ממלכת פטריות: סיווג פטריות, דוגמאות, מאפיינים ומבנה
פטריות הן אורגניזמים איקריוטיים בעלי דפנות תאים ובדרך כלל אינן ניעות. מאפיינים אלה דומים לצמחים אך לפטריות אין כלורופיל. לפיכך פטריות אינן יכולות לעשות פוטוסינתזה לייצר חומר אורגני מפחמן דו חמצני וממים. כך שפטריות נקראות אורגניזמים הטרוטופיים ותכונות הטרוטופיות דומות לתאי בעלי חיים.
בשל כמה מאפיינים דמויי צמחים, פטריות נקבצו באופן מסורתי למלכות הצמח. עם זאת, בגלל ייחודם, הסיווג המודרני מקבץ פטריות לממלכה נפרדת הנפרדת מ. ממלכת צמחים ו ממלכת בעלי חיים.
קריאה קשורה: ממלכת פרטיסטה: דומה לפטריות, בעלי חיים, צמחים ומאפיינים גם סיווג
פטריות הן ממלכה גדולה למדי המורכבת מכ- 50,000 מינים, ויכולות להיות בעלות מאפיינים שונים הן במבנה, פיזיולוגיה והן רבייה. ניתן למצוא פטריות בצורת תבניות על פני הירקות הנרקבים, כמו שמרים בלחם, או כפטריות (פטריות גדולות הגדלות על האדמה או על עץ נרקב). לפטריות יש הופעות שונות בהתאם לסוג.
המדע החוקר את מורפולוגיה של פטריות ואת התכונות הפיזיולוגיות של פטריות נקרא מיקולוגיה. המיקולוגיה באה מהמילה "mykos ” שפירושו פטרייה (פטרייה בצורת מטריה) ביוונית.
כאמור, פטריות הן אורגניזמים הטרוטופיים הדורשים חומר אורגני מבחוץ לצרכיהם התזונתיים. כאורגניזמים ספרופיטיים, פטריות חיות מחומרים אורגניים מתים או מחומרים. ספרופיטים מפרקים את שרידי חומר צמחי ובעלי חיים מורכבים לחומרים אורגניים פשוטים יותר.
תוצאות הפירוק הזה מוחזרות לאחר מכן לקרקע כדי שתוכל להגביר את פוריות הקרקע. בנוסף, תוצרי הפירוק של פטריות ספרופיטיות אלו עלולים להשמיד או לפרק פסולת, פסולת של בעלי חיים, וחומרים אורגניים אחרים, כך שלא תהיה הצטברות של חומרים אורגניים מתים זֶה.
הגדרת פטריות לדברי מומחים
על פי Gandjar et al (2006)
פטרייה או פטרייה היא תאים אוקריוטים שאין להם כלורופיל, גדלים כהיפות, בעלי דפנות תאים המכילות כיטין, הם הטרוטרופים, סופגים חומרים מזינים דרך דפנות התא שלהם, ומפרישים אנזימים חוץ תאיים לסביבה באמצעות נבגים, מבצעים רבייה מינית לֹא מִינִי.
בקמפבל (2003),
פטריות הם אקריוטים, ורובם הם אוקריוטים רב תאיים. למרות שפטריות נקבצו פעם בממלכת הצמחים, פטריות הן אורגניזמים ייחודיים שבדרך כלל נבדלים מאיקריוטים אחרים מבחינת השגת מזון, ארגון מבני וצמיחה והתפתחות שִׁעתוּק.
הבנת פטריות בכלל
המילה פטרייה מגיעה מהמילה הלטינית פטריות. פטרייה (פטריות) הם אוקריוטים ואינם מכילים כלורופיל. פטרייה זו (פטריות) מתרבה לא-מינית המייצרת נבגים, ניצנים ופיצול. בינתיים, מינית עם זיגוספורות, אסקוספורות ובסיסי-ספורים. פטרייה (פטריות) חיים אלה במקומות לחים, במי ים, במים מתוקים, במקומות חומציים ובסימביוזה עם אצות היוצרות חזזיות (חזזיות).
