科学|真菌是一类什么样的生物呢?真菌究竟是植物还是动物呢?
许多年前 , 喜欢旅行的法国作家哈德·克鲁独自一人前往南美 。 当他踏进巴西丛林时 , 他被美丽的自然风光所吸引 。
一天 , 他穿过一片茂密的灌木丛 , 在开阔的草地上看到一个奇怪的白色“小鸡蛋” 。 起初 , 他以为是鸟蛋或蜥蜴蛋 。 当他触摸它时 , 他发现它柔软有弹性 。 克虏伯觉得很奇怪 。 他想拿起来看看 。 突然 , 他发现“鸡蛋”在不断地膨胀 , “蛋壳”很快就出现了一条细小的裂缝 , 然后一分为二 , 一把橙色的小伞从里面跳了出来 。 经过仔细观察 , 克虏伯发现它原来是一个蘑菇 。
这种蘑菇的生长速度惊人 , 在两个小时内就长了50厘米 。 克鲁深感震惊 , 完全忘记了时间 。 黄昏时分 , 生长迅速的蘑菇发生了一个惊人的变化:在黄色的雨伞下 , 它突然抖出一个白色透明的网状“薄纱” , 被拖到地上 , 就像欧洲女士们穿的长裙 。 然后 , 美丽而奇怪的蘑菇散发出一股难闻的气味 。 此时 , 森林已是夜色低沉 , 一道绿光从伞下发出 , 反射出网状的“薄纱” , 耀眼夺目 。 气味吸引了无数的昆虫并在它周围飞来飞去 。 回家后 , 克鲁普回国后询问植物学家才知道 , 这种奇怪的蘑菇属于竹荪菌 , 是一种营养价值高、味道鲜美的食用菌 。
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关于真菌的故事很多 , 但离我们不远 。
是植物 , 还是动物
我们每天都和真菌打交道 , 比如做面包或馒头的酵母 , 酿酒用的酿酒酵母 , 提取青霉素的青霉素 , 剩菜的毛霉 , 以及我们吃的各种蘑菇 , 如真菌、香菇和平菇 。 那么真菌是什么样的有机体呢?真菌是植物还是动物?你可能会在一些旧的教科书或科普书中看到真菌属于植物 , 但现在一些较新的教科书或科普书籍将真菌与植物分开 , 认为真菌不属于植物 。 很多人对此很困惑 。
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要理解这个问题 , 我们必须从200多年前开始 。 人们普遍认为 , 瑞典博物学家林奈是第一个将真菌分类为植物的人 。 在他1735年写的重要著作《自然系统》中 , 他把地球上的生物分成两个王国:植物王国和动物王国 。 植物含有叶绿素 , 能进行光合作用 , 使自身食物(光合自养) , 不能移动 , 细胞有细胞壁 。 另一方面 , 动物不含叶绿素 , 不能自己生产食物 , 依靠进食或捕捉现成的有机物或其他有机体作为食物 。
绝大多数动物都能活动 , 而且细胞没有细胞壁 。 真菌不同于上述动植物 。 如果没有叶绿素 , 它们就不能进行光合作用 , 但它们都有细胞壁 , 大部分不能运动 。 相对而言 , 真菌和植物的关系更为密切 , 因此林奈属植物也包括了真菌 。 同时 , 由于真菌不产生种子 , 只靠孢子繁殖 , 过去 , 真菌和其他不产种子、不靠孢子繁殖的藻类、苔藓植物和蕨类植物统称为孢子植物 。 长期以来 , 人们根据林奈的两个系统将真菌视为植物 。 在植物学教科书、自然教科书和一些科普书籍中 , 真菌也被定义为植物 。
随着科学技术的不断发展 , 人们对生物学的认识也在不断提高 , 对真菌的认识也在不断提高 。
20世纪50年代以来 , 人们对真菌在植物界的地位提出了许多质疑 , 并对真菌的地位提出了许多新的看法 。 其中 , 最具代表性的学者是美国生物学家魏泰克 。
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1959年和1969年 , 他提出了将生物体分为四界和五界的意见 , 包括将真菌从植物界分离出来 , 建立一个单独的真菌王国 。 他的主要依据是真菌的营养方式完全不同于动植物 , 主要是腐生或寄生的 。 魏泰克的观点得到了国内外大多数生物学家的认可 , 肯定了将真菌从植物界分离出来 , 单独建立真菌王国的科学性和合理性 。 因此 , 在国内外一些新教材中 , 将真菌从植物界中分离出来 , 按真菌界分别讨论 。
