Эукариоттардың үш патшалығының бірі (жасушаларында жеке ядросы бар организмдерді қамтитын супердомен) – саңырауқұлақтар. Олар өсімдіктер мен жануарлардың шекарасында орналасқан. Қазіргі уақытта 100 мыңға жуық түрі бар, олардың көпшілігі микроскопиялық саңырауқұлақтар. Бұл мақалада олардың құрылысы мен көбею ерекшеліктері, табиғаттағы және адамның шаруашылық әрекетіндегі маңызы туралы айтылады.
Өсімдіктер дерлік, жануарлар емес
Корольдік Микота ұйымы өте ерекше бір жасушалы және көп жасушалы организмдерді қамтиды. Олардың жануарлармен де, өсімдіктермен де ұқсастықтары келесідей:
- Жасуша қабырғасы бар, бірақ өсімдіктердегідей целлюлозадан емес, жануарлардағы сияқты хитиннен.
- Саңырауқұлақтардың жасушаларында жасуша шырынымен толтырылған вакуольдер болады. Бірақ крахмал емес (өсімдіктерде), гликоген (жануарларда).
- Саңырауқұлақтар белсенді қозғалысқа қабілетті емес. Олар байсалды өмір салтын ұстанады.
- Саңырауқұлақтар- гетеротрофтылар, оларда хлорофилл жоқ және олар фотосинтезге қабілетті емес. Сондықтан олар өлі организмдердің (сапротрофтардың) немесе тірі организмдердің (паразиттер) дайын органикалық заттарымен қоректенеді.
- Жануарлардан да, өсімдіктерден де айырмашылығы, саңырауқұлақ жасушалары тіндерге, ал ұлпалар мүшелерге дифференциацияланбайды.
Ібілістің жұмбақ жаратылысы
Орта ғасырларда саңырауқұлақтар дәл осылай қарастырылды. Француз натуралисттерінің бірі Веньян 1727 жылы саңырауқұлақтар барлық тіршілік иелерінің үйлесімділігін бұзу үшін бар деп жазды.
Саңырауқұлақтардың шығу тегі туралы мәселе бүгінде ашық күйінде қалып отыр. 18 ғасырда болса да, көрнекті ботаник Карл Линней бұл организмдерді қонақ үй патшалығына жатқызды. Ғаламшардағы тіршіліктің басында (шамамен бір миллиард жыл бұрын) пайда болған саңырауқұлақтар биологтардан, биохимиктерден, генетиктерден және таксономшылардан өздерінің шығу тегі туралы анықтамаларды күтуде.
Саңырауқұлақтардың жүйесі
Барлық саңырауқұлақтар 4 класқа бөлінеді (төменгі сатыдағы саңырауқұлақтар – Оомицеттер және Зигомицеттер, жоғары сатылар – Аскомицеттер және Базидомицеттер). Бөлінудің негізгі критерийі - гаметалардағы жгутиканың болуы немесе болмауы және жыныстық көбею түрі. Сонымен қатар төменгі сатыдағы саңырауқұлақтарда мицелий бір көп ядролы жасушаға ұқсайды, ал жоғары сатыдағы саңырауқұлақтарда мицелийде жасуша аралық қалқандар болады.
Саңырауқұлақтардың көпшілігінің мөлшері микроскопиялық. Көбінесе олардың мицелийлері үлкейтусіз көрінбейді немесе жіңішке жіптер түрінде көрінеді. Микроскопиялық саңырауқұлақтардың болуы олардың өмірлік белсенділігінің нәтижелерімен - өсімдік, жануарлар тіндерінің немесе материалдардың бұзылуымен көрсетіледі. Мүлдесаңырауқұлақтардың шағын тобы жеміс денелерін – мицелийдің тығыз шоғырларын құра алады.
Микроскопиялық саңырауқұлақтардың құрылымы
Микромицеттер жеміс денелерін түзбейді, олар біржасушалы және көпжасушалы болуы мүмкін. Тиісінше, микроскопиялық саңырауқұлақтардың морфологиясы айтарлықтай әртүрлі.
