Üks kolmest eukarüootide kuningriigist (superdomeen, mis hõlmab rakkudes eraldi tuumaga organisme) – seened. Nad asuvad taimede ja loomade piiril. Tänapäeval on umbes 100 tuhat liiki, millest enamik on mikroskoopilised seened. See artikkel räägib nende struktuuri ja paljunemise iseärasustest, tähtsusest looduses ja inimese majandustegevuses.
Peaaegu taimed ja mitte päris loomad
Kingdom Mycota hõlmab nii ühe- kui ka mitmerakulisi organisme, millel on väga omapärane struktuur. Neil on sarnasusi nii loomade kui ka taimedega:
- Neil on rakusein, kuid mitte tselluloosist, nagu taimedes, vaid kitiinist, nagu loomadel.
- Seente rakkudes on rakumahlaga täidetud vakuoolid. Kuid mitte tärklis (taimedes), vaid glükogeen (loomadel).
- Seened ei ole võimelised aktiivselt liikuma. Nad juhivad kiindunud elustiili.
- Seened- heterotroofid, neil puudub klorofüll ja nad ei ole võimelised fotosünteesiks. Seetõttu toituvad nad surnud organismide (saprotroofide) või elusorganismide (parasiidid) valmisorgaanilistest ainetest.
- Erinev alt loomadest ja taimedest ei eristu seenerakud praktiliselt kudedeks ja kuded elunditeks.
Kuradi salapärased olendid
Täpselt selliseid seeni peeti keskajal. Üks prantsuse loodusteadlasi Venyan kirjutas 1727. aastal, et seened eksisteerivad selleks, et rikkuda kõigi elusolendite harmooniat.
Seente päritolu küsimus jääb täna lahtiseks. Kuigi juba 18. sajandil omistas silmapaistev botaanik Carl Linnaeus need organismid hotellikuningriigile. Seened, mis tekkisid planeedi elu alguses (umbes miljard aastat tagasi), ootavad oma päritolu kohta vihjeid bioloogidelt, biokeemikutelt, geneetikutelt ja taksonoomidelt.
Seente süstemaatika
Kõik seened jagunevad 4 klassi (madalamad seened - Oomycetes ja Zygomycetes, kõrgemad - Ascomycetes ja Basidomycetes). Eraldamise peamiseks kriteeriumiks on lipu olemasolu või puudumine sugurakkudes ja sugulise paljunemise tüüp. Lisaks näeb madalamatel seentel seeneniidistik välja nagu üks mitmetuumaline rakk, samas kui kõrgematel seentel on seeneniidistik rakkudevahelised vaheseinad.
Enamik seeni on mikroskoopilise suurusega. Kõige sagedamini pole nende seeneniidistik ilma suurenduseta nähtav või on nähtav õhukeste niitidena. Mikroskoopiliste seente olemasolust annavad märku nende elulise tegevuse tulemused – taimede, loomsete kudede või materjalide hävimine. Üleüldseväike seenterühm võib moodustada viljakehi - tihedaid seeneniidistiku kobaraid.
Mikroskoopiliste seente struktuur
Mikromütseedid ei moodusta viljakehi, nad võivad olla ühe- ja mitmerakulised. Sellest lähtuv alt on mikroskoopiliste seente morfoloogia üsna mitmekesine.
Mitmerakuliste seente keha moodustavad järjestikku asetsevad rakud, millest moodustuvad 0,15–1 mikroni paksused hüüfid (niidid). Hüüfid kasvavad apikaalselt (apikaalselt) ja neil võib olla hargnenud struktuur. Kogu seenehüüfide kogumit nimetatakse mütseeliks või mütseeliks.
Seenehüüfid kasvavad väga kiiresti. Mõnel isendil võib seeneniidistik kasvada kümneid meetreid vaid ühe päevaga.
Üherakulised seened (näiteks pärm) on üks rakk, ei moodusta mütseeli. Sellel on tuum, orgaaniliste ja anorgaaniliste ainetega vakuoolid, mitokondrid.
Toitumise ja elu tunnused
Mikroskoopiliste seente mikrobioloogial on oma eripärad. Tsütoplasmaatilise membraani kohal asuvad hüporakud sisaldavad membraani, mis koosneb polüsahhariidist kitiinist. Raku tsütoplasma sisaldab tuuma (üht või mitut) ja organelle.