真菌什么样
真菌是什么生物?总之 , 真菌是一大类不含叶绿素的真核生物 , 具有细胞壁和异养吸收 。 它们在形态、繁殖和营养方面的主要特征如下
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首先 , 绝大多数真菌有机体是由菌丝体组成的 , 也就是说 , 它们的细胞非常薄 , 呈丝状结构 。 例如 , 根霉是夏季食物霉变的最常见原因 , 它在食物上长出大量松散的白色“棉毛” , 这是它的有机体 。 因为菌丝体很薄 , 只能在显微镜下才能看到 。 白色的“棉毛”很快就变成了黑色 。 这是因为它们很快产生了大量深褐色的孢子 , 白色松散的菌丝体随后老化解体 。
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另一个例子是平菇 , 木耳和香菇 。 在营养生长旺盛的时期 , 它们的生物也生长出大量白色松散的菌丝 , 但随后菌丝体分化形成伞状、耳状或其他不同形状的子实体 , 并在子实体上产生大量孢子进行繁殖 。 如果我们从其子实体的任何部位取一点组织在显微镜下观察 , 我们也可以看到它们也是由许多菌丝组成的 。 真菌的菌丝体有细胞壁 。 细胞壁的主要成分是甲壳素 。 菌丝中有细胞核 , 说明菌丝具有生殖功能 。
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其次 , 真菌的繁殖方式多种多样 , 繁殖能力强 , 但不产生种子 , 而是通过无性繁殖或有性繁殖产生大量孢子进行繁殖 。 不同真菌产生的孢子在类型、大小、形状和颜色上都不同 。 因为真菌的孢子很小 , 必须在显微镜下才能看到 。 此外 , 真菌的菌丝体在适宜的条件下也能分裂、生长和繁殖 。
真菌在繁殖过程中产生的孢子数量惊人 。 例如 , 一株紫芝每天可产生2.5亿个孢子 ,
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磷多孔菌可产生约36亿个孢子 ,
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扁平层孔菌可产生300亿个孢子 。
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直径为0.5米的大马勃产生的孢子数量更是惊人 。 一位从南美远征归来的人曾在回忆录中生动地描述了与马勃的邂逅:“那天 , 我独自一人在森林里散步 。 在我面前 , 有一个被枯叶覆盖的树坑 。 我没注意 , 就踩在上面掉进了泥里 。 当我从坑中拔出脚来 , 正暗自庆幸没有受伤时右脚下却发出了‘叭’的一声 , 我感觉一个东西被踩破了 。 突然 , 黑烟出现在我面前 。 我的鼻子被黑烟强烈地刺激了一下 , 感到一阵阵酸溜溜的 。 泪水从我的眼睛里涌出 , 我打了一次又一次的喷嚏 , 我周围的黑烟终于消散了 。 这时 , 我看到脚下有一个南瓜状的白色大菌 , 破裂处有少量黑烟袅袅而出 。 原来 , 这就是号称 , “植物催泪弹”的马勃 。
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从马勃身上冒出的黑烟是其数亿个孢子 。 这些散落的孢子落在地上后 , 可以长出小马勃 。 由于它对人类有强烈的刺激性 , 南美印第安人把它作为抵抗敌人的特殊武器 。 欧洲殖民者当时遭受了巨大的痛苦 。 为了掠夺南美洲的橡胶资源 , 他们派出大批军队入侵南美 。 当地印第安人为了抵抗殖民者 , 常常把敌人引到茂密的马勃林中 , 隐蔽起来 。 当敌人踩到马勃上 , 被“黑烟”熏得狼狈不堪时 , 再跳出来反击 。
最后 , 真菌获得营养的途径是异养的 , 即不能自己生产食物 , 而是依靠现成的有机物(腐生)或活的动植物和人体(寄生)的分解利用 , 一些物种与其他生物共存 。 所谓腐生植物 , 就是通过分解死的动植物残体和各种有机物来获取营养的方法 。
