許多年前,喜歡旅行的法國作家哈德·克魯獨自一人前往南美。當他踏進巴西叢林時,他被美麗的自然風光所吸引。
一天,他穿過一片茂密的灌木叢,在開闊的草地上看到一個奇怪的白色“小雞蛋”。起初,他以為是鳥蛋或蜥蜴蛋。當他觸摸它時,他發現它柔軟有彈性。克虜伯覺得很奇怪。他想拿起來看看。突然,他發現“雞蛋”在不斷地膨脹,“蛋殼”很快就出現了一條細小的裂縫,然後一分為二,一把橙色的小傘從裡面跳了出來。經過仔細觀察,克虜伯發現它原來是一個蘑菇。
這種蘑菇的生長速度驚人,在兩個小時内就長了50厘米。克魯深感震驚,完全忘記了時間。黃昏時分,生長迅速的蘑菇發生了一個驚人的變化:在黃色的雨傘下,它突然抖出一個白色透明的網狀“薄紗”,被拖到地上,就像歐洲女士們穿的長裙。然後,美麗而奇怪的蘑菇散發出一股難聞的氣味。此時,森林已是夜色低沉,一道綠光從傘下發出,反射出網狀的“薄紗”,耀眼奪目。氣味吸引了無數的昆蟲并在它周圍飛來飛去。回家後,克魯普回國後詢問植物學家才知道,這種奇怪的蘑菇屬于竹荪菌,是一種營養價值高、味道鮮美的食用菌。
關于真菌的故事很多,但離我們不遠。
是植物,還是動物我們每天都和真菌打交道,比如做面包或饅頭的酵母,釀酒用的釀酒酵母,提取青黴素的青黴素,剩菜的毛黴,以及我們吃的各種蘑菇,如真菌、香菇和平菇。那麼真菌是什麼樣的有機體呢?真菌是植物還是動物?你可能會在一些舊的教科書或科普書中看到真菌屬于植物,但現在一些較新的教科書或科普書籍将真菌與植物分開,認為真菌不屬于植物。很多人對此很困惑。
要理解這個問題,我們必須從200多年前開始。人們普遍認為,瑞典博物學家林奈是第一個将真菌分類為植物的人。在他1735年寫的重要著作《自然系統》中,他把地球上的生物分成兩個王國:植物王國和動物王國。植物含有葉綠素,能進行光合作用,使自身食物(光合自養),不能移動,細胞有細胞壁。另一方面,動物不含葉綠素,不能自己生産食物,依靠進食或捕捉現成的有機物或其他有機體作為食物。
絕大多數動物都能活動,而且細胞沒有細胞壁。真菌不同于上述動植物。如果沒有葉綠素,它們就不能進行光合作用,但它們都有細胞壁,大部分不能運動。相對而言,真菌和植物的關系更為密切,因此林奈屬植物也包括了真菌。同時,由于真菌不産生種子,隻靠孢子繁殖,過去,真菌和其他不産種子、不靠孢子繁殖的藻類、苔藓植物和蕨類植物統稱為孢子植物。長期以來,人們根據林奈的兩個系統将真菌視為植物。在植物學教科書、自然教科書和一些科普書籍中,真菌也被定義為植物。
随着科學技術的不斷發展,人們對生物學的認識也在不斷提高,對真菌的認識也在不斷提高。
20世紀50年代以來,人們對真菌在植物界的地位提出了許多質疑,并對真菌的地位提出了許多新的看法。其中,最具代表性的學者是美國生物學家魏泰克。
1959年和1969年,他提出了将生物體分為四界和五界的意見,包括将真菌從植物界分離出來,建立一個單獨的真菌王國。他的主要依據是真菌的營養方式完全不同于動植物,主要是腐生或寄生的。魏泰克的觀點得到了國内外大多數生物學家的認可,肯定了将真菌從植物界分離出來,單獨建立真菌王國的科學性和合理性。因此,在國内外一些新教材中,将真菌從植物界中分離出來,按真菌界分别讨論。
真菌什麼樣真菌是什麼生物?總之,真菌是一大類不含葉綠素的真核生物,具有細胞壁和異養吸收。它們在形态、繁殖和營養方面的主要特征如下
首先,絕大多數真菌有機體是由菌絲體組成的,也就是說,它們的細胞非常薄,呈絲狀結構。例如,根黴是夏季食物黴變的最常見原因,它在食物上長出大量松散的白色“棉毛”,這是它的有機體。因為菌絲體很薄,隻能在顯微鏡下才能看到。白色的“棉毛”很快就變成了黑色。這是因為它們很快産生了大量深褐色的孢子,白色松散的菌絲體随後老化解體。
另一個例子是平菇,木耳和香菇。在營養生長旺盛的時期,它們的生物也生長出大量白色松散的菌絲,但随後菌絲體分化形成傘狀、耳狀或其他不同形狀的子實體,并在子實體上産生大量孢子進行繁殖。如果我們從其子實體的任何部位取一點組織在顯微鏡下觀察,我們也可以看到它們也是由許多菌絲組成的。真菌的菌絲體有細胞壁。細胞壁的主要成分是甲殼素。菌絲中有細胞核,說明菌絲具有生殖功能。
其次,真菌的繁殖方式多種多樣,繁殖能力強,但不産生種子,而是通過無性繁殖或有性繁殖産生大量孢子進行繁殖。不同真菌産生的孢子在類型、大小、形狀和顔色上都不同。因為真菌的孢子很小,必須在顯微鏡下才能看到。此外,真菌的菌絲體在适宜的條件下也能分裂、生長和繁殖。
真菌在繁殖過程中産生的孢子數量驚人。例如,一株紫芝每天可産生2.5億個孢子,
磷多孔菌可産生約36億個孢子,
扁平層孔菌可産生300億個孢子。
