菌物界

菌物界


 全世界的菌類
(fungi) 有六萬多種,大部分為陸生,所有的菌類皆為真核生物。菌類從前被歸在植物界,但今日的生物學家卻不如此認為,因為他們與植物和其他真核生物差異非常大。菌類像植物一樣具有細胞壁,但與植物細胞壁的成分不同,他不含纖維素,而含有如節肢動物外骨骼的幾丁質。菌類也像植物一樣固著在某處,不產生可動的細胞,但菌類的營養方式為異營,與植物的自營方式迥異。故今日的生物學家將菌類獨立歸為菌物界。

 菌類是最佳分解者,他們可分解任何有機物質,如自然界的垃圾 (包括動、植物的屍體,排泄物,廢棄物),食品雜貨,衣物和皮革等,這些菌類為腐生性生物 (saprobes),他們由無生命的有機物獲得養分。另有許多菌類為寄生性生物 (parasites),他們由活的寄主直接獲得養分。所有的菌類細胞皆會分泌酵素,將環境中大的有機分子分解為小的有機分子,再行吸收,是為一種異營的體外消化作用。

 大部分的菌類是多細胞的,只有少數如酵母菌為單細胞。多細胞的菌類,其身體吸收養分的部分稱為菌絲體 (mycellum),他是由許多分枝形成網狀的微小纖維一菌絲 (hyPha) 組成的,這些菌絲即為俗稱的黴 (mold) 。有些菌類的菌絲沒有隔間 (nonseptate),細胞質可互相流通;另有些菌類的菌絲有隔間 septate),隔間上有孔洞,細胞質仍可在細胞間流動,因此菌絲由外界吸收進來的物質,可傳至其他不吸收的部分,如生殖的構造。吸收進來的物質以肝醣的方式儲藏,而不似植物以澱粉的方式儲藏。

 菌類突出於空中的菌絲頂端會產生孢子囊孢子(sporangial spore) (如麵包黴) 或分生孢子 (conidiosore)(如青黴菌),這些孢子經由風或動物傳播,落到適宜的物體上,孢子萌發又產生新的菌絲,但是所產生的孢子具有纖維素。此外尚有二分分裂法 (binary fission)、出芽生殖 (budding) (如酵母菌) 和斷裂生殖法 ( fragmentation),這些皆為無性生殖。

 菌類細胞通常含有單套的核,當兩條外形相似而遺傳上不同的菌絲結合時,他們的核會融合,產生雙套的合子 (zygospore),合子經由減數分裂,產生單套的孢子,如麵包黴。但囊子菌類和擔子菌類的菌絲結合時,先有細胞質融合,但核不立即融合,此時期稱為雙核的 (dikaryuotic),以n+n表示之,而不寫為2n。這些菌絲糾結形成子實體 (fruiting body),特稱囊子果 (ascocarp)或擔子果 (basidiocarp),我們食用的蕈即為擔子果。雙核的菌絲末端的雙核會再融合,產生雙套的合子,合子經由減數分裂,產生單套的孢子,稱囊孢子 (ascospore) 或擔抱子 (basidiospore)。這些有性生殖孢子亦會隨風飄散,落到適宜的地點,再萌發長出菌絲。

 菌類依有性生殖孢子和子實體可分為接合菌門(Zygomycota)、囊子菌門comyco) 和擔子菌門 (Basidiomycota),另有些菌類的有性生殖尚未被發現,而被歸在不完全菌門 (Deuteromycota)。許多的接合菌類為腐生菌,生活於土壤、腐敗的植物體或是儲存的食物中。常見的如麵包黴 (Rhizopus stolonifer)、米根黴 (Rhizopusoryzae) 和放射毛黴(Actinomucor elegans) 等。麵包黴常見於不新的烘製品如麵包上,米根黴可利用來製造醬油,放射毛黴則可利用來製造豆腐乳。在草食動物的糞便上常易發現水玉黴 (Pilobolus),他能幫助分解糞便。

