تعريف الفطريات
تُعرف الفطريات (بالإنجليزية: fungus) بأنها كائنات حقيقية النواة، حيث تتميز خلاياها بوجود نواة واضحة، وعضيات مرتبطة بغشائها الخلوي. في البداية، كانت الفطريات تُصنف ضمن المملكة النباتية، ولكن تم فصلها لاحقًا نظرًا لعدم احتوائها على الكلوروفيل وخصائصها الفسيولوجية الفريدة، بما في ذلك البنية الهيكلية المختلفة لبعض مكونات الجدار والغشاء الخلوي.
تلعب الفطريات دورًا هامًا على الصعيدين الطبي والبيئي، وهي تُعتبر من بين الكائنات الأكثر تنوعًا وانتشارًا على سطح الأرض، حيث تُوجد في البحار والأنهار والتربة، وقد تعيش بشكل طفيلي أو تكافلي مع الحيوانات أو النباتات.
أما مملكة الفطريات، فتضم حوالي 144,000 نوع معروف، والتي تشمل الخمائر، والصدأ الفطري، والعفن الفطري، والقوالب الفطرية، والفطر.
قد فُصلت الفطريات عن المملكة الحيوانية وبقية الكائنات الأخرى نتيجة تميزها في طريقة التغذية والنمو، حيث تتكون من هياكل خيطية تغلف المواد الغذائية، وتنمو عليها، وتقوم بعملية الهضم والامتصاص للمغذيات بشكل خارجي دون الحاجة لابتلاعها.
خصائص التركيب الفطري
يتضمن التركيب الفطري العناصر التالية:
- بعض الفطريات تُعد وحيدة الخلية وتُعرف بالخميرة، بينما الغالبية العظمى متعددة الخلايا.
- كل خلية داخل الفطريات محاطة بجدار خلوي يتكون من مادة الكايتين، ويعد جدار الكايتين علامة مميزة لمملكة الفطريات.
- يتكون جسم الفطريات من خيوط رفيعة وطويلة تتجمع في شكل شبكة، حيث تتكون هذه الخيوط من خلايا أنبوبية مترابطة.
أنواع الفطريات
تم تصنيف الفطريات إلى أربع فئات رئيسية استنادًا إلى طريقة تكاثرها، بالإضافة إلى الشكل والبنية الداخلية، وتشمل:
الفطريات الأصيصية
تُعرف باسم (بالإنجليزية: Chytridiomycota)، تضم هذه المجموعة أكثر من 900 نوع، وتنمو معظمها في التربة أو الطين أو الماء. تعيش بعض الأنواع في مصبات الأنهار، بينما تعيش أخرى في البحر، وتتكاثر بواسطة الأبواغ، وتتميز ببعضها بسوط واحد أو عدة أهداب.
تُعتبر الفطريات الأصيصة مجهرية الحجم، حيث إنها طفيليات للطحالب والحيوانات، أو تعيش على البقايا العضوية، مثل فطريات السابروتروف، وهناك عدد قليل من الأنواع تسبب أمراضًا للنباتات، ونوع واحد يعرف باسم (Batrachochytrium dendrobatidis) يسبب أمراضًا للضفادع والبرمائيات.
الفطريات الاقترانية
تُعرف باسم (بالإنجليزية: Zygomycota)، وتشكل حوالي 1% من أنواع الفطريات الحقيقية، وتحتوي هذه الفئة على نحو 900 نوع. تُعتبر شائعة في النظم البيئية الأرضية والمائية، وتنمو على شكل مستعمرات وتتملك قدرة على التكاثر لاجنسيًا، ويمكن دراستها بعد زراعتها.
الفطريات الاقترانية الأكثر شيوعًا هي فطريات (Rhizopus mycelium) والتي تنمو بسرعة على الفراولة الفاسدة والفواكه الغنية بالسكر.
الفطريات الزقية
تُعرف باسم (بالإنجليزية: Ascomycota)، وتتميز تلك الفطريات بوجود هيكل يشبه الكيس يحتوي على أربعة إلى ثمانية أبواغ خلال المرحلة الجنسية. بعض هذه الأنواع تسبب الأمراض للنباتات أو الحيوانات، بينما يكون القليل منها صالحًا للأكل مثل عيش الغراب، وأشهرها هو فطر الموريل والكمأ.
الفطريات الدعامية
تسمى (بالإنجليزية: Basidiomycota) وهي مجموعة كبيرة ومتنوعة من الفطريات، تضم فطريات الجيلي وبعض أنواع الخمائر والفطريات المسببة للأمراض. تتميز بهياكل على شكل خيوط، ومعظمها يتكاثر جنسيًا، من خلال هيكل يشبه المضرب يحتوي عادة على أربعة أبواغ جنسية ينتج من الجسم المثمر.
بيئات عيش الفطريات
تعيش الفطريات في بيئات متنوعة؛ فقد تتواجد في الهواء، أو في التربة، أو على النباتات والحيوانات، سواء داخل الأجسام أو على السطح. كما أن الفطريات قد تعيش داخل جسم الإنسان أو على بشرته، وهي صغيرة جدًا لدرجة أنه لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة. فقط عدد قليل من الأنواع ضمن الملايين يمكن أن تسبب الأمراض للإنسان، والتي تُعتبر شائعة في الولايات المتحدة.
تغذية الفطريات
الفطريات تعتبر كائنات غيرية التغذية، بمعنى أنها تعتمد على كائنات أخرى في بيئتها للحصول على الغذاء والطاقة، مثل النباتات والحيوانات الحية أو الميتة. تقوم الفطريات باستخراج الطاقة المخزنة في الروابط العضوية، مثل السكر والبروتين، ويمكنها إعادة تدوير العديد من هذه المركبات لاستخدامها لاحقًا.
تتغذى الفطريات على مركبات الكربون العضوية، مما يجعلها قادرة على استخدام مجموعة متنوعة من الركائز العضوية للنمو، حيث تتغذى على الكربون المستخرج من تحلل المواد العضوية الميتة أو من الكائنات الحية.
بعض الفطريات الطفيلية تتغذى على فطريات متعددة الخلايا، وهناك أنواع من الفطريات تتسم بشراستها في مهاجمة الكائنات الحية الدقيقة، مما يجعل نمط تغذيتها إما طفيلياً أو تكافلياً.
تكاثر الفطريات
تتكاثر الفطريات بطرق جنسية أو لاجنسي، وبعض الأنواع تستخدم كلا الأسلوبين في التكاثر، بينما البعض الآخر يتكاثر لاجنسيًا فقط. وفيما يلي توضيح لطرق التكاثر لدى الفطريات:
التكاثر الجنسي
يحدث التكاثر الجنسي عادةً في ظل ظروف بيئية محددة، ويؤدي إلى تنوع جيني داخل الفطريات. يمكن أن يحدث التزاوج بين نفس النوع (تزاوج متجانس) أو بين نوعين مختلفين من الفطريات المتوافقة جنسيًا (تزاوج غير متجانس).
يتم التكاثر الجنسي للفطريات عمومًا من خلال ثلاث مراحل:
- تزاوج البلازما
يتضمن ذلك تفاعل السيتوبلازم من خلال دمج الخليتين أحاديتين لتحصل على خلية ثنائية النواة.
- التزاوج النووي
حيث تندمج النوى أحادية الