24.2: تصنيفات الفطريات
- Page ID
- 196782
المهارات اللازمة للتطوير
- صنف الفطريات إلى الفيلا الخمسة الرئيسية
- وصف كل شريحة من حيث الأنواع التمثيلية الرئيسية وأنماط التكاثر
تحتوي مملكة الفطريات على خمس نباتات رئيسية تم إنشاؤها وفقًا لطريقة التكاثر الجنسي أو باستخدام البيانات الجزيئية. يتم وضع الفطريات متعددة الأنواع غير المرتبطة التي تتكاثر بدون دورة جنسية، من أجل الراحة في مجموعة سادسة تسمى «الشكل phylum». لا يتفق جميع علماء الفطريات مع هذا المخطط. تستمر التطورات السريعة في البيولوجيا الجزيئية وتسلسل 18S rRNA (جزء من RNA) في إظهار علاقات جديدة ومختلفة بين مختلف فئات الفطريات.
والفيلا الخمسة الحقيقية للفطريات هي تشيتريديوميكوتا (تشيتريد)، والزيغوميكوتا (الفطريات المترافقة)، والأسكوميكوتا (فطريات الكيس)، والباسيديوميكوتا (فطريات النادي)، والفيلوم الكبيمية التي تم وصفها مؤخرًا. قام مخطط تصنيف قديم بتجميع الفطريات التي تستخدم التكاثر اللاجنسي بشكل صارم في Deuteromycota، وهي مجموعة لم تعد قيد الاستخدام.
ملاحظة
ملاحظة: تُستخدم «-mycota» للإشارة إلى phylum بينما تشير كلمة «-mycetes» رسميًا إلى فئة أو تُستخدم بشكل غير رسمي للإشارة إلى جميع أعضاء phylum.
تشيتريديوميكوتا: الكيتريدات
الفئة الوحيدة في Phylum Chytridiomycota هي Chytridiomycetes. الكيتريدات هي الأبسط والأكثر بدائية من اليوميكوتا، أو الفطريات الحقيقية. يُظهر السجل التطوري أن أول الكيتريدات المعروفة ظهرت خلال أواخر فترة ما قبل الكمبري، قبل أكثر من 500 مليون سنة. مثل جميع الفطريات، تحتوي الكيتريدات على مادة الكيتين في جدران خلاياها، لكن مجموعة واحدة من الكيتريدات تحتوي على كل من السليلوز والكيتين في جدار الخلية. معظم الكيتريدات أحادية الخلية؛ بعضها يتكون من كائنات وخيوط متعددة الخلايا، لا تحتوي على حواجز بين الخلايا (الخلايا الخلوية). إنهم ينتجون الأمشاج ومسامات الحيوانات ثنائية الصبغية التي تسبح بمساعدة سوط واحد.
هناك الكثير من القواسم المشتركة بين الموطن البيئي والبنية الخلوية للشيتريدات مع البروتيستس. تعيش Chytrids عادة في البيئات المائية، على الرغم من أن بعض الأنواع تعيش على الأرض. تزدهر بعض الأنواع كطفيليات على النباتات أو الحشرات أو البرمائيات (الشكل\(\PageIndex{1}\))، في حين أن البعض الآخر عبارة عن نباتات سابروبس. تتميز الأنواع الكيترية Allomyces جيدًا بأنها كائن تجريبي. تشمل دورة الإنجاب كلا من المراحل اللاجنسية والجنسية. تنتج الألوميسيس مسام حيوانية ثنائية الصبغية أو أحادية الصبغية في سبورانيوم.
زيجوميكوتا: الفطريات المترافقة
الزيجوميسيتات هي مجموعة صغيرة نسبيًا من الفطريات التي تنتمي إلى Phylum Zygomycota. وهي تشمل قالب الخبز المألوف، Rhizopus stolonifer، الذي ينتشر بسرعة على أسطح الخبز والفواكه والخضروات. تتكون معظم الأنواع من نباتات السابروبس التي تعيش على المواد العضوية المتحللة؛ وبعضها عبارة عن طفيليات، وخاصة الحشرات. تلعب Zygomycetes دورًا تجاريًا كبيرًا. المنتجات الأيضية للأنواع الأخرى من Rhizopus هي مواد وسيطة في تخليق هرمونات الستيرويد شبه الاصطناعية.
