13.4: Fungi

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Uyoga (a) unaojulikana ni aina moja tu ya Kuvu. Miili yenye rangi nyekundu ya matunda ya hii (b) ya kuvu ya matumbawe huonyeshwa. Micrograph hii (c) ya elektroni inaonyesha miundo yenye kuzaa spora ya Aspergillus, aina ya fungi yenye sumu inayopatikana zaidi katika udongo na mimea. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Chris Wee; mikopo b: muundo wa kazi na Cory Zanker; mikopo c: mabadiliko ya kazi na Janice Haney Carr, Robert Simmons, CDC; data ya wadogo kutoka Matt Russell)

Neno la kuvu linatokana na neno la Kilatini kwa uyoga. Hakika, uyoga unaojulikana ni fungi, lakini kuna aina nyingine nyingi za fungi pia (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Ufalme Fungi hujumuisha aina kubwa ya viumbe hai kwa pamoja hujulikana kama Eumycota, au fungi ya kweli. Wakati wanasayansi wamegundua aina 100,000 za fungi, hii ni sehemu tu ya aina zaidi ya milioni 1 ambazo zinaweza kuwepo duniani. Uyoga wa chakula, chachu, mold nyeusi, na Penicillium notatum (mtayarishaji wa penicillin ya antibiotic) ni wanachama wote wa Ufalme Fungi, ambayo ni ya uwanja Eukarya. Kama eukaryotes, kiini cha kawaida cha vimelea kina kiini cha kweli na organelles nyingi zinazofungwa na membrane.

Fungi ziliwahi kuchukuliwa kama viumbe kama mimea; hata hivyo, kulinganisha DNA umeonyesha kuwa fungi ni karibu zaidi kuhusiana na wanyama kuliko mimea. Fungi hawana uwezo wa photosynthesis: Wanatumia misombo ya kikaboni tata kama vyanzo vya nishati na kaboni. Baadhi ya viumbe vya vimelea huzidisha tu asexually, wakati wengine hupata uzazi wa asexual na uzazi wa kijinsia. Fungi nyingi huzalisha idadi kubwa ya spora zinazosambazwa na upepo. Kama bakteria, fungi huwa na jukumu muhimu katika mazingira, kwa sababu wao ni waharibifu na kushiriki katika baiskeli ya virutubisho kwa kuvunja vifaa vya kikaboni katika molekuli rahisi.

Fungi mara nyingi huingiliana na viumbe vingine, kutengeneza vyama vya manufaa au vya mutualistic. Fungi pia husababisha maambukizi makubwa katika mimea na wanyama. Kwa mfano, ugonjwa wa elm wa Kiholanzi ni maambukizi ya vimelea makubwa ambayo huharibu aina nyingi za asili za elm (Ulmus spp.). Kuvu huathiri mfumo wa mishipa ya mti. Ilikuwa ajali kuletwa na Amerika ya Kaskazini katika miaka ya 1900 na decimated miti elm kote bara. Ugonjwa wa elm wa Kiholanzi unasababishwa na kuvu Ophiostoma ulmi. Mende wa gome la elm hufanya kama vector na hupeleka ugonjwa kutoka mti hadi mti. Elms nyingi za Ulaya na Asia haziathiri zaidi kuliko elms za Amerika.

Kwa binadamu, maambukizi ya vimelea kwa ujumla yanachukuliwa kuwa changamoto ya kutibu kwa sababu, tofauti na bakteria, hawajibu tiba ya jadi ya antibiotiki kwani pia ni eukaryotes. Maambukizi haya yanaweza kuthibitisha mauti kwa watu wenye mfumo wa kinga ulioathirika.

Fungi zina maombi mengi ya kibiashara. Sekta ya chakula hutumia chachu katika kuoka, pombe, na kutengeneza divai. Misombo mengi ya viwanda ni ya bidhaa za fermentation ya vimelea. Fungi ni chanzo cha enzymes nyingi za biashara na antibiotics.

Muundo wa kiini na Kazi

Fungi ni eukaryotes na kwa hivyo wana shirika tata la seli. Kama eukaryotes, seli za vimelea zina kiini kilichofungwa na membrane. Aina chache za fungi zina miundo inayofanana na plasmidi (matanzi ya DNA) inayoonekana katika bakteria. Seli za vimelea pia zina mitochondria na mfumo tata wa membrane ya ndani, ikiwa ni pamoja na reticulum ya endoplasmic na vifaa vya Golgi.