סיווג פטריות
בהתבסס על מבנה הגוף ועל דרך ההתרבות פטריות מחולקות לארבע מחלקות, סיווג פטריות מבוסס על רבייה גנראטיבית (מינית), כלומר:
- חטיבת זיגומיקוטה
- חטיבת Ascomycota Divisi
- חטיבת Basidimycota
- חטיבת דויטרומיקוטה
חטיבת זיגמיקוטה
מאפייני זיגמיקוטה:
- הגוף מורכב מהיפות לא מבודדות ומגרעיני תאים רבים
- הפק זיגוספורות כתוצאה מרבייה מינית
- ספטה נמצאים רק בתאים להתרבות
- דופן התא מכילה כיטין
- אין לו גוף פירות
- רב תאי
- רבייה צמחית / מינית על ידי יצירת נבגים צמחיים / נבגים לא-מיניים, כלומר ספוראנגי-ספורים מתרחשת כאשר תנאים הסביבה טובה ותומכת ויש גם מיניות שיכולה להתרחש כאשר התנאים הסביבתיים יבשים ולא טובים.
זיגומיקוטה יכול ליצור איברי רבייה מינית בצורה של זיגוספורנגיום עם קירות עבים כך שהם יכולים לעמוד בתנאים יבשים או בסביבות גרועות. Zygosporangium אינו פעיל מטבולית כך שהוא יכול לעמוד בתנאי הקפאה ויובש.
עם זאת, לאחר שיפור בתנאי הסביבה, הספורנגיום המכיל זיגוספורות ינבטו וייצר ספורנגיום שיש בו נבגים מיניים. הפטרייה Rhizopus sp. בעלי רזואידים עם פונקציה סופגת חומרים מזינים והיפות אופקיות הנקראות סטולונים.
דרך החיים של זיגומיקוטה
רוב ה- Zygomycota חי בספרובה (מתפרקים) באדמה, על שרידי אורגניזמים מתים או מתפוררים, ועל מזונות כמו טמפה, אורז ולחם. חלק ממין Zygomycota חי בהדדיות סימביוטית על שורשי הצמח על ידי יצירת מיקוריזות.
מערכת היחסים הסימביוטית של Zygomycota עם הצמחים היא Zygomycota יקבל חומרים מזינים בצורה של חומרים אורגניים נגזר ממארח הצמח, ואילו שורשי הצמח המארח יכולים להגביר את ספיגת המים והמינרלים מבפנים אדמה.
מחזור החיים של זיגומיקוטה
זיגומיקוטה חווה שני סוגים של רבייה. רבייה מינית מתרחשת כאשר תנאי הסביבה טובים ותומכים, בעודם נמצאים רבייה מינית מתרחשת בתנאים סביבתיים יבשים ולא טובים.
- רבייה מינית של זיגומיקוטה
רבייה לא מינית של זיגומיקוטה נעשית על ידי פיצול של היפות ויצירת נבגים לא-מיניים (sporangiospores). היפות של מבוגרים נותקות וגם מופרדות יכולות לצמוח להיפות פטרייתיות חדשות. בהיפות בוגרות מסוימות נוצרים sporangiophores אשר מסתיימים שם עם sporangium (תיבת נבגים). ב sporangium, חלוקה מיטוטית מתרחשת כדי לייצר sporangiospores עם כרומוזומים הפלואידים (n).
- רבייה מינית זיגומיקוטה
רבייה של זיגומיקוטה מינית נעשית על ידי יצירת נבגים מיניים (זיגוספורות) באמצעות מיזוג בין היפות מסוגים שונים.
דוגמה לפטריות זיגומיקוטה ותפקידו
- פטריות לחם (Rhizopus stolonifer) אם לחם לח מאוחסן במקום חשוך וחשוך, כעבור כמה ימים תראו עליו עובש צומח. על הלחם יצמחו כדורים שחורים, הנקראים sporangium שיכולים לייצר כ- 50,000 נבגים.