直徑為0.5米的大馬勃産生的孢子數量更是驚人。一位從南美遠征歸來的人曾在回憶錄中生動地描述了與馬勃的邂逅:“那天,我獨自一人在森林裡散步。在我面前,有一個被枯葉覆蓋的樹坑。我沒注意,就踩在上面掉進了泥裡。當我從坑中拔出腳來,正暗自慶幸沒有受傷時右腳下卻發出了‘叭’的一聲,我感覺一個東西被踩破了。突然,黑煙出現在我面前。我的鼻子被黑煙強烈地刺激了一下,感到一陣陣酸溜溜的。淚水從我的眼睛裡湧出,我打了一次又一次的噴嚏,我周圍的黑煙終于消散了。這時,我看到腳下有一個南瓜狀的白色大菌,破裂處有少量黑煙袅袅而出。原來,這就是号稱,“植物催淚彈”的馬勃。
從馬勃身上冒出的黑煙是其數億個孢子。這些散落的孢子落在地上後,可以長出小馬勃。由于它對人類有強烈的刺激性,南美印第安人把它作為抵抗敵人的特殊武器。歐洲殖民者當時遭受了巨大的痛苦。為了掠奪南美洲的橡膠資源,他們派出大批軍隊入侵南美。當地印第安人為了抵抗殖民者,常常把敵人引到茂密的馬勃林中,隐蔽起來。當敵人踩到馬勃上,被“黑煙”熏得狼狽不堪時,再跳出來反擊。
最後,真菌獲得營養的途徑是異養的,即不能自己生産食物,而是依靠現成的有機物(腐生)或活的動植物和人體(寄生)的分解利用,一些物種與其他生物共存。所謂腐生植物,就是通過分解死的動植物殘體和各種有機物來獲取營養的方法。
這些真菌生活在土壤、垃圾、草、水果和各種食物中。它們可以直接吸收和使用一些小分子糖或氨基酸。然而,對于一些大分子有機物,如纖維素、木質素、脂肪、澱粉、蛋白質等,真菌分泌大量的胞外酶,将其分解成小分子物質,制成溶液,然後在高滲壓下吸收到體内。寄生是指真菌寄生在動植物和人體上,直接從寄主植物中吸收營養物質。此外,一些真菌與其他生物(植物、藻類和動物)共存。它們相互依賴,一方面為共生生物提供利益,另一方面從共生生物中獲取營養。
所有這些特征表明真菌與動植物有很大的不同。它們既不是植物也不是動物,而是一個獨立的有機體群。
真菌不是細菌
真菌和細菌是同一物種嗎?客觀地說,真菌和細菌既有相同點,也有不同點。
二者的共同特點是都有細胞壁,營養是異養的,即腐生或寄生的。
然而,真菌和細菌有很大的區别。例如,細菌的細胞壁組成以肽聚糖為主,真菌多為甲殼素;真菌的營養方式為異養(腐生或寄生),大多數細菌和真菌為腐生或寄生。腐生細菌通過分解各種有機物獲得營養,而寄生細菌則直接從動植物或人體等宿主吸收營養。
細菌和真菌的區别在于有些細菌是自養的,包括光合自養和化學自養。光合自養細菌含有細菌葉綠素,可以進行光合作用,産生自身的營養物質,如光合細菌。但它們的光合過程與植物并不完全相同。細菌的光合作用不産生氧氣。當細菌氧化硫化氫産生能量時,細菌氧化硫化氫産生硫。
真菌和細菌最大的區别是細菌細胞内隻有核物質,沒有核膜和核仁。我們稱之為原核生物。無線粒體、高爾基體、内質網等細胞器。然而,真菌細胞中存在真核生物,即有核膜和核仁。有線粒體、高爾基體和内質網等細胞器。
此外,細菌和真菌在結構上也有很大的差異。細菌的形狀有球形、杆狀和螺旋形,它們都非常小。除少數單細胞型外,大多數真菌都是由菌絲組成的,其生物量遠大于優良細菌。高等真菌的有機體也有一定的組織分化,且結構相對複雜雜。所以,與細菌不同,真菌不包括細菌。此外,真菌不包括放線菌。雖然放線菌是絲狀的,但它們和細菌一樣屬于原核生物。
真菌從何而來
關于真菌的起源有許多謎團。首先,很難确定真菌在地質曆史上是什麼時候出現的;其次,真菌起源于什麼樣的生物,目前還沒有明确的答案。
據推測,地球上生命的起源大約在37億年前到35億年前。原核生物(藍藻和細菌)出現在35億到32億年前。真核生物由原核生物進化而來。據推測,真核生物誕生于大約15億年前至14億年前。真菌是真核生物,所以最原始的真菌不可能比這個時期更早出現在地球上。
至于真菌起源于什麼樣的生物,一般推測真菌起源于原始鞭毛蟲。這些原始鞭毛蟲是單細胞生物。它們有鞭毛。其中一些含有葉綠素,是光合自養的。有些鞭毛蟲沒有葉綠素,是異養的。後來,含有葉綠素的鞭毛蟲進化為藻類,而不含葉綠素的鞭毛蟲進化為真菌。這個假說是基于原始低等真菌是單細胞的,帶有鞭毛。也有人認為某些真菌是在某些藻類失去葉綠素後發育起來的。後來,經過從低到高、從水生到陸生的漫長進化過程,真菌發展成了現在人們所見到的各種真菌類群。擔子菌是最高級的類群。
真菌廣泛分布于各種水體和陸地,到處都有真菌孢子和菌絲。據估計,世界上有超過100萬至150萬種的真菌,但目前世界上隻有約7萬種被描述,仍有大量真菌物種有待發現和鑒定。
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