تحتوي الزيجوميسيت على نتوء من خيوط الخلايا الصبغية حيث تكون النواة أحادية الصبغية عندما يكون الكائن الحي في المرحلة النباتية. تتكاثر الفطريات عادة بشكل غير جنسي عن طريق إنتاج مسام سبورانية (الشكل\(\PageIndex{2}\)). الأطراف السوداء لعفن الخبز هي سبورانجيا المنتفخة المليئة بالجراثيم السوداء (الشكل\(\PageIndex{3}\)). عندما تهبط الجراثيم على ركيزة مناسبة، فإنها تنبت وتنتج أفطورة جديدة. يبدأ التكاثر الجنسي عندما تصبح الظروف غير مواتية. يجب أن تكون سلالتان متعارضتان للتزاوج (النوع + والنوع -) على مسافة قريبة حتى يتم إنتاج التانجيا المشيمية من الزفير واندماجها، مما يؤدي إلى الزواج النووي. تحتوي الزيجوسبورات ثنائية الصبغيات النامية على طبقات سميكة تحميها من الجفاف والمخاطر الأخرى. قد تظل خاملة حتى تصبح الظروف البيئية مواتية. عندما تنبت الزيجوسبور، فإنها تخضع للانقسام الاختزالي وتنتج جراثيم أحادية الصبغية، والتي بدورها ستنمو لتصبح كائنًا جديدًا. يُطلق على هذا الشكل من التكاثر الجنسي في الفطريات اسم الاقتران (على الرغم من أنه يختلف بشكل ملحوظ عن الاقتران في البكتيريا والبروتستات)، مما أدى إلى ظهور اسم «الفطريات المترافقة».
أسكوميكوتا: فطريات الكيس
تنتمي غالبية الفطريات المعروفة إلى Phylum Ascomycota، والتي تتميز بتكوين القشر (الجمع، الأسكي)، وهو هيكل يشبه الكيس يحتوي على أسكوسبورات أحادية الصبغية. العديد من الأسكومايسيت لها أهمية تجارية. يلعب البعض دورًا مفيدًا، مثل الخمائر المستخدمة في الخبز والتخمير وتخمير النبيذ، بالإضافة إلى الكمأ والمورل، والتي تعتبر من الأطباق الشهية. يستخدم Aspergillus oryzae في تخمير الأرز لإنتاج الساكي. تتطفل نباتات الأسكومايسيت الأخرى على النباتات والحيوانات، بما في ذلك البشر. على سبيل المثال، يشكل الالتهاب الرئوي الفطري تهديدًا كبيرًا لمرضى الإيدز الذين يعانون من ضعف جهاز المناعة. لا تصيب الأسكومايسيت المحاصيل وتدمرها بشكل مباشر فحسب؛ بل تنتج أيضًا مستقلبات ثانوية سامة تجعل المحاصيل غير صالحة للاستهلاك. تنتج الأسكومايسيتات الخيطية خيوط مقسمة على حواجز مثقبة، مما يسمح بتدفق السيتوبلازم من خلية إلى أخرى. عادة ما يتم فصل كل من Conidia و Asci، اللذان يستخدمان على التوالي للتكاثر اللاجنسي والجنسي، عن خيوط نباتية بواسطة حواجز مسدودة (غير مثقبة).
التكاثر اللاجنسي متكرر وينطوي على إنتاج conidiophores التي تطلق conidiospores أحادية الصبغيات (الشكل\(\PageIndex{4}\)). يبدأ التكاثر الجنسي بتطور خيوط خاصة من أي نوع من نوعين من سلالات التزاوج (الشكل\(\PageIndex{4}\)). تنتج سلالة «الذكور» مادة الأنثيريديوم وتتطور السلالة «الأنثوية» إلى الأسكوغونيوم. عند الإخصاب، يتحد الأنثيريديوم والأسكوجونيوم في البلازموغامي بدون اندماج نووي. تنشأ خيوط أسكوجينية خاصة تهاجر فيها أزواج من النوى: واحدة من سلالة «الذكور» والأخرى من سلالة «الأنثى». في كل تجمع، تقوم اثنتان أو أكثر من الأسكوسبورات أحادية الصبغيات بدمج نواتها في التزاوج النووي. أثناء التكاثر الجنسي، تملأ الآلاف من الأحماض جسمًا مثمرًا يسمى الأسكوكارب. تؤدي النواة ثنائية الصبغيات إلى ظهور نوى أحادية الصيغة الصبغية عن طريق الانقسام الاختزالي. ثم يتم إطلاق السكوسبورات وإنباتها وتشكيل خيوط تنتشر في البيئة وتبدأ الميسيليا الجديدة (الشكل\(\PageIndex{5}\)).