- פטריות טמפה (Rhizopus oryzae) משתמשים בפטריות טמפה בהכנת טמפה.
- פילובולוס הוא פטרייה החיה בדרך כלל בפסולת בעלי חיים מפורקת. פטרייה זו אינה יכולה להתרבות ללא עזרת האור. פטרייה זו מראה תגובה חיובית לאור.
- רירית רירית חי על גללי בקר
- Rhizopus nigricans לייצר חומצה פומרית, הבשלת פירות
-
Rhizopus nodusus מייצר חומצה לקטית.
חברי פטריות בחלוקה זיגומיקוטה נקרא פטריית הזיגוטה. מספר מיקולוגים תיארו כ- 600 פטריות זיגוטה. דוגמה לפטריות זיגומיקוטה הוא Rhizopus sp, Mucor sp ו- Pilobolus. Beauveria bassiana, Metarrhisium anisopliae.
חטיבת Ascomycota Divisi
תכונות מאפיינות Ascomycota :
- חיים ספרופיטיים, טפיליים או סימביוטיים
- הגוף דומה לתא Saccharomyceוחלקם רב-תאיים עם היפות מבודדות ומסועפות.
- רבייה מינית על ידי יצירת קונידיוספורות המיוצרות על ידי מבנה הנקרא קונידיום ואילו רבייה מינית על ידי יצירת אסקוספורות באסקוס. בדרך כלל האסקוס נוצר בגוף פרי הנקרא אסקוקרפ.
מחזור חיים או רבייה של Ascomycota
במחזור החיים שלה, Ascomycota הם חד תאיים או רב-תאיים שיכולים להתרבות באופן מיני (צמחוני) וגם להתרבות מינית (generative). להלן תיאור של רבייה מינית ומינית.
רפרודוקציה מינית Ascomycota
- Ascomycota חד תאית
הרבייה הא-מינית מבוססת על חד תאיים המתבצעת על ידי חלוקת תאים או גם שחרור ניצנים מתא התא. הצילומים המשוחררים יהפכו לתא פטרייתי חדש. עם זאת, אם הם לא ישוחררו, תאי הגזע יהוו שרשרת של פסאודויפים (פסאודו היפות).
- Ascomycota רב-תאי
רבייה א-מינית מתבצעת בשתי (שתי) דרכים, דהיינו פיצול של היפות והיווצרות נבג מינית. היפות בוגרות מנותקות הופכות להיפות פטרייתיות חדשות. ההיפות הפלואידיות (n) הבוגרות ייצרו קונידיופוריות (גבעולי קונידיה). בקצה הקונידיופורים נוצרים נבגים שנושאים על ידי הרוח הנקראת קונידיה. לקונידיה יש את מספר הפלומואידים של הכרומוזומים (n). ההיפות יסתעפו ויצרו תפטיר פלואידי (n).
חטיבת Basidimycota
החטיבה Basidiomycota מורכבת מכ- 25,000 מינים. פטרייה זו מזוהה בקלות משום שבדרך כלל יש לה גוף פרי כמו מטריה. בעוד שחלק מהפטריות של חלוקה זו אכילות, חלקן גם יכולות להיות קטלניות.
חלק מבני הסוג אמניטה מכילים רעל קטלני מאוד. סוגים מסוימים של Basidiomycota יכולים גם להזיק לצמחים, למשל לגרום למוות בגידולי שדה. דוגמאות לבסידיומיקוטה אחרות, כלומר פוליקריצ'ה אוריקולריה (פטריית אוזניים), Volvariella volvaceae (פטריית קוצצים) ו Ganoderma (Waluyo, 2010).
Basidiomycota בדרך כלל מתרבה מינית במחזור החיים שלהם. Basidiomycota מצומד בתנאים נוחים ויוצר תפטיר. בתחתית יש צורה דמוית זימים המייצרת תאים דיפלואידים הנקראים בסידיה. Basidia יוצרים basidiospores דרך מיוזה ומשחררים מיליארדי basidiospores לאוויר או למים (Pratiwi, 2008).
