1. Наука о грибах. Микология - Кураков А. В. Teach-in.

• Лектор: Александр Кураков, заведующий кафедрой микологии-альгологии.  

• Микология: наука о грибах, термин от греческих слов "миккис" гриб и "логос" наука.  

• Грибы разнообразны и использовались человеком с древних времен.  

• Грибы использовались для поддержания огня и в неблаговидных делах.  

• Важная роль грибов в медицине: антибиотики, иммуносупрессоры.  

• Ученые не могли классифицировать грибы.  

• Три подхода: структурно-морфологический, физиолого-биохимический, филогенетический.  

• Морфологический подход: визуальные и микроскопические признаки.  

• Филогенетический подход: исследование генома и построение эволюционных деревьев.  

• Использование всех трех подходов для классификации грибов.  

• Уровень различий: сходство геномов должно быть 98% и более.  

• Пример: дрожжевые грибы и их разнообразие.  

• Дрожжевые грибы используются в пивоварении.  

• Биохимические признаки: брожение, рост, витамины.  

• Филогенетический анализ для разграничения организмов.  

• Определение числа и положения замен в нуклеотидах.  

• Использование рибосомальных генов и генов тубулинов.  

• Внутригенные и межгенные участки для классификации.  

• Построение филогенетических деревьев на основе рибосомальных генов и других участков.  

• Определение родственных организмов и выделение новых видов.  

• Гипотезы без чистых культур.  

• Метод датирования филогенетических событий.  

• Эволюционно значимые замены мономеров.  

• Палеонтологические находки грибов и их значение.  

• Карл Линней использовал морфологические критерии для классификации организмов.  

• Растения неподвижны, образуют споры, имеют клеточную стенку и астматическое питание.  

• Животные подвижные, не образуют спор, лишайники, грибы и папоротники отнесены к классу криптогамне.  

• Грибы размножаются спорами и были отнесены к низшим растениям.  

• В 1918 году в университете организована кафедра низших растений, позже переименованная в микологию-альгологию.  

• В XIX веке ученые понимали, что грибы нужно выделить в отдельное царство, но это не было принято.  

• Грибы, растения и животные имеют общие и специфические признаки.  

• Грибы имеют клеточную стенку, одноядерные клетки, абсорбционное гетеротрофное питание.  

• Филогенетический анализ подтвердил выделение грибов в отдельное царство.  

• Филогенетический анализ позволил создать естественную систему грибов.  

• Грибы отнесены к империи униконта одножгутиковых.  

• Грибы имеют осмотровный тип питания, хитин в клеточной стенке, гликоген и другие запасные углеводы.  

• Грибы — эукариотные гидротрофные организмы без хлорофилла.  

• Размножаются спорами, имеют мицелий, который погружен в субстрат.  

• Существуют дрожжевые грибы, существующие в виде одноклеточных форм.  

• Грибы всасывают питательные вещества из субстрата.  

• Клетка грибов имеет все основные органеллы эукариот.  

• Вакуоль возникает позже у грибных организмов.  

• Клеточная стенка состоит из хитина и глюканов.  

• Состав клеточной стенки влияет на рост и свойства организма.  

• Химический состав используется в систематике грибов.  

• Грибы накапливают альфа-глюканы и дисахарид триголозу.  

• Накапливают сахара-спирты и липиды с высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот.  

• Мембраны грибов содержат эргостерин с 28 атомами углерода.  

• Антимикотики ингибируют синтез эргостерина для подавления грибных патогенов.  

• Хитин придает прочность клеточной стенке.  

• Хитозан — дистиллированный хитин, встречается у некоторых грибов.  

• Клеточная стенка состоит из глюканов, мананов, галактанов и хитина.  

• Внешний слой включает глюканы и мананы, затем гликопротеиновый и белковый слои.  

• Меланины придают грибам темно-коричневый цвет.  

• Гидрофоббины образуют амфипатическую белковую пленку, снижая поверхностное натяжение воды.  

• Эти соединения помогают грибам прикрепляться к поверхностям и выживать в неблагоприятных условиях.  

• Грибы используют ферменты для расщепления сложных соединений до мономеров.  

• Высокое тургорное давление помогает транспортировать растворимые соединения внутрь клетки.  

• Сахара и другие соединения переводятся в запасные вещества для поддержания градиента концентрации.  

• Мицелий грибов распространяется в субстрате для образования спор.  

• Споры образуются в атмосфере, а не в почве, чтобы быть разнесенными ветром.  

• Сигналом к споруляции является изменение температуры и свет.  

• Плодовые тела могут достигать диаметра около метра.  

• Мицелий должен иметь обмен с внешней средой для поглощения кислорода и удаления метаболитов.  

• Гидрофобные вещества используются для создания каналов для связи с внешней средой.  

• Гифы растут в одну сторону, что позволяет быстро формировать плодовые тела.  