Seened neelavad toitaineid läbi kogu seeneniidistiku pinna, mis tungib läbi kogu substraadi (substraadi seeneniidistik) või paikneb selle pinnal (pinnamütseel).
Seene toit on orgaanilised ühendid – suhkur, mitmehüdroksüülsed alkoholid, rasvad, valgud. Samas rikkalik ja mitmekesine ensüümseade võimaldab täielikult kasutada kogu substraati mikroskoopiliste seente keha ehitamiseks.
Mikrobioloogias eristatakse seeni, mida iseloomustavad saprotroofsed (toituvad surnud orgaanilisest ainest) ja parasiitsed (toituvad elavast orgaanilisest ainest) toitumisviisid. Lisaks võivad seened astuda sümbiootilistesse suhetesse taimedega. Niisiis moodustavad seente ja vetikate hüüfid sümbiootilisi organisme – samblikke.
Mikroskoopilised patogeensed seened võivad areneda loomadel ja taimedes ning põhjustada haigusi, mida nimetatakse mükoosideks.
Reproduktsiooni omadused
Mikromütseete iseloomustab kolme tüüpi paljunemine: vegetatiivne, aseksuaalne ja seksuaalne.
Mikroskoopiliste seente vegetatiivset paljunemist teostavad seeneniidistiku osakesed. Näiteks tükist hüüfist moodustub seene uus mütseel.
Aseksuaalne paljunemine toimub eoste abil – mikroskoopilised alged, mis moodustuvad sporangiumides (seeneniidistiku eriosad). Eoste põhiülesanne on ellujäämine ebasoodsates tingimustes. Ja paljude mikroskoopiliste seente puhul, mis juhivad parasiitlikku eluviisi, nakatavad eosed peremeesorganismi.
Suguprotsesside vormid seentes on mitmekesised ja jagunevad kolme rühma:
- Gametogaamia on sugulise paljunemise tüüp, mille käigus moodustuvad sugurakud (sugurakud).
- Somatogaamia on seeneniidistiku või üherakuliste seente vegetatiivsete rakkude ühinemine.
- Gametangiogaamia on teatud tüüpi seksuaalne paljunemine, kui struktuurid, milles sugurakud veel ei olediferentseeritud.
Sugurakkude ühinemisel (viljastumisel) moodustavad seened ühe või mitme tuumaga sügoodi. Kõige sagedamini ei idane sügoot kohe, vaid pärast puhkeperioodi. Seega võivad seened ellu jääda ka ebasoodsates keskkonnatingimustes.
Mikromütseedid looduses
Mikroskoopiliste seente tähtsus looduses on tohutu. Nad osalevad ainete ringluses, lagundades orgaanilisi jääke koos bakteritega.
Mullaseened osalevad viljaka kihi moodustumisel. Sümbioosis samblikes leiduvate vetikatega on nad esimesed, kes koloniseerivad kehva pinnase ja võtavad aktiivselt osa kivimite hävitamisest.
Märkimist väärib selline nähtus nagu mükoriisa – mikroskoopilise seene rakud astuvad taimedega sümbiootilisse suhtesse. Samal ajal varustavad taimed seeni orgaaniliste toitainetega ning seen toodab taimede kasvuks ja arenguks vajalikke vitamiine ja lämmastikku sisaldavaid aineid.
Mikroskoopilised seened esinevad kõigis biotsenoosides ja täidavad olulist ökoloogilist funktsiooni. Nad on toiduahelates oluline detriitlüli ja teiste organismide arvukuse regulaatorid. Paljudes biogeotsenoosides on seente biomassi osakaal kõigi mikroorganismide biomassist kuni 90% ja see on võrreldav kõrgemate taimede juurte biomassiga.
Mikroskoopiliste patogeensete seente rolli looduses on võimatu märkimata jätta. Nad reguleerivad teiste organismide arvukust ja osalevad planeedi biotsenooside muutumises.
Mikromütseedid ja inimene
Oma tegevuses on inimene kasutanudmõned kehvemad seened.
Mikroskoopilisi seeni, valgehallitust ja aspergillust, igat tüüpi pärmi kasutatakse pagari-, piima-, õlle-, veini- ja alkoholitööstuses.
Farmaatsiatööstuses kasutatakse mikromütseete laialdaselt antibiootikumide, vitamiinide, hormoonide, ensüümide ja füsioloogiliselt aktiivsete ainete tootmiseks.
