XXVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Значение грибов в природе и жизни человека
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Что же такое грибы? У многих при слове «грибы» в уме рисуется картинка крепкого на ножке в осенней листве боровика (Приложение 1, рис.1) или груздей в корзинке. Однако на самом деле царство грибов огромно, а виды грибов чрезвычайно разнообразны. Есть микроскопические, не видимые глазу, есть огромные, разных расцветок и форм, или вообще без формы. На самом деле все намного сложнее и интереснее. Я попробую узнать и рассказать о самых интересных моментах чудесного царства Грибы.
1. История изучения грибов.
Научное латинское название "микота" или "мицетес" грибы получили от греческого названия шампиньонов — "микос". От слова "микос" наука о грибах получила название микология.
В русском языке грибы назывались "губы". Название "грибы" появилось только в конце XV или начале XVI в. и относилось преимущественно к трубчатым грибам, имеющим выпуклые, горбатые шляпки.
О грибах люди знали очень давно. Плиний Старший (Приложение 1, рис.2) в "Естественной истории" сделал попытку первой классификации грибов, разделив их на две группы: съедобные и несъедобные. Такой чисто гастрономический подход к классификации грибов объясняется, по-видимому, тем, что в Древнем Риме грибы уже широко употреблялись в пищу и особенно высоко ценились съедобные качества цесарского гриба из рода мухомора. Его называли "болети". Вероятно, римляне знали и о свойствах ядовитых грибов. Французский ботаник Вайян (Приложение 1, рис. 3) в 1718 году, выступал в Париже, охарактеризовал грибы как дьявольское произведение, нарушающее общую гармонию природы. Он заявил, что грибы созданы дьяволом для того, чтобы слушать самых талантливых исследователей и приводить в отчаяние ботаников.
О грибах сочиняли самые невероятные вымыслы и небылицы. Внезапное обильное их появление объяснялось как результата удара молнии. Хороший урожай грибов считался в одних местах дурным предзнаменованием, в других - хорошим. Люди замечали, что некоторые из грибов растут, образуя правильный круг, трава внутри которого засыхает (Приложение 1, рис. 4). Не имея ответа на загадку, они связывали это явление с нечистой силой. В Голландии эти круги считали местом хранения заколдованных кладов, в Германии - местом пляски ведьм.
Происхождение же и жизнь грибов были для человека загадкой.Очень долго некоторые ученые думали, что грибы не растения, а животные. Такого же мнения был и знаменитый шведский ученый-естествоиспытатель Карл Линей, который считал, что грибы, схожи с полипами. Лишь в последствии он изменил свою точку зрения и отнес грибы к растениям.
До начала XIX в. изучение грибов фактически велось ботаниками попутно с изучением цветковых растений. И это естественно, поскольку прежде всего они обращали внимание на цветковые растения, хорошо знакомые по повседневной жизни. Грибы же описывались ими только крупные, легко заметные невооруженным глазом.
В настоящее время современные биологи относят грибы к самостоятельной группе организмов, хотя эта группа малочисленная по сравнению с растениями и животными.
2. Грибы – как начало сложной жизни на Земле
Примерно 420 миллионов лет назад, самыми крупными объектами на Земле были не деревья и даже не животные. В палеозойскую эру на суше преобладали странные организмы, которые в научной среде известны как прототакситы (Приложение 1, рис. 5).
На протяжении долгих лет ученые не могли отнести прототакситов ни к деревьям, ни к животным. Но потом они нашли свидетельства того, что это — огромные грибы.
Ученые считают, что если бы не гигантские прототакситы, в мире бы не существовало нынешних растений и животных. На протяжении многих лет, прототакситы выделяли в окружающую среду вещества для размягчения почвы — считается, что со временем они могли даже разрушать каменные породы. Благодаря этому долгому, но важному для истории Земли процессу, на нашей планете возникли сосудистые растения. А после этого на ней появились и сложные виды организмов.
3. Питания грибов
Пищеварение у грибов наружное - они выделяют гидролитические ферменты, расщепляющие сложные органические вещества, и всасывают продукты гидролиза всей поверхностью тела.
По способу питания все грибы делятся на сапрофиты, паразиты и грибы - симбионты.
Грибы-сапрофиты (Приложение1, рис.6) питаются мёртвыми органическими веществами. Они играют важную роль в круговороте веществ в природе, минерализуя органические вещества, освобождают почву от мёртвых остатков и одновременно пополняют в ней запасы минеральных солей, которые служат питанием для зелёных растений.
