Home   Gallery   About Fungi   Photographers    Opening

 

 

Fungi Kingdom

 

Fungi are widely spread eukaryotic organisms that are better known as mushrooms, truffles, rust fungi, regnum fungi, moulds, yeasts. They include some of the most important organisms in nature, both from ecological and from economic aspect. Fungi degrade organic waste and participate in such a way in circulation of matter in nature, provide plants with nutrients they could not grow without, serve as food to animals, and people, enable production of dough and alcoholic drinks, and they are also the source of medicinal substances and toxins. It is assumed that there are some 1.5 million fungi varieties and that only 5% (close to 70,000) of them has been described until now. Until recently, they used to be classified as plants and today they occupy the deserved position within a special fungi kingdom.

 

For a long time fungi used to bemuse scientists with their characteristics that have already been known among plants and animals and it was therefore difficult to determine their place on the tree of life. Just as plants, fungi are immobile and they do not have the potential of active food catching, although they do not perform photosynthesis; just as animals they contain glycogen as deposited substance and chitin in their cell walls (it is present in exoskeleton of insects). Within the last ten years, thanks to intensive development of genetics and molecular biology, the scientists have managed to come to the replies to many questions in the field of fungi classification. As the result, many organisms that used to be classified as fungi are now excluded from that kingdom (e.g. slime fungi), while many others have found their place among them for the first time. One of important discoveries was that fungi are similar to animals with which they share a common ancestor they separated from some 0.6 billion years ago.

 

The fungi kingdom includes exceptionally diverse organisms that differ one from another according to their ecology, life cycles, and life strategies and in particular, the morphology that varies from unicellular to large, multicellular structures. The best known fungi belong to the sub-kingdom Dikarya, which includes two large divisions (phyla) - Ascomycota and Basidiomycota. This is the monophyletic group (all of its members trace back to one common ancestor) of the so-called macro-fungi that form clearly visible fruiting bodies. Opposite to them, micro-fungi include organisms of microscopic size such as yeasts (unicellular) and moulds.

 

Most fungi are filamentous organisms, which means that they consist of long fibre structures – hyphae. Hyphae can be septatic – built from elongated cells the ends of which are mutually connected with septas allowing the flow of cytoplasm (Ascomycota, Basidiomycota), or they can be coenocytic – built from a single super-cell with a large number of nuclei (Chytridiomycota, Zygomycota). A large number of branching hyphae build a vegetative fungus body that is called mycelium. Hidden in a substrate (soil or living organisms), mycelium is far away from a man’s eye and that is why most people think only of a fruiting body – sporocarp, which is formed above substrate, when they refer to fungi. Propagation is its sole function and it is made of reproductive hyphae that produce spores. Fruiting bodies of different groups of fungi are characterised by exceptional morphological diversity, both in macroscopic and in microscopic sense, which provides them a taxonomic significance. They vary in shape (mushrooms, stalk-like, cup-like, club-like, ball-like, coral-like, etc.). Thanks to its uniquely built vegetative body – mycelium, within which the cells are excellently mutually linked and communicate easily, filamentous fungi can conquer vast areas searching for appropriate living conditions. A single organism can spread across the surface of several square kilometres, where hyphae being in better conditions can send food to those parts of mycelium that are currently located in a poorer part of substrate. Most filamentous fungi are dikaryotic organisms, which means that in the stadium marking the sexual stage of their lives they are made of hyphae containing two nuclei of different types in each cell and that is why they are called – dikaryons or dikaryotic hyphae (with two nuclei). Dikaryotic mycelium can live for exceptionally long time (up to several centuries).

 

Fungi belong to the group of heterotrophic organisms that use ready-made organic matter. They are not capable of actively „swallowing“ their food as the animals do, but they feed on absorption of nutrients obtained via substrate dissolving with the assistance of extra-cellular enzymes that cells excrete into the external environment. Most fungi are saprotrophs that feed on dead organic matter. Such fungi are unique natural “recyclers“ – they eliminate the remains of dead organisms that would otherwise sediment on soil and thanks to their dissolving they supply other organisms with minerals and participate in the circulation of matter in nature. Particularly important saprotrophic fungi are the so-called lignicolous fungi that colonise dead trees and they are the only organisms on the plant that are capable of dissolving completely the wooden material (all of its parts – lignin, celluloses, and hemicelluloses). Many fungi live a parasitic life and they feed on live organisms. Mutualistic fungi are the third, exceptionally important nutritive group of fungi. They are the fungi that live in mutually useful communities with other organisms – plants, animals, and prokaryotes. Lichens are the best-known and also the firmest mutualistic communities (they consist of algae and fungi) and mycorise (plants and fungi). Within lichens, the fungi protect algae from drying and mechanical damages and they supply them with water and minerals, while algae supply fungi with organic matter generated as the product of photosynthesis. Within mycorises, the plants supply fungi with water and organic matter, while fungi supply plants with minerals and protect them from pathogenic microorganisms and harmful impact of heavy metals and radionuclides they absorb.

