ŽIVÝ SVĚT

Díl čtvrtý. Evoluce a rozmanitost života

18. díl. Houby napadají zemi

18.9. Ekologické úlohy hub

Rozkladači

Houby jsou spolu s bakteriemi hlavními rozkladači v biosféře. Rozkládají organické materiály a vracejí látky, které byly v těchto molekulách uzamčeny, zpět do oběhu v ekosystému. Houby jsou prakticky jediné organismy schopné rozkládat lignin, jednu z hlavních složek dřeva. Rozkladem těchto látek houby zpřístupňují uhlík, dusík a fosfor z těl odumřelých organismů ostatním organismům.

Při rozkladu organických látek některé houby napadají živé rostliny a živočichy jako zdroj organických molekul, zatímco jiné napadají mrtvé. Houby často působí jako původci chorob živočichů i rostlin. Houba Armillaria, zobrazená na obrázku 18.12, napadá porost jehličnanů. Houba vzniká ve středu oblasti označené kroužky a roste směrem ven. Houby jsou každoročně zodpovědné za miliardové ztráty v zemědělství.

Obrázek 18.12. Největší organismus světa?

Armillaria, patogenní houba zobrazená na obrázku, která postihuje tři oddělené oblasti jehličnatého lesa v Montaně, vyrůstá z centrálního ohniska jako jediný klon. Velká skvrna v dolní části obrázku má rozlohu téměř 8 hektarů.

Komerční využití

Tentýž agresivní metabolismus, díky němuž jsou houby ekologicky významné, se v mnoha ohledech využívá komerčně. Výroba chleba i piva závisí na biochemické činnosti kvasinek, jednobuněčných hub, které produkují velké množství etanolu a oxidu uhličitého. Sýry a vína získávají svou jemnou chuť díky metabolickým procesům některých hub. Na biochemické výrobě organických látek, jako je kyselina citronová, houbami v kultuře závisí rozsáhlá průmyslová odvětví. Mnoho antibiotik, včetně penicilinu, pochází z hub.

Jedlé a jedovaté houby

Mnoho druhů askomycetních a bazidiomycetních hub je jedlých (obrázek 18.13a, b). Pěstují se komerčně a lze je také sbírat ve volné přírodě. Basidiomyceta Agaricus bisporus roste ve volné přírodě, ale je také jednou z nejrozšířenějších pěstovaných hub na světě. Když je malý, je známý jako „hřib knoflíkový“, když je větší, prodává se také jako hřib portobello. Mezi další příklady jedlých hub patří liška žlutá (Cantharellus cibarius), smrže (viz obrázek 18.7b) a houževnatec jedlý (Lentinula edodes). Při výběru hub ke konzumaci je třeba dbát velké opatrnosti, protože mnoho druhů je jedovatých kvůli toxinům, které obsahují. Jedovaté houby (obrázek 18.13c) způsobují celou škálu příznaků, od lehkých alergických a zažívacích reakcí až po halucinace, selhání orgánů a smrt.

Obrázek 18.13. Jedovaté houby (obrázek 18.13c). Jedlé a jedovaté houby.

Mezi jedlé houby patří (a) hřib klouzek (Agaricus bisporus) a (b) liška žlutá (Cantharellus cibarius). K jedovatým houbám patří (c) oměj šalamounek (Amanita muscaria).

Houbové asociace

Houby jsou zapojeny do různých důvěrných asociací s řasami a rostlinami, které hrají velmi důležitou roli v biologickém světě. Tyto asociace obvykle zahrnují sdílení schopností mezi heterotrofem (houbou) a fotosyntetizérem (řasou nebo rostlinou). Houba přispívá schopností velmi účinně přijímat minerální látky a další živiny z prostředí; fotosyntetizér přispívá schopností využívat sluneční světlo k výstavbě organických molekul. Samotná houba nemá žádný zdroj potravy, fotosyntetizér žádný zdroj živin. Společně má každý z nich přístup k potravě i živinám, což je partnerství, z něhož mají prospěch oba účastníci.

Mykorhizy. Spojení mezi houbami a kořeny rostlin se nazývá mykorhiza (řecky myco, houba, a rhizos, kořen). Do těchto asociací jsou zapojeny kořeny přibližně 80 % všech druhů rostlin. Ve skutečnosti se odhaduje, že houby tvoří až 15 % celkové hmotnosti kořenů rostlin na světě! Obrázek 18.14 ukazuje, jak rozsáhlé mohou být tyto vztahy. Kořeny vlevo jsou kořeny borovic, které nejsou spojeny s houbami. Kořeny uprostřed a vpravo vykazují mykorhizu. Můžete vidět, jak mykorhizy výrazně zvětšují plochu kořene. V mykorhize fungují vlákna houby jako nadměrné kořenové vlásky, které vyčnívají z epidermis neboli vnější buněčné vrstvy koncových částí kořene. Houbová vlákna napomáhají přímému přenosu fosforu a dalších minerálních látek z půdy do kořenů rostliny, zatímco rostlina dodává symbiotické houbě organický uhlík.

