Skip to main content
Global

13.4: פטריות

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208914

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    חלק א 'מציג מקבץ פטריות עם כיפות דמויות פעמון המחוברות לגבעולים דקים. חלק ב 'מראה פטרייה צהבהבה-כתומה הגדלה באשכול והיא בצורת אונה. חלק ג 'הוא מיקרוגרף אלקטרונים המציג גבעול ארוך ודק המסתעף לשרשראות ארוכות של נבגים הנראות כמו מחרוזת חרוזים.
    איור\(\PageIndex{1}\): הפטרייה המוכרת (א) היא רק סוג אחד של פטרייה. גופי הפרי בצבעים עזים של פטריית אלמוגים זו (ב) מוצגים. מיקרוגרף אלקטרונים זה (ג) מציג את המבנים נושאי הנבגים של אספרגילוס, סוג של פטריות רעילות המצויות בעיקר באדמה ובצמחים. (אשראי א: שינוי עבודה מאת כריס ווי; קרדיט ב: שינוי עבודה מאת קורי זנקר; אשראי ג: שינוי עבודות מאת ג'ניס האני קאר, רוברט סימונס, CDC; נתוני סרגל קנה מידה מאת מאט ראסל)

    המילה פטרייה באה מהמילה הלטינית לפטריות. אכן, הפטריות המוכרות הן פטריות, אך ישנם גם סוגים רבים אחרים של פטריות (איור\(\PageIndex{1}\)). הממלכה פטריות כוללת מגוון עצום של אורגניזמים חיים המכונים ביחד Eumycota, או פטריות אמיתיות. בעוד שמדענים זיהו כ-100,000 מינים של פטריות, זהו רק חלק קטן ממעל מיליון המינים הקיימים ככל הנראה על פני כדור הארץ. פטריות מאכל, שמרים, עובש שחור ו-Penicillium notatum (המפיק של האנטיביוטיקה פניצילין) הם כולם חברים בממלכה פטריות, השייכת לתחום Eukarya. בתור אוקריוטים, תא פטרייתי טיפוסי מכיל גרעין אמיתי ואברונים רבים הקשורים לממברנה.

    פטריות נחשבו בעבר לאורגניזמים דמויי צמחים; עם זאת, השוואות DNA הראו שפטריות קשורות יותר לבעלי חיים מאשר לצמחים. פטריות אינן מסוגלות לפוטוסינתזה: הן משתמשות בתרכובות אורגניות מורכבות כמקורות אנרגיה ופחמן. חלק מהאורגניזמים הפטרייתיים מתרבים רק באופן א-מיני, בעוד שאחרים עוברים גם רבייה א -מינית וגם רבייה מינית. רוב הפטריות מייצרות מספר רב של נבגים המופצים על ידי הרוח. בדומה לחיידקים, פטריות ממלאות תפקיד חיוני במערכות אקולוגיות, מכיוון שהן מפרקות ומשתתפות במחזוריות של חומרים מזינים על ידי פירוק חומרים אורגניים למולקולות פשוטות.

    פטריות לעיתים קרובות מקיימות אינטראקציה עם אורגניזמים אחרים, ויוצרות אסוציאציות מועילות הדדית או הדדיות. פטריות גורמות גם לזיהומים חמורים בצמחים ובעלי חיים. לדוגמה, מחלת בוקיצה הולנדית היא זיהום פטרייתי הרסני במיוחד ההורס מינים מקומיים רבים של בוקיצה (Ulmus spp.). הפטרייה מדביקה את מערכת כלי הדם של העץ. הוא הוצג בטעות לצפון אמריקה בשנות ה -20 והשמיד עצי בוקיצה ברחבי היבשת. מחלת הבוקיצה ההולנדית נגרמת על ידי הפטרייה Ophiostoma ulmi. חיפושית קליפת הבוקיצה פועלת כווקטור ומעבירה את המחלה מעץ לעץ. בוקיצות אירופאיות ואסיאתיות רבות פחות רגישות מאשר בוקיצות אמריקאיות.

    בבני אדם, זיהומים פטרייתיים נחשבים בדרך כלל למאתגרים לטיפול מכיוון שבניגוד לחיידקים, הם אינם מגיבים לטיפול אנטיביוטי מסורתי מכיוון שהם גם אוקריוטים. זיהומים אלה עשויים להיות קטלניים עבור אנשים עם מערכת חיסונית נפגעת.

    לפטריות יש יישומים מסחריים רבים. תעשיית המזון משתמשת בשמרים באפייה, בישול וייצור יין. תרכובות תעשייתיות רבות הן תוצרי לוואי של תסיסה פטרייתית. פטריות הן המקור לאנזימים מסחריים ואנטיביוטיקה רבים.

    מבנה ותפקוד התא

    פטריות הן אוקריוטים וככאלה יש להן ארגון סלולרי מורכב. בתור אוקריוטים, תאים פטרייתיים מכילים גרעין קשור לממברנה. לכמה סוגים של פטריות יש מבנים הדומים לפלסמידים (לולאות DNA) הנראים בחיידקים. תאים פטרייתיים מכילים גם מיטוכונדריה ומערכת מורכבת של ממברנות פנימיות, כולל הרטיקולום האנדופלזמי ומנגנון גולגי.