Seli za vimelea hazina kloroplasts. Ingawa chlorophyll ya rangi ya photosynthetic haipo, fungi nyingi huonyesha rangi nyekundu, kuanzia nyekundu hadi kijani hadi nyeusi. Amanita muscaria yenye sumu (kuruka agaric) inatambulika na kofia yake nyekundu yenye rangi nyeupe (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)). Nguruwe katika fungi zinahusishwa na ukuta wa seli na kucheza jukumu la kinga dhidi ya mionzi ya ultraviolet. Baadhi ya rangi ni sumu.

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Amanita muscaria yenye sumu ni asili ya mikoa ya baridi na boreal ya Amerika ya Kaskazini. (mikopo: Christine Majul)

Kama seli za mimea, seli za vimelea zimezungukwa na ukuta wa seli nene; hata hivyo, tabaka rigid zina polysaccharides tata chitini na glucan na si selulosi ambayo hutumiwa na mimea. Chitin, pia hupatikana katika exoskeleton ya wadudu, hutoa nguvu za miundo kwa kuta za seli za fungi. Ukuta wa seli hulinda kiini kutokana na uchafu na wadudu. Fungi huwa na utando wa plasma unaofanana na eukaryotes nyingine, isipokuwa kuwa muundo umetulia na ergosterol, molekuli ya steroidi inayofanya kazi kama cholesterol inayopatikana katika utando wa seli za wanyama. Wanachama wengi wa ufalme Fungi ni nonmotile. Flagella huzalishwa tu na gametes katika mgawanyiko wa kale Chytridiomycota.

Ukuaji na Uzazi

Mwili wa mimea ya kuvu huitwa thallus na inaweza kuwa unicellular au multicellular. Baadhi ya fungi ni dimorphic kwa sababu wanaweza kwenda kutoka kuwa unicellular hadi multicellular kulingana na hali ya mazingira. Fungi ya unicellular kwa ujumla hujulikana kama yeasts. Saccharomyces cerevisiae (chachu ya mwokaji) na aina ya Candida (mawakala wa thrush, maambukizi ya kawaida ya vimelea) ni mifano ya fungi ya unicellular.

Fungi nyingi ni viumbe vingi. Wao huonyesha hatua mbili tofauti za kimaadili: mimea na uzazi. Hatua ya mimea ina sifa ya tangle ya miundo nyembamba kama thread inayoitwa hyphae (umoja, hypha), wakati hatua ya uzazi inaweza kuwa wazi zaidi. Masi ya hyphae inaitwa mycelium (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)). Inaweza kukua juu ya uso, katika udongo au nyenzo za kuoza, katika kioevu, au hata ndani au kwenye tishu zilizo hai. Ingawa hypha ya mtu binafsi inapaswa kuzingatiwa chini ya darubini, mycelium ya kuvu inaweza kuwa kubwa sana na aina fulani kweli kuwa “kuvu humongous.” Armillaria ostoyae kubwa (uyoga wa asali) huhesabiwa kuwa kiumbe kikubwa duniani, kinachoenea katika zaidi ya ekari 2,000 za udongo chini ya ardhi katika Mashariki mwa Oregon; inakadiriwa kuwa na umri wa angalau miaka 2,400.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Mycelium ya Kuvu Neotestudina rosati inaweza kuwa pathogenic kwa wanadamu. Kuvu huingia kwa njia ya kukata au kukata na huendelea kuwa mycetoma, maambukizi ya muda mrefu ya subcutaneous. (mikopo: CDC)

Hyphae nyingi za vimelea hugawanywa katika seli tofauti na kuta za mwisho zinazoitwa septa (umoja, septum). Katika migawanyiko mengi (kama mimea, phyla ya vimelea huitwa mgawanyiko kwa mapokeo) ya fungi, mashimo madogo katika septa huruhusu mtiririko wa haraka wa virutubisho na molekuli ndogo kutoka kiini hadi kiini kando ya hyphae. Wao ni ilivyoelezwa kama septa perforated. Hyphae katika molds mkate (ambayo ni ya mgawanyiko Zygomycota) si kutengwa na septa. Wao hutengenezwa kwa seli kubwa zilizo na viini vingi, mpangilio unaoelezwa kama hyphae ya coenocytic.

Fungi hustawi katika mazingira ambayo yana unyevunyevu na tindikali kidogo, na inaweza kukua na au bila mwanga. Wanatofautiana katika mahitaji yao ya oksijeni. Fungi nyingi ni wajibu wa aerobes, wanaohitaji oksijeni kuishi. Spishi nyingine, kama vile Chytridiomycota zinazoishi katika rumen ya ng'ombe, zinawajibisha anaerobes, maana yake haziwezi kukua na kuzaliana katika mazingira yenye oksijeni. Yeasts ni kati: Wanakua bora mbele ya oksijeni lakini wanaweza kutumia fermentation kwa kukosekana kwa oksijeni. Pombe iliyotokana na fermentation ya chachu hutumiwa katika uzalishaji wa divai na bia, na dioksidi kaboni huzalisha kaboni bia na divai yenye kung'aa, na hufanya mkate kupanda.