Paljud mikromütseedid hävitavad paberit ja tselluloositooteid, rikuvad õlisid ja naftatooteid, kahjustavad optikat ja kunstiteoseid.
Toidu riknemise peamised süüdlased on hallitusseened ja pärmseened. Need on ka puitu hävitavad – kahjustavad puitu.
Mikroskoopilised patogeensed seened põhjustavad haigusi põllukultuuridel, koduloomadel ja inimestel. Tänu oma võimele toota toksiine põhjustavad seened sageli mürgistust.
Mükotoksiinid
Mikroskoopiliste seente poolt sünteesitavad ohtlikud bioloogilised ained on metaboliidid (jäätmed), millel on suur hulk keemilisi struktuure ja mõju inimkehale.
Tänapäeval on teada rohkem kui 250 mikromütseediliiki. Nad sünteesivad umbes 100 toksiini ja allergeeni. Erinevate liikide mikroskoopilised seened võivad sünteesida sama toksiini. Ja mürgid ise avaldavad inimkehale enamasti kumulatiivset (kumulatiivset) mõju, nimelt:
- Jaflatoksiinid – neil on hepatotoksiline, mutageenne, immunosupressiivne toime inimkehale.
- Trichotetseenid on neurotoksiinid, mis pärsivad immuunsüsteemi,põhjustada erinevaid dermatiite.
- Okratoksiinid – mõjutavad eelkõige neerude nefronite torukesi.
- Patuliinid on neurotoksiinid ja mutageenid.
Mikromütseedi toksiinidega mürgituse korral tuleks kõigepe alt pesta magu.
Parasiitsed mikromütseedid
Sellesse rühma kuulub tohutult palju seeni, mis põhjustavad inimestel, taimedel, loomadel ja kaladel erinevaid patoloogiaid. Naha patoloogiaid nimetatakse dermatomükoosiks ja elundite patoloogiaid mükoosideks.
Kõige levinumad parasiitseente põhjustatud haigused inimestel on:
- Dermatofütoos (kärntõbi või rõngasuss), mis väljendub punaste sügelevate laikudena nahal ja juuksefolliikulite hävimisena.
- Kandidoosi (soor) põhjustavad Candida perekonna esindajad, kes on fakultatiivselt patogeensed ja kuuluvad suuõõne, suguelundite ja jämesoole normaalsesse mikrofloorasse.
- Onühhomükoosi (küüneseent) põhjustavad mitmesugused seened, mis mõjutavad küünealuse ruumi.
- Sporotrichoos - parasiitseened hävitavad nahaalust kudet, limaskesti, siseorganeid.
- Mustvalge piedra on haigus, mis mõjutab vuntside ja kulmude juuksefolliikulisid. Haigustekitaja on perekonda Piedraia kuuluv seen.
Ja see ei ole täielik loetelu mikromütseetidest põhjustatud haigustest. Samas on seente kehasse sattumise viisid mitmekesised (õhk, vesi, kontaktid) ja nende vastupidavus erinevatele vahenditele on üsna kõrge.
Kuulsaimad mikromütseedid
Mikroskoopiliste seente hulka kuuluvad Mucor, Penicillium ja Pärm.
Perekonda Mucor kuuluvad seened on 60 liiki seeni, mida me nimetame valgehallituseks. Nad moodustavad valge ja halli värvi kolooniad, mis muutuvad eoste küpsedes mustaks. Mucori seeneniidistik on üherakuline, rakusein sisaldab lämmastikku sisaldavat süsivesikut kitosaani, millel on allergeensed omadused. Nende hulgas on parasiite, kuid on ka neid, mida kasutatakse aktiivselt antibiootikumide valmistamisel. Seene Mukor Hiina – sojal ja teraviljal põhineva juuretise "ragi" alus.
Penicillium (Penicillium) on mikroskoopiliste seente perekond, mis on levinud kõikjal – pinnases, vees, meres, õhus, ruumides, kõikidel pindadel. Moodustab rohekaid kolooniaid. Penicillium kuldne või roheline pintselhallitus on perekonna kõige levinum esindaja ja penitsilliini allikas. Nendel seentel on hargnev mitmerakuline mütseel.
