Слизистая плесень или слизистая плесень - это неофициальное название, данное нескольким видам неродственных эукариотических организмов, которые могут свободно жить как отдельные клетки, но могут агрегироваться вместе, образуя многоклеточные репродуктивные структуры. Слизневые плесени раньше классифицировались как грибы, но больше не считаются частью этого царства . [1] Хотя они и не образуют единую монофилетическую кладу , они сгруппированы в парафилетическую группу, называемую царством протистов .
Во всем мире встречается более 900 видов слизистой плесени. Их общее название относится к той части жизненного цикла некоторых из этих организмов, где они могут проявляться в виде студенистой «слизи». В основном это наблюдается с миксогастриями , которые являются единственными макроскопическими слизевыми формами. [2] Большинство плесневых грибов меньше нескольких сантиметров, но некоторые виды могут достигать размеров до нескольких квадратных метров и массы до 20 килограммов. [3]
Многие слизевики, в основном «ячеистые» слизевики, не проводят большую часть своего времени в этом состоянии. Когда пищи много, эти слизевики существуют как одноклеточные организмы. Когда пищи не хватает, многие из этих одноклеточных организмов собираются и начинают двигаться как единое тело. В этом состоянии они чувствительны к переносимым по воздуху химическим веществам и могут обнаруживать источники пищи. Они могут легко изменять форму и функцию частей и могут образовывать стебли, на которых образуются плодовые тела, высвобождая бесчисленное количество спор, достаточно легких, чтобы их можно было переносить на ветру или кататься на попутных животных. [4]
Они питаются микроорганизмами , обитающими в любом типе мертвого растительного материала. Они способствуют разложению мертвой растительности и питаются бактериями, дрожжами и грибами. По этой причине слизистые плесени обычно встречаются в почве , газонах и лесной подстилке , обычно на лиственных бревнах. В тропических регионах они также обычны на соцветиях и плодах , а также в надземных условиях (например, в кронах деревьев). В городских районах они встречаются на мульче или в листовой плесени в водосточных желобах., а также разрастаются в кондиционерах, особенно когда сток забит.
Таксономия [ править ]
Старая классификация [ править ]
Слизневые формы, как группа, полифилетичны . Первоначально они были представлены субцарством Gymnomycota в царстве грибов и включали несуществующие типы Myxomycota , Acrasiomycota и Labyrinthulomycota . Сегодня слизевики разделены между несколькими супергруппами, ни одна из которых не входит в королевство грибов.
Формы слизи можно разделить на две основные группы.
- Плазмодия слизевики заключена в пределах одной мембраны без стен и является одним из крупных клеток. Эта «суперячейка» ( синцитий ) по сути представляет собой мешок цитоплазмы, содержащий тысячи отдельных ядер. См. Гетерокариоз .
- Напротив, клеточные слизистые плесени проводят большую часть своей жизни как отдельные одноклеточные протисты , но при выделении химического сигнала они собираются в кластер, который действует как единый организм.
Современная классификация [ править ]
В более жестких условиях, слизь форма включает mycetozoan группу амёбозоев . Mycetozoa включают следующие три группы:
- Миксогастрии или миксомицеты: синцитиальные , плазмодийные или бесклеточные слизистые формы
- Dictyosteliida или dictyostelids: ячеистые слизистые формы
- Протостелоиды : амебоидные слизевики, образующие плодовые тела.
Даже на этом уровне классификации необходимо разрешить конфликты. Недавние молекулярные данные показывают, что, хотя первые две группы, вероятно, будут монофилетическими, протостелоиды, вероятно, будут полифилетическими. По этой причине ученые в настоящее время пытаются понять отношения между этими тремя группами.
Наиболее часто встречаются миксогастрии . Распространенная слизистая плесень, образующая крошечные коричневые пучки на гниющих бревнах, - это стемонит . Другая форма, которая обитает в гниющих бревнах и часто используется в исследованиях, - это Physarum polycephalum . В журналах это выглядит как слизистая паутина из желтых нитей размером до нескольких футов. Фулиго образует на мульче желтые корки.