Fungi inaweza kuzaa ngono au asexually. Katika uzazi wa kijinsia na asexual, fungi huzalisha spores zinazoeneza kutoka kwa viumbe vya mzazi kwa ama yaliyo katika upepo au kupiga safari juu ya mnyama. Spores ya vimelea ni ndogo na nyepesi kuliko mbegu za mimea, lakini si kawaida iliyotolewa kama juu ya hewa. Uyoga mkubwa wa puffball hupasuka wazi na hutoa trilioni ya spores: Idadi kubwa ya spores iliyotolewa huongeza uwezekano wa spores kutua katika mazingira ambayo itasaidia ukuaji (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): (a) kubwa puffball uyoga releases (b) wingu la spores wakati fika ukomavu. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Roger Griffith; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Pearson Scott Foresman, walichangia kwa Wikimedia Foundation)

Jinsi Fungi Kupata Lishe

Kama wanyama, fungi ni heterotrofs: Wanatumia misombo ya kikaboni tata kama chanzo cha kaboni badala ya kurekebisha dioksidi kaboni kutoka angahewa, kama baadhi ya bakteria na mimea mingi inavyofanya. Aidha, fungi hazitengeneze nitrojeni kutoka anga. Kama wanyama, wanapaswa kuipata kutoka kwenye mlo wao. Hata hivyo, tofauti na wanyama wengi ambao huingiza chakula na kisha kuchimba ndani katika viungo maalumu, fungi hufanya hatua hizi kwa utaratibu wa reverse. Digestion hutangulia kumeza. Kwanza, exoenzymes, enzymes kwamba kuchochea athari juu ya misombo nje ya seli, ni kusafirishwa nje ya hyphae ambapo kuvunja virutubisho katika mazingira. Kisha, molekuli ndogo zinazozalishwa na digestion ya nje huingizwa kupitia maeneo makubwa ya uso wa mycelium. Kama ilivyo na seli za wanyama, polysaccharide ya hifadhi ya vimelea ni glycogen badala ya wanga, kama inavyopatikana katika mimea.

Fungi ni zaidi ya saprobes, viumbe ambavyo hupata virutubisho kutokana na kuoza jambo la kikaboni. Wanapata virutubisho vyao kutoka kwa wafu au kuharibu jambo la kikaboni, hasa vifaa vya kupanda. Exoenzymes ya vimelea yanaweza kuvunja polysaccharides isiyo na kawaida, kama vile selulosi na lignin ya kuni zilizokufa, kwenye molekuli za glucose zinazopatikana kwa urahisi. Waharibifu ni vipengele muhimu vya mazingira, kwa sababu wanarudi virutubisho vilivyofungwa kwenye miili ya maiti kwa fomu ambayo inatumika kwa viumbe vingine. Jukumu hili linajadiliwa kwa undani zaidi baadaye. Kwa sababu ya njia zao mbalimbali za kimetaboliki, fungi hutimiza jukumu muhimu la kiikolojia na zinachunguzwa kama zana za uwezo katika bioremediation. Kwa mfano, aina fulani za fungi zinaweza kutumiwa kuvunja mafuta ya dizeli na hidrokaboni yenye kunukia polycyclic. Spishi nyingine huchukua metali nzito kama vile cadmium na risasi.

Tofauti ya vimelea

Ufalme Fungi una tarafa kuu nne zilizoanzishwa kufuatana na hali yao ya uzazi wa kijinsia. Polyphyletic, fungi isiyohusiana ambayo huzaa bila mzunguko wa ngono, huwekwa kwa urahisi katika mgawanyiko wa tano, na kikundi cha sita cha vimelea kikubwa ambacho hakifanani vizuri na mojawapo ya tano zilizopita kimeelezwa hivi karibuni. Sio wote wa mycologists wanakubaliana na mpango huu. Maendeleo ya haraka katika biolojia ya molekuli na mpangilio wa 18S rRNA (sehemu ya ribosomu) yanaendelea kudhihirisha uhusiano mpya na tofauti kati ya makundi mbalimbali ya fungi.

Mgawanyiko wa jadi wa Fungi ni Chytridiomycota (chytrids), Zygomycota (fungi conjugated), Ascomycota (sac fungi), na Basidiomycota (klabu fungi). Mpango wa uainishaji wa zamani uliojumuisha fungi ambao hutumia uzazi wa asexual katika Deuteromycota, kikundi ambacho hakitumiki tena. Glomeromycota ni ya kikundi kipya kilichoelezwa (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Mgawanyiko wa fungi ni pamoja na (a) chytrids, (b) fungi iliyojitokeza, (c) fungi ya sac, na (d) fungi ya klabu. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na USDA APHIS PPQ; mikopo c: mabadiliko ya kazi na “icelight” /Flickr; mikopo d: mabadiliko ya kazi na Cory Zanker.)