آرت كونيكشن
أي من العبارات التالية صحيحة؟
- يخضع الزبيب ثنائي النواة الذي يتشكل في أسكوكارب للتزاوج النووي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- يخضع الصمغ الثنائي الصبغي الذي يتشكل في أسكوكارب للتزاوج النووي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- يخضع الزيجوت أحادي الصبغيات الذي يتشكل في أسكوكارب للتزاوج النووي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- يخضع الزبيب ثنائي النواة الذي يتشكل في أسكوكارب للبلاسموغامي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
باسيديوميكوتا: فطريات النادي
يمكن التعرف بسهولة على الفطريات الموجودة في Phylum Basidiomycota تحت المجهر الضوئي من خلال أجسامها المثمرة على شكل نادي والتي تسمى الباسيديا (المفرد، الباسيديوم)، وهي الخلية الطرفية المتورمة للهيفا. غالبًا ما توجد الباسيديا، وهي الأعضاء التناسلية لهذه الفطريات، داخل الفطر المألوف، الذي يُرى بشكل شائع في الحقول بعد المطر، وعلى أرفف السوبر ماركت، وينمو على حديقتك (الشكل\(\PageIndex{6}\)). يشار أحيانًا إلى هذه الفطريات القاعدية المنتجة للفطر باسم «الفطريات الخيشومية» بسبب وجود هياكل تشبه الخياشيم على الجانب السفلي من الغطاء. «الخياشيم» هي في الواقع خيوط مضغوطة تُحمل عليها الباسيديا. تشمل هذه المجموعة أيضًا فطريات الرف التي تتشبث بلحاء الأشجار مثل الأرفف الصغيرة. بالإضافة إلى ذلك، تشتمل الفطريات القاعدية على السموم والصدأ، وهي من مسببات الأمراض النباتية المهمة؛ براز الضفادع وفطريات الرف المكدسة على جذوع الأشجار. تنتمي معظم الفطريات الصالحة للأكل إلى Phylum Basidiomycota؛ ومع ذلك، فإن بعض الفطريات الباسيدية تنتج السموم القاتلة. على سبيل المثال، تسبب Cryptococcus neoformans مرضًا تنفسيًا شديدًا
تتضمن دورة حياة البسيديوميسيتات تناوب الأجيال (الشكل\(\PageIndex{7}\)). يتم إنتاج الجراثيم بشكل عام من خلال التكاثر الجنسي، بدلاً من التكاثر اللاجنسي. يحمل الباسيديوم ذو الشكل النادي جراثيم تسمى المسام الباسيدية. في القاعدة، تندمج نوى سلالتين مختلفتين من سلالات التزاوج (karyogamy)، مما يؤدي إلى ظهور زيجوت ثنائي الصبغيات يخضع بعد ذلك للانقسام الاختزالي. تهاجر النوى أحادية الصبغية إلى المسام الباسيدية، التي تنبت وتولد خيوط أحادية النواة. يُطلق على الفطريات التي تنتج عن ذلك اسم الميسيليوم الأساسي. يمكن أن تتحد الفطريات من سلالات التزاوج المختلفة وتنتج أفطورة ثانوية تحتوي على نوى أحادية الصبغية من سلالتين مختلفتين للتزاوج. هذه هي المرحلة ثنائية النواة من دورة حياة الخلايا القاعدية وهي المرحلة السائدة. في نهاية المطاف، ينتج الميسيليوم الثانوي الباسيديوكارب، وهو جسم مثمر يبرز من الأرض - وهذا ما نعتبره فطرًا. يتحمل الكارب الأساسي الباسيديا النامية على الخياشيم الموجودة تحت غطائه.