Pärm on rühm erinevaid üherakulisi seeni erinevatest klassidest (1500 liiki Ascomycetes ja Basidomycetes klassidest). Need seened ei moodusta mütseeli ja nende rakud on kuni 40 mikroni suurused. Need on ainevahetuse iseärasuste jaoks ühendatud üldrühma - nad kõik saavad energiat käärimise käigus (redoksprotsess, mille tulemusena lagunevad süsivesikud ja alkoholid on lagunemissaadused). Leivategu, veinivalmistamine, õllepruulimine ja kalja valmistamine ei ole täielik loetelu tööstusharudest, kus inimene neid seeni kasutab. Ja samal ajal on see üks peamisi toidu riknemise tegureid ja mõnedparasiidid, mis põhjustavad inimestel haigusi (kandidoos, krüptokokoos, pityriaas, follikuliit, seborroiline dermatiit).
Jahi tendentsid
Nii kummaline, kui see ka ei tundu, leidub mikroskoopiliste seente hulgas aktiivseid "kiskjaid".
Seega loob seen Arthrobotrys oligospora oma hüüfidega võrgustiku, mille seinad on kaetud kleepuva ainega. Seene ohvriteks on mullas elavad ümarussid (nematoodid). Hüüfide külge kinni jäänud uss jääb ilma võimalusest end vabastada ja hüüfid kasvavad kiiresti tema kehasse. Nematoodist saab toit ja 24 tunni pärast jääb alles vaid kest.
Teine seen, Dactylaria Candida, moodustab hüüfidest lassotaolise püünisrõnga. Nematood siseneb sellesse ja rõngas sulgub. Draama järelsõna on sama, mis eelmisel versioonil.
Neid mulla mikromütseedide omadusi on bioloogid pikka aega uurinud, et neid saaks kasutada põllukultuuride bioloogilise kaitse vormis.
Keskkonna bioindikaatorid
Bioloogide hiljutised uuringud on tõestanud, et mikroskoopilistel seentel on võime muuta oma arvukust ja koostist olenev alt elupaiga seisundist.
Tavaliselt on mulla mikromütseete arv umbes 10 tonni hektari kohta ja samas on see mitmekesine. Ökoloogid on nafta ja selle saadustega saastunud muldade uurimisel leidnud, et suurte toksiinide annuste korral muutub pinnase mikroskoopiliste seente arv ja liigiline koostis dramaatiliselt. Sel juhul liigiline mitmekesisus järsult väheneb, domineerima hakkavad kiire kasvuga mikromütseedid, mis sellistel muldadel pole tüüpilised. Pealegi,paljud neist seentest on fütopatogeensed – nad toodavad bioloogiliselt aktiivseid aineid, mis häirivad rakusiseseid protsesse taimeorganismides, mis viib nende elutegevuse pärssimiseni ja surmani.
Seega võib mikroskoopiliste seente arvukus ja liigiline koostis olla usaldusväärsed näitajad mulla saastumise kohta nafta ja selle derivaatidega.
Tee kokkuvõte
Tuhandeid aastaid peeti nah alt rasva eemaldamist nahatööstuses kõige aeganõudvamaks protsessiks. Protsess oli pikk ja räpane, kasutades tuvide väljaheiteid ja koera väljaheiteid. Tänapäeval on Aspergilluse seentest saadud ensüüm proteinaas lühendanud seda protsessi 24 tunnini ning muutnud naha pehmemaks ja kergemini värvitavaks.
See on vaid üks näide sellest, kui kasulikud võivad olla mikroskoopilised organismid. Vaatamata bioloogia arengule jäävad paljud nende organismide elutegevuse tunnused endiselt saladuseks.
Igal aastal kirjeldavad taksonoomid rohkem kui tuhat uut mikroskoopiliste seente liiki. Mulla mikromütseedide roll jääb nii bioökoloogia kui ka biogeograafia kõige uurimata haruks. Ja see on peamiselt tingitud raskustest selliste organismide vaatlemisel nende looduslikus elupaigas.
Uus rubriik mükoloogias - seenetoksiinide õpetus - annab juba täna lootust võita vähi üle. Näiteks Chaga seente toksiin suurendab oluliselt organismi vastupanuvõimet vähirakkude arengule. Ja psilotsütsiin annab selleks head eeldusednärvihäirete ravi. Isegi uuritud penitsillium hämmastab mikrobiolooge jätkuv alt – viimati õnnestus teadlastel isoleerida sellest ained, mis on keemiliselt sarnased hormoonide liberiinidega.
Seened ei jää kõrvale uute bioloogiliste vahendite väljatöötamisel põllukultuuride kaitsmiseks ega uute "roheliste" jäätmekäitlusviiside väljatöötamisel.