 

The man’s use of fungi in different purposes has got centuries long history. Due to exceptional nutritive value (they contain proteins, essential amino acids, vitamins) the fungi have been used as food since the beginning of human civilisation. Today many of them are grown, while others are still collected and picked in nature. However, one must not forget that many of them are poisonous for man (which does not necessarily mean that they are poisonous for animals as well), with the toxicity that varies from mild stomach problems or allergic reactions to hallucinogenic effects and lethal outcome. Thanks to fungi that we use in bio-technological processes, we have the privilege to enjoy in food products such as bread, alcoholic drinks, cheese with noble moulds, Soya sauce, tempeh, and miso. Thanks to the capacity of fungi to produce the whole range of biologically active substances during their secondary metabolism many varieties of fungi have found their application in production of antibiotics, vitamins, anti-carcinogenic medicines, cholesterol reducing medicines, etc. Some fungi varieties have been modified via genetic engineering for the purpose of more productive and faster obtaining of pharmaceutically important substances. The fungi may be also useful in agriculture as fighters against harmful microorganisms via competition or pathogenic effect. In addition to the above, fungi have an exceptional role in remediation of damaged eco-systems since they degrade or absorb harmful substances (herbicides, insecticides, complex hydrocarbons, heavy metals, and radionuclides).

 

 

Царство гљива

 

Гљиве су широко распрострањени еукариотски организми, познатији као печурке, тартуфи, рђе, гарке, плесни, квасци. Међу њима се налазе неки од најзначајнијих организама у природи, како са еколошког тако и са економског становишта. Оне разграђују органски отпад и тако учествују у кружењу материје у природи, снабдевају биљке хранљивим материјама без којих не би могле да расту, служе као храна животињама и људима, омогућавају производњу теста и алкохолних пића, извор су лековитих супстанци али и токсина. Претпоставља се да постоји око 1,5 милион врста гљива а да је свега 5% (око 70 000) њих до сада описано. Донедавно су их убрајали у царство биљака, а данас оне заузимају заслужено место у оквиру посебног царства гљива.

 

Гљиве су дуго збуњивале научнике карактеристикама које су већ биле познате код биљака и животиња, па је зато њихово место на дрвету живота било тешко одредити. Као и биљке гљиве су непокретне и немају способност активног хватања хране, али не врше фотосинтезу; као и животиње садрже гликоген као резервну материју и хитин у својим ћелијским зидовима (присутан у егзоскелету инсеката). У последњих десетак година, захваљујући интензивном развоју генетике и молекуларне биологије, научници су успели да разоткрију многа питања на пољу класификације гљива. Као резултат тога многи организми који су некада сврставани у гљиве данас се налазе ван овог царства (нпр. слузаве гљиве), док су се многи други по први пут нашли у њему. Једно од важних открића било је и да су гљиве сродне са животињама са којима деле заједничког претка од којег су се одвојиле пре око 0,6 билиона година.

 

Царство гљива обухвата изузетно разнолике организме који се међусобно разликују по својој екологији, животним циклусима и животним стратегијама а посебно морфологији која варира од једноћелијских до крупних, вишећелијских структура. Најпознатије гљиве припадају подцарству Dikarya које обухвата два велика раздела: Ascomycota и Basidiomycota, а представља монофилетску  групу (потичу од заједничког претка) такозваних макрогљива које формирају јасно уочљива плодна тела. За разлику од њих микрогљиве обухватају организме микроскопских величина као што су квасци (једноћелијски) и плесни.

