмы, на которых образуются цепочки спор — конидии. Некоторые виды аспергилл могут вызывать аспергиллезы иафлатоксикозы.

Плодоносящая гифа у грибов рода Penicillium (кистевик) напоминает кисточку, так как из нее (на конидиеносце) образуются утолщения, разветвляющиеся на более мелкие структуры — стеригмы, на которых находятся цепочки конидий. Пеницициллы могут вызывать заболевания (пенициллинозы). Многие виды аскомицетов являются продуцентами антибиотиков.

Представителями аскомицетов являются и дрожжи — одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия. Дрожжи имеют овальную форму клеток, диаметр которых 3—15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением (делятся на две равные клетки) или половым путем с образованием аскоспор. Дрожжи используют в биотехнологических процессах. Заболевания, вызываемые некоторыми видами дрожжей, получили название дрожжевых микозов. К аскомицетам относится и возбудитель эрготизма, или спорыньи (Claviceps purpurea), паразитирующий на злаках.

Базидиомицеты — шляпочные грибы с септированным мицелием.

Дейтеромицеты — несовершенные грибы (Fungi imperfecti) — являются условным классом грибов, объединяющим грибы с септированным мицелием, не имеющих полового размножения. Они размножаются только бесполым путем, образуя конидии.

К несовершенным грибам относятся грибы рода Candida, поражающие кожу, слизистые оболочки и внутренние органы (кандидоз). Они имеют овальную форму, диаметр 2—5 мкм; делятся почкованием (бластоспоры), образуют псевдомицелий (почкующиеся клетки из ростковой трубочки вытягиваются в нить), на концах которого находятся хламидоспоры. Эти грибы называют дрожжеподобными. Истинные дрожжи (аскомицеты) образуют аскоспоры, не имеют псевдомицелия и хламидоспор.

Подавляющее большинство грибов, вызывающих заболевания у человека (микозы), относятся к несовершенным грибам.

Видео: Морфология и размножение грибов Н П Черепан.

biofile.ru

Грибы — растение, характеристика, особенности, признаки, эволюция, строение, жизненный цикл, классификация, представители, вики — WikiWhat

Содержание (план)

Грибы (Fungi, Mycota) — обширная группа организмов, насчитывающая около 100 тыс. видов. Они ведут незаметную, скрытую жизнь, но их роль в природе и жизни человека огромна.

Грибы сходны с растениями и животными и в то же время отличаются от них по строению, химическому составу, типу питания. Все грибы — Гетеротрофы. Большинство грибов в экосистемах играют роль разрушителей органических веществ. Есть среди них паразиты и симбионты. Наиболее сложную организацию имеют шляпочные грибы. Некоторые из них являются ценным питательным продуктом. Опасно для жизни человека отравление ядовитыми грибами. Некоторые плесневые грибы используют для производства антибиотиков и других веществ.

Изучением грибов занимается наука микология (греч. mykes — гриб). Кроме настоящих грибов, микологи изучают грибоподобные организмы. По внешнему виду и жизнедеятельности они очень похожи на грибы, но не родственны им. Они имеют ряд существенных отличий, например целлюлозную клеточную стенку, гаметы и споры со жгутиками.

Особенности и признаки

Своеобразие грибов определяется сочетанием признаков растений и животных. Вместе с тем грибы имеют признаки, свойственные только им.

Почти у всех грибов вегетативное тело представляет собой грибницу, или мицелий, состоящий из нитей — гиф. Разветвлённый мицелий эффективно извлекает питательные вещества из окружающей среды. Гифы грибов способны врастать глубоко в субстрат (разлагающиеся растения, комочки почвы, животные ткани) и оплетать его. Они выделяют во внешнюю среду ферменты, расщепляющие сложные органические вещества до более простых.

Для грибов характерны вегетативный (фрагментами мицелия), бесполый (спорами) и половой (слияние гамет) способы размножения. Споры, образующиеся в воздушной среде, находятся в спорангиях, неподвижны и разносятся ветром. Споры грибов, обитающих в воде или влажной почве, подвижны, имеют один-два жгутика.

Сходство с растениями

Общие признаки растений и грибов — неподвижность, постоянный рост, наличие клеточной стенки. С животными их сближает отсутствие хлорофилла и способности к фотосинтезу, гетеротрофный тип питания, содержание в клеточных стенках хитина.

В связи со сходством грибов с растениями и животными их положение в системе живых организмов долгое время было неопределённым. Известный французский ботаник Вейан писал: «Грибы — это изобретение дьявола, придуманное им для того, чтобы нарушать гармонию остальной природы, смущать и приводить в отчаяние исследователей ботаников» (1727). Только во второй половине XX в. грибы были выделены в самостоятельное царство.

Многообразие грибов (типы)

Одноклеточные грибы

Из одноклеточных грибов наиболее известны дрожжи. Это мелкие овальные или шаровидные клетки. Дрожжи не образуют мицелия и размножаются почкованием.

Плесневые одноклеточные грибы, например мукор, имеют большие размеры. Их гифы растут и ветвятся, занимая значительное пространство (несколько сантиметров). Однако они не имеют перегородок, так как представляют собой одну огромную клетку. Перегородками у мукора отделяются только отростки гиф, несущие споры.

Многоклеточные грибы

Большинство грибов — многоклеточные организмы; например, плесневый гриб пеницилл образует зелёную плесень. Его мицелий разделён поперечными перегородками и напоминает по строению нитчатые водоросли. Материал с сайта http://wikiwhat.ru

Шляпочные грибы

Наиболее сложное строение среди грибов имеют шляпочные. Тело такого гриба состоит из многоклеточного мицелия и плодового тела, образованного плотно переплетёнными гифами. Плодовое тело состоит из шляпки (отсюда и название этих грибов) и ножки, или пенька. На нижней стороне шляпки у одних грибов видны отверстия узких трубочек, такие грибы называют трубчатыми. У других, пластинчатых грибов на нижней стороне расположены пластинки. На стенках пластинок и трубочек формируются споры. К трубчатым грибам относят, например, подосиновики, маслята, белые, к пластинчатым — грузди, шампиньоны, мухоморы.

Гифы многих шляпочных грибов оплетают корни высших растений и даже проникают внутрь их, образуя грибокорень, или микоризу. В результате гриб использует синтезированные растением органические вещества, а растение лучше снабжается водой и минеральными веществами.