MIKOLOGI

A

SYSTEMATYCZNA

MIKOLOGIA (gr. Mykes - grzyb) – jedna z
nauk biologicznych, której przedmiotem
jest badanie grzybów

Grzyby - organizmy kosmopolityczne

Grzyby w ekosystemach:

konsumenci, reducenci - heterotrofy
saprobionty, pasożyty i symbionty

mutualistyczne

obieg materii

Grzyby i człowiek:

pasożyty

(sprawcy chorób)

wykorzystanie grzybów

(cele spożywcze,

produkcja żywności, leków, związków chemicznych
itd.)

Grzyby: (1) pojęcie taksonomiczne

(2) pojęcie fizjologiczno-ekologiczno-

biologiczne

- „grzybowy” sposób na życie

Cechy „grzybów”:

Organizmy

heterotroficzne

(pobieranie

związków głównie na drodze osmotrofii,
wyjątkowo fagotrofii)

W cyklu życiowym obecne stadia otoczone

ścianą

Rozmnażanie bezpłciowe poprzez wykształcanie

zarodników (łac. sporae)

Organizmy

eukariotyczne

Woese et al. 1990

http://www.nencki.gov.pl/pdf/ap/ap671.pdf

lamellarne

dyskoidalne

tubularne

Typy krist
mitochondrialnych

Ciałko podstawowe =

kinetosom

ziewięć tripletów
mikrotubul wyrastających
z kinetosomu

wzór 9 + 2

biczykowate

lub z

mastygonemami

Budowa wici

Celuloza – poli
glikoza

Chityna – poli N-acetyloglukozamina

Beta (1-3), (1-6) glukany

Ściana komórkowa

Macierz

Frakcja fibryllarna

Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury
Botanicznej
The International Code of Botanical
Nomenclature

(ostatnia wersja: tzw. Vienna Code, 2005)

osobne kodeksy dla zwierząt, bakterii i
wirusów

Nowe taksony:

ważne opublikowanie

(typ nomenklatoryczny,

diagnoza)

Starting point – rok (zazwyczaj publikacji
konkretnego dzieła), który jest początkiem
publikacji ważnych nazw
Synonimy, zmiany nazw

Królestwo

Gromada

Podgromada

Klasa

Rząd

Rodzina

Rodzaj

Gatunek

Hierarchia rang taksonomicznych

- mycota

- mycotina

- mycetes

- ales

- aceae

Fungi

Basidiomycota

Hymenomycotina

Tremellomycetes

Tremellales

Tremellaceae

Tremella

Tremella foliacea

Klasyfikacja grzybów

Okres grecki i rzymski

Teofrast (371–288 p.n.e.) – uważał grzyby za rośliny,
które nie posiadają organów

Pliniusz Starszy (23/24–79) „Naturalis Historia”,
klasyfikuje grzyby w kategoriach „fungus”,
„agaricum”, „suillus”, „tuber”, „boletus”

Okres średniowieczny

Zainteresowanie grzybami ze względów medycznych
–
np. Hildegarda z Bingen (1098–1179), Albert Wielki
(1193-1280)

Karol Linneusz (1707–1778)

„Systema Naturae” (1735)

klasyfikacja zwierząt, roślin i minerałów
zastosowany „system płciowy”

„Genera Plantarum” (1737

i późniejsze wydania

)

„Species Plantarum” (1753

i późniejsze wydania

)

Nazwy binominalne

(stosowane już wcześniej –

Bauhin, 1623)

Opisy roślin (i grzybów), skatalogowanie nazw
(w tym synonimów), nadanie nazw nowo
opisanym taksonom
Starting point dla większości grzybów – 1753

Christian Hendrik Persoon (1761–1836)

„Synopsis methodica fungorum” (1801)

i szereg innych prac mikologicznych

Starting point dla szeregu podstawczakowych
grzybów patogenicznych oraz wnętrzniakowych