דוגמאות לחטיבת המינים Basidimycota
- Puccinia Graminis
- פטריות (Volcariella Volvacea)
- Ustilago maydis
- פטרייה
- אמניטה מוסקריה
חטיבת דויטרומיקוטה
מחזור חיים: רבייה א-מינית על ידי ייצור קונידיה או הפקת היפים מיוחדים הנקראים קונידיופורים. האפשרות לפטרייה זו היא התפתחות של פטריות השייכות ל- Ascomycocetes ל- Basidiomycetes אך הקשר אינו ידוע.
פטרייה זו ספרופיטית בסוגים רבים של חומרים אורגניים, כטפיל על צמחים גבוהים יותר, ומשמידה צמחים מעובדים וצמחי נוי. פטרייה זו גורמת גם למחלות בבני אדם, כלומר דרמטוקינוזיס (גזזת וטיניקה ורסיקולור) וגורמת לבליה של עץ. הדוגמא הקלאסית לפטרייה זו היא מוניליה סיטופילה, פטריית האונקום. פטריה זו משמשת בדרך כלל לייצור אונקום מארוחת בוטנים. מוניליה יכולה לצמוח גם מלחם, שאריות מזון, קלחי תירס, על מוטות או דשא שרוף, הקונידיום גדול מאוד וצבעם כתום (מולר, 2004).
שלב הרבייה של Monilia sp., שהוא צומח ואז נחקר, מתברר שיש גם שלב גנראטיבי. לאחר הכרת השלב הגנראטיבי, אז פטרייה זו נכללה בקבוצת ascomycocetes ושינתה את שמה ל סיטופילה נוירוספורה אוֹ Neurospora crassa (מולר, 2004).
רבייה גנראטית Mאוניליה sp., על ידי ייצור ascospores. האסקוס שצומח על גוף הפרי נקרא פריטל, כל אסקוס מכיל שמונה נבגים. דוגמאות נוספות לפטריות שהריבוי המיני שלהן אינו ידוע כוללות: גשלום ספוריום, curvularia, gleosporium ודיפלוריה. למיגור פטרייה זו משתמשים בקוטלי פטריות כמו לוקנול דיתאן M-45 ונחושת סנדוז.
דוגמאות לפטריות של חטיבת דויטרומיקוטה
- אספרגילוס האם פטרייה שחיה במדיום עם מידה גבוהה של חומציות ותכולת סוכר.
- אפידרמופיטון ומיקוספוריום: שני סוגי הפטריות הם טפילים על בני אדם. אפידרמופיטון גורם למחלות כף רגל אצל ספורטאים, בעוד Mycosporium גורם לגזזת.
- Fusarium, Verticellium ו- Cercos: שלושת סוגי הפטריות הללו הם טפילים על צמחים. פטרייה זו אם אינה מיומדת עם קוטלי פטריות עלולה להזיק לצמחים שהיא תוקפת.
מאפייני פטריות
לפטריות יש את המאפיינים הבאים:
- בצורה של חוטים בודדים / מסועפים (היפות). אוסף ההיפות מכונה תפטיר.
- יש נבגים
- לייצר נבגים
- אין בו כלורופיל, ולכן הוא אינו פוטוסינתז
- להתרבות מינית ולא מינית
- הגוף והדופן החוטים מכילים כיטין, גלוקן, תאית ומנאן.
פטריות הן אורגניזמים הדומים לצמחים אך יש להם הבדלים, כלומר:
- אין לו כלורופיל
- יש קירות תא בעלי קומפוזיציות שונות
- להתרבות באמצעות נבגים
- אין בו גבעולים, ענפים, שורשים ועלים
- אין לו מערכת כלי דם כמו צמחים
- זה רב תאי, אין לו חלוקת פונקציות של כל חלק.