Грибы-паразиты (Приложение 2, рис.7) ведут паразитический образ жизни. Они поселяются на живых организмах и питаются за их счёт. Например, спорынья, паразитирует на злаках, зоофагус (паразитирующий на коловратках), а так же ржавчинные и головневые грибы. Есть грибы, которые паразитируют на рыбах.
Грибы-симбионты (Приложение 2, рис. 8) участвуют в создании двух очень важных типов симбиотического союза: лишайники и микориза. Лишайники - это симбиотическая ассоциация гриба и водоросли. Лишайники, как правило, поселяются на обнажённых скалах, в мрачных лесах, они ещё и свешиваются с деревьев. Характерной особенностью грибов является их способность вступать в симбиотические отношения с другими организмами.
У грибов такой симбиоз называется микоризой (или «грибокорень») - ассоциация гриба с корнем растения. Такой союз очень выгоден обоим партнёрам. В результате гриб получает большое количество органических веществ и витаминов, а растительный компонент становится способным более эффективно поглощать питательные вещества из почвы (отчасти из-за увеличения поверхности поглощения, а отчасти из-за того, что гриб гидролизует некоторые недоступные растению соединения).
Число растений, способных образовывать микоризу очень велико, например, у цветковых растений она не встречается только у семейства крестоцветных и осоковых. В зависимости от того, проникают или нет гифы гриба в клетки корня, различают эндо- и экто-микоризу.
4.Размножения грибов
У грибов имеется вегетативное, бесполое и половое размножение.
Вегетативное размножение осуществляется частями мицелия, которые, отделяясь от общей массы, способны расти и развиваться самостоятельно. У дрожжевых грибов вегетативное размножение происходит почкованием: на клетках мицелия образуются выросты (почки), постепенно увеличиваются в размерах, а затем отшнуровываются.
Бесполое размножение осуществляется спорами. Какими только не бывают споры - со жгутиками и без жгутиков, одиночными и покрытыми общей оболочкой. Капли дождя могут переносить и крупные грибные споры. В распространение многих спор участвуют и животные. Особенно часто ими пользуются грибы, плодовые тела которых расположены под землёй, например, трюфеля. Распространяют споры грибов и насекомые. Тогда грибы часто имеют специфический запах и слизистые выделения.
Половой процесс состоит в слиянии мужских и женских гамет, в результате чего образуется зигота. У низших грибов гаметы подвижны, они могут быть одинаковыми по размеру (изогамия) или различны (гетерогамия). Если гаметы различаются не только по размерам, но и по строению, они формируются в женских (оогонии) и мужских (антеридии) половых органах. Неподвижная яйцеклетка оплодотворяется либо подвижными сперматозоидами, либо выростом антеридии, переливающий в оогонии своё содержимое. У некоторых грибов половой процесс заключается в коньюгации двух одинаковых на концах мицелия. Вторичный мицелий растёт, питается и в благоприятных условиях формирует новые плодовые тела.
А зачем грибу плодовые тела? В их налаженной «кухне» готовиться новое поколение грибов: закладываются и созревают споры, защищённые от неблагоприятных условий. А, созрев, споры с помощью плодовых тел разлетаются от гриба-родителя.
Любой живой организм, а гриб - не исключение, получает по наследственную программу дальнейшего развития, и если условия позволяют, реализует её. Наследственная информация содержится в ядрах клеток. Мицелии бывают с полной программой (диплоидные) или только с её половиной (гаплоидные). В первом случае они развиваются нормально, а во втором - чтобы не остановиться на «полдороги» в развитии, требуется слияние с другой гаплоидной половинкой с объединением наследственной информации и образование нового диплоидного организма.
Профессор Тосиюки Накагаки в 2000 году в журнале Nature опубликовал результаты эксперимента, которые свидетельствуют, что мицелий (грибница) умеет собирать и систематизировать информацию об окружающей среде, понимает своё местоположение в пространстве и передаёт эту информацию своим потомкам — частям грибниц, которые были отделены от материнской грибницы.
Рассматривая особенности строения, питания, размножения грибов можно сказать, что эти удивительные организмы как нельзя лучше приспособились к условиям окружающей среды.
5. Классификация грибов.
Всего насчитывается около 14000 видов грибов.