Көп жасушалы саңырауқұлақтардың денесі қалыңдығы 0,15-тен 1 мкм-ге дейінгі гифаларды (жіптерді) құрайтын ретімен орналасқан жасушалардан түзіледі. Гифалар апикальды (апикальды) өседі және тармақталған құрылымды болуы мүмкін. Саңырауқұлақ гифаларының барлық жиынтығы мицелий немесе мицелий деп аталады.
Саңырауқұлақ гифалары өте тез өседі. Кейбір үлгілерде мицелий бір күнде ондаған метрге өседі.
Бір жасушалы саңырауқұлақтар (мысалы, ашытқы) бір жасуша, мицелий түзбейді. Оның ядросы, органикалық және бейорганикалық заттары бар вакуольдері, митохондриялары бар.
Тамақтану және өмір сүру ерекшеліктері
Микроскопиялық саңырауқұлақтардың микробиологиясының өзіндік ерекшеліктері бар. Цитоплазмалық мембрана үстіндегі гифа жасушаларында полисахарид хитиннен тұратын мембрана болады. Жасушаның цитоплазмасында ядро (бір немесе бірнеше) және органеллалар бар.
Саңырауқұлақтар барлық субстратқа (субстрат мицелийіне) енетін немесе оның бетінде (беттік мицелий) орналасқан мицелийдің бүкіл беті арқылы қоректік заттарды сіңіреді.
Саңырауқұлақтарға арналған тағам органикалық қосылыстар – қант, көп атомды спирттер, майлар, белоктар. Сонымен қатар, бай және әртүрлі ферментативтіқұрылғы микроскопиялық саңырауқұлақтардың денесін құру үшін бүкіл субстратты толығымен пайдалануға мүмкіндік береді.
Микробиология қоректенуінің сапротрофты (өлі органикалық заттармен қоректенетін) және паразиттік (тірі органикалық заттармен қоректенетін) түрлерімен сипатталатын саңырауқұлақтарды ажыратады. Сонымен қатар, саңырауқұлақтар өсімдіктермен симбиотикалық қарым-қатынасқа түсе алады. Сонымен, саңырауқұлақтар мен балдырлардың гифалары симбиоздық ағзаларды – қыналарды құрайды.
Микроскопиялық патогенді саңырауқұлақтар жануарлар мен өсімдіктерде дамып, микоздар деп аталатын ауруларды тудыруы мүмкін.
Көбею ерекшеліктері
Микромицеттер көбеюдің үш түрімен сипатталады: вегетативті, жыныссыз және жыныстық.
Микроскопиялық саңырауқұлақтардың вегетативті көбеюі мицелий бөлшектерімен жүзеге асады. Мысалы, гифа бөлігі саңырауқұлақтың жаңа мицелийін береді.
Жыныссыз көбею споралар – микроскопиялық рудименттердің көмегімен жүзеге асады, олар спорангияларда (мицелийдің мамандандырылған бөліктері) түзіледі. Споралардың негізгі қызметі – қолайсыз жағдайларда тіршілік ету. Ал паразиттік өмір салтын жүргізетін бірқатар микроскопиялық саңырауқұлақтар үшін споралар иесі ағзаны жұқтыру үшін қызмет етеді.
Саңырауқұлақтардағы жыныстық процестің формалары әртүрлі және үш топқа бөлінеді:
- Гаметогамия – жыныс жасушалары (гаметалар) түзілетін жыныстық көбею түрі.
- Соматогамия - мицелийдің немесе біржасушалы саңырауқұлақтардың вегетативті жасушаларының қосылуы.
- Гаметангиогамия – жыныс жасушалары әлі қалыптаспаған кездегі жыныстық көбею түрісараланған.
Геметалардың қосылуы (ұрықтану) кезінде саңырауқұлақтар бір немесе бірнеше ядросы бар зигота түзеді. Көбінесе зигота бірден емес, тыныштық кезеңінен кейін өнеді. Сонымен саңырауқұлақтар қоршаған ортаның қолайсыз жағдайларына да төтеп бере алады.
Табиғаттағы микромицеттер
Микроскопиялық саңырауқұлақтардың табиғаттағы маңызы орасан зор. Олар бактериялармен бірге органикалық қалдықтарды ыдырататын заттар айналымына қатысады.
Топырақ саңырауқұлақтары құнарлы қабаттың түзілуіне қатысады. Қыналардағы балдырлармен симбиозда олар бірінші болып кедей топырақтарды отарлайды және тау жыныстарын бұзуға белсенді қатысады.
Микориза сияқты құбылысты атап өткен жөн – микроскопиялық саңырауқұлақ жасушалары өсімдіктермен симбиотикалық қатынасқа түседі. Сонымен бірге өсімдіктер саңырауқұлақты органикалық қоректік заттармен қамтамасыз етеді, ал саңырауқұлақ өсімдіктердің өсуі мен дамуына қажетті дәрумендер мен құрамында азот бар заттарды шығарады.
Микроскопиялық саңырауқұлақтар барлық биоценоздарда болады және маңызды экологиялық қызмет атқарады. Олар қоректік тізбектердегі маңызды детриттік буын және басқа организмдердің көптігінің реттеушілері болып табылады. Көптеген биогеоценоздарда барлық микроорганизмдердің биомассасынан саңырауқұлақ биомассасының үлесі 90%-ға дейін жетеді және жоғары сатыдағы өсімдіктердің тамырларының биомассасымен салыстыруға болады.
Микроскопиялық патогенді саңырауқұлақтардың табиғаттағы рөлін атап өтпеу мүмкін емес. Олар басқа организмдердің санын реттейді және планетадағы биоценоздардың өзгеруіне қатысады.
Микромицеттер және адам
Олардың әрекеттерінде адам пайдаланып келедікейбір нашар саңырауқұлақтар.
Микроскопиялық саңырауқұлақтар, ақ зең және аспергилл, ашытқылардың барлық түрлері наубайхана, сүт, сыра қайнату, шарап және алкоголь өнеркәсібінде қолданылады.
Фармацевтика өнеркәсібінде микромицеттер антибиотиктер, витаминдер, гормондар, ферменттер және физиологиялық белсенді заттар алу үшін кеңінен қолданылады.
Көптеген микромицеттер қағаз және целлюлоза өнімдерін бұзады, майлар мен мұнай өнімдерін бұзады, оптика мен өнер туындыларын зақымдайды.
Зеңдер мен ашытқылар тағамның бүлінуінің негізгі кінәлілері болып табылады. Олар сонымен қатар ағашты бұзады - ағашты зақымдайды.
Микроскопиялық патогенді саңырауқұлақтар ауылшаруашылық дақылдарының, үй жануарларының және адамдардың ауруын тудырады. Саңырауқұлақтар токсиндерді шығару қабілетіне байланысты жиі улануды тудырады.
Микотоксиндер
Микроскопиялық саңырауқұлақтармен синтезделген қауіпті биологиялық заттар химиялық құрылымдары және адам ағзасына әсері әртүрлі метаболиттер (қалдықтар) болып табылады.
Қазіргі таңда микромицеттердің 250-ден астам түрі белгілі. Олар 100-ге жуық токсиндер мен аллергендерді синтездейді. Әртүрлі түрдегі микроскопиялық саңырауқұлақтар бір токсинді синтездей алады. Ал улардың өзі адам ағзасына көбінесе жинақталған (кумулятивті) әсер етеді, атап айтқанда:
- Яфлатоксиндер - адам ағзасына гепатотоксикалық, мутагендік, иммуносупрессивті әсер етеді.
- Трихотецендер - иммундық жүйені төмендететін нейротоксиндер,әртүрлі дерматит тудырады.
- Охротоксиндер - ең алдымен бүйрек нефрондарының түтікшелеріне әсер етеді.
- Патулиндер – нейротоксиндер мен мутагендер.
Микромицеттік токсиндермен уланған жағдайда алдымен асқазанды жуу керек.
