真菌多样性的进化

真菌多样性的进化·

由OPUS-4.8生成


真菌是营 吸收异养 的多细胞真核生物。二界系统曾列入植物界,五界系统独立为 真菌界(Fungi)


真菌不是植物 ★(5点区别)·

  • ① 营养方式:无叶绿素、不能光合;分泌分解酶到体外,把大分子分解为小分子再吸收——吸收异养(植物是光合自养)。
  • ② 结构:由长丝状 菌丝 反复分支形成菌丝体(植物是细胞-组织-器官层次)。
  • ③ 细胞壁成分:真菌为 壳多糖(chitin),植物为纤维素。
  • ④ 有丝分裂:真菌在 核内进行,无核膜破碎重建(植物中期核膜解体、在细胞质中进行)。
  • ⑤ 有性生殖:真菌通过不同交配型菌丝接近融合(植物是典型卵式生殖)。


真菌是重要的分解者·

  • 生态地位

    从原生生物演化出3个多细胞真核生物谱系:植物界(生产者,光合自养)、动物界(消费者,吞咽式异养)、真菌界(分解者,吸收式异养)。真菌出现于9亿年前元古宙晚期,4.3亿年前伴随植物登陆。3个主要类型:接合菌、子囊菌、担子菌

  • 菌丝结构

    无叶绿素、无质体,营寄生或腐生,储养分主要是 糖原。细胞壁主成分壳多糖。除酵母外由 菌丝(hyphae) 构成:无隔菌丝(一个长管形多核细胞)、有隔菌丝(有横隔,每细胞1~2核)。菌丝分支成网即 菌丝体(mycelium)

  • 菌丝与营养方式相适应

    分泌水解酶到体外分解大分子,借菌丝高渗透压吸收。长细菌丝有 巨大表面积,利于分泌酶和吸收。生长极快(一天菌丝可长1000m)。



真菌多样性的进化·

接合菌——有性过程通过配子囊接合完成·

黑根霉(馒头面包上黑霉斑)为常见接合菌,无隔菌丝、单倍性核。

  • 无性生殖:直立菌丝顶端膨胀成孢子囊,黑色孢子散落萌发。
  • 有性生殖(环境恶劣时)★

    不同 交配型(“+”/“-”) 菌丝各长短枝→顶端膨大成 配子囊→接触处细胞壁消失,原生质融合(胞质融合 plasmogamy)→不同交配型核两两融合成二倍体 接合孢子核融合 karyogamy)→接合孢子囊厚壁休眠抗逆→条件适宜萌发,核减数分裂产"+“”-"孢子。

子囊菌——子囊是有性生殖器官·

火丝菌 为常见子囊菌,有隔菌丝。无性生殖以 分生孢子 完成。

  • 有性生殖 ★

    菌丝顶端产 精子囊产囊体(有受精丝)→接触后精子囊细胞质和核流入产囊体(两种核但未核融合)→产生产囊菌丝(每细胞一对核)→与营养菌丝共同形成 子囊果(ascocarp)→子囊母细胞中雌雄核融合成合子→一次减数分裂+一次有丝分裂形成8个子核→成为含8个 子囊孢子 的 **子囊(ascus)**→成熟时压力将孢子射出。

  • 子囊菌是真菌中物种最多的一类:酵母菌、链孢霉(遗传研究材料)、青霉(青霉素)、冬虫夏草、白粉菌、麦角菌(毒素可治高血压)。

担子菌——担孢子生在担子外面·

蘑菇 为常见可食担子菌,有横隔菌丝。

  • 生活史 ★

    单倍体 担孢子 萌发成单核菌丝→两条不同交配型菌丝结合,胞质融合但核不融合,形成 双核菌丝体→分枝末端形成 担子(basidium)(相当于子囊菌的子囊)→环境信号使双核菌丝紧密结合成 子实体(担子果 basidiocarp,即蘑菇)→菌盖下侧子实层由担子和侧丝组成→担子中双核融合成合子核→减数分裂形成4个单倍体核→担子顶端4突起各发育成 担孢子

  • 子囊菌与担子菌的关键区别 ★:子囊孢子在 子囊内 形成;担孢子生在 担子外边
  • 真菌生活史的双核期

    大多数真菌生活史3期:单倍体期、双倍体期、独特的 双核期(细胞含2种不同核)。核融合成合子后随即减数分裂,故 双倍体期就是合子期,无二倍体多细胞菌丝体阶段

  • 植物病原/食药用担子菌:玉蜀黍黑粉菌、小麦杆锈病菌(病害);木耳、银耳(食用)、灵芝(药用)。

地衣——生物扩展生存领域的先驱·

  • 本质

    地衣是 真菌和绿藻(或蓝细菌)的共生体(真菌多为子囊菌)。真菌从光合伙伴获营养,绿藻/蓝细菌从真菌获水、矿物质并受保护——互惠共生

  • 生态意义

    能在严峻环境生长,可生于岩石裂缝并促岩石风化成土壤,是生物 占领新陆地的先锋。极干燥时脱水休眠,遇水快速恢复。可活1000年。

  • 繁殖与应用

    无性生殖:含真菌+绿藻的碎片散布长成新地衣;有性/无性后代须与绿藻重新组合才能生存。北极地衣是驯鹿主要食物,石蕊可作酸碱指示剂。