Fungi ya pathog

Fungi nyingi zina athari mbaya kwa spishi nyingine, ikiwa ni pamoja na binadamu na viumbe wanavyotegemea kwa chakula. Fungi inaweza kuwa vimelea, vimelea, na, katika matukio machache sana, wadudu.

Panda Vimelea na Vimelea

Uzalishaji wa mazao mazuri ya kutosha ni muhimu kwa kuwepo kwetu. Magonjwa ya mimea yameharibu mazao, na kuleta njaa iliyoenea. Vimelea vingi vya mimea ni fungi zinazosababisha kuoza kwa tishu na hatimaye kifo cha mwenyeji (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Mbali na kuharibu tishu za mimea moja kwa moja, baadhi ya vimelea vya mimea huharibu mazao kwa kuzalisha sumu kali. Fungi pia huwajibika kwa uharibifu wa chakula na kuoza kwa mazao yaliyohifadhiwa. Kwa mfano, Kuvu Claviceps purpurea husababisha ergot, ugonjwa wa mazao ya nafaka (hasa ya rye). Ingawa kuvu hupunguza mavuno ya nafaka, madhara ya sumu ya alkaloid ya ergot juu ya wanadamu na wanyama ni ya umuhimu mkubwa zaidi: Katika wanyama, ugonjwa hujulikana kama ergotism. Ishara za kawaida na dalili ni kuchanganyikiwa, ukumbi, mimba, na kupoteza maziwa katika ng'ombe. Viungo vilivyotumika vya ergot ni asidi ya lysergic, ambayo ni mtangulizi wa LSD ya madawa ya kulevya. Smuts, kutu, na koga ya poda au downy ni mifano mingine ya vimelea vya kawaida vinavyoathiri mazao.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Baadhi ya vimelea vya vimelea ni pamoja na (a) mold ya kijani kwenye mazabibu, (b) kuvu kwenye zabibu, (c) koga ya poda kwenye zinnia, na (d) kutu ya shina kwenye mganda wa shayiri. Angalia rangi ya hudhurungi ya kuvu katika (b) Botrytis cinerea, pia inajulikana kama “kuoza vyeo,” ambayo inakua juu ya zabibu na matunda mengine. Maambukizi yaliyodhibitiwa ya zabibu na Botrytis hutumiwa kuzalisha vin yenye nguvu na yenye thamani sana. (mikopo a: muundo wa kazi na Scott Bauer, USDA ARS; mikopo b: muundo wa kazi na Stephen Ausmus, USDA ARS; mikopo c: muundo wa kazi na David Marshall, USDA ARS; mikopo d: muundo wa kazi na Joseph Smilanick, USDA ARS)

Aflatoxins ni misombo ya sumu na kansa iliyotolewa na fungi ya Aspergillus ya jenasi. Mara kwa mara, mavuno ya karanga na nafaka huchafuliwa na aflatoxins, na kusababisha kukumbuka kwa mazao makubwa, wakati mwingine huharibu wazalishaji, na kusababisha uhaba wa chakula katika nchi zinazoendelea.

Vimelea vya wanyama na Binadamu na Vimelea

Fungi inaweza kuathiri wanyama, ikiwa ni pamoja na wanadamu, kwa njia kadhaa. Fungi hushambulia wanyama moja kwa moja kwa kutawala na kuharibu tishu. Binadamu na wanyama wengine wanaweza kuwa na sumu kwa kula uyoga wa sumu au vyakula vilivyochafuliwa na fungi. Kwa kuongeza, watu ambao huonyesha hypersensitivity kwa molds na spores kuendeleza athari kali na hatari ya mzio. Maambukizi ya vimelea kwa ujumla ni vigumu sana kutibu kwa sababu, tofauti na bakteria, fungi ni eukaryotes. Antibiotics inalenga seli za prokaryotic tu, ambapo misombo inayoua fungi pia huathiri vibaya mwenyeji wa wanyama wa eukaryotic.