• Верхушечный рост осуществляется за счет концентрации ферментов и хитин-синтаз.  

• Мицелий укрепляется септами, которые предотвращают вытекание цитоплазмы.  

• Склероции и хламидоспоры помогают грибам переживать неблагоприятные условия.  

• Хламидоспоры содержат много гликогена и липидов и могут сохраняться в почве годами.  

• Грибы могут передавать питательные вещества на большие расстояния, используя синемы и резоморфы.  

• Грибы могут распространяться по поверхности горной породы, достигая новых древесных сооружений.  

• Грибы проникают в клетки растений и животных через кутикулу или с помощью ферментов.  

• Используются целлюлазы, пектиназы, лигниназы и протеазы для разрушения клеточных стенок.  

• Грибы ищут места с тонкой оболочкой у растений и насекомых.  

• Прикрепляются к поверхности клетки с помощью гидрофобинов.  

• Разрушают клеточную стенку, используя ферменты, и питаются строительными материалами клетки.  

• Биотрофный патогенез: гриб использует строительные материалы клетки для питания.  

• Некротрофный патогенез: гриб выделяет токсины, нарушающие биохимические процессы, что приводит к гибели клетки.  

• Гемибиотрофный патогенез: гриб развивается на отмершем органическом субстрате.  

• Грибы могут переходить от мицелиального роста к дрожжевому.  

• Содержание хитина и полисахаридов влияет на способность к почкованию.  

• Переход обусловлен составом атмосферы, количеством ядер, температурой и характером питания.  

• У грибов закрытый митоз с сохранением ядерной оболочки.  

• Центриоли есть только у простейших грибов.  

• Полярные тельца организуют микротрубочки при митозе, что приводит к неравному числу хромосом.  

• Геном грибов содержит 25-40 миллионов нуклеотидных пар и от 2 до 28 хромосом.  

• Структура генома аналогична эукариотам, с экзонными и интронными зонами.  

• Мало повторяющихся последовательностей, что делает геном грибов одним из самых маленьких среди эукариотов.  

• Вирусы могут придавать грибам гиповирулентность, делая их менее патогенными.  

• Митохондриальные плазмиды могут вызывать апоптоз клеток.  

• Грибы могут размножаться различными способами, включая вегетативное размножение и образование спор.  

• Грибы образуют бесполые и половые спороношения.  

• Половые процессы включают гометогамию, гетерогомию, оогамию и гаметангиогамию.  

• Разнообразие спороношений помогает в классификации грибов.  

• Парасексуальный процесс позволяет создавать новые рекомбинации у грибов.  

• Вегетативная несовместимость предотвращает обмен ядрами между клонами, что может привести к генетической изоляции.  

• Вегетативная несовместимость может способствовать образованию новых видов.  

• Выделяют семь жизненных циклов грибов, каждый из которых доминирует у разных таксонов.  

• Некоторые грибы могут менять характер ядер в ходе жизненного цикла.  

• Первые находки грибов датируются серединой ордовика, около 400 миллионов лет назад.  

• В раннем девоне найдены примитивные растения и грибы, что указывает на их совместное существование.  

• В меловом периоде обнаружены плодовые тела базидиомицетов в янтаре.  

• Грибы классифицируются по грибной номенклатуре, отличающейся от ботанической.  

• Окончание таксона указывает на его ранг: микота, мицетос, алис и т.д.  

• Пример: агарикос комперис, где в скобках указаны авторы, впервые описавшие организм.  

• В 2008 году описано около 99 тысяч видов грибов.  

• Количество видов варьируется в зависимости от таксона: от 64 тысяч до 20-30 видов.  

• Грибы с подвижными клетками изучены хуже, чем базидиумицеты.  

• Наука движется к изучению организмов на водоразделе между протестами и грибами.  

• Ежегодно описывается около 1000-1200 новых видов грибов.  

• За последние 60 лет количество известных видов грибов увеличилось в три раза.  

• Три базовых подхода: соотношение видов таксонов, изучение британских островов и опрос микологов.  

• Первый подход: 600 тысяч плюс-минус 300 тысяч видов грибов на Земле.  

• Второй подход: 1,5 миллиона видов грибов на Земле, если учесть все виды.  

• Важность молекулярно-генетического подхода для диагностики грибов.  

• Анализ ДНК помогает различать виды-двойники и некультивируемые грибы.  

• В одном грамме почвы можно обнаружить до 600 тысяч видов грибов.  

• Самый короткоживущий гриб — дрожжевой, живет около двух суток.  

• Долгоживущие грибы могут существовать тысячи лет, как опенок бульбоза.  

• Грибница опенка может весить десятки тонн и занимать большие территории.  

• Основная функция грибов — разложение органических веществ.  

• Грибы играют ключевую роль в трансформации углерода и биофильных элементов.  

• Грибы регулируют развитие растений, фотосинтез и поглощение питательных элементов.  

• Патогенные грибы регулируют численность популяций растений и животных.