    לתאים פטרייתיים אין כלורופלסטים. למרות שהפיגמנט הפוטוסינתטי כלורופיל נעדר, פטריות רבות מציגות צבעים עזים, הנעים בין אדום לירוק לשחור. ניתן לזהות את Amanita muscaria הרעילה (זבוב אגריק) על ידי הכובע האדום הבוהק שלה עם כתמים לבנים (איור). \(\PageIndex{2}\) פיגמנטים בפטריות קשורים לדופן התא וממלאים תפקיד מגן מפני קרינה אולטרה סגולה. חלק מהפיגמנטים רעילים.

    בתצלום נראים שתי פטריות גדולות, שלכל אחת מהן בסיס לבן רחב וכובע אדום בוהק. הכובעים מנוקדים בבליטות לבנות קטנות.
    איור\(\PageIndex{2}\): Amanita muscaria הרעילה היא ילידת האזורים הממוזגים והבוריאליים של צפון אמריקה. (קרדיט: כריסטין מג'ול)

    בדומה לתאי צמחים, תאים פטרייתיים מוקפים בדופן תא עבה; עם זאת, השכבות הנוקשות מכילות את הפוליסכרידים המורכבים כיטין וגלוקן ולא תאית המשמשת את הצמחים. כיטין, המצוי גם בשלד החיצוני של חרקים, נותן חוזק מבני לדפנות התא של פטריות. דופן התא מגנה על התא מפני התייבשות וטורפים. לפטריות יש ממברנות פלזמה הדומות לאאוקריוטים אחרים, אלא שהמבנה מיוצב על ידי ארגוסטרול, מולקולת סטרואידים המתפקדת כמו הכולסטרול המצוי בקרומי תאי בעלי חיים. רוב חברי הממלכה פטריות אינם תנועתיים. Flagella מיוצרים רק על ידי הגמטות בחטיבה הפרימיטיבית Chytridiomycota.

    צמיחה ורבייה

    הגוף הווגטטיבי של פטרייה נקרא תלוס ויכול להיות חד תאי או רב תאי. חלק מהפטריות הן דימורפיות מכיוון שהן יכולות לעבור מלהיות חד-תאיות לרב-תאיות בהתאם לתנאי הסביבה. פטריות חד-תאיות מכונות בדרך כלל שמרים. Saccharomyces cerevisiae (שמרי אופה) ומיני קנדידה (סוכני קיכלי, זיהום פטרייתי שכיח) הם דוגמאות לפטריות חד-תאיות.

    רוב הפטריות הן אורגניזמים רב תאיים. הם מציגים שני שלבים מורפולוגיים מובחנים: וגטטיבי ורבייה. השלב הווגטטיבי מאופיין בסבך של מבנים דמויי חוט דקים הנקראים היפות (יחיד, היפא), ואילו שלב הרבייה יכול להיות בולט יותר. מסה של היפות נקראת תפטיר (איור). \(\PageIndex{3}\) זה יכול לצמוח על משטח, באדמה או בחומר מתפורר, בנוזל, או אפילו בתוך או על רקמה חיה. למרות שיש לצפות בהיפה בודדת במיקרוסקופ, התפטיר של פטרייה יכול להיות גדול מאוד כאשר מינים מסוימים הם באמת "הפטרייה ההומונגסית". הענק Armillaria ostoyae (פטריית דבש) נחשב לאורגניזם הגדול ביותר על פני כדור הארץ, ומתפשט על פני למעלה מ -2,000 דונם של אדמה תת קרקעית במזרח אורגון; ההערכה היא בת 2,400 שנה לפחות.

    בתצלום נראית פטרייה חומה בהירה, הגדלה בצלחת פטרי. הפטרייה, אשר כ 8 ס"מ קוטר, יש את המראה של עור עגול מקומט מוקף שאריות אבקה. במרכז הפטרייה קיימת כניסה דמוית רכזה. מתוך רכזת זו הם קפלים הדומים חישורים על גלגל.
    איור\(\PageIndex{3}\): התפטיר של הפטרייה Neotestudina rosati יכול להיות פתוגני לבני אדם. הפטרייה נכנסת דרך חתך או גירוד ומתפתחת לתוך mycetoma, זיהום תת עורית כרונית. (אשראי: CDC)

    רוב ההיפות הפטרייתיות מחולקות לתאים נפרדים על ידי קירות קצה הנקראים ספטה (יחיד, מחיצה). ברוב החלוקות (כמו צמחים, פילות פטרייתיות נקראות חלוקות לפי המסורת) של פטריות, חורים זעירים במחיצות מאפשרים זרימה מהירה של חומרים מזינים ומולקולות קטנות מתא לתא לאורך ההיפות. הם מתוארים כמחיצות מחוררות. ההיפות בתבניות לחם (השייכות לחלוקה Zygomycota) אינן מופרדות על ידי מחיצות. הם נוצרים מתאים גדולים המכילים גרעינים רבים, סידור המתואר כהיפות קואנוציטיות.