Obrázek 18.14. Mykorhizní houby. Mykorhizy na kořenech borovic.

Zleva doprava jsou kořeny borovic nespojené s houbou, bílé mykorhizy tvořené Rhizopogonem a žlutohnědé mykorhizy tvořené Pisolithusem.

Nejstarší fosilní rostliny mají často mykorhizní kořeny, o nichž se předpokládá, že hrály důležitou roli při invazi rostlin na pevninu. Tehdejší půdy by zcela postrádaly organickou hmotu a mykorhizní rostliny jsou v takových neúrodných půdách obzvláště úspěšné. Nejprimitivnější cévnaté rostliny, které přežívají dodnes, jsou nadále silně závislé na mykorhizách.

Lišejníky Lišejník je spolek mezi houbou a fotosyntetickým partnerem. Ascomycetes jsou houbovými partnery u všech kromě 20 z 15 000 různých druhů lišejníků, které byly charakterizovány. Většinu viditelného těla lišejníku tvoří houba, ale mezi vrstvami hyf uvnitř houby se proplétají sinice, zelené řasy nebo někdy obojí. Do průsvitných vrstev hyf proniká dostatek světla, aby byla možná fotosyntéza. Specializované houbové hyfy obklopují a někdy pronikají do fotosyntetických buněk a slouží jako dálnice pro sběr a přenos cukrů a dalších organických molekul vyrobených fotosyntetickými buňkami do těla houby. Houba vysílá speciální biochemické signály, které vedou sinice nebo zelené řasy k produkci metabolických látek, které by při růstu nezávisle na houbě nevyráběly. Bez svého fotosyntetického partnera není houba schopna růst ani přežít. Mnozí biologové charakterizují tento zvláštní symbiotický vztah spíše jako otroctví než spolupráci, jako řízený parazitismus fotosyntetizujícího organismu houbovým hostitelem.

Odolná konstrukce houby v kombinaci s fotosyntetickými schopnostmi jejího partnera umožnila lišejníkům proniknout i na ta nejdrsnější stanoviště, od vrcholků hor až po suché holé skalní stěny v poušti. Oranžová látka rostoucí na skalách na obrázku 18.15 je lišejník. V takto drsných, exponovaných oblastech jsou lišejníky často prvními kolonisty, kteří rozbíjejí skály a připravují půdu pro invazi dalších organismů.

Obrázek 18.15. Lišejníky rostoucí na skále.

Lišejníky jsou mimořádně citlivé na znečišťující látky v atmosféře, protože snadno absorbují látky rozpuštěné v dešti a rose. Proto se lišejníky obecně nevyskytují ve městech a jejich okolí – jsou akutně citlivé na oxid siřičitý vznikající při automobilové dopravě a průmyslové činnosti. Takové znečišťující látky ničí jejich molekuly chlorofylu, a tím snižují fotosyntézu a narušují fyziologickou rovnováhu mezi houbami a řasami nebo sinicemi.

Klíčový výsledek učení 18.9. Lišejníky. Houby jsou klíčovými rozkladači a hrají mnoho dalších důležitých ekologických a komerčních rolí. Mykorhizy jsou symbiotická sdružení mezi houbami a kořeny rostlin. Lišejníky jsou symbiotické asociace mezi houbou a fotosyntetickým partnerem (sinicí nebo řasou).

Dotaz &Analýza

Zabíjejí chytridie žáby?“

Jak jste se dozvěděli dříve v této kapitole, předpokládá se, že chytridiové houby hrají hlavní roli v celosvětové vlně vymírání obojživelníků, o které se podrobněji píše v kapitole 38 (strana 799). Naše povědomí o možné roli chytridů začalo v Queenslandu (severovýchodní část Austrálie) v roce 1993, kdy bylo zaznamenáno masové vymírání žab. Zdálo se, že byly postiženy všechny druhy žab a celé populace byly vyhubeny. V deštných pralesích severního Queenslandu byly zjištěny tak vážně zasažené populace žáby ostronosé (Taudactylus acutirostris), že jim hrozilo vyhynutí. Ve snaze zachovat tento druh byly založeny kolonie v zajetí na Univerzitě Jamese Cooka a v zoologických zahradách v Melbourne a Taronga. Bohužel se druh nepodařilo zachránit. Všechny žáby v koloniích uhynuly.

Co žáby zabíjelo? Odpověď na tuto otázku přišla v roce 1998, kdy vědci zkoumali epitel (kůži) nemocných žab pod skenovacím elektronovým mikroskopem a zjistili to, co můžete vidět na fotomikrogramech vpravo. Normálně relativně hladký povrch epitelu umírajících žab byl zdrsněný a z povrchu vystupovala kulovitá tělíska.