По критерию съедобности делятся на три группы:
съедобные – представители царства, которые пригодны к употреблению в пищу даже без специальной термической обработки, то есть в свежем или высушенном виде;
условно-съедобные – грибы, которые можно употреблять в пищу только после приготовления, их замачивают в воде, после чего проваривают до 2-3 раз; несъедобные – это ядовитые грибы.
Съедобными называются грибы, которые полностью безопасны для человека и пригодны к употреблению в сыром, сушеном или отварном виде. В их составе отсутствуют ядовитые вещества, которые могут нанести вред здоровью. Съедобные грибы имеют приятный аромат и хорошие вкусовые качества.
Основное отличие условно-съедобных грибов от съедобных заключается в том, что первые нельзя употреблять в сыром виде, поскольку это может привести к отравлению и проблемам с некоторыми органами. Перед тем, как употребить условно-съедобный гриб, необходимо подвергнуть его тщательной термической обработке. Часть видов нужно отваривать прежде, чем готовить, а некоторые из них достаточно подержать некоторое время в воде, чтобы из них вышли все вредные вещества.
Далеко не все грибы являются съедобными и полезными. Многие их них ядовиты и очень опасны для здоровья, могут даже приводить к летальному исходу. Более того, съедобные грибы, содержащие большое количество токсинов, также могут приводить к проблемам со здоровьем. Именно поэтому не рекомендуется собирать грибы возле больших дорог или поблизости от крупных городов. Отличить несъедобные грибы от других можно по неприятному запаху и вкусу, странному виду, различным наростам и чешуйкам, а также слишком малым размерам. Ещё можно отметить, что ядовитые грибы часто растут в необычных местах и являются довольно редкими.
Поэтому не стоит собирать редкие незнакомые грибы - лучше ограничиться сбором известных и распространённых грибов. И то, если вы уверены, что они не являются ядовитыми.
6.Интересные факты о грибах
Передвижные грибы (Приложение 2, Рис. 9)
Есть грибы (а если быть точнее, грибоподобные организмы), которые способны передвигаться. Это плазмодий, он произрастает на территории России. Двигается по стволу дерева с помощью выростов протоплазмы со скоростью 1 сантиметр в час.
Грибы- хищники (Приложение 2, рис. 10)
Мало кто знает, что существуют в природе хищные грибы. Эти организмы обитают практически повсюду, если быть точнее, то в воде и почве. Для ловли добычи они используют липкие выделения, которые покрывают плотно грибницу. В зависимости от вида гриба, они могут питаться червями, микро-насекомыми и амебами. Поселяются они во мхах или среди корней растений, но также они могут жить в водоемах, особенно со стоячей водой. А некоторые грибы-убийцы живут в телах насекомых, съедая их изнутри.
Гриб-ежовик (Приложение 2, рис. 11)
Ежовик гребенчатый – необычайный редкий гриб, встречается в некоторых регионах России и на севере Китая. По своему вкусу он напоминает креветки, а на вид похож на ежа.
Грибы – как лекарство
Во времена, когда таблетки ещё не были придуманы, люди лечились, как могли, в том числе – грибами. В народной медицине они используются до сих пор, как и в фармакотерапии, причём могут действительно помочь, так как многие сорта содержат в себе полезные элементы. Вообще, грибы в развитии медицины сыграли важную роль: стрептомицин и пенициллин, положившие начало эры антибиотиков, были открыты с помощью плесневых грибов, из которых выделили эти вещества.
Грибы - источник витамин D
При нехватке витамина D, который мы получаем, греясь под солнышком, у человека ухудшается абсорбция кальция, из-за чего кости становятся хрупкими. И это далеко не единственная проблема, которая возникает из-за этого. Грибы – отличный способ покрыть дефицит витамина D, так как одна порция содержит приблизительно 20% от дневной нормы, а если подержать их под ультрафиолетовым излучением одну-две секунды, то все 100%.
Белый трюфель - самый дорогой гриб (Приложение 2, рис. 12)
Редкий европейский белый трюфель может стоить свыше 4 500 евро за 1 кг. Находящиеся в итальянских регионах Пьемонт, Марке и Тоскана, растущие среди корней тополя, бука, фундука, дуба и ивы, белые трюфели очень ароматны, с сильным вкусом, который описывают как земляной, мускусный или чесночный.