Maambukizi mengi ya vimelea (mycoses) ni ya juu na huitwa cutaneous (maana ya “ngozi”) mycoses. Kwa kawaida huonekana kwenye ngozi ya mnyama. Fungi zinazosababisha mycoses ya juu ya epidermis, nywele, na misumari mara chache huenea kwenye tishu za msingi (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Fungi hizi mara nyingi huitwa “dermatophytes” kutoka kwa ngozi ya Kigiriki ya dermis na mimea ya phyte, lakini sio mimea. Dermatophytes pia huitwa “ringworms” kwa sababu ya pete nyekundu ambayo husababisha ngozi (ingawa pete husababishwa na fungi, si mdudu). Fungi hizi hutoa enzymes za ziada ambazo huvunja keratin (protini inayopatikana katika nywele, ngozi, na misumari), na kusababisha hali kadhaa kama mguu wa mwanamichezo, tochi ya jock, na maambukizi mengine ya vimelea ya cutaneous. Hali hizi ni kawaida kutibiwa na creams juu ya counter topical na poda, na ni rahisi kuondolewa. Kuendelea zaidi, mycoses ya juu inaweza kuhitaji dawa za mdomo.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): (a) Ringworm inatoa kama pete nyekundu kwenye ngozi. (b) Trichophyton violaceum ni kuvu ambayo husababisha mycoses ya juu juu juu ya kichwa. (c) Histoplasma capsulatum, inayoonekana katika eksirei hii kama madoa ya maeneo ya mwanga kwenye mapafu, ni spishi ya Ascomycota inayoambukiza njia za hewa na kusababisha dalili zinazofanana na mafua. (mikopo a, b: mabadiliko ya kazi na Dr. Lucille K. Georg, CDC; mikopo c: mabadiliko ya kazi na M Renz, CDC; data ya kiwango cha bar kutoka Matt Russell)

Mycoses ya kawaida huenea kwa viungo vya ndani, kwa kawaida huingia mwili kupitia mfumo wa kupumua. Kwa mfano, coccidioidomycosis (homa ya bonde) hupatikana kwa kawaida kusini magharibi mwa Marekani, ambapo kuvu hukaa katika vumbi. Mara baada ya kuvuta pumzi, spores hukua katika mapafu na kusababisha ishara na dalili zinazofanana na zile za kifua kikuu. Histoplasmosis (Kielelezo\(\PageIndex{7}\) c) husababishwa na Kuvu ya dimorphic Histoplasma capsulatum; husababisha maambukizi ya mapafu na, katika hali za kawaida, uvimbe wa utando wa ubongo na kamba ya mgongo. Matibabu ya magonjwa mengi ya vimelea inahitaji matumizi ya dawa za antifungal ambazo zina madhara makubwa.

Mycoses zinazofaa ni maambukizi ya vimelea ambayo ni ya kawaida katika mazingira yote au sehemu ya biota ya kawaida. Wanaathiri hasa watu ambao wana mfumo wa kinga unaoathirika. Wagonjwa katika hatua za mwisho za UKIMWI wanakabiliwa na mycoses zinazofaa, kama vile Pneumocystis, ambayo inaweza kuwa hatari ya maisha. Chachu Candida spp., ambayo ni mwanachama wa kawaida wa biota ya asili, inaweza kukua bila kuchunguzwa ikiwa pH, ulinzi wa kinga, au idadi ya kawaida ya bakteria hubadilishwa, na kusababisha maambukizi ya chachu ya uke au kinywa (mdomo thrush).

Fungi inaweza hata kuchukua maisha ya kula. Katika mazingira ya udongo ambayo ni maskini katika nitrojeni, baadhi ya fungi hutumia predation ya nematodes (vidogo vidogo). Aina za fungi za Arthrobotrys zina njia kadhaa za mtego wa nematodes. Kwa mfano, wana pete za kupinga ndani ya mtandao wao wa hyphae. Pete hupungua wakati nematode inaigusa na kufunga karibu na mwili wa nematode, na hivyo kuikata. Kuvu huongeza hyphae maalumu ambayo inaweza kupenya mwili wa mdudu na polepole kuchimba mawindo maovu.

Fungi yenye manufaa

Fungi ina jukumu muhimu katika usawa wa mazingira. Wao hukoloni makazi mengi duniani, wakipendelea hali ya giza, yenye unyevu. Wanaweza kustawi katika mazingira yanayoonekana ya uadui, kama vile tundra, kutokana na ushirikiano wa mafanikio zaidi na viumbe vya photosynthetic, kama vile lichens. Fungi si dhahiri kwa njia ambayo wanyama wakubwa au miti mirefu ni. Hata hivyo, kama bakteria, wao ni decomposers kubwa ya asili. Kwa kimetaboliki yao inayofaa, fungi huvunja suala la kikaboni ambalo halina na haitatengenezwa vinginevyo.

