فرمانروی قارچ‌ها؛ ویژگی‌ها و ساختار قارچ‌ها: میتوز هسته‌ای و هتروتروفی

قارچ‌ها

شاید واژه قارچ، شما را به یاد قارچ‌های خوراکی بیندازد. اما همه قارچ‌ها، این گونه نیستند، مثلاً کپک نان، نوعی قارچ است. قارچ‌ها، بسیار گوناگون‌اند. بعضی‌ها تک سلولی و بعضی‌ها پر سلولی هستند. دانشمندان بر این عقیده‌اند که اولین قارچ‌ها احتمالاً تک سلولی بودند. قدمت قارچ‌ها به حدود ۴۰۰ میلیون سال می‌رسد.

پیش نیازها

پیش از مطالعه این مطلب باید بتوانید:

• میتوز و میوز را با هم مقایسه کنید،

• اهمیت قارچ – ریشه‌ای‌ها را شرح دهید،

• همزیستی را تعریف کنید،

• اثر قارچ‌ها را در درمان عفونت‌های باکتریایی شرح دهید.

ویژگی‌های قارچ

قارچ‌ها، خود یک فرمانرو هستند.

تا مدت‌ها، زیست شناسان قارچ‌ها و گیاهان را در یک گروه قرار می‌دادند. چون قارچها هم مثل گیاهان، متحرک نیستند، دیواره سلولی دارند و بعضی از آن‌ها در خاک اندام‌هایی مانند «ریشه» می‌دوانند (شکل ۱). اما قارچ‌ها، ویژگی‌های منحصر به فردی دارند که باعث شده است آنان را در فرمانروی جداگانه‌ای قرار دهند. این ویژگی‌ها عبارت‌اند از:

شکل ۱- قارچ‌های چتری

۱- قارچ‌ها هتروتروف هستند: ساقک و کلاهک قارچ چتری، برخلاف ساقه و برگ گیاهان، سبز نیست. قارچ‌ها کلروفیل ندارند و بنابراین قادر به انجام فتوسنتز نیستند. از آنجایی که قارچ‌ها هتروتروف هستند، انرژی خود را از تجزیه مولکول‌های آلی موجود در محیط خود، به دست می‌آورند.

۲– قارچ‌ها بدن رشته‌ای دارند: گیاهان از سلول‌ها و بافت‌های مختلفی ساخته شده‌اند، اما قارچ‌ها از رشته‌های باریک و بلندی ساخته شده‌اند که ممکن است محکم به دور یکدیگر بپیچند و پیکر قارچ و ساختارهای تولید مثلی آن را پدید آورند.

۳- سلول‌های قارچ، کیتین دارند: دیواره سلولی قارچ از جنس کیتین است. کیتین، پلی ساکارید سختی است که در پوشش خارجی حشرات نیز به کار رفته است. در حالی که دیواره سلولی گیاهان از جنس سلولز است.

۴- قارچ‌ها، میتوز هسته‌ای دارند: تقسیم میتوز در قارچ‌ها با تقسیم میتوز در گیاهان و دیگر یوکاریوت ها متفاوت است. در بیشتر یوکاریوت ها، پوشش هسته‌ای در پروفاز ناپدید و در تلوفاز دوباره ظاهر می‌شود. اما در سلول‌های قارچ چتری، پوشش هسته از پروفاز تا تلوفاز حفظ می‌شود. در نتیجه، دوک تقسیم درون هسته شکل می‌گیرد. رشته‌های دوک، کروموزوم‌ها را به سوی دو قطب هسته (نه سلول) می‌کشند و میتوز، با نفوذ پوشش هسته به درون و تقسیم هسته، پایان می‌پذیرد.

ساختار قارچ برای جذب مواد غذایی مناسب است.

در شکل ۲ قارچ پنی سیلیوم را که روی پرتقال رشد کرده است، مشاهده می‌کنید. پرزهای سبز و سفیدی که به عنوان کپک می‌شناسیم، در واقع ساختارهای تولیدمثلی قارچ هستند. پیکر قارچ در لابه‌لای بافت‌های میوه پرتقال جای دارد. پیکر همه قارچ‌ها، به جز مخمرها، از رشته‌های باریکی به نام نخینه تشکیل شده است. وقتی نخینه رشد می‌کند، منشعب می‌شود و توده‌ای در هم پیچیده و گره خورده می‌سازد که میسلیوم نام دارد. یک میسلیوم، ممکن است از نخینه‌هایی به طول چندین متر تشکیل شده باشد. این نحوه سازمان‌بندی، موجب افزایش نسبت سطح به حجم می‌شود. بنابراین ساختار قارچ، سازگاری مناسبی برای جذب مواد غذایی از محیط پیدا کرده است.