    פטריות משגשגות בסביבות לחות ומעט חומציות, ויכולות לצמוח עם או בלי אור. הם משתנים בדרישות החמצן שלהם. רוב הפטריות הן אירוביות מחייבות, הדורשות חמצן כדי לשרוד. מינים אחרים, כמו Chytridiomycota השוכנים ברומן הבקר, הם אנאירובים מחייבים, כלומר הם לא יכולים לגדול ולהתרבות בסביבה עם חמצן. שמרים הם ביניים: הם גדלים בצורה הטובה ביותר בנוכחות חמצן אך יכולים להשתמש בתסיסה בהיעדר חמצן. האלכוהול המופק מתסיסת שמרים משמש בייצור יין ובירה, והפחמן הדו חמצני שהם מייצרים פחמתי בירה ויין מבעבע, וגורם ללחם לתפוח.

    פטריות יכולות להתרבות מינית או א-מינית. ברבייה מינית וא-מינית כאחד, פטריות מייצרות נבגים שמתפזרים מהאורגניזם האב על ידי ריחוף ברוח או נסיעה על בעל חיים. נבגי פטרייה קטנים וקלים יותר מזרעי צמחים, אך בדרך כלל הם לא משתחררים כל כך גבוה באוויר. פטריית הפחזניות הענקית מתפרצת ומשחררת טריליוני נבגים: המספר העצום של נבגים המשתחררים מגדיל את הסבירות לנחיתה של נבגים בסביבה שתתמוך בצמיחה (איור). \(\PageIndex{4}\)

    חלק א 'הוא תצלום של פטריית פחזנית, שהיא עגולה ולבנה. חלק ב 'הוא איור של פטריית פחזנית המשחררת נבגים דרך החלק העליון המתפוצץ שלה.
    איור\(\PageIndex{4}\): (א) פטריית הפחזניות הענקית משחררת (ב) ענן נבגים כשהיא מגיעה לבגרות. (קרדיט א: שינוי עבודתו של רוג'ר גריפית; קרדיט ב: שינוי עבודתו של פירסון סקוט פורסמן, שנתרם לקרן ויקימדיה)

    כיצד פטריות משיגות תזונה

    כמו בעלי חיים, פטריות הן הטרוטרופים: הן משתמשות בתרכובות אורגניות מורכבות כמקור לפחמן במקום לקבע פחמן דו חמצני מהאטמוספירה, כפי שעושים כמה חיידקים ורוב הצמחים. בנוסף, פטריות אינן מקבעות חנקן מהאטמוספרה. כמו בעלי חיים, הם חייבים להשיג את זה מהתזונה שלהם. עם זאת, בניגוד לרוב בעלי החיים הבולעים מזון ואז מעכלים אותו באופן פנימי באיברים מיוחדים, פטריות מבצעות שלבים אלה בסדר הפוך. העיכול קודם לבליעה. ראשית, אקסואנזימים, אנזימים המזרזים תגובות על תרכובות מחוץ לתא, מועברים אל מחוץ להיפות שם הם מפרקים חומרים מזינים בסביבה. לאחר מכן, המולקולות הקטנות יותר המיוצרות על ידי העיכול החיצוני נספגות דרך שטחי הפנים הגדולים של התפטיר. כמו בתאי בעלי חיים, פוליסכריד האחסון הפטרייתי הוא גליקוגן ולא עמילן, כפי שנמצא בצמחים.

    פטריות הן בעיקר ספרובים, אורגניזמים שמפיקים חומרים מזינים מחומרים אורגניים מתפוררים. הם משיגים את חומרי המזון שלהם מחומרים אורגניים מתים או מתפרקים, בעיקר חומר צמחי. אקסואנזימים פטרייתיים מסוגלים לפרק פוליסכרידים בלתי מסיסים, כגון תאית וליגנין של עץ מת, למולקולות גלוקוז הנספגות בקלות. מפרקים הם מרכיבים חשובים במערכות אקולוגיות, מכיוון שהם מחזירים חומרים מזינים הנעולים בגופות מתות לצורה שמישה לאורגניזמים אחרים. תפקיד זה נדון ביתר פירוט בהמשך. בגלל המסלולים המטבוליים המגוונים שלהן, פטריות ממלאות תפקיד אקולוגי חשוב ונחקרות ככלי פוטנציאלי בביורימדיה. לדוגמה, ניתן להשתמש במינים מסוימים של פטריות לפירוק שמן סולר ופחמימנים ארומטיים פוליציקליים. מינים אחרים תופסים מתכות כבדות כמו קדמיום ועופרת.

    גיוון פטרייתי

    הממלכה פטריות מכילה ארבע חטיבות עיקריות שהוקמו על פי אופן הרבייה המינית שלהן. פטריות פוליפילטיות, שאינן קשורות, המתרבות ללא מחזור מיני, ממוקמות מטעמי נוחות בחטיבה חמישית, ולאחרונה תוארה קבוצה פטרייתית עיקרית שישית שאינה מתאימה לאף אחת מחמשת הקודמות. לא כל המיקולוגים מסכימים עם תוכנית זו. התקדמות מהירה בביולוגיה מולקולרית ורצף של 18S rRNA (מרכיב של ריבוזומים) ממשיכים לחשוף קשרים חדשים ושונים בין קטגוריות הפטריות השונות.