Umuhimu kwa Mazingira

Utando wa chakula hautakuwa kamili bila viumbe vinavyoharibika jambo la kikaboni na fungi ni washiriki muhimu katika mchakato huu. Uharibifu unaruhusu baiskeli ya virutubisho kama vile kaboni, nitrojeni, na fosforasi tena katika mazingira hivyo zinapatikana kwa vitu hai, badala ya kuwa trapped katika viumbe wafu. Fungi ni muhimu hasa kwa sababu zimebadilika enzymes ili kuvunja selulosi na lignini, vipengele vya kuta za seli za mimea ambazo viumbe vingine vichache vinaweza kuchimba, ikitoa maudhui yao ya kaboni.

Fungi pia huhusika katika symbioses muhimu ya kiikolojia, wote wenye manufaa na pathogenic na viumbe kutoka kwa falme nyingine. Mycorrhiza, neno kuchanganya mizizi ya Kigiriki myco maana ya Kuvu na rhizo maana mizizi, inahusu uhusiano kati ya mizizi ya mimea ya mishipa na fungi yao ya symbiotic. Mahali fulani kati ya asilimia 80—90 ya spishi zote za mimea zina washirika wa mycorrhizal. Katika chama cha mycorrhizal, mycelia ya vimelea hutumia mtandao wao mkubwa wa hyphae na eneo kubwa la uso katika kuwasiliana na udongo ili kuelekeza maji na madini kutoka kwenye udongo kwenye mmea. Kwa kubadilishana, mmea hutoa bidhaa za photosynthesis kwa mafuta ya kimetaboliki ya Kuvu. Ectomycorrhizae (“nje” mycorrhiza) hutegemea fungi inayofunika mizizi kwenye ala (inayoitwa vazi) na wavu wa hyphae unaoenea ndani ya mizizi kati ya seli. Katika aina ya pili, fungi ya Glomeromycota huunda mycorrhiza ya arbuscular. Katika mycorrhiza hizi, fungi huunda arbuscles, hypha maalumu yenye matawi, ambayo hupenya seli za mizizi na ni maeneo ya kubadilishana metabolic kati ya kuvu na mmea wa jeshi. Orchids hutegemea aina ya tatu ya mycorrhiza. Orchids huunda mbegu ndogo bila kuhifadhi sana ili kuendeleza kuota na ukuaji. Mbegu zao hazitakua bila mpenzi wa mycorrhizal (kwa kawaida Basidiomycota). Baada ya virutubisho katika mbegu zimeharibika, ishara za vimelea zinaunga mkono ukuaji wa orchid kwa kutoa wanga na madini muhimu. Baadhi ya orchids huendelea kuwa mycorrhizal katika maisha yao.

Lichens blanketi miamba mingi na gome la mti, kuonyesha rangi mbalimbali na textures. Lichens ni viumbe muhimu vya waanzilishi ambao hukoloni nyuso za mwamba katika mazingira mengine yasiyo na uhai kama vile yanaundwa na uchumi wa glacial. Lichen inaweza kuondokana na virutubisho kutoka kwenye miamba na kuivunja katika hatua ya kwanza ya kujenga udongo. Lichens pia hupo katika makazi ya kukomaa juu ya nyuso za mwamba au miti ya miti. Wao ni chanzo muhimu cha chakula kwa caribou. Lichens sio kiumbe kimoja, bali ni kuvu (kwa kawaida aina ya Ascomycota au Basidiomycota) wanaoishi karibu na viumbe vya photosynthetic (alga au cyanobacterium). Mwili wa lichen, unaojulikana kama thallus, hutengenezwa kwa hyphae amefungwa karibu na mpenzi wa kijani. Viumbe vya photosynthetic hutoa kaboni na nishati kwa namna ya wanga na hupokea ulinzi kutoka kwa vipengele na thallus ya mpenzi wa vimelea. Baadhi ya cyanobacteria hutengeneza nitrojeni kutoka anga, na kuchangia misombo ya nitrojeni kwa chama. Kwa kurudi, kuvu hutoa madini na ulinzi kutoka kavu na mwanga mwingi kwa kuingiza mwani katika mycelium yake. Kuvu pia huunganisha viumbe vya symbiotic kwenye substrate.

Fungi zimebadilika vyama vya mutualistic na arthropods nyingi. Ushirikiano kati ya spishi za Basidiomycota na wadudu wadogo ni mfano mmoja. Mycelium ya vimelea inashughulikia na kulinda makoloni ya wadudu. Wadudu wadogo huendeleza mtiririko wa virutubisho kutoka kwenye mmea wa vimelea hadi kuvu. Katika mfano wa pili, mchwa wa kukata majani ya Amerika ya Kati na Kusini hutengeneza fungi. Wao hukata disks ya majani kutoka kwa mimea na kuwaunganisha katika bustani. Fungi hupandwa katika bustani hizi, huchimba selulosi ambayo mchwa hawawezi kuvunja. Mara baada ya molekuli ndogo za sukari zinazalishwa na zinazotumiwa na fungi, kwa upande wake huwa chakula kwa mchwa. Wadudu pia hupanda bustani yao, wakitangulia fungi zinazoshindana. Vidudu vyote na fungi hufaidika na chama. Kuvu hupokea ugavi wa kutosha wa majani na uhuru kutokana na ushindani, huku mchwa hulisha fungi wanaolima.

