1. Грибы - паразиты человека и животных, их строение и размножение

Существует около 100000 видов грибов, разнообразных по внешнему виду и строению. Среди грибов есть микроскопически малые и гигантские организмы. Продолжительность жизни грибов – от нескольких дней до десятков лет.

Грибы распространены во всех географических зонах Земли; в лесах и на полях, в почве и в воде, на стенах домов и в организме растений и животных.

Грибы – гетеротрофы (т. е. им нужны органические источники углерода) с абсорбтивным типом питания. Переваривание внеклеточное, осуществляется с помощью выделяемых вовне ферментов, что обеспечивает поглощение питательных веществ всей поверхностью тела путем осмоса.

Грибы – аэробы, лишь некоторые из них, например дрожжи, могут получать энергию в процессе брожения. Одни поселяются на мертвых остатках растений и животных (сапротрофы), другие питаются за счет живых организмов (паразиты), третьи (симбионты) участвуют в создании двух важнейших симбиозов – микоризы и лишайников.

Паразитные грибы обладают небольшим числом ферментов и поэтому могут поражать только определенные виды растений и животных, а иногда лишь отдельные их сорта. Такая приуроченность к строго определенным субстратам называется специализацией.

Среди грибов есть облигатные и факультативные паразиты. Облигатные паразиты, такие как мучнеросные, ржавчинные и головневые грибы, узкоспециализированны, имеют небольшой круг хозяев, им нужен специфический набор питательных веществ. В растение гифы гриба проникают через раны, устьица или прямо через кутикулу и эпидерму. Здесь гифы, ветвясь, движутся по межклеточникам или выделяют ферменты пектиназы, которые разрушают межклеточное вещество, освобождая грибу дорогу через ткани растения. Для проникновения в живые клетки растения и поглощения из них пищи на гифах образуются присоски – гаустории, которые внедряются в клетку, не убивая ее и не разрушая плазмолемму. Жизнь паразита зависит от продолжительности жизни хозяина. Их циклы развития строго согласованы с жизнью хозяина. К смерти хозяина гриб успевает сформировать устойчивые, обычно зимующие споры.

Факультативные паразиты – это сапротрофы, лишь временно переходящие к паразитизму. Они в отличие от облигатных часто вызывают гибель хозяина и затем живут сапротрофно на мертвых остатках. Гаусторий они не образуют, а с помощью пектиназ разрушают ткань растения, превращая ее в кашу из отдельных клеток (мягкая гниль), с помощью целлюлазы растворяют клеточные стенки, а затем поглощают содержимое клетки. Факультативные паразиты не так узкоспециализированны, как облигатные. Например, картофельный гриб фитофтора поражает многие растения семейства пасленовых.

Грибы-паразиты – экологическая группа, объединяющая около 2 тысяч видов грибов, относящихся, главным образом, к аскомицетам и дейтеромицетам. По характеру взаимоотношений патоген-организм выделяют две группы заболеваний – микозы, или грибные болезни, развивающиеся в результате прямого паразитизма грибов (дерматомикозы, глубокие микозы); микотоксикозы, или грибные отравления, связанные с образованием грибами токсинов; такие отравления вызываются употреблением в пищу продуктов или кормов, на которых развивались токсические грибы (рис.3).

Около тысячи видов грибов паразитирует на животных и человеке, вызывая различные заболевания кожи, ногтей и волос. Микозы являются очень опасными заболеваниями, так как практически не диагностируются и трудно поддаются лечению. Вероятность поражения патогенными грибами возрастает со снижением иммунитета.

Все чаще и в более тяжелой форме встречаются заболевания человека, вызванные патогенными грибами, так называемые микозы. Примерно пятая часть населения планеты страдает от микозов стоп. Каждый человек постоянно теряет тончайшие чешуйки кожи, которые при микозах стоп могут содержать грибные гифы. Попадая на стопы босых здоровых людей, патоген может развиться не сразу, его зачатки оседают на носках или обуви и вызывают инфекцию в благоприятных условиях (влажность, тепло), которые очень часто возникают между пальцами ног. У других микозов (кандидозы, аспергиллезы, мукоромикозы и др.) также экзогенное происхождение, некоторые проникают в организм человека через рану, а большинство – респираторным путем (при вдыхании).

Лечение осуществляется при помощи противогрибковых лекарственных препаратов. Микозы стоп, при высокой опасности инфекции (в общественных местах для купания) можно предупредить путем личной гигиены и дезинфекции ног. Хождение босиком создает неблагоприятные для патогенов условия существования, такая практика обеспечивает определенную защиту от «грибка».

Из всего многообразия грибов патогенными для человека являются всего лишь около 100 видов. Это микроскопические грибы, размерами больше бактерий. В отличие от бактерий, они хорошо защищены от воздействия факторов внешней среды и хорошо приспосабливаются.

Споры грибов могут быть причиной микоаллергозов, вызывая у лиц, предрасположенных к аллергическим заболеваниям, насморк, кашель и даже бронхиальную астму. У особо ослабленных людей такие споры могут вызвать и грибной инфекционный процесс – микоз: воспаление уха (отит), придаточных пазух носа (синусит), бронхит, пневмонию. В зависимости от рода грибов патологический инфекционный процесс называется аспергиллезом, пенициллезом, мукорозом.

Таким образом, грибы могут вызвать у человека самую разнообразную патологию – инфекцию (микоз), аллергию (микоаллергоз), хроническое отравление своими токсинами (микотоксикоз) и острое отравление ядовитыми грибами (мицетизм).

Кроме того, есть еще важное состояние человека, связанное с грибами, - миконосительство – носительство грибов в организме человека, которое никак не проявляется и не сопровождается инфекционным процессом.

Миконосительство возможно только по отношению к дрожжевым грибам Кандида. Носительство плесневых грибов в организме человека невозможно, их обнаружение у человека свидетельствует о патологическом процессе.

Грибы рода Кандида живут только у человека – на слизистых оболочках полости рта и кишечника. Человек – основной «резервуар» этого вида грибов в природе. Человек и гриб сосуществуют довольно мирно: пока человек имеет сильную систему защиты, гриб «спит», никак себя не проявляя. Это состояние и является «миконосительством», или «кандиданосительством».

Если же в организме человека происходят поломки системы защиты или имеется возрастная физиологическая незрелость иммунитета, гриб может проявиться довольно агрессивно и вызвать инфекционный процесс - «кандидоз»

Также необходимо помнить о возможных заболеваниях кожи, вызываемых грибами, передающимися от животных. Эти болезни могут передаваться и от больных детей. Это тоже плесневые грибы, но их «резервуаром» являются домашние животные и человек. Они вызывают такие заболевания, как микроспорию, при которой поражаются волосистая часть головы и гладкая кожа, трихофитию, возбудители которой поражают и ногти, и волосы, и гладкую кожу, и эпидермофитию с поражением ногтей и гладкой кожи.

Микроспория – лишай – развивается у ребенка при контакте с больным животным или с больным ребенком. В месте контакта (руки, лицо, ноги) возникает один или несколько округлых очагов, быстро растущих по окружности, четко очерченных, с возвышающимися, шелушащимися краями. Иногда очаги выглядят как несколько колец, вставленных в одно. В области волосистой части головы аналогичные очаги сопровождаются поражением волос и их обломом в виде «пеньков». Очаги сливаются и быстро разрастаются концентрическими кругами.

Трихофития также характеризуется очаговым и более глубоким поражением кожи. Очаги на волосистой части головы сопровождаются обломом волоса у корня. В народе это заболевание называют «стригущий лишай». При трихофитии могут также поражаться кожа стоп и ногти.

Эпидермофития – заболевание с характерным поражением кожи стоп в виде шелушения и мокнутия, сопровождающегося сильным зудом. При заболевании ногтей отмечается краевое вовлечение ногтевой пластинки без повреждения околоногтевого валика. Это отличает эпидермофитию и трихофитию от кандидоза.

Следует отметить, что в зонах с жарким климатом (страны Африки, Северной и Южной Америки, Юго-Восточной Азии) в почве находятся плесневые грибы, относящиеся к особо опасным видам, так как они способны вызвать заболевание при первом же контакте с человеком. По названию грибов и районам их распространения эти заболевания называются североамериканский и южноамериканский бластомикоз, гистоплазмоз и др. Эти грибы размножаются спорами, как и другие мицелиальные (плесневые) грибы. Во время пылевых бурь споры разносятся по воздуху и, попадая в верхние дыхательные пути, вызывают инфекционный процесс. Серьезность заболевания зависит от защитных сил организма: человек с сильным иммунитетом может переболеть в форме острого респираторного заболевания (ОРЗ), у более слабых могут развиться бронхит, пневмония и даже более тяжелые формы болезни. Иногда грибы могут проникнуть через поврежденную кожу стоп из почвы при хождении босиком, вызывая местное поражение кожи и увеличение лимфатических узлов. Иногда споры, находящиеся на листьях растений, могут попасть в полость рта и быть причиной поражения пищеварительного тракта.