这些真菌生活在土壤、垃圾、草、水果和各种食物中 。 它们可以直接吸收和使用一些小分子糖或氨基酸 。 然而 , 对于一些大分子有机物 , 如纤维素、木质素、脂肪、淀粉、蛋白质等 , 真菌分泌大量的胞外酶 , 将其分解成小分子物质 , 制成溶液 , 然后在高渗压下吸收到体内 。 寄生是指真菌寄生在动植物和人体上 , 直接从寄主植物中吸收营养物质 。 此外 , 一些真菌与其他生物(植物、藻类和动物)共存 。 它们相互依赖 , 一方面为共生生物提供利益 , 另一方面从共生生物中获取营养 。
所有这些特征表明真菌与动植物有很大的不同 。 它们既不是植物也不是动物 , 而是一个独立的有机体群 。
真菌不是细菌
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真菌和细菌是同一物种吗?客观地说 , 真菌和细菌既有相同点 , 也有不同点 。
二者的共同特点是都有细胞壁 , 营养是异养的 , 即腐生或寄生的 。
然而 , 真菌和细菌有很大的区别 。 例如 , 细菌的细胞壁组成以肽聚糖为主 , 真菌多为甲壳素;真菌的营养方式为异养(腐生或寄生) , 大多数细菌和真菌为腐生或寄生 。 腐生细菌通过分解各种有机物获得营养 , 而寄生细菌则直接从动植物或人体等宿主吸收营养 。
细菌和真菌的区别在于有些细菌是自养的 , 包括光合自养和化学自养 。 光合自养细菌含有细菌叶绿素 , 可以进行光合作用 , 产生自身的营养物质 , 如光合细菌 。 但它们的光合过程与植物并不完全相同 。 细菌的光合作用不产生氧气 。 当细菌氧化硫化氢产生能量时 , 细菌氧化硫化氢产生硫 。
真菌和细菌最大的区别是细菌细胞内只有核物质 , 没有核膜和核仁 。 我们称之为原核生物 。 无线粒体、高尔基体、内质网等细胞器 。 然而 , 真菌细胞中存在真核生物 , 即有核膜和核仁 。 有线粒体、高尔基体和内质网等细胞器 。
此外 , 细菌和真菌在结构上也有很大的差异 。 细菌的形状有球形、杆状和螺旋形 , 它们都非常小 。 除少数单细胞型外 , 大多数真菌都是由菌丝组成的 , 其生物量远大于优良细菌 。 高等真菌的有机体也有一定的组织分化 , 且结构相对复杂杂 。 所以 , 与细菌不同 , 真菌不包括细菌 。 此外 , 真菌不包括放线菌 。 虽然放线菌是丝状的 , 但它们和细菌一样属于原核生物 。
真菌从何而来
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关于真菌的起源有许多谜团 。 首先 , 很难确定真菌在地质历史上是什么时候出现的;其次 , 真菌起源于什么样的生物 , 目前还没有明确的答案 。
据推测 , 地球上生命的起源大约在37亿年前到35亿年前 。 原核生物(蓝藻和细菌)出现在35亿到32亿年前 。 真核生物由原核生物进化而来 。 据推测 , 真核生物诞生于大约15亿年前至14亿年前 。 真菌是真核生物 , 所以最原始的真菌不可能比这个时期更早出现在地球上 。
至于真菌起源于什么样的生物 , 一般推测真菌起源于原始鞭毛虫 。 这些原始鞭毛虫是单细胞生物 。 它们有鞭毛 。 其中一些含有叶绿素 , 是光合自养的 。 有些鞭毛虫没有叶绿素 , 是异养的 。 后来 , 含有叶绿素的鞭毛虫进化为藻类 , 而不含叶绿素的鞭毛虫进化为真菌 。 这个假说是基于原始低等真菌是单细胞的 , 带有鞭毛 。 也有人认为某些真菌是在某些藻类失去叶绿素后发育起来的 。 后来 , 经过从低到高、从水生到陆生的漫长进化过程 , 真菌发展成了现在人们所见到的各种真菌类群 。 担子菌是最高级的类群 。
【科学|真菌是一类什么样的生物呢?真菌究竟是植物还是动物呢?】真菌广泛分布于各种水体和陆地 , 到处都有真菌孢子和菌丝 。 据估计 , 世界上有超过100万至150万种的真菌 , 但目前世界上只有约7万种被描述 , 仍有大量真菌物种有待发现和鉴定 。
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