Umuhimu kwa Binadamu

Ingawa mara nyingi tunadhani fungi kama viumbe vinavyosababisha magonjwa na kuoza chakula, fungi ni muhimu kwa maisha ya binadamu katika ngazi nyingi. Kama tulivyoona, huathiri ustawi wa watu kwa kiwango kikubwa kwa sababu husaidia mzunguko wa virutubisho katika mazingira. Wana majukumu mengine ya mazingira pia. Kwa mfano, kama vimelea vya wanyama, fungi husaidia kudhibiti idadi ya wadudu wenye kuharibu. Fungi hizi ni maalum sana kwa wadudu wanaoshambulia na hawaambukizi wanyama wengine au mimea. Uwezo wa kutumia fungi kama wadudu wa microbial unachunguzwa, huku spishi kadhaa tayari kwenye soko. Kwa mfano, kuvu Beauveria bassiana ni dawa ambayo kwa sasa inajaribiwa kama udhibiti wa kibiolojia iwezekanavyo kwa kuenea hivi karibuni kwa emerald ash borer. Imetolewa mnamo Michigan, Illinois, Indiana, Ohio, West Virginia, na Maryland.

Uhusiano wa mycorrhizal kati ya fungi na mizizi ya mimea ni muhimu kwa uzalishaji wa mashamba. Bila mpenzi wa vimelea katika mifumo ya mizizi, 80— 90% ya miti na nyasi haziwezi kuishi. Vimelea vya mycorrhizal vimelea vinapatikana kama marekebisho ya udongo kutoka maduka ya ugavi wa bustani na kukuzwa na wafuasi wa kilimo cha kikaboni.

Pia tunakula aina fulani za fungi. Uyoga huonekana maarufu katika mlo wa binadamu. Morels, uyoga wa shiitake, chanterelles, na truffles huchukuliwa kuwa mazuri (Kielelezo\(\PageIndex{8}\)). Uyoga wa meadow mnyenyekevu, Agaricus campestris, inaonekana katika sahani nyingi. Moulds ya jenasi Penicillium kuiva jibini nyingi. Wanatokea katika mazingira ya asili kama vile mapango ya Roquefort, Ufaransa, ambapo magurudumu ya jibini la maziwa ya kondoo hupigwa ili kukamata molds zinazohusika na mishipa ya bluu na ladha ya pungent ya jibini.

Kielelezo\(\PageIndex{8}\): Uyoga zaidi ni ascomycete ambayo inathaminiwa sana kwa ladha yake ya maridadi. (mikopo: Jason Hollinger)

Fermentation-ya nafaka kuzalisha bia, na ya matunda ya kuzalisha mvinyo-ni sanaa ya kale ambayo binadamu katika tamaduni nyingi wamefanya mazoezi kwa miaka mingi. Michachu ya mwitu hupatikana kutoka kwenye mazingira na hutumiwa kuvuta sukari ndani ya CO ₂ na pombe ya ethyl chini ya hali ya anaerobic. Sasa inawezekana kununua aina pekee za yeasts za mwitu kutoka mikoa tofauti ya mvinyo. Pasteur alikuwa muhimu katika kuendeleza aina ya kuaminika ya chachu ya Brewer, Saccharomyces cerevisiae, kwa sekta ya pombe ya Kifaransa mwishoni mwa miaka ya 1850. Ilikuwa ni moja ya mifano ya kwanza ya bioteknolojia patenting. Chachu pia hutumiwa kutengeneza mikate inayoinuka. Dioksidi kaboni wanayozalisha inawajibika kwa Bubbles zinazozalishwa katika unga ambao huwa mifuko ya hewa ya mkate uliooka.

Metabolites nyingi za sekondari za fungi zina umuhimu mkubwa wa kibiashara. Antibiotiki kwa kawaida huzalishwa na fungi ili kuua au kuzuia ukuaji wa bakteria, na kupunguza ushindani katika mazingira ya asili. Madawa ya thamani pekee kutoka fungi ni pamoja na cyclosporine ya madawa ya kulevya ya immunosuppressant (ambayo hupunguza hatari ya kukataliwa baada ya kupandikiza chombo), watangulizi wa homoni za steroid, na alkaloids ya ergot kutumika kuacha damu. Aidha, kama urahisi cultured viumbe eukaryotic, baadhi fungi ni muhimu mfano viumbe utafiti ikiwa ni pamoja na nyekundu mkate mold Neurospora crassa na chachu, S. cerevisiae.