Tyto výstupky jsou zoosporangia, asexuální rozmnožovací struktury chytridní houby. Jedna z nich je zobrazena zblízka (vložka). Každé zoosporangium je zhruba kulovité, s jednou nebo více malými vyčnívajícími trubičkami. V každém zoosporangiu se vyvíjejí miliony drobných zoospor. Když zátka blokující špičku trubice zmizí, výtrusy se uvolní na povrch přilehlých kožních buněk nebo do vody, kde jim bičíky umožňují plavat, dokud nenarazí na jiného hostitele. Když se jedna ze zoospor dotkne kůže jiné žáby, přichytí se a vytvoří nové zoosporangium v podpovrchové vrstvě kůže, čímž se obnoví infekční cyklus.

Studium infikujících chytridů odhalilo, že jde o příslušníky druhu Batrachochytrium dendrobatidis. To bylo neočekávané. Chytridi se obvykle vyskytují ve vodě a v půdě, a přestože je známo několik druhů, které infikují rostliny a hmyz, dosud nebylo známo, že by nějaký chytrid infikoval obratlovce.

Tyto první výsledky skenování elektronové mikrografie se zdály být docela přesvědčivým důkazem, že chytridi způsobili masové vymírání žab v Queenslandu. Aby však bylo možné poskytnout více přímých důkazů, byla provedena řada pokusů, v nichž byla přímo hodnocena schopnost chytridové houby zabíjet žáby.

V jednom takovém pokusu, typickém pro mnoho pokusů, byly některé žáby rodu Dendrobates vystaveny chytridům a jiné nikoli. Po třech týdnech byly všechny žáby vyšetřeny na svlékání kůže, což je klinický příznak onemocnění, které žáby zabíjí. Výsledky jsou patrné z výše uvedených koláčových grafů.

1. Uplatňování konceptů. Existuje v této studii závislá proměnná? Pokud ano, jaká to je?

2. Interpretace dat. Jaký je výskyt onemocnění u neexponovaných žab? U exponovaných žab?

3. Vyvozování závěrů. Existuje nějaká souvislost mezi expozicí chytridovi B. dendrobatidis a rozvojem kožní infekce, která je klinickým příznakem život ohrožujícího onemocnění u žab?

4. Vyvození závěrů. Jaký je vliv expozice chytridům na pravděpodobnost vzniku onemocnění, které žáby zabíjí?

5. Jaký je vliv expozice chytridům na pravděpodobnost vzniku onemocnění, které žáby zabíjí? Další analýza

a. Na celém světě vymírá mnoho druhů žab a salamandrů. Umožňuje tento experiment určit, jak obecná je náchylnost obojživelníků k infekci chytridem?

b. I když v minulosti došlo k několika úhynům žab, žádný z nich nebyl zdaleka tak závažný. Myslíte si, že B. dendrobatidis je nový druh, nebo by příčinou mohly být změny životního prostředí, jako je globální oteplování nebo zvýšené UV záření v důsledku úbytku ozonu? Diskutujte.

Test Vašeho porozumění

1. Nejdůležitější vlastností složitých mnohobuněčných organismů je

a. mezibuněčná komunikace.

b. vývoj buněk.

c. specializace buněk.

d. rozmnožování buněk.

2. Která z následujících vlastností není charakteristická pro říši hub?

a. heterotrofní

b. celulózní buněčné stěny

c. jaderná mitóza

d. nepohyblivé spermie

3. Hlavním tělem hub je

a. hyfa.

b. přepážka.

c. houba.

d. mycelium.

4. Houby se rozmnožují

a. pohlavně i nepohlavně.

b. pouze pohlavně.

c. pouze nepohlavně.

d. roztříštěním.

5. Houby se rozmnožují

b. pohlavně. Smrže a lanýže patří do fylogeneze hub

a. Zygomycota.

b. Ascomycota.

c. Basidiomycota.

d. Chytridiomycota.

6. Zygomycety se od ostatních hub liší tím, že nevytvářejí

a. mycelium.

b. plodnice.

c. heterokaryon.

d. sporangium.

7. Askomycety tvoří rozmnožovací spory v

a. zvláštním vaku zvaném askus.

b. žábrách na bazidiokarpu.

c. sporangioforech.

d. myceliu.

8. K meióze u bazidiomycetů dochází v

a. hyfách.

b. bazidiu.

c. myceliu.

d. bazidiokarpu.

9. Meióza u bazidiomycetů. Lišejníky jsou mutualistické asociace mezi

a. rostlinami a houbami.

b. řasami a houbami.

c. termity a houbami.

d. korály a houbami.

10. Lišejník a houba. Mykorhizy pomáhají rostlinám získávat

a. vodu.

b. kyslík.

c. oxid uhličitý.

d. minerální látky.

.