Ellias Magnus Fries (1794–1878)

Twórca nowoczesnej systematyki grzybów,
zwłaszcza wielkoowocnikowych

„Systema mycologicum: sistens fungorum
ordines, genera et species, huc usque” (1821)

Do niedawna starting point dla większości
grzybów

Heinrich Anton de Bary (1831–1888)

Uważany za ojca nowoczesnej mikologii
i fitopatologii

Zainteresowania badawcze:

cykle życiowe grzybów
morfologia grzybów
romnażanie płciowe grzybów
grzyby fitopatogeniczne
symbioza porostowa (termin: symbioza)

Alexopoulos (1962)

Kingdom Plantae
Division Mycota

Myxomycotina

Eumycotina

Ainsworth and Bisby (1971)

Kingdom Fungi

Myxomycota

Eumycota

Cavalier-Smith
(1981)

Fungi

Animalia
Biliphyta
Cryptophyta
Viridiplantae
Euglenophyta

Chromista
Protozoa

Whittaker (1969)

koncepcja pięciu
królestw

Fungi

Animalia
Plantae

Protista

(Monera)

Cechy wykorzystywane w taksonomii i
systematyce grzybów

- struktura (morfologia, anatomia)

- cechy rozwojowe (rozmnażanie, cykle
życiowe)

- cytologia, ultrastruktura (obecność i budowa
organelli
komórkowych)

- biochemia (skład i budowa ściany
komórkowej, materiały
zapasowe, szlaki syntezy związków
chemicznych)

- budowa DNA (sekwencje DNA)

Rozmnażanie:

- płciowe: izo-, anizo-, oogamia – gametogamia

gametangiogamia
somatogamia

- bezpłciowe: zarodniki (spory) sporangialne

zarodniki niesporangialne

zarodniki nieruchome (aplanospory)
zarodniki ruchome (zoospory)

zarodniki przetrwalnikowe
cysty
skleroty (sklerocja)

plecha/komórka – 1n

zarodniki – 1n

gametangia/gamety – 1n

zygota – 2n

MITOZA

MEJOZA

(zarodniki) – 1n

SYNGAMIA

Cykl haplontyczny

plecha/komórka – 2n

zarodniki – 2n

gametangia/gamety – 1n

zygota – 2n

MITOZA

MEJOZA

(zarodniki) – 2n

SYNGAMIA

Cykl diplontyczny

Cykl haplo-diplontyczny

gametangia/gamety – 1n

MITOZA

(zarodniki) – 2n

SYNGAMIA

plecha/komórka – 2n

zarodniki – 2n

zygota – 2n

MITOZA

MEJOZA

plecha/komórka – 1n

zarodniki – 1n

zarodniki – 1n

Protista

–

Plasmodiophoromycota

Acrasiomycota

Myxomycota

Chromista

–

Oomycota

Hyphohytriomycota
Labyrinthulomycota

Fungi

–

Chytridiomycota

Blastocladiomycota
Neocallimastigomycota
Zygomycota
Glomeromycota
Ascomycota

Basidiomycota

Królestwo

Protista (= Protoctista = Protozoa)

Plasmodiophoromycota

– endopasożyty

biotroficzne

Acrasiomycota

–

śluzowce

komórkowe

Myxomycota

–

śluzowce

komórczakowe

(śluźniowe)

lub

komórkowe

Stadium wegetatywne (troficzne) w postaci

ameb

(jednojądrowe) lub

plazmodiów

(wielojądrowe),

bez ściany komórkowej

Odżywianie na drodze

fagotroficznej

(substancja

zapasowa:

glikogen

)

Stadia wiciowcowe – wici

biczykowate

(bez

mastygonem), skierowane do przodu

W cyklu życiowym stadia wykształcające

ścianę

(celulozowa?)

Tubularne

kristy mitochondrialne (wyjątek:

Acrasiomycota!)

Synteza lizyny poprzez szlak

kwasu

diaminopimelinowego

Gromada

Plasmodiophoromycota

Pasożyty

biotroficzne

roślin, glonów i grzybów

Endopasożyty – żyją

wewnątrz

komórek

gospodarza
Wielojądrowe protoplasty –

plazmodia

Powodują często

hypertrofię

(nienormalny

wzrost/rozrost) oraz

hyperplazję

(nienormalne

podziały) komórek gospodarza

Ok. 35 gatunków, 10 rodzajów

Blisko spokrewnione z niektórymi

ameboidalnymi

pierwotniakami

Krzyżowe

podziały jądra

Jąderko nie zanika
Chromatyna jądrowa układa
się w poprzek jąderka

Zoospory z

dwiema nierównymi

wiciami

usytuowanymi

z przodu

komórki

Podział na rodzaje opiera się
głównie na wyglądzie i układzie

cyst (cystosori)

Plasmodiophora brassicae

Powoduje chorobę korzeni
roślin kapustnych – kiłę korzeni

Zainfekowanych
do 10% plonów
na świecie

Plasmodiophora – cykl

życiowy

zarodnik
przetrwalnikowy

zoospora
pierwotna

zoospora
wtórna

plazmodium
pierwotne

encystowana
zoospora

plazmodium wtórne
tworzące cystosorus

zainfekowane
korzenie

uwalnianie
zarodników

A

– adhesorium

L

– tłuszcz

N

– jądro kom.

R

– „rura”

S

– kolec

Sc – kanał
V – wakuola

Proces infekcji – encystowana zoospora
wnika do komórki gospodarza

włośniki z plazmodiami
pierwotnymi

Spongospora subterranea

Choroba: parch prószysty ziemniaka

Polymyxa betae – pasożyt buraków

Polymyxa graminis – pasożyt zbóż, powoduje zgnilizny

korzeni

Polymyxa i Spongospora – są wektorami wirusów

atakujących m.in. zboża

i ziemniaki

Gromada

Myxomycota (= Mycetozoa)

Stadium wegetatywne w postaci

ameb

(agregujących w tzw. pseudoplazmodium) lub

wielojądrowych śluźni

Ameby i śluźnie wykształcają

zarodnie

lub

sorokarpia

, produkujące zarodniki

Blisko spokrewnione z niektórymi

ameboidalnymi

pierwotniakami

Klasa

Dictyosteliomycetes

3 rodzaje, ok. 50 gatunków

Głównie organizmy

glebowe

Główne stadium życiowe – haploidalne

myxameby

Dictyostelium discoideum – wyizolowany w
1935 r., modelowy organizm – badania
mechanizmów skupiania i różnicowania się
komórek

Myxameby skupiają się
reagując na sygnały
chemiczne (tzw.
akrazyna; cAMP); ameby
stykają się końcami
komórek

Wydzielanie hormonu i
migracja w następstwie
zmian środowiska (np.
światło, brak substancji
odżywczych)

Pseudoplasmodium

składa się
z ok. 10 do ok. 50,000
ameb

Efektem skupiania się myxameb
jest formowanie

sorokarpu

Zarodniki
rozprzestrzeniane
przez wodę
i zwierzęta

Dictyostelium – k

omórki

zamknięte w trzonie; spory w
jednej grupie

Polysphondylium

– komórki

zamknięte
w trzonie; wiele skupień spor na

trzonie

Nematostelium

– Komórki nie są zamknięte w trzonie

Klasa

Myxomycetes

Stadium życiowe w postaci wielojądrowej,
diploidalnej

śluźni

Śluźnia –
hodowla na agarze

Protoplazmodium – mikroskopijne, z
homogenną cytoplazmą, wykształca pojedynczą
zarodnię

Afanoplazmodium – większe niż
protoplazmodium, wykształca sieć cienkich,
przezroczystych filamentów z homogenną
zawartością (cytoplazmą)

Faneroplazmodium – duże, często jaskrawo
zabarwione, cytoplazma heteromorficzna
(ektoplazma, endoplazma); zmiennokierunkowy
ruch cytoplazmy

Skupianie się śluźni – pierwsze etapy tworzenia zarodni

Typy zarodni:

pseudozrosłozaro
dnia
(pseudoaetalium)

pierwoszczowocnia

(plasmodiocarpium)

zrosłozarodnia
(aetalium)

zarodnia wolna
(sporangium)

Wewnątrz zarodni tworzą się:

zarodniki

oraz

włośnia

Mejoza wewnątrz zarodników
- 3 jądra degenerują

myxameby

myxmonady

zarodnia
- mejoza

plazmodium

zygota

zarodnik

myxameby
myxmonady

kopulacja

wielokrotne mitozy

Klasa

Myxomycetes

Rzędy

Echinosteliales

Liceales
Physarales
Trichiales
Stemonitales

Znanych ok. 875 gat.

Protoplazmodium
Proste zarodnie na trzonkach (< 0,5 mm)
Większość gatunków znanych z kultur

np. Echinostelium

Babeyella
Clastoderma

Rząd

Echinosteliales

Rząd

Stemonitales

Afanoplazmodium u większości gatunków
Zarodnie z kolumellą, bez węglanu wapnia
Zarodniki w masie zawsze ciemne
Włośnia związana z kolumellą

Stemonitis sp.

Lamproderma sp.

Faneroplazmodium
Proste zarodnie (najczęściej zrosłozarodnie)
Brak: włośni właściwej, węglanu wapnia, kolumelli
Włośnia rzekoma (pseudowłośnia)
Prawdopodobnie grupa polifiletyczna

Rząd

Liceales

Lycogala epidendrum

Cribraria sp.

Faneroplazmodium
Zarodnie wolne lub zrosłozarodnie
Zarodniki w masie zawsze ciemne
Włośnia właściwa
Węglan wapnia obecny w perydium, włośni i/lub trzonie

Rząd

Physarales

Diachea
leucopodia

Fuligo septica

Leocarpus fragilis

Diderma sp.

Physarum polycephalum

Rząd

Trichiales

Faneroplazmodium
Zarodnie bez kolumelli, bez węglanu wapnia
Zarodniki w masie zawsze jasne
Włośnia ze zgrubieniami różnego rodzaju

Hemitrichia serpula

Trichia sp.

Arcyria sp.

Józef Rostafiński –
polski badacz
śluzowców

Światowa monografia
śluzowców, praca
doktorska wykonana
pod kierunkiem Prof.
De Bary:

„Śluzowce” (Paryż,
1875)

Klasa

Protosteliomycetes

Bardzo proste formy
Zarodniki wykształcane

zewnętrznie

Plazmodium – kilkujądrowa ameba (wyjątek: Ceratiomyxa!)

Nematostelium

Echinosteliopsis

Ceratiomyxa

Gromada

Acrasiomycota (Acrasida)

Grupa

polifiletyczna

3 rodziny, 5 rodzajów, ok. 15 gatunków

Żyją w glebie, materiale roślinnym, odchodach

Jedna rodzina z kristami mitochondrialnymi

tubularnymi

pozostałe tworzą kristy

spłaszczone

(polifiletyzm?)

Pływki (jeśli występują) o

dwóch nierównych

wiciach

Brak informacji

o rozmnażaniu płciowym

spory

kiełkowanie,

ameba

podziały
komórek

skupianie się
komórek

formowanie
sorokarpu

sorokarp

Acrasis rosea

Acrasis rosea

Wszystkie

komórki

sorokarpu

zdolne do kiełkowania

Królestwo

Straminipila = Chromista

Oomycota

Hyphochytriomycota

Labyrinthulomycota

Heteroconthophyta
Bacillariophyta

Głównie formy

strzępkowe

(brak sept),

rzadziej komórkowe

eukarpiczne

(plecha nie

jest w całości zużywana
do wykształcenia organów
rozmnażania)

i

holokarpiczne

(plecha

lub komórka
w całości przekształca się
w organy rozmnażania)

Gromada

Oomycota

– grzyby lęgniowe

Wodne (słodko- i słonowodne), oraz lądowe

Saprobionty

i

pasożyty

(fakultatywne i

obligatoryjne – biotroficzne – głównie formy
lądowe)

Rurkowate

mastygonemy na powierzchni wici

Tubularne

kristy mitochondrialne

Synteza lizyny poprzez szlak

kwasu diaminopimelinowego

Ściana zbudowana z beta-1,3- i beta-1,6-

glukanów

oraz

celulozy

(mniejsze ilości);

wyjątkowo znaleziono również chitynę

Materiał zapasowy tzw.

mykolaminaryna

(beta-

1,3-glukany; zbliżone do laminaryny brunatnic i

okrzemek)

Rozmnażanie płciowe:

oogamia

oogonium

–

oosfera

oospora
dojrzewa
w oogonium

anterydium

najczęśćiej brak
plemników (!)
kanał
kopulacyjny

oospora

–

przetrwalnikowa
zygota

Rozmnażanie bezpłciowe:

zoospory

Monomorficzne

i

dymorficzne

Pierwotna zoospora

(najczęściej szybka encystacja)
Wici z przodu komórki

Wtórna zoospora

Nerkowata (fasolowata)
Wici z boku komórki, z wgłębienia

Forma wegetatywna

diploidalna

(diplontyczny

cykl rozwojowy; mejoza w gametangiach)

Klasa

Oomycetes

Rzędy

Leptomitales –

saprotrofy

Rhipidiales

–

saprotrofy, częste w

stagnującej

wodzie

Pythiales –

pasożyty i saprotrofy

Saprolegniales –

pasożyty i saprotrofy

Lagenidiales –

obligatoryjne pasożyty;

endobiotyczne,

Peronosporales –

pasożyty biotroficzne

roślin

lądowych

92 rodzaje, ok. 800 gatunków

Wodne, głównie

pasożyty

Endobiotyczne,
niektóre holokarpiczne

Rząd

Lagenidiales

Lagenidium sp.
– pasożyt Spirogyra

1-4. Stadia infekcji
5-10. Rozmnażanie bezpłciowe
11-17. Rozmnażanie płciowe

Lagenidium giganteum – pasożyt larw komarów i
moskitów

–

wykorzystywany w biokontroli

Lagenidiozy – choroby powodowane przez
Lagenidium spp.

gł. USA (rejon Zatoki Meksykańskiej),

Ameryka Południowa, Azja Pd.-Wsch., Australia

Wodne (słodkowodne) lub glebowe

saprotrofy

lub

pasożyty

Cenocytyczne

strzępki

, silnie rozgałęzione,

nabrzmiewające w miarę wzrostu

Dymorfizm

zoospor

Rząd

Saprolegniales

Większość

homotalliczna

, jednopienna

Oogonia –

wiele oosfer

,

Hormony płciowe

odkryte w latach 1940-tych

przez Johna Rapera
Hormony wydzielane przez organy (okazy)
męskie i żeńskie

anteridiol

(hormon A; hormon sterolowy) – powoduje

powstawanie organów męskich i ich przyciąganie

oogonial

(hormon B) – powoduje powstawanie oogoniów

Saprolegnia

pasożyty ryb (np.
Saprolegnia
parasitica), płazów,
wodnych
bezkręgowców,
okrzemek

Saprolegnia
– cykl
życiowy

zoospor
y
pierwot
ne

zoospory
wtórne

zoosporangiu
m

romnażani
e płciowe

Achlya sp.

Aphanomyces

– pasożyty roślin (np. buraków,

rzodkiewek, groszku,

roślin akwariowych);

pasożyty

skorupiaków i ryb

A. cochlioides

A. astaci