Muhtasari wa sehemu

Fungi ni viumbe vya eukaryotiki vilivyoonekana kwenye ardhi zaidi ya miaka milioni 450 iliyopita. Hizi ni heterotrofsi na hazina rangi za photosynthetic kama vile klorofili wala organelles kama vile kloroplasti. Kwa sababu wanalisha jambo la kuoza na kufa, ni saprobes. Fungi ni decomposers muhimu na kutolewa vipengele muhimu katika mazingira. Enzymes za nje huchimba virutubisho vinavyoweza kufyonzwa na mwili wa kuvu unaoitwa thallus. Ukuta wa seli nyembamba uliofanywa na chitini huzunguka kiini. Fungi inaweza kuwa unicellular kama yeasts au kuendeleza mtandao wa filaments inayoitwa mycelium, mara nyingi huelezwa kama mold. Aina nyingi huzidisha na mzunguko wa uzazi wa kijinsia na wa kijinsia, na kuonyesha mchanganyiko wa vizazi.

Mgawanyiko wa fungi ni Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota, na Glomeromycota.

Fungi huanzisha mahusiano ya vimelea na mimea na wanyama. Magonjwa ya vimelea yanaweza kuharibu mazao na kuharibu chakula wakati wa kuhifadhi. Misombo zinazozalishwa na fungi inaweza kuwa sumu kwa wanadamu na wanyama wengine. Mycoses ni maambukizi yanayosababishwa na fungi. Mycoses ya juu huathiri ngozi, wakati mycoses ya utaratibu huenea kupitia mwili. Maambukizi ya vimelea ni vigumu kutibu.

Fungi zina ukoloni mazingira yote duniani lakini mara nyingi hupatikana katika maeneo baridi, giza, yenye unyevunyevu yenye ugavi wa vifaa vya kuoza. Fungi ni decomposers muhimu kwa sababu wao ni saprobes. Mahusiano mengi ya mafanikio ya mutualistic yanahusisha kuvu na viumbe vingine. Wanaanzisha vyama vingi vya mycorrhizal na mizizi ya mimea. Lichens ni uhusiano wa usawa kati ya kuvu na viumbe vya photosynthetic, kwa kawaida alga au cyanobacterium.

Fungi ni muhimu kwa maisha ya kila siku ya binadamu. Fungi ni decomposers muhimu katika mazingira mengi. Fungi ya Mycorrhizal ni muhimu kwa ukuaji wa mimea mingi. Fungi, kama chakula, hufanya jukumu katika lishe ya binadamu kwa namna ya uyoga na kama mawakala wa fermentation katika uzalishaji wa mkate, jibini, pombe, na maandalizi mengine mengi ya chakula. Metabolites ya sekondari ya fungi hutumiwa katika dawa kama antibiotics na anticoagulants. Fungi hutumika katika utafiti kama viumbe vya mfano kwa ajili ya utafiti wa jenetiki za eukaryotiki na kimetaboliki.

faharasa

Ascomycota

(sac fungi) mgawanyiko wa fungi kwamba kuhifadhi spores katika sac iitwayo ascus

basidiomycota

(klabu fungi) mgawanyiko wa fungi zinazozalisha miundo ya umbo la klabu, basidia, ambayo ina spores

Chytridiomycota

(chytrids) mgawanyiko wa kwanza wa fungi wanaoishi katika maji na kuzalisha gametes na flagella

Glomeromycota

kikundi cha fungi ambacho huunda mahusiano ya symbiotic na mizizi ya miti

hypha

filament ya vimelea yenye seli moja au zaidi

kuvu

chama cha karibu cha kuvu na alga ya photosynthetic au bakteria inayofaidika washirika wote

ukungu

tangle ya mycelia inayoonekana na kuonekana kwa fuzzy

miseliamu

wingi wa hyphae ya vimelea

mycorrhiza

chama cha mutualistic kati ya fungi na mizizi ya mimea ya mishipa

mycosis

maambukizi ya vimelea

septamu

mgawanyiko wa ukuta wa seli kati ya hyphae

thallus

mwili wa mimea ya kuvu

chachu

neno la jumla linalotumiwa kuelezea fungi ya unicellular

Zygomycota

(fungi conjugated) mgawanyiko wa fungi ambayo huunda zygote zilizomo katika zygospore

Wachangiaji na Majina

• Template:ContribOpenStaxConcepts