מבנה גוף פטריות
גופי פטרייה מורכבים מרכיבים בסיסיים הנקראים היפות. היפות יוצרות רשת בשם mycelium. תפטיר מסדר אריגת פסאודו ליצירת גופי פרי. היפות הם מבנים דמויי חוט המורכבים מקירות בצורת צינור. קיר זה מקיף את קרום הפלזמה והציטופלזמה של ההיפות. הציטופלסמה מכילה אברונים אוקריוטים. רוב ההיפות מוגבלות על ידי קירות רוחביים או מחיצות. למחיצות יש נקבוביות גדולות מספיק כדי שהריבוזומים, המיטוכונדריה ולעיתים הגרעין יעבור מתא לתא. עם זאת, ישנם גם היפות שאינן מחולקות או היפות סנוציטיות.
מבנה ההיפות הסנוציטי מיוצר על ידי חטיבות גרעיניות מרובות שלא אחריהן חלוקה ציטופלזמית. היפות בפטריות שהן טפיליות משתנות בדרך כלל ל haustoria שהם איברים הסופגים מזון מהמצע, haustoria יכול לחדור לרקמת המצע.
יתרונות פטריות
- כמוצרי מזון
- כמרכיבי סמים
- כמפרק
ריבוי פטריות
נבגים פטרייתיים מגיעים בצורות ובגדלים רבים, וניתן לייצר אותם מינית או מינית. רוב הנבגים הם אורגניזמים חד תאיים, אך ישנם גם נבגים רב תאיים. נבגים מיוצרים במבנים הייפיים מיוחדים או ממנה. כאשר תנאי הסביבה מאפשרים, צמיחה מהירה, פטריות משכפלות את עצמן על ידי ייצור נבגים מרובים ללא מין. נשיאת הרוח או המים, הנבגים נובטים אם הם נמצאים בסביבה לחה על משטח מתאים (קמפבל 2003).
על פי Pelczar (1986), כי נבגים מיניים מיוצרים ממיזוג של שני גרעינים. ישנם מספר נבגים מיניים, כלומר:
- 1) Axospore: נבג חד תאי זה נוצר בשקית או בשק הנקראת אסקוס. בדרך כלל ישנם שמונה אסקוספורות בכל אסקוס.
- 2) Basidiospores: נבגים חד תאיים אלה נוצרים על גבי מבנה בצורת מועדון הנקרא בסידיום.
- 3) זיגוספור: הם נבגים גדולים ועובי קירות שנוצרים כאשר קצותיהם של שני היפים תואמים מינית, הנקראים גם גמטנגינים, בכמה פטריות.
- 4Oospores: נבגים אלה נוצרים במבנה נקבי מיוחד הנקרא אוגיניום, הפריית ביציות או אווספירה על ידי זומנים זכריים הנוצרים באנתרדיום מייצרים אוספורות.
תַפְקִיד פטריות לבני אדם
השימוש האנושי בפטריות לצורך הכנת מזון או שימורו ומטרות אחרות הוא נרחב ובעל היסטוריה ארוכה. גידול פטריות ואיסוף פטריות הם תעשיות עיקריות במדינות רבות. חקר השימושים ההיסטוריים והסוציולוגיים של פטריות אלה מכונה אתנו-מיקולוגיה.
בגלל יכולתה של קבוצה זו לייצר מגוון גדול של מוצרים טבעיים עם פעילות ביולוגית או מיקרוביאלית, רבים מינים כבר מזמן שימשו או פותחו לייצור תעשייתי של אנטיביוטיקה, ויטמינים וחומרים אנטי סרטניים להורדת כולסטרול תְרוּפָה.
לאחרונה פותחו שיטות להנדסה גנטית של פטריות, המאפשרות הנדסה מטבולית של מינים פטרייתיים. לדוגמא, שינוי גנטי של מיני שמרים שקל לגדל אותם במהירות תסיסה מהירה כלי שיט גדולים פתחו דרך לייצור תרופות שעשויה להיות יעילה יותר מייצור על ידי אורגניזם המקור מְקוֹרִי.