هر نخینه، رشته سلولی طویلی است که در بعضی از گونه‌ها سلول‌های آن به وسیله دیواره عرضی ناقصی از یکدیگر جدا شده‌اند. بعضی از گونه‌ها، دیواره عرضی ندارند و سیتوپلاسم آن‌ها آزادانه در سراسر تخینه جریان دارد (شکل ۲).

شکل ۲- کپک پنی سیلیوم. سطح این میوه پرتقال از نوعی قارچ متعلق به سرده پنی سیلیوم پوشیده شده است.

قارچ‌ها چگونه غذای خود را به دست می‌آورند: همه قارچ‌ها با ترشح آنزیم‌های گوارشی، مواد آلی موجود در محیط را به مولکول‌های قابل جذب تجزیه می‌کنند و با جذب این مولکول‌ها، غذای خود را به دست می‌آورند. بسیاری از قارچها، مواد آلی غیرزنده، مثل شاخه و برگ بر زمین ریخته گیاهان، اجساد جانوران و مواد دفعی آن‌ها را تجزیه می‌کنند. این گروه از قارچ‌ها نقش مهمی در بازیافت مواد و برگرداندن آن‌ها به چرخه مواد دارند. بعضی قارچ‌ها انگل هستند و بنابراین غذای خود را از میزبان‌های زنده تأمین می‌کنند.

قارچ‌ها اغلب در به دست آوردن موادغذایی، با آدمی رقابت می‌کنند. نان، میوه، سبزی، یا گوشت هیچ کدام از گزند قارچ‌ها در امان نیستند. قارچ‌ها به مواد غیر غذایی مثل کاغذ، مقوا، لباس، رنگ و چرم نیز حمله می‌کنند. بعضی قارچ‌ها سبب بروز بیماری می‌شوند، مثل قارچی که لای انگشتان پا- به خصوص در ورزشکاران- می‌روید.

توانایی قارچ‌ها در زندگی کردن در شرایط متفاوت، آنان را از نظر اقتصادی ارزشمند ساخته است. مخمر، که قارچی تک سلولی است، در تولید نان به کار گرفته می‌شود. گروهی از قارچ‌ها، طعم و بوی بعضی از پنیرها را باعث می‌شوند. بسیاری از انواع آنتی بیوتیک ها مانند پنی سیلین، توسط قارچ‌ها ساخته می‌شوند.

قارچ‌ها تولیدمثل جنسی و غیرجنسی دارند.

قارچ‌ها با رهاسازی هاگ‌هایی که به طریقه جنسی یا غیرجنسی در ساختارهای تولیدمثلی موجود در نوک نخینه پدید آمده‌اند، تکثیر می‌شوند. ساختارهای تولیدمثلی روی سطح منابع غذایی به سرعت رشد می‌کنند. این سازگاری، امکان انتقال هاگ‌ها را به زیستگاه جدید، توسط جریان هوا فراهم می‌کند. هاگ‌های قارچ آنقدر کوچک و سبک‌اند که تا مدت‌ها در هوا معلق می‌مانند و بنابراین باد می‌تواند آن‌ها را تا مسافت‌های طولانی جابه جا کند (شکل ۳).

هاگ‌های قارچ، هاپلوییدند. بیشتر آن‌ها توسط میتوز و طی تولیدمثل غیر جنسی ساخته می‌شوند. در تولید مثل جنسی، نخینه‌های دو قارچ به یکدیگر ملحق می‌شوند. نخینه‌های الحاق شده، ساختار تولید مثل جنسی را پدید می‌آورند. در این ساختار، قارچ با الحاق هسته‌هایی که مواد ژنتیک متفاوتی دارند، هاگ‌های جنسی را می‌سازند.

شکل ۳- قارچ پفکی. صدها هزار هاگ را از طریق یک شکاف کوچک رها می‌سازند.

خودآزمایی

۱- ویژگی‌های قارچ‌ها و گیاهان را با هم مقایسه کنید.

۲- ساختار نخینه و میسلیوم را با هم مقایسه کنید.

۳- روش‌های به دست آوردن غذا توسط قارچ‌ها را به طور خلاصه بیان کنید.

۴- قارچ‌ها چه نقشی در محیط بر عهده دارند؟

۵- روش‌های مختلف تولید مثل قارچ‌ها را به طور خلاصه بیان کنید.