آرت كونيكشن
أي من العبارات التالية صحيحة؟
- الباسيديوم هو الجسم المثمر للفطر المنتج للفطر، ويشكل أربعة أنواع من الكارب الأساسي.
- نتيجة خطوة البلازما هي أربع مسام أساسية.
- ينتج عن الزواج النووي بشكل مباشر تكوين الميسيليا.
- الكارب الأساسي هو الجسم المثمر للفطر المنتج للفطر المنتج للفطر.
اللاسكوميكوتا اللاجنسي وباسيديوميكوتا
تستخدم الفطريات غير الكاملة - تلك التي لا تظهر مرحلة جنسية - ليتم تصنيفها في شكل phylum Deuteromycota، وهي مجموعة تصنيف لم تعد مستخدمة في التصنيف الحالي المتطور باستمرار للكائنات الحية. بينما كانت Deuteromycota تستخدم كمجموعة تصنيف، أظهر التحليل الجزيئي الأخير أن الأعضاء المصنفين في هذه المجموعة ينتمون إلى تصنيفات Ascomycota أو Basidiomycota. نظرًا لأنها لا تمتلك الهياكل الجنسية المستخدمة لتصنيف الفطريات الأخرى، فإنها لا توصف جيدًا مقارنة بالأعضاء الآخرين. يعيش معظم الأعضاء على الأرض، مع بعض الاستثناءات المائية. وهي تشكل الميسيليا المرئية ذات المظهر الضبابي وتعرف عادة باسم العفن.
يعتبر تكاثر الفطريات في هذه المجموعة لاجنسيًا تمامًا ويحدث في الغالب عن طريق إنتاج المسام اللطيفية اللاجنسية (الشكل\(\PageIndex{8}\)). قد تقوم بعض الخيوط بإعادة التجميع وتشكيل خيوط غير متجانسة. من المعروف أن إعادة التركيب الجيني تحدث بين النوى المختلفة.
الفطريات في هذه المجموعة لها تأثير كبير على الحياة البشرية اليومية. تعتمد صناعة المواد الغذائية عليها في نضج بعض أنواع الجبن. الأوردة الزرقاء في جبن Roquefort والقشرة البيضاء على Camembert هي نتيجة نمو الفطريات. تم اكتشاف البنسلين المضاد الحيوي في الأصل على لوحة بتري متضخمة، حيث قامت مستعمرة من فطريات البنسليوم بقتل نمو البكتيريا المحيطة بها. تسبب الفطريات الأخرى في هذه المجموعة أمراضًا خطيرة، إما مباشرة كطفيليات (تصيب كل من النباتات والبشر)، أو كمنتجة لمركبات سامة قوية، كما هو موضح في الأفلاتوكسينات التي تطلقها الفطريات من جنس Aspergillus.
الكبيبات الكبيمية
الكبيموميكوتا عبارة عن فيلوم تم إنشاؤه حديثًا ويتألف من حوالي 230 نوعًا تعيش جميعها في ارتباط وثيق بجذور الأشجار. تشير السجلات الأحفورية إلى أن الأشجار ومعاملاتها الجذرية تشترك في تاريخ تطوري طويل. يبدو أن جميع أفراد هذه العائلة يشكلون الفطريات المفصلية: تتفاعل الخيوط مع الخلايا الجذرية وتشكل ارتباطًا مفيدًا للطرفين حيث توفر النباتات مصدر الكربون والطاقة في شكل كربوهيدرات للفطر، وتزود الفطريات المعادن الأساسية منها التربة إلى النبات.
لا تتكاثر الكبيبات الكبيبية جنسياً ولا تعيش بدون وجود جذور نباتية. على الرغم من أنها تحتوي على خيوط متشابكة مثل الزيجوميسيتات، إلا أنها لا تشكل زيجوسبورات. يُظهر تحليل الحمض النووي أن جميع الكبيبات ربما تنحدر من سلف مشترك، مما يجعلها سلالة أحادية النواة.