Dictyosteliida - клеточные формы слизи - имеет отдаленное отношение к плазмодию миксомицетов и имеет совсем другой образ жизни. Их амебы не образуют огромных ценоцитов , а остаются индивидуальными. Они живут в одинаковых местах обитания и питаются микроорганизмами. Когда пища истощается и они готовы образовывать спорангии, они делают нечто совершенно иное. Они выпускают в окружающую среду сигнальные молекулы, с помощью которых находят друг друга и создают стаи. Эти амебызатем объединяются в крошечное многоклеточное, похожее на слизню, скоординированное существо, которое ползет на открытое освещенное место и превращается в плодоносящее тело. Некоторые из амеб становятся спорами, чтобы начать следующее поколение, но некоторые из них жертвуют собой, чтобы стать мертвым стеблем, поднимая споры в воздух.
В protosteloids есть символы , промежуточных между двумя предыдущими группами, но они гораздо меньше, плодовые тела только образуя один на несколько спор .
Неамебозойные формы слизи включают:
- Acrasids (отряд Acrasida): слизевики, относящиеся к Heterolobosea в супергруппе Excavata . У них такой же образ жизни, что и у диктиостелид , но их амебы ведут себя иначе, имея эруптивные псевдоподии. Раньше они принадлежали к несуществующему типу Acrasiomycota.
- Плазмодиофориды (отряд Plasmodiophorida): паразитические протисты, принадлежащие к супергруппе Rhizaria . Они могут вызвать капусту клуб корень болезнь и порошистую болезнь клубня . Плазмодиофориды также образуют ценоциты , но являются внутренними паразитами растений (например, косолапость капусты).
- Labyrinthulomycota : слизистые сети, относящиеся к superphylum Heterokonta как класс Labyrinthulomycetes. Они морские и образуют лабиринтные сети трубок, по которым амебы могут путешествовать без ложноножек .
- Фонтикула - это ячеистая слизистая плесень, которая образует плодовое тело в форме «вулкана». [5] Fonticula не имеет близкого родства ни с Dictyosteliida, ни с Acrasidae. [6] В статье 2009 г. говорится , чтоэто связано с Nuclearia , которая, в свою очередь, связана с грибами . [7]
| Группировка | Роды | Морфология |
|---|---|---|
| Амёбозои > Conosa > миксомицеты | Класс Myxogastria : Cribraria , Lycogala , тубифера , Echinostelium , Fuligo , Lepidoderma , Physarum , Comatricha , стемонитис , Arcyria , Trichia | Синцитиальные или плазмодиальные формы слизи |
Класс Dictyostelia : Dictyostelium , Polysphondylium , Acytostelium. | Ячеистые формы для слизи | |
Класс Protostelia : Planoprotostelium , Protostelium , Ceratiomyxa | Промежуточное звено между миксомицетами и диктиостелидами, но они намного меньше по размеру, плодовые тела образуют от одной до нескольких спор. | |
| Ризария > Cercozoa > Endomyxa > Phytomyxea | Lignieria , Membranosorus , Octomyxa , Phagomyxa , Plasmodiophora , Polymyxa , Sorodiscus , Sorosphaera , Spongospora , Tetramyxa , Woronina | Паразитарные простейшие, которые могут вызывать болезнь клубней кочанной капусты и болезнь клубней порошковой парши. Они образуют ценоциты, но являются внутренними паразитами растений. |
| Excavata > Percolozoa > Heterolobosea > Acrasida | Acrasis | Клеточные слизистые плесени, образ жизни которых похож на диктиостелид, но их амебы ведут себя иначе, имея эруптивные псевдоподии. |
| Хромальвеолаты > Heterokontophyta > Лабиринтуломицеты | Заказать Labyrinthulida : Labyrinthulids , Labyrinthula , Thraustochytrids , Aplanochytrium , Labyrinthuloides , Japonochytrium , Schizochytrium , Thraustochytrium , Ulkenia , Diplophryids , Diplophrys | Слизистые сети, которые являются морскими и образуют лабиринтные сети трубок, в которых могут перемещаться амебы без ложноножек. |
| Opisthokonta > Holomycota > Fonticulida | Fonticula | Ячеистая слизистая плесень, образующая плодовое тело в форме «вулкана». |
Жизненный цикл [ править ]
Слизневые плесени начинают свою жизнь как клетки, похожие на амебы . Эти одноклеточные амебы обычно гаплоидны и питаются бактериями . Эти амебы могут спариваться, если встретят правильный тип спаривания и образуют зиготы, которые затем превращаются в плазмодий . Они содержат множество ядер без клеточных мембран между ними и могут увеличиваться в размерах до нескольких метров. Вид Fuligo septica часто встречается как слизистая желтая сеть внутри и на гниющих бревнах. Амебы и плазмодии поглощают микроорганизмы. [8] Плазмодий вырастает во взаимосвязанную сеть протоплазматических нитей. [9]
Внутри каждой протоплазматической нити быстро течет цитоплазматическое содержимое. Если внимательно наблюдать за одной нитью в течение примерно 50 секунд, можно увидеть, как цитоплазма замедляется, останавливается, а затем меняет направление. Поток протоплазмы в нити плазмодия может достигать 1,35 мм в секунду, что является самой высокой скоростью, зарегистрированной для любого микроорганизма. [10] Миграция плазмодия осуществляется, когда больше протоплазмы направляется в продвигающиеся области, а протоплазма удаляется из тыловых областей. Когда запас пищи истощается, плазмодий мигрирует на поверхность своего субстрата и превращается в твердые плодовые тела. Плодовые тела или спорангииэто то, что обычно можно увидеть. Внешне они выглядят как грибы или плесень, но не имеют отношения к истинным грибам. Эти спорангии затем выпускают споры, которые вылупляются в амебы, чтобы снова начать жизненный цикл.