Паразиттік микромицеттер
Бұл топқа адамдарда, өсімдіктерде, жануарларда, балықтарда әртүрлі патологияларды тудыратын көптеген саңырауқұлақтар кіреді. Терінің патологиясы дерматомикоз, ал мүшелердің патологиясы микоз деп аталады.
Адамда паразиттік саңырауқұлақтар тудыратын ең көп таралған аурулар:
- Терідегі қызыл, қышынған дақтармен және шаш фолликулаларының бұзылуымен көрінетін дерматофитоз (қотыр немесе сақиналы құрт).
- Кэндиоз (молочница) факультативті патогенді болып табылатын және ауыз қуысының, жыныс жолдарының және тоқ ішектің қалыпты микрофлорасының бөлігі болып табылатын Candida тұқымдасының өкілдерінен туындайды.
- Онихомикоз (тырнақ саңырауқұлағы) субугальды кеңістікке әсер ететін әртүрлі саңырауқұлақтардан туындайды.
- Споротрихоз – паразиттік саңырауқұлақтар тері астындағы тіндерді, шырышты қабықтарды, ішкі мүшелерді бұзады.
- Қара және ақ пиедра – бұл мұрт пен қастың шаш фолликулаларына әсер ететін ауру. Қоздырғышы - Piedraia тұқымдасының саңырауқұлақтары.
Ал бұл микромицеттер тудыратын аурулардың толық тізімі емес. Сонымен бірге саңырауқұлақтың ағзаға ену жолдары әртүрлі (ауа, су, контактілер) және олардың әртүрлі орталарға төзімділігі айтарлықтай жоғары.
Ең танымал микромицеттер
Микроскопиялық саңырауқұлақтарға Мукор, пенициллиум және ашытқы кіреді.
Mucor тұқымдас саңырауқұлақтар - ақ көгеру деп атайтын саңырауқұлақтардың 60 түрі. Олар ақ және сұр түсті колонияларды құрайды, олар споралар жетілген кезде қара болады. Мукор мицелийі бір жасушалы, жасуша қабырғасында аллергенді қасиеті бар азотты көмірсутекті хитозан бар. Олардың арасында паразиттер бар, бірақ антибиотиктерді өндіруде белсенді қолданылатындар да бар. Саңырауқұлақ Мукор қытай - соя мен жарма негізіндегі ашытқы «раги» негізі.
Penicillium (Penicillium) – барлық жерде – топырақта, суда, теңізде, ауада, бөлмелерде, барлық беттерде жиі кездесетін микроскопиялық саңырауқұлақтар тұқымдасы. Жасыл түсті колониялар түзеді. Penicillium алтын немесе жасыл қылшықты зең - бұл тұқымның ең көп таралған өкілі және пенициллиннің көзі. Бұл саңырауқұлақтарда тармақталған көп жасушалы мицелий бар.
Ашытқы – әр түрлі кластарға жататын әр түрлі біржасушалы саңырауқұлақтар тобы (Ascomycetes және Bazidomycetes класының 1500 түрі). Бұл саңырауқұлақтар мицелий түзбейді, ал олардың жасушаларының мөлшері 40 мкм-ге дейін жетеді. Олар метаболизмнің ерекшеліктері бойынша жалпы топқа біріктірілген - олардың барлығы ашыту кезінде энергия алады (тотықсыздану процесі, нәтижесінде көмірсулар ыдырайды, ал спирттер ыдырау өнімдері болып табылады). Нан жасау, шарап жасау, сыра қайнату және квас қайнату адам осы саңырауқұлақтарды қолданатын салалардың толық тізімі емес. Сонымен қатар, бұл тағамның бұзылуының негізгі факторларының бірі және кейбіреулеріадамда ауру тудыратын паразиттер (кандидоз, криптококкоз, питриаз, фолликулит, себореялық дерматит).
Аңшылық тенденциялары
Біртүрлі көрінгенімен, микроскопиялық саңырауқұлақтардың арасында белсенді «жыртқыштар» бар.