    החטיבות המסורתיות של פטריות הן Chytridiomycota (צ'יטרידים), הזיגומיקוטה (פטריות מצומדות), האסקומיקוטה (פטריות שק) ובסידיומיקוטה (פטריות מועדון). תכנית סיווג ישנה יותר קיבצה פטריות המשתמשות בקפדנות ברבייה א-מינית ל-Deuteromycota, קבוצה שכבר אינה בשימוש. הגלומרומיקוטה שייכים לקבוצה שתוארה לאחרונה (איור). \(\PageIndex{5}\)

    תמונה א 'מציגה שני תפוחי אדמה עם מסות גדולות דמויי יבלת שצומחות עליהם. תמונה ב 'מציגה גבעולים גבוהים וזעירים דמויי חוט עם כדור חום קטן בראש כל אחד מהם. תמונה ג מציגה שלוש פטריות דקות, ורודות חיוורות בצורת כוס הגדלות על בול עץ. תמונה ד 'מציגה פטרייה לבנה-שמנת עם גבעול דק מסולסל וכובע רחב ושטוח עם זימים בתחתית ובליטות קטנות חומות בהירות מעל.
    איור\(\PageIndex{5}\): חלוקות פטריות כוללות (א) כיטרידים, (ב) פטריות מצומדות, (ג) פטריות שק ו- (ד) פטריות מועדון. (אשראי א: שינוי עבודה על ידי USDA APHIS PPQ; אשראי ג: שינוי עבודה על ידי "אור קרח" /פליקר; אשראי ד: שינוי עבודה מאת קורי זנקר.)

    פטריות פתוגניות

    לפטריות רבות יש השפעות שליליות על מינים אחרים, כולל בני אדם והאורגניזמים שהם תלויים בהם למזון. פטריות עשויות להיות טפילים, פתוגנים, ובמקרים מעטים מאוד טורפים.

    טפילי צמחים ופתוגנים

    ייצור מספיק יבולים באיכות טובה חיוני לקיומנו. מחלות צמחים הרסו יבולים, והביאו רעב נרחב. רוב הפתוגנים הצמחיים הם פטריות הגורמות לריקבון רקמות ובסופו של דבר למוות של המארח (איור\(\PageIndex{6}\)). בנוסף להשמדת רקמת הצמח ישירות, חלק מהפתוגנים הצמחיים מקלקלים יבולים על ידי ייצור רעלים חזקים. פטריות אחראיות גם לקלקול המזון ולריקבון הגידולים המאוחסנים. לדוגמא, הפטרייה Claviceps purpurea גורמת לארגוט, מחלה של גידולי דגנים (בעיקר של שיפון). למרות שהפטרייה מפחיתה את תפוקת הדגנים, להשפעות הרעלים האלקלואידים של הארגוט על בני אדם ובעלי חיים יש משמעות רבה בהרבה: אצל בעלי חיים מכונה המחלה ארגוטיזם. הסימנים והתסמינים השכיחים ביותר הם עוויתות, הזיות, גנגרנה ואובדן חלב בבקר. המרכיב הפעיל של ergot הוא חומצה ליזרגית, שהיא מבשר של התרופה LSD. כתמים, חלודה וטחב אבקתי או פלומתי הם דוגמאות נוספות לפתוגנים פטרייתיים נפוצים המשפיעים על יבולים.

    חלקים a, b, c ו-d מראים טפילים פטרייתיים על אשכוליות, ענבים, זיניה ואלומת שעורה, בהתאמה.
    איור\(\PageIndex{6}\): כמה פתוגנים פטרייתיים כוללים (א) עובש ירוק על אשכולית, (ב) פטרייה על ענבים, (ג) טחב אבקתי על זיניה, ו (ד) חלודה גזע על צרור שעורה. שימו לב לצבע החום של הפטרייה ב (ב) Botrytis cinerea, המכונה גם "ריקבון אצילי", הגדל על ענבים ופירות אחרים. זיהום מבוקר של ענבים על ידי בוטריטיס משמש לייצור יינות קינוח חזקים ומוערכים מאוד. (אשראי א: שינוי עבודות על ידי סקוט באואר, USDA ARS; אשראי ב: שינוי עבודות מאת סטיבן אוסמוס, USDA ARS; אשראי ג: שינוי עבודה על ידי דייוויד מרשל, USDA ARS; אשראי ד: שינוי עבודות מאת ג'וזף סמילניק, USDA ARS)

    אפלטוקסינים הם תרכובות רעילות ומסרטנות המשתחררות על ידי פטריות מהסוג אספרגילוס. מעת לעת, קציר האגוזים והדגנים נגוע באפלטוקסינים, מה שמוביל להיזכרות מסיבית של תוצרת, לפעמים להרוס את היצרנים ולגרום למחסור במזון במדינות מתפתחות.