Размножение Physarum polycephalum [ править ]
Слизневые плесени - изогамные организмы, что означает, что все их половые клетки имеют одинаковый размер. Сегодня существует более 900 видов плесневых грибов. [11] Physarum polycephalum - это один из видов, который имеет три половых гена - mat A, mat B и mat C. Первые два типа имеют тринадцать отдельных вариаций. Мат C, однако, имеет только три варианта. Каждая половозрелая слизистая плесень содержит по две копии каждого из трех половых генов. [12] Когда Physarum polycephalum готов производить свои половые клетки, он вырастает выпуклое расширение своего тела, чтобы содержать их. [13] Каждая клетка создается случайной комбинацией генов, содержащихся в геноме слизистой плесени . Таким образом, он может создавать клетки с восемью различными типами генов. Как только эти клетки высвобождаются, они становятся независимыми, и им ставится задача найти другую клетку, с которой она сможет слиться. Другой Physarum polycephalum может содержать различные комбинации генов mat A, mat B и mat C, что позволяет более 500 возможных вариантов. Для организмов с таким типом репродуктивных клеток выгодно иметь много полов, поскольку вероятность того, что клетки найдут партнера, значительно возрастает. В то же время резко снижается риск инбридинга. [12]
Размножение Dictyostelium discoideum [ править ]
Dictyostelium discoideum - еще один вид слизистой плесени, который имеет много полов. Когда этот организм вступает в стадию размножения, он выделяет аттрактант, называемый акразином . Акразин состоит из циклического аденозинмонофосфата или циклического АМФ. Циклический АМФ имеет решающее значение для передачи гормональных сигналов между половыми клетками. [14] Когда приходит время для слияния клеток, у Dictyostelium discoideum есть собственные типы спаривания, которые определяют, какие клетки совместимы друг с другом. К ним относятся NC-4, WS 582, WS 583, WS 584, WS 5-1, WS 7, WS 10, WS 11-1, WS 28-1, WS 57-6 и WS 112b. Научное исследование продемонстрировало совместимость этих одиннадцати типов спаривания Dictyostelium discoideum.путем наблюдения за образованием макрокист. Например, WS 583 очень совместим с WS 582, но не NC-4. Был сделан вывод, что контакт клеток между совместимыми типами спаривания должен происходить до того, как могут образоваться макроцисты. [15]
Плазмодия [ править ]
В этом разделе не процитировать любые источники . ( Май 2018 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
У миксогастрии плазмодийная часть жизненного цикла происходит только после сингамии , которая представляет собой слияние цитоплазмы и ядер миксоамоэб или клеток роя. Диплоидная зигота становится многоядерным плазмодием в результате множественных ядерных делений без дальнейшего деления клеток. Плазмодии миксомицетов представляют собой многоядерные массы протоплазмы, которые перемещаются за счет цитоплазматических потоков. Чтобы плазмодий мог двигаться, цитоплазма должна быть отведена к переднему краю от отстающего конца. В результате этого процесса плазмодий продвигается веерообразными фронтами. По мере движения плазмодий также получает питательные вещества за счет фагоцитоза бактерий и небольших частиц органического вещества.