ملخص
تعتبر Chytridiomycota (chytrids) المجموعة الأكثر بدائية من الفطريات. وهي في الغالب مائية، والأمشاج الخاصة بها هي الخلايا الفطرية الوحيدة المعروفة بإصابتها بالأسواط. تتكاثر جنسيًا ولاجنسيًا؛ تسمى الجراثيم اللاجنسية باسم zoospares. تنتج الزيجوميكوتا (الفطريات المترافقة) خيوط غير مفصولة تحتوي على العديد من النوى. تندمج هيبتهم أثناء التكاثر الجنسي لإنتاج زيجوسبور في زيجوسبورانيوم. تشكل أسكوميكوتا (فطريات الكيس) جراثيم في أكياس تسمى أسيك أثناء التكاثر الجنسي. التكاثر اللاجنسي هو الشكل الأكثر شيوعًا للتكاثر. تنتج Basidiomycota (فطريات النادي) أجسامًا مثمرة مبهرجة تحتوي على الباسيديا في شكل نوادي. يتم تخزين الجراثيم في الباسيديا. ينتمي معظم الفطر المألوف إلى هذا القسم. تم تصنيف الفطريات التي ليس لها دورة جنسية معروفة في شكل phylum Deuteromycota، والتي يضعها التصنيف الحالي في phyla Ascomycota و Basidiomycota. تشكل الكبيبات الكبيبية ارتباطات ضيقة (تسمى mycorrhizae) مع جذور النباتات.
اتصالات فنية
الشكل\(\PageIndex{4}\): أي العبارات التالية صحيحة؟
- يخضع الزبيب ثنائي النواة الذي يتشكل في أسكوكارب للتزاوج النووي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- يخضع الصمغ الثنائي الصبغي الذي يتشكل في أسكوكارب للتزاوج النووي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- يخضع الزيجوت أحادي الصبغيات الذي يتشكل في أسكوكارب للتزاوج النووي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- يخضع الزبيب ثنائي النواة الذي يتشكل في أسكوكارب للبلاسموغامي والانقسام الاختزالي والانقسام الفتيلي لتشكيل ثمانية أسكوسبورات.
- إجابة
-
أ
الشكل\(\PageIndex{7}\): أي العبارات التالية صحيحة؟
- الباسيديوم هو الجسم المثمر للفطر المنتج للفطر، ويشكل أربعة أنواع من الكارب الأساسي.
- نتيجة خطوة البلازما هي أربع مسام أساسية.
- ينتج عن الزواج النووي بشكل مباشر تكوين الميسيليا.
- الكارب الأساسي هو الجسم المثمر للفطر المنتج للفطر المنتج للفطر.
- إجابة
-
د
مسرد المصطلحات
- الميكوريزا المفصلية
- عادة ما تشمل الفطريات الكبيبات الكبيبية التي تخترق فيها الخيوط الفطرية جدران خلايا خلايا جذر النبات (ولكن ليس أغشية الخلايا)
- أسكوكارب
- جسم مثمر من أسكوميسيتس
- أسكوميكوتا
- (أيضًا، فطريات الأكياس) عبارة عن شريحة من الفطريات التي تخزن الجراثيم في كيس يسمى القوقعة
- بازيديكارب
- جسم مثمر يبرز من الأرض ويحمل الباسيديا
- باسيديوميكوتا
- (أيضًا فطريات النادي) شريحة من الفطريات التي تنتج هياكل على شكل نادي (الباسيديا) تحتوي على جراثيم
- الباسيديوم
- جسم مثمر على شكل نادي من البسيديوميسيتات
- تشيتريديوميكوتا
- (أيضًا الكيتريدات) شريحة بدائية من الفطريات التي تعيش في الماء وتنتج الأمشاج باستخدام الأسواط
- الديوتيروميكوتا
- الشكل السابق من الفطريات التي ليس لها دورة تناسلية جنسية معروفة (حاليًا أعضاء في فيلتين: Ascomycota و Basidiomycota)
- إكتوميكوريزا
- الفطريات التي لا تخترق فيها الخيوط الفطرية الخلايا الجذرية للنبات
- الكبيبات الكبيمية
- فيلوم الفطريات التي تشكل علاقات تكافلية مع جذور الأشجار
- عفونة
- عقدة من الميسيليا المرئية بمظهر غامض
- زيغوميكوتا
- (أيضًا الفطريات المترافقة) عبارة عن فطريات تشكل زيجوت موجود في زيجوسبور
- زيجوسبور
- هيكل بجدار خلوي سميك يحتوي على الزيجوت في الزيجوميسيت