    טפילים ופתוגנים של בעלי חיים ובני אדם

    פטריות יכולות להשפיע על בעלי חיים, כולל בני אדם, בכמה דרכים. פטריות תוקפות בעלי חיים ישירות על ידי התיישבות והרס רקמות. בני אדם ובעלי חיים אחרים יכולים להיות מורעלים על ידי אכילת פטריות רעילות או מזונות מזוהמים על ידי פטריות. בנוסף, אנשים המגלים רגישות יתר לעובשים ונבגים מפתחים תגובות אלרגיות חזקות ומסוכנות. בדרך כלל קשה מאוד לטפל בזיהומים פטרייתיים מכיוון שבניגוד לחיידקים, פטריות הן אוקריוטים. אנטיביוטיקה מכוונת רק לתאים פרוקריוטים, בעוד שתרכובות שהורגות פטריות משפיעות לרעה גם על מארח החיות האוקריוטי.

    זיהומים פטרייתיים רבים (mycoses) הם שטחיים ונקראים מיקוסים עוריים (כלומר "עור"). הם נראים בדרך כלל על העור של החיה. פטריות הגורמות למיקוזות השטחיות של האפידרמיס, השיער והציפורניים מתפשטות לעיתים רחוקות לרקמה הבסיסית (איור\(\PageIndex{7}\)). פטריות אלה נקראות לעתים קרובות באופן שגוי "דרמטופיטים" מעור הדרמיס היווני וצמח הפיט, אך הן אינן צמחים. דרמטופיטים נקראים גם "גזזת" בגלל הטבעת האדומה שהם גורמים לעור (אם כי הטבעת נגרמת על ידי פטריות, לא תולעת). פטריות אלו מפרישות אנזימים חוץ-תאיים המפרקים קרטין (חלבון המצוי בשיער, בעור ובציפורניים), וגורמים למספר מצבים כגון כף הרגל של אתלט, גירוד ספורטאי וזיהומים פטרייתיים עוריים אחרים. מצבים אלה מטופלים בדרך כלל בקרמים ואבקות אקטואליות ללא מרשם, ומתנקים בקלות. מיקוזות מתמשכות ושטחיות יותר עשויות לדרוש תרופות מרשם דרך הפה.

    חלק א 'הוא תצלום של נגע עור אדום בצורת טבעת. חלק ב 'הוא מיקרוגרף קל של תפטיר ארוך דמוי חוט וספורנגיה קטנה וסגלגלה. חלק ג 'הוא צילום רנטגן בחזה של אדם עם זיהום פטרייתי. ישנם אזורי אור מפוזרים ומפוזרים שבהם חדירת הנוזל החליפה את האוויר בשקי האוויר המיקרוסקופיים.
    איור\(\PageIndex{7}\): (א) גזזת מופיעה כטבעת אדומה על העור. (ב) Trichophyton violaceum היא פטרייה הגורמת למיקוזות שטחיות בקרקפת. (ג) Histoplasma capsulatum, הנראה בצילום רנטגן זה ככתם של אזורים קלים בריאה, הוא מין של Ascomycota המדביק את דרכי הנשימה וגורם לתסמינים הדומים לשפעת. (אשראי א, ב: שינוי העבודה על ידי ד"ר לוסיל ק 'גיאורג, CDC; אשראי ג: שינוי עבודה על ידי M Renz, CDC; נתוני סרגל קנה מידה מאת מאט ראסל)

    מיקוסים מערכתיים מתפשטים לאיברים פנימיים, לרוב נכנסים לגוף דרך מערכת הנשימה. לדוגמה, coccidioidomycosis (קדחת העמק) נמצא בדרך כלל בדרום מערב ארצות הברית, שם הפטרייה שוכנת באבק. לאחר השאיפה, הנבגים מתפתחים בריאות וגורמים לסימנים ותסמינים הדומים לאלה של שחפת. היסטופלזמוזיס (איור \(\PageIndex{7}\) ג) נגרמת על ידי הפטרייה הדימורפית Histoplasma capsulatum; זה גורם לזיהומים ריאתיים ובמקרים נדירים לנפיחות בקרומי המוח וחוט השדרה. טיפול במחלות פטרייתיות רבות מחייב שימוש בתרופות נגד פטריות שיש להן תופעות לוואי חמורות.

    מיקוסים אופורטוניסטיים הם זיהומים פטרייתיים הנפוצים בכל הסביבות או חלק מהביוטה הרגילה. הם משפיעים בעיקר על אנשים שיש להם מערכת חיסונית נפגעת. חולים בשלבים המאוחרים של האיידס סובלים ממיקוזות אופורטוניסטיות, כמו Pneumocystis, העלולות לסכן חיים. השמרים קנדידה spp., שהוא חבר נפוץ בביוטה הטבעית, יכול לצמוח ללא בדיקה אם ה- pH, ההגנה החיסונית או אוכלוסיית החיידקים הרגילה משתנים, וגורמים לזיהומי שמרים בנרתיק או בפה (קיכלי פה).

    פטריות עשויות אפילו לקחת אורח חיים טורף. בסביבות קרקע דלות בחנקן, חלק מהפטריות פונות לטריפה של נמטודות (תולעים עגולות קטנות). למינים של פטריות ארתרובוטריס יש מספר מנגנונים ללכידת נמטודות. לדוגמה, יש להם טבעות מכווצות בתוך רשת ההיפות שלהם. הטבעות מתנפחות כאשר הנמטודה נוגעת בה ונסגרת סביב גוף הנמטודה ובכך לוכדות אותה. הפטרייה מרחיבה היפות מיוחדות שיכולות לחדור לגוף התולעת ולעכל לאט את הטרף האומלל.