2. Общая характеристика, систематика и происхождение голосеменных растений

Голосеменные – древняя группа, берущая свое начало с верхнего девона и органично связанная о группой Праголосеменных растений. Расцвет голосеменных приходится на мезозойскую эру, когда господствовали теплолюбивые виды. К концу мезозоя происходит сокращение таких теплолюбивых форм, как беннеттитовые, саговниковые, семенные папоротники. Второе рождение голосеменные обрели благодаря появлению холодостойких видов в недрах мезозойской флоры. Возможно, что их возникновение было связано с местными внутриматериковыми оледенениями. Эти виды оказались способными в кайнозойскую эру осваивать обширные пространства в умеренных и умереннохолодных областях Северного полушария, где они и поныне на больших территориях занимают господствующее положение в сложении растительного покрова. Широкое распространение голосеменных в значительной степени объясняется тем, что размножение у них осуществляется семенами. Семя как зачаток нового организма представляет собой комплексный многоклеточный орган, состоящий из зародыша, запасающих тканей эндосперма и многослойной семенной кожуры, надежно обеспечивающей сохранность зародыша. У большинства голосеменных семена обладают периодом покоя. Таким образом, молодые растения вступают в самостоятельную жизнь более жизнеспособными, чем споровые растения.

При прорастании семени первым появляется зародышевый корешок, который формирует стержневую корневую систему; лишь у немногих видов главный корень заменяется системой боковых или придаточных корней. Наличие главного корня явилось базой для возможного формирования крупных древесных форм. Этому способствовало также наличие длительно функционирующего камбия, который формирует древесину – водопроводящую ткань, обладающую большой механической прочностью. Среди современных голосеменных преобладают древесные формы, однако важно подчеркнуть, что среди древних палеозойских видов в разных систематических группах голосеменных встречались формы травянистые, кустарниковые, древесные со слабо развитой древесиной. Среди современных саговниковых имеются древесные формы со значительно развитой сердцевиной и корой, виды с клубневидными побегами полудревесной и типично травянистой жизненных форм. У подавляющего большинства голосеменных побеги нарастают моноподиально. Примитивные голосеменные характеризуются отсутствием ветвления, большинство же ныне живущих видов обильно ветвится. Листья всех голосеменных, несмотря на колоссальное разнообразие их форм и размеров, имеют синтеломное происхождение. Из числа современных древние виды имеют крупные, сильно рассеченные листья, у большинства же видов листья мелкие, игловидные или чешуевидные. Древесина голосеменных состоит в основном из трахеид, паренхима развита довольно слабо, либриформ отсутствует. Характерным признаком трахеид голосеменных является наличие окаймленных пор, ровными рядами расположенных на радиальных и тангентальных стенках. Для флоэмы характерно отсутствие клеток-спутниц.

Все голосеменные – разноспоровые растения; в подавляющем большинстве случаев имеются микростробилы и мегастробилы различной формы, которые, в свою очередь, могут объединяться в констробилы. В микроспорангиях формируются микроспоры, которые начинают прорастать под оболочкой. Проросшие микроспоры – мужские гаметофиты, заключенные в оболочку микроспоры, называются пылинками, а совокупность пылинок – пыльцой. После первого деления микроспоры возникает одна маленькая клетка и вторая – более крупная, которая может отчленить еще одну маленькую клетку. Эти первые (одна или две) клетки соответствуют вегетативной части гаметофита (по-гречески prothallium), поэтому называются проталлиальными. Более крупная клетка, получившая название антеридиальной инициали, делится еще раз с образованием двух очень специализированных клеток. Одна из них формирует антеридий и поэтому называется антеридиальной клеткой. Судьба другой клетки зависит от типа полового процесса. У наиболее примитивных групп, у которых половой процесс осуществляется с помощью сперматозоидов, из второй клетки развивается гаустория, поэтому ее называют гаусториальной клеткой. У высших голосеменных, у которых половой процесс происходит с помощью спермиев, из этой клетки развивается пыльцевая трубка, поэтому ее называют клеткой трубки, или сифоногенной клеткой. Часто ее называют вегетативной, хотя к вегетативной части гаметофита она не имеет никакого отношения. Антеридиальная клетка делится на 2 клетки, одна из которых либо образует 2 сперматозоида, и тогда называется сперматогенной клеткой, либо 2 спермия, и тогда называется спермагенной клеткой. Вторая клетка антеридия остается стерильной и впоследствии разрушается. Разные авторы, по-разному её интерпретируя, называют эту клетку ножкой, стенкой антеридия, дислокатором, сестринской клеткой, внося терминологическую неясность; поэтому предложено называть ее просто стерильной клеткой. Пылинка, состоящая у различных видов из разного количества клеток, разносится ветром. Поскольку у голосеменных в отличие от покрытосеменных нет замкнутой завязи, пылинка попадает непосредственно на семязачаток (рис.2).