Плазмодий также обладает способностью разделять и создавать отдельные плазмодии. И наоборот, отдельные генетически похожие и совместимые плазмодии могут сливаться вместе, образуя более крупный плазмодий. В случае, если условия становятся сухими, плазмодий образует склероций, по существу, в сухом и спящем состоянии. Если условия снова становятся влажными, склероций поглощает воду, и активный плазмодий восстанавливается. Когда запасы пищи истощаются, плазмодий Myxomycete вступает в следующую стадию своего жизненного цикла, образуя гаплоидные споры , часто в четко выраженном спорангии или другой спорангической структуре.
Поведение [ править ]
Когда масса слизистой плесени или насыпь физически разделяются, клетки возвращаются, чтобы снова объединиться. Исследования Physarum polycephalum даже показали способность изучать и предсказывать периодические неблагоприятные условия в лабораторных экспериментах. [16] Джон Тайлер Боннер , профессор экологии, известный своими исследованиями слизистых плесневых грибов, утверждает, что они «не более чем мешок амеб, заключенный в тонкую слизистую оболочку, но им удается вести себя так же, как и другие. животных, обладающих мышцами и нервами с ганглиями, то есть простым мозгом ». [17]
Ацуши Теро из Университета Хоккайдо выращивал Physarum в плоской влажной посуде, поместив форму в центре, представляющую Токио, и овсяные хлопья, окружающие ее, в соответствии с местоположениями других крупных городов в районе Большого Токио. Поскольку Physarum избегает яркого света, свет был использован для имитации гор, воды и других препятствий на тарелке. Форма сначала плотно заполнила пространство плазмодиями, а затем прорезала сеть, чтобы сосредоточиться на эффективно связанных ветвях. Сеть поразительно напоминала железнодорожную систему Токио. [18] [19]
Слизневая плесень Physarum polycephalum также использовалась Эндрю Адацки из Университета Западной Англии и его коллегами по всему миру в экспериментальных лабораторных аппроксимациях сетей автомагистралей 14 географических регионов: Австралии, Африки, Бельгии, Бразилии, Канады, Китая, Германии, Иберия, Италия, Малайзия, Мексика, Нидерланды, Великобритания и США. [20] [21] [22]
См. Также [ править ]
- Диктиостелиум
- Плесень (грибок)
- Mycetozoa
- Сорокарпий
- Ройная подвижность
- Водяная плесень , или оомицет, разновидность протиста
Ссылки [ править ]
- ^ «Введение в« формы слизи » » . Музей палеонтологии Калифорнийского университета . Проверено 4 апреля 2009 .
- ^ Adamatzky, Эндрю (2016). Достижения в машинах Physarum: зондирование и вычисления со слизистой плесенью . Springer. ISBN 978-3-319-26662-6.
- ^ Жулидов, ДА; Робартс, РД; Жулидов А.В.; и другие. (2002). «Накопление цинка слизистой плесенью Fuligo septica (L.) Wiggers в бывшем Советском Союзе и Северной Корее» . Журнал качества окружающей среды . 31 (3): 1038–1042. DOI : 10,2134 / jeq2002.1038 . PMID 12026071 .
- ↑ Ребекка Джейкобсон (5 апреля 2012 г.). «Слизневые формы: без мозгов, без ног, без проблем» . PBS Newshour.
- ^ Дизи, Мэри С .; Олив, Линдси С. (31 июля 1981 г.), «Роль аппарата Гольджи в сорогенезе клеточной слизистой плесени Fonticula alba », Science , 213 (4507): 561–563, Bibcode : 1981Sci ... 213..561D , doi : 10.1126 / science.213.4507.561 , PMID 17794844
- ^ Worley, Ann C .; Рэпер, Кеннет Б.; Холь, Мэриэнны (июль-август 1979), " Fonticula альба : Новые клеточные слизевики (Acrasiomycetes)", Mycologia , 71 (4): 746-760, DOI : 10,2307 / 3759186 , JSTOR 3759186
- ^ Браун, Мэтью У .; Spiegel, Frederick W .; Зильберман, Джеффри Д. (2009), «Филогения« забытой »клеточной слизистой плесени, Fonticula alba , раскрывает ключевую эволюционную ветвь внутри Opisthokonta», Molecular Biology and Evolution , 26 (12): 2699–2709, doi : 10.1093 / molbev / msp185 , PMID 19692665
- ^ "Общество местных растений Нью-Джерси" . npsnj.org . Проверено 29 мая 2018 .