    פטריות מועילות

    פטריות ממלאות תפקיד מכריע במאזן המערכות האקולוגיות. הם מתיישבים ברוב בתי הגידול על פני כדור הארץ, ומעדיפים תנאים חשוכים ולחים. הם יכולים לשגשג בסביבות עוינות לכאורה, כמו הטונדרה, הודות לסימביוזה מוצלחת ביותר עם אורגניזמים פוטוסינתטיים, כמו חזזיות. פטריות אינן ברורות באופן שבו חיות גדולות או עצים גבוהים. עם זאת, כמו חיידקים, הם מפרקים עיקריים של הטבע. עם חילוף החומרים הרב-תכליתי שלהן, פטריות מפרקות חומר אורגני שאינו מסיס ולא היה ממוחזר אחרת.

    חשיבות למערכות אקולוגיות

    קורי מזון לא יהיו שלמים ללא אורגניזמים המפרקים חומר אורגני ופטריות הן משתתפות מפתח בתהליך זה. הפירוק מאפשר מחזור של חומרים מזינים כגון פחמן, חנקן וזרחן בחזרה לסביבה כך שהם זמינים ליצורים חיים, במקום להילכד באורגניזמים מתים. פטריות חשובות במיוחד מכיוון שהן פיתחו אנזימים לפירוק תאית וליגנין, מרכיבים של דפנות תאים צמחיים שמעטים אורגניזמים אחרים מסוגלים לעכל, ומשחררים את תכולת הפחמן שלהם.

    פטריות מעורבות גם בסימביוזות משותפות חשובות מבחינה אקולוגית, הן מועילות הדדית והן פתוגניות עם אורגניזמים מהממלכות האחרות. Mycorrhiza, מונח המשלב את השורשים היווניים myco כלומר פטרייה ו-rhizo שפירושו שורש, מתייחס לקשר בין שורשי צמחי כלי הדם והפטריות הסימביוטיות שלהם. איפשהו בין 80-90 אחוז מכל מיני הצמחים יש שותפים למיקוריזה. באסוציאציה מיקוריזלית, התפטיר הפטרייתי משתמש ברשת ההיפות הנרחבת שלהם ושטח פנים גדול במגע עם האדמה כדי לתעל מים ומינרלים מהאדמה אל הצמח. בתמורה, הצמח מספק את תוצרי הפוטוסינתזה כדי לתדלק את חילוף החומרים של הפטרייה. Ectomycorrhizae (מיקוריזה "בחוץ") תלויים בפטריות העוטפות את השורשים במעטפת (הנקראת מעטה) וברשת של היפות המשתרעת לשורשים בין התאים. בסוג שני, פטריות הגלומרומיקוטה יוצרות מיקוריזה ארבוסקולרית. במיקוריזה אלה, הפטריות יוצרות ארבוסקלים, היפה מיוחדת מסועפת מאוד, החודרת לתאי שורש ומהווים אתרי חילופי חילוף החומרים בין הפטרייה לצמח המארח. סחלבים מסתמכים על סוג שלישי של מיקוריזה. סחלבים יוצרים זרעים קטנים ללא אחסון רב כדי לשמור על נביטה וצמיחה. הזרעים שלהם לא ינבטו ללא בן זוג מיקוריזאלי (בדרך כלל Basidiomycota). לאחר שהחומרים המזינים בזרע מתרוקנים, סימביונים פטרייתיים תומכים בצמיחת הסחלב על ידי מתן פחמימות ומינרלים נחוצים. חלק מהסחלבים ממשיכים להיות מיקוריזיים לאורך כל מחזור חייהם.

    חזזיות מכסות סלעים רבים וקליפת עצים, ומציגות מגוון צבעים ומרקמים. חזזיות הן אורגניזמים חלוצים חשובים המתיישבים משטחי סלע בסביבות חסרות חיים אחרת כמו שנוצרו על ידי מיתון קרחוני. החזזית מסוגלת לשטוף חומרים מזינים מהסלעים ולפרק אותם בשלב הראשון ליצירת אדמה. חזזיות קיימות גם בבתי גידול בוגרים על משטחי סלע או גזעי עצים. הם מקור מזון חשוב עבור caribou. חזזיות אינן אורגניזם יחיד, אלא פטרייה (בדרך כלל מין Ascomycota או Basidiomycota) החיה במגע הדוק עם אורגניזם פוטוסינתטי (אצה או ציאנובקטריה). גופה של חזזית, המכונה תלוס, נוצר מהיפות עטופות סביב בן הזוג הירוק. האורגניזם הפוטוסינתטי מספק פחמן ואנרגיה בצורה של פחמימות ומקבל הגנה מפני היסודות על ידי התאלוס של בן הזוג הפטרייתי. חלק מהציאנובקטריות מקבעות חנקן מהאטמוספירה, ותורמות תרכובות חנקניות לאסוציאציה. בתמורה, הפטרייה מספקת מינרלים והגנה מפני יובש ואור מוגזם על ידי מעטפת האצות בתפטיר שלה. הפטרייה גם מחברת את האורגניזם הסימביוטי למצע.

    פטריות פיתחו אסוציאציות הדדיות עם פרוקי רגליים רבים. הקשר בין מינים של Basidiomycota לחרקים בקנה מידה הוא דוגמה אחת. התפטיר הפטרייתי מכסה ומגן על מושבות החרקים. חרקי האבנית מטפחים זרימה של חומרים מזינים מהצמח הטפילי לפטרייה. בדוגמה שנייה, נמלים חותכות עלים של מרכז ודרום אמריקה ממש חוות פטריות. הם חותכים דיסקים של עלים מצמחים ועורמים אותם בגנים. פטריות מעובדות בגנים אלה, ומעכלות את התאית שהנמלים אינן יכולות לפרק. ברגע שמולקולות סוכר קטנות יותר מיוצרות ונצרכות על ידי הפטריות, הן בתורן הופכות לארוחה עבור הנמלים. החרקים גם מסיירים בגינה שלהם, טורפים פטריות מתחרות. גם נמלים וגם פטריות נהנות מהאגודה. הפטרייה מקבלת אספקה קבועה של עלים וחופש מתחרות, בעוד הנמלים ניזונות מהפטריות שהן מטפחות.

    חשיבות לבני אדם

    למרות שלעתים קרובות אנו חושבים על פטריות כעל אורגניזמים הגורמים למחלות ומזון ריקבון, פטריות חשובות לחיי אדם ברמות רבות. כפי שראינו, הם משפיעים על רווחתם של אוכלוסיות אנושיות בקנה מידה גדול מכיוון שהם עוזרים לחומרים מזינים במחזור במערכות אקולוגיות. יש להם גם תפקידים אחרים של המערכת האקולוגית. לדוגמה, כפתוגנים של בעלי חיים, פטריות עוזרות לשלוט באוכלוסיית המזיקים המזיקים. פטריות אלו ספציפיות מאוד לחרקים שהם תוקפים ואינן מדביקות בעלי חיים או צמחים אחרים. הפוטנציאל להשתמש בפטריות כקוטלי חרקים מיקרוביאליים נחקר, כאשר כמה מינים כבר קיימים בשוק. לדוגמה, הפטרייה Beauveria bassiana היא חומר הדברה שנבדק כעת כבקרה ביולוגית אפשרית להתפשטות האחרונה של אפר אמרלד. הוא שוחרר במישיגן, אילינוי, אינדיאנה, אוהיו, מערב וירג'יניה ומרילנד.

    הקשר המיקוריזאלי בין פטריות לשורשי צמחים חיוני לתפוקה של אדמות חקלאיות. ללא השותף הפטרייתי במערכות השורשים, 80-90% מהעצים והעשבים לא היו שורדים. חומרי חיסון פטרייתיים Mycorrhizal זמינים כתיקוני קרקע מחנויות לציוד גינון ומקודמים על ידי תומכי חקלאות אורגנית.

    אנו אוכלים גם כמה סוגים של פטריות. פטריות מופיעות באופן בולט בתזונה האנושית. מורלים, פטריות שיטאקה, קנטרלים וכמהין נחשבים למעדנים (איור). \(\PageIndex{8}\) פטריית האחו הצנועה, אגריקוס קמפסטריס, מופיעה במנות רבות. תבניות מהסוג פניציליום מבשילות גבינות רבות. מקורם בסביבה הטבעית כמו מערות רוקפור, צרפת, שם נערמים גלגלי גבינת חלב כבשים כדי ללכוד את התבניות האחראיות לוורידים הכחולים והטעם החריף של הגבינה.

    בתצלום נראה פטריה עם כובע שחור מפותל.
    איור\(\PageIndex{8}\): פטריית המורל היא אסקומיצטה המוערכת מאוד על טעמה העדין. (קרדיט: ג'ייסון הולינגר)

    תסיסה - של דגנים לייצור בירה, ושל פירות לייצור יין - היא אמנות עתיקה שבני אדם ברוב התרבויות נהגו בה במשך אלפי שנים. שמרי בר נרכשים מהסביבה ומשמשים לתסיסת סוכרים ל- CO 2 ואלכוהול אתילי בתנאים אנאירוביים. כעת ניתן לרכוש זנים מבודדים של שמרי בר מאזורים שונים לייצור יין. פסטר סייע בפיתוח זן אמין של שמרי בירה, Saccharomyces cerevisiae, לתעשיית הבישול הצרפתית בסוף שנות ה -50 של המאה ה -19. זו הייתה אחת הדוגמאות הראשונות לפטנט על ביוטכנולוגיה. שמרים משמשים גם להכנת לחמים שעולים. הפחמן הדו-חמצני שהם מייצרים אחראי לבועות המיוצרות בבצק שהופכות לכיסי האוויר של הלחם האפוי.