Осылайша, Arthrobotrys oligospora саңырауқұлағы қабырғалары жабысқақ затпен жабылған гифалары бар тор жасайды. Саңырауқұлақтардың құрбандары - топырақта өмір сүретін дөңгелек құрттар (нематодтар). Гифаға жабысқан құрт өзін босату мүмкіндігінен айырылады, ал гифа оның денесіне тез өседі. Нематод тағамға айналады және 24 сағаттан кейін тек қабығы қалады.
Тағы бір саңырауқұлақ, Dactylaria Candida, гифалардан лассо тәрізді ұстағыш сақина түзеді. Нематод оған еніп, сақина жабылады. Драманың эпилогы алдыңғы нұсқамен бірдей.
Топырақ микромицеттерінің бұл ерекшеліктерін биологтар дақылдарды биологиялық қорғау түрінде пайдалану үшін бұрыннан зерттеген.
Қоршаған ортаның биоиндикаторлары
Биологтардың соңғы зерттеулері микроскопиялық саңырауқұлақтардың мекендеу ортасының жағдайына байланысты олардың саны мен құрамын өзгерту мүмкіндігі бар екенін дәлелдеді.
Қалыпты жағдайда топырақ микромицеттерінің саны гектарына 10 т шамасында болады, сонымен бірге ол әртүрлі. Мұнаймен және оның өнімдерімен ластанған топырақтарды зерттеу барысында экологтар токсиндердің жоғары дозаларында топырақтың микроскопиялық саңырауқұлақтарының саны мен түр құрамының күрт өзгеретінін анықтады. Бұл жағдайда түрлердің әртүрлілігі күрт төмендейді, тез өсетін микромицеттер басым бола бастайды, мұндай топырақтарға тән емес. Сонымен қатар,бұл саңырауқұлақтардың көпшілігі фитопатогенді болып табылады - олар өсімдік организмдеріндегі жасушаішілік процестерді бұзатын биологиялық белсенді заттар шығарады, бұл олардың тіршілік әрекетінің тежелуіне және өліміне әкеледі.
Осылайша, микроскопиялық саңырауқұлақтардың саны мен түр құрамы топырақтың мұнаймен және оның туындыларымен ластануының сенімді көрсеткіші бола алады.
Қорытынды
Мыңдаған жылдар бойы теріден майды кетіру тері өнеркәсібінде ең көп уақытты қажет ететін процесс болып саналды. Процесс көгершіннің нәжісін және ит нәжісін қолданып, ұзақ және ретсіз болды. Бүгінде Aspergillus саңырауқұлақтарынан алынған протеиназа ферменті бұл процесті 24 сағатқа дейін қысқартты, сонымен қатар теріні жұмсақ әрі жеңіл бояуға мүмкіндік берді.
Бұл микроскопиялық ағзалардың қаншалықты пайдалы екендігінің бір мысалы ғана. Биологияның дамуына қарамастан, бұл организмдердің тіршілік әрекетінің көптеген ерекшеліктері әлі күнге дейін құпия болып қала береді.
Жыл сайын таксономистер микроскопиялық саңырауқұлақтардың мыңнан астам жаңа түрлерін сипаттайды. Топырақ микромицеттерінің рөлі биоэкологияның да, биогеографияның да ең зерттелмеген саласы болып қала береді. Бұл, ең алдымен, мұндай ағзаларды табиғи ортада байқау қиындығына байланысты.
Микологиядағы жаңа бөлім - саңырауқұлақ токсиндері туралы ілім - бүгінде бізге қатерлі ісік ауруын жеңуге үміт береді. Мысалы, Чага саңырауқұлағы токсині дененің рак клеткаларының дамуына төзімділігін айтарлықтай арттырады. Ал псилоцицин жақсы алғышарттар бередіжүйке ауруларын емдеу. Тіпті зерттелген пенициллиум микробиологтарды таң қалдыруда - соңғы уақытта ғалымдар одан химиялық құрамы жағынан либериндер гормондарына ұқсас заттарды бөліп алды.
Саңырауқұлақтар ауылшаруашылық өсімдіктерінің дақылдарын қорғаудың жаңа биологиялық құралдарын әзірлеуде және қалдықтарды кәдеге жаратудың жаңа «жасыл» әдістерін әзірлеуде шет қалмайды.