- ^ Скотт Чимилески, Роберто Колтер. «Жизнь на краю поля зрения» . www.hup.harvard.edu . Издательство Гарвардского университета . Проверено 26 января 2018 .
- ^ Alexopolous, CJ 1962, второе издание. "Вводная микология" Джон Вили и сыновья, стр. 78.
- ^ МОСКВИЧ, Katia. «Слизневые формы помнят - но учатся ли они?» . Журнал Quanta . Проверено 2 ноября 2019 .
- ^ a b Джадсон, Оливия (2002). Секс-совет доктора Татьяны всему творению . Нью-Йорк: Генри Холт и компания, ООО. С. 187–193. ISBN 978-0-8050-6332-5.
- ^ "Веб-сайт UWL" . bioweb.uwlax.edu . Проверено 2 ноября 2019 .
- ^ Боннер, Джон Тайлер (2009). Социальные амебы: биология клеточных слизистых плесени . Издательство Принстонского университета. ISBN 9780691139395. JSTOR j.ctt7s6qz .
- ^ Erdos, Грегори У .; Рэпер, Кеннет Б.; Воген, Линда К. (1973-06-01). «Типы спаривания и формирование макроцист у Dictyostelium discoideum» . Труды Национальной академии наук . 70 (6): 1828–1830. Bibcode : 1973PNAS ... 70.1828E . DOI : 10.1073 / pnas.70.6.1828 . ISSN 0027-8424 . PMC 433606 . PMID 16592095 .
- ^ Сайгуса, Тецу; Теро, Ацуши; Накагаки, Тошиюки; Курамото, Йошики (2008). «Амебы предвидят периодические события» (PDF) . Письма с физическим обзором . 100 (1): 018101. Bibcode : 2008PhRvL.100a8101S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.100.018101 . ЛВП : 2115/33004 . PMID 18232821 . Краткое содержание - журнал Discover (9 декабря 2008 г.).
- Рианна Макферсон, Китта (21 января 2010 г.). «« Султан слизи »: биолог продолжает восхищаться организмами после почти 70 лет изучения» . Университет Принстона.
- ^ Tero, A .; Takagi, S .; Сайгуса, Т .; Ито, К .; Беббер, Д.П .; Fricker, MD; Юмики, К .; Кобаяши, Р .; Накагаки, Т. (2010). «Правила для биологически вдохновленного адаптивного дизайна сети» (PDF) . Наука . 327 (5964): 439–442. Bibcode : 2010Sci ... 327..439T . DOI : 10.1126 / science.1177894 . PMID 20093467 . S2CID 5001773 . Архивировано из оригинального (PDF) 21 апреля 2013 года. Краткое содержание - ScienceBlogs (21 января 2010 г.).
- ^ Technovelgy, Разработка сети слизистой плесени , 25.01.2010 (содержит изображения)
- ↑ New Scientist, Проектирование автомагистралей по типу слизистой плесени , 6 января 2010 г.
- ^ Adamatzky, A .; Акл, С .; Alonso-Sanz, R .; van Dessel, W .; Ибрагим, З .; Илачинский, А .; Джонс, Дж .; Кайем, AVDM; Martinez, GJ; de Oliveira, P .; Прокопенко, М .; Schubert, T .; Sloot, P .; Strano, E .; Ян, Х.-С. (2013). «Насколько рациональны дороги с точки зрения плесени?». Международный журнал параллельных, возникающих и распределенных систем . 28 (3): 230–248. arXiv : 1203,2851 . DOI : 10.1080 / 17445760.2012.685884 . S2CID 15534238 .
- ↑ The Guardian, Города в движении: как слизь может перерисовать наши железнодорожные и дорожные карты , 18 февраля 2014 г.
Внешние ссылки [ править ]
 | Поищите слизистую плесени в Викисловаре, бесплатном словаре. |
- Нова: Тайный разум слизи https://www.pbs.org/wgbh/nova/video/secret-mind-of-slime/
- Плесень слизи решает головоломку лабиринта от abc.net.au
- Плесень слизи дублирует железнодорожные сети из журнала The Economist
- Проектирование автомагистралей по типу слизи от New Scientist
- Формы для охотничьих слизней от Smithsonian Magazine
- Myxomycetes.net Myxomycetes фотогалерея