    מטבוליטים משניים רבים של פטריות הם בעלי חשיבות מסחרית רבה. אנטיביוטיקה מיוצרת באופן טבעי על ידי פטריות כדי להרוג או לעכב את צמיחת החיידקים, ולהגביל את התחרות בסביבה הטבעית. תרופות יקרות ערך המבודדות מפטריות כוללות את התרופה החיסונית ציקלוספורין (המפחיתה את הסיכון לדחייה לאחר השתלת איברים), מבשרי הורמוני סטרואידים ואלקלואידים ארגוט המשמשים להפסקת הדימום. בנוסף, כאורגניזמים אוקריוטיים מתורבתים בקלות, חלק מהפטריות הן אורגניזמים מחקריים חשובים, כולל עובש הלחם האדום Neurospora crassa והשמרים, S. סרביזיה.

    סיכום המדור

    פטריות הן אורגניזמים אוקריוטיים שהופיעו ביבשה לפני למעלה מ -450 מיליון שנה. הם הטרוטרופים ואינם מכילים פיגמנטים פוטוסינתטיים כגון כלורופילים ולא אברונים כגון כלורופלסטים. מכיוון שהם ניזונים מחומר מתפורר ומת, הם ספרובים. פטריות הן מפרקים חשובים ומשחררות אלמנטים חיוניים לסביבה. אנזימים חיצוניים מעכלים חומרים מזינים הנספגים בגוף הפטרייה הנקראת תלוס. דופן תא עבה עשויה כיטין מקיפה את התא. פטריות יכולות להיות חד-תאיות כשמרים או לפתח רשת של חוטים הנקראים תפטיר, המתוארים לעתים קרובות כעובש. רוב המינים מתרבים במחזורי רבייה א-מיניים ומיניים, ומציגים חילופי דורות.

    חלוקות הפטריות הן הצ'יטרידיומיקוטה, זיגומיקוטה, אסקומיקוטה, בסידיומיקוטה וגלומרומיקוטה.

    פטריות יוצרות קשרים טפיליים עם צמחים ובעלי חיים. מחלות פטרייתיות יכולות להרוס יבולים ולקלקל מזון במהלך האחסון. תרכובות המיוצרות על ידי פטריות יכולות להיות רעילות לבני אדם ובעלי חיים אחרים. Mycoses הם זיהומים הנגרמים על ידי פטריות. מיקוזות שטחיות משפיעות על העור, ואילו מיקוזות מערכתיות מתפשטות בגוף. זיהומים פטרייתיים קשה לרפא.

    פטריות התיישבו בכל הסביבות על פני כדור הארץ אך לרוב נמצאות במקומות קרירים, חשוכים ולחים עם אספקה של חומר מתפורר. פטריות הן מפרקות חשובות מכיוון שהן ספרובים. מערכות יחסים הדדיות מוצלחות רבות כוללות פטרייה ואורגניזם אחר. הם מקימים אסוציאציות מיקוריזליות מורכבות עם שורשי הצמחים. חזזיות הן קשר סימביוטי בין פטרייה לאורגניזם פוטוסינתטי, בדרך כלל אצה או ציאנובקטריה.

    פטריות חשובות לחיי האדם היומיומיים. פטריות הן מפרקים חשובים ברוב המערכות האקולוגיות. פטריות Mycorrhizal חיוניות לצמיחה של רוב הצמחים. פטריות, כמזון, ממלאות תפקיד בתזונה האנושית בצורה של פטריות וכסוכני תסיסה בייצור לחם, גבינות, משקאות אלכוהוליים ותכשירי מזון רבים אחרים. מטבוליטים משניים של פטריות משמשים ברפואה כמו אנטיביוטיקה נוגדי קרישה. פטריות משמשות במחקר כמודל אורגניזמים לחקר גנטיקה אוקריוטית ומטבוליזם.

    רשימת מילים

    אסקומיקוטה
    (פטריות שק) חלוקה של פטריות המאחסנות נבגים בשק הנקרא אסקוס
    בסידיומיקוטה
    (פטריות מועדון) חלוקה של פטריות המייצרות מבנים בצורת מועדון, בסידיה, המכילים נבגים
    צ'יטרידיומיקוטה
    (chytrids) חלוקה פרימיטיבית של פטריות שחיות במים ומייצרות גמטות עם דגלים
    גלומרומיקוטה
    קבוצת פטריות היוצרות קשרים סימביוטיים עם שורשי העצים
    היפא
    נימה פטרייתית המורכבת מתא אחד או יותר
    חזזית
    הקשר ההדוק של פטרייה עם אצה פוטוסינתטית או חיידק המועיל לשני בני הזוג
    עובש
    סבך של תפטיר גלוי עם מראה מטושטש
    תפטיר
    מסה של היפות פטרייתיות
    מיקוריזה
    קשר הדדי בין פטריות לשורשי צמחי כלי דם
    מייקוזיס
    זיהום פטרייתי
    מחיצת האף
    חלוקת דופן התא בין היפות
    תלוס
    גוף וגטטיבי של פטרייה
    שמרים
    מונח כללי המשמש לתיאור פטריות חד-תאיות
    זיגומיקוטה
    (פטריות מצומדות) חלוקת הפטריות היוצרות זיגוטה הכלולה בזיגוספור

    תורמים וייחוסים