Медовый гриб – крупнейший живой организм на планете (Приложение 2, рис. 13)
В 1998 году группа из Лесной службы США приступила к расследованию причин вымирания крупных деревьев в Национальном лесу Малер в восточном Орегоне. Они обнаружили пораженные участки на аэрофотосним ках и собрали образцы корней 112 погибших и умирающих деревьев, в основном елей. Испытания показали, что все деревья, кроме четырех, были заражены медовым грибом. Команда подсчитала, что гриб занимал площадь 9,6 км² и ему было от 1900 до 8650 лет.
Грибы, радиация и космос.
На месте Чернобыльской АЭС, уже после случившейся трагедии, были найдены различные виды грибов, которые, надо сказать, прекрасно себя чувствовали в условиях повышенной радиации. Грибы всей своей поверхностью плодового тела и грибницей поглощают различные микроэлементы, но особенно хорошо – радиоактивный цезий-137, который концентрируется в верхнем слое почвы. Таким образом, один гриб способен поглощать радионуклиды с территории площадью свыше одного квадратного метра и содержать в двадцать раз больше цезия-137, чем в окружающей почве.
Сегодня темой освоения космоса заняты величайшие умы нашей планеты. Ученые пытаются найти и придумать способы выживания на Марсе, строительства там домов, создания мебели и источников питания. Главные объекты многих исследований и испытаний — грибы. Как оказалось, они могут быть полезны во многих сферах космических инноваций. Специалисты единогласны в мнении о том, что космическое излучение может быть опасно для здоровья, и что астронавтов необходимо от него защищать.
Заключение.
Гриб не является ни фруктом, ни овощем: технически грибы даже не растения. Грибы – это живые организмы, которые отдаленно связаны с растениями и более тесно связаны с животными, но довольно сильно отличаются от любой из этих групп. Они похожи на плод растения, за исключением того, что «семена», которые оно производит, на самом деле представляют собой миллионы микроскопических спор, которые образуются в жабрах или порах под шляпкой гриба. Многие виды являются важной частью природы, разлагающими неживые органические вещества. Это означает, что они «едят» мертвые растения. Тем не менее, многие сорта грибов имеют особые, симбиотические отношения с определенными видами растений. Часто ни гриб, ни растение не будут расти без партнера.
Роль грибов в природе и в хозяйстве человека трудно переоценить. Грибы присутствуют в воде и на суше, в почве и на всевозможных иных субстратах. Являясь организмами, разрушающими отмершие останки живых существ, превращая их в неорганические и простейшие органические соединения, они играют важную роль в экологии, способствуя образованию плодородных почв.
Многие виды грибов активно используются в пищевых, хозяйственных и медицинских целях. Блюда из съедобных грибов традиционно входят в национальные кухни многих народов мира. Во многих странах развито грибоводство съедобных грибов, производство материалов для грибоводов-любителей.
Грибы —один из важнейших, применяемых для производства антибиотиков и лекарственных препаратов, некоторых химических веществ, используемых в пищевой промышленности и в технических целях.
С другой стороны, грибы могут наносить и значительный вред. Могут вызывать заболевание растений в сельскохозяйственных посадках, древесных насаждениях и в лесах, где ведётся хозяйственная деятельность.
У животных и человека грибы вызывают кожные заболевания, а иногда и поражения внутренних органов. Очень опасны и могут приводить к смертельному исходу отравления пищевыми продуктами.
Изучив многие материалы о происхождении, развитии, применении грибов могу сделать вывод, что значение грибов в природе и жизни человека как положительное, так и отрицательное. Но изучение свойств грибов еще продолжается, надеюсь, в будущем мы узнаем еще очень много полезных свойств грибов.
.
Приложение 1
Рис. 1 Рис. 2
Рис. 3 Рис. 4
Рис. 5 Рис. 6
Приложение 2
Рис. 7 Рис. 8
Рис. 9 Рис. 10
Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13
Литература :
1. Бурова Л.Г. Загадочный мир грибов.-М.: Наука,1991-97с.
2. М.В.Гориенко , И.И. Сидорова, ГарибоваИ.И. Все о грибах-М.:Лесн.пром-сть,1976.-280с.
3. К. Е. Наговицин. Биоразнообразие грибов на границе мезо- и неопротерозоя (лахандинская биота, восточная Сибирь).- Новости палеонтологии и стратиграфии. 2008. Том 49. Вып. 10–11. С. 147–151.
4) Т. Н. Герман, В. Н. Подковыров. О природе докембрийских микрофоссилий arctacellularia и glomovertella.-Палеонтологический журнал. № 6. Ноябрь–декабрь 2008. С. 81–88