 囊子菌類的種類超過30,000種,他們會在一種稱為子囊 (ascus) 的囊狀細胞中產生單套的囊孢子。構造最簡單者為單細胞的酵母菌,他在有氧的情況下,可快速行出芽生殖,並將糖分解,產生水和二氧化碳;但在缺氧時他也可以分解糖而產生二氧化碳和酒精。有一種商業上很重要的酵母菌(Saccharomyces cerevisiae),利用發酵作用所產生的二氧化碳可以使焙製的麵包糕餅鬆軟,酒精則在焙製時送出。人們所飲用的葡萄酒、各種水果酒、啤酒等,便是將果汁、稻米或麥拉等,經酵母菌的發酵作用產生酒精釀造而成。常見的多細胞的子囊菌如紅麴菌 (Monascus purpureus) 和中華冬蟲夏草(Cordyceps sinensis)等,紅麴菌可釀造紅糟、甜腐乳和紅露酒。昆蟲如螞蟻、娥的幼蟲或蝶蛹等被蟲草屬(Cordyceps) 的孢子沾上,孢子在蟲體內或蟲體外萌芽成長,菌絲體吸取營養生長,漸漸占據整個蟲體,使蟲僵死,越冬至初夏,即從蟲體內冒出一根根黃色、棕色或黑色的子實體,所以冬天看他是一隻僵死的蟲,到夏天卻變成像植物的真菌,這就是冬蟲夏草名稱的由來。中華冬蟲夏草常被用作中藥,據說有補肺益腎的功效,他原產於中國大陸的西藏高原、四川和青海,現在雲南地區亦有人工栽培。有些囊子菌是寄生性的,如粉紅黴 (Neurospore),其中的N.crass 為遺傳學研究上的一種重要生物。

 擔子菌類如蕈類 (mushroom)、籃子菌 (bracket fungi)、馬勃菌(puffball)、蚽f菌 (rust) 和黑穗病菌 (smut) 等,他們的子實體稱為擔子果,其上有擔子柄,擔子柄內有擔孢子。孢子落到適宜的地方,便萌發長成單套的菌絲體,兩種相鄰生長且能相交配,菌絲體之間會發生細胞質融合,形成雙核的菌絲,在適宜的情況下會形成子實體,子實體的菌絲末端的細胞會發生核融合,形成合子後,經減數分裂,產生單套的孢子,接著便隨風飄散。此外,日常食用的子菌類尚有草菇 (Volvariella volvacea)、金針菇 (Flammulina velutupes) 鮑魚菇 (PLeurotus cystidiosus) 和茯苓 (Wolfiporia cocos)等。水生的禾本科植物一菰草 (Zizania latifolia) 的莖基部受到菰黑穗菌 (Ustilago esculenta) 感染,而使受害部位的細胞增生腫脹,形成筊白筍。

 鵝膏蕈屬 (Amanita) 的成員大都有毒,如毒蠅傘 (A.mUSCARIA) 具有鮮紅的蕈傘和白色的蕈柄,食用後雖不會置人於死,但會使人昏眩,產生幻象 ; 由於他豔麗的外表,因此常是畫家和童話家喜愛的對象。

 大約有 15,000種菌類的有性生殖尚未被發現,因此被歸在不完全菌門,例如麴菌屬 (Aspergillus) 和青黴菌屬 (Penicillium)。米麴菌(A.oryzae) 可用來使黃豆和大麥發酵,製造醬油和味增,黃麴菌 (A.flavus) 則生長在儲存的玉米、花生或黃豆上,並分泌黃麴毒素,人或畜食用後,會使肝臟中毒。人類的香港腳、灰指甲和皮膚癬都是由不完全菌感染的,如表皮癬菌(Epidermophyton)、髮癬菌 (Trichophyton) 和小孢黴菌 (Microsporum)

 黴菌雖然可造成一些疾病,但其對於醫療上也有一些助益。腐爛的橘子皮上常發現灰綠色黴斑,即是一種青黴菌感染,他有綠色細胞壁的分生孢子。1928 年,英人佛萊明 (Alexander Fleming) 無意間發現細菌培養皿內被黴菌汙染了,黴菌周圍沒有細菌生長,佛萊明因此認為此黴菌分泌了某種物質,抑制細菌的生長。十年之內,佛萊明純化了 Penicillium notatum所產生的物質,稱為青黴素 (penicillin),他可用來治療被細菌感染的疾病。今日則是利用P.chrysogenum 淬取青黴素,他是被使用最廣泛的抗生素。灰黃黴素 (griseofulvin)也是由菌類淬取的抗生素,用來治療香港腳和癬。


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