 

Већина гљива су филаментозни организми, што значи да се састоје из дугих влакнастих структура – хифа. Хифе могу бити септиране – изграђене из издужених ћелија чији су крајеви међусобно повезани септама које дозвољавају проток цитоплазме (Ascomycota, Basidiomycota) или могу бити ценоцитичне – изграђене из једне једине суперћелије са великим бројем једара (Chytridiomycota, Zygomycota). Велики број разгранатих хифа граде вегетативно тело гљиве које се назива мицелија. Скривена у супстрату (земљишту или живим организмима), мицелија је далеко од очију човека и због тога већина људи под гљивама подразумева само њихово плодно тело – спорокарп, које се формира изнад супстрата. Његова једина фунција је размножавање, а изграђено је од репродуктивних хифа које производе споре. Плодна тела различитих група гљива одликују се изузетном морфолошком разноврсношћу, како макроскопском тако и микроскопском, због чега имају таксономски значај. Варирају у облику (печуркасти, конзоласти, чашичасти, батинасти, лоптасти, корални итд.), величини, боји, конзистенцији, мирису, укусу. Захваљујући свом јединствено изграђеном вегетативном телу – мицелији, у оквиру којег су ћелије одлично међусобно повезане и лако комуницирају, филаментозне гљиве могу да освајају изузетна пространства у потрази за условима повољним за живот. Један једини организам може се простирати на површини од по неколико квадратних километара, при чему хифе које се налазе у бољим условима могу да шаљу храну оним деловима мицелије који се тренутно налазе у сиромашнијем делу супстрата. Већина филаментозних гљива су дикариотски организми, што значи да су у стадијуму који означава полну фазу њиховог животa изграђене од хифа које у свакој ћелији имају по два једра различитог типа и због тога се називају – дикариони или дикариотска хифа („двоједарна“). Дикариотска мицелија може да живи изузетно дуго (и по неколико векова).

 

Гљиве припадају групи хетеротрофних организама који користе готову органску материју. Оне нису у стању да активно „гутају“ своју храну као што то чине животиње, већ се хране апсорпцијом (упијањем) хранљивих материја добијених разградњом супстрата, уз помоћ екстрацелуларних ензима које ћелије луче у спољашњу средину. Већина гљива су сапротрофи који се хране мртвом органском материјом. Овакве гљиве су својеврсни природни „рециклатори“ – оне уклањају остатке угинулих организама који би се у супротном таложили на земљи и њиховом разградњом снабдевају друге организме минералним материјама и учествују у циклусу кружења материје у природи. Посебно важне сапротрофне гљиве су тзв. лигниколне гљиве које колонизују мртво дрво и једини су организми на планети који могу у потпуности да разграде дрвни материјал (све његове делове – лигнин, целулозу и хемицелулозу). Многе гљиве живе паразитски, хранећи се живим организмима. Трећу, изузетно важну нутритивну групу гљива представљају мутуалисти. У питању су гљиве које живе у обострано корисним заједницама са другим организмима – биљкама, животињама и прокариотима. Најпознатије и уједно најчвршће мутуалистичке заједнице јесу лишајеви (чине их алге и гљиве) и микоризе (између биљака и гљива). У оквиру лишајева гљиве штите алге од исушивања и механичких оштећења и снабдевају их водом и минералним материјама, а алге снабдевају гљиве органским материјама насталим као производ фотосинтезе. У оквиру микориза биљка снабдева гљиву водом и органским материјама, док гљива биљку снабдева минералним материјама и штити је од патогених микроорганизама и штетног утицаја тешких метала и радионуклида које апсорбује.

 

Човекова употреба гљива у различите сврхе има вековима дугу историју. Због изузетних хранљивих вредности (садрже протеине, есенцијалне аминокиселине, витамине) гљиве се од самог почетка људске цивилизације користе као храна. Данас се многе узгајају док се друге и даље скупљају из природе. При томе не треба заборавити да је много оних које су отровне за човека (при чему не морају бити отровне за животиње), са токсичношћу која варира од благих стомачних тегоба или алергијских реакција до халуциногених ефеката и смртног исхода. Захваљујући гљивама које користимо у биотехнолошким процесима имамо привилегију да уживамо у прехрамбеним производима као што су хлеб, алкохолна пића, сиреви са племенитим плеснима, сојин сос, темпех, мисо. Захваљујући способности гљива да током свог секундарног метаболизма производе читав низ биолошких активних материја, многе врсте су добиле своју примену у добијању антибиотика, витамина, антиканцерогених лекова, лекова за снижавање холестерола итд. Генетичким инжењерингом неке врсте гљива су модификоване ради продуктивнијег и бржег добијања фармацеутски важних материја. Гљиве могу бити корисне и у пољопривреди као борци против штетних микроорганизама путем компетиције или патогеног дејства. Поред свега поменутог, гљиве имају изузетну улогу и у ремедијацији оштећених еко-система тако што разграђују или апсорбују штетне материје (хербициде, инсектициде, сложене угљоводонике, тешке метале, радионуклиде).

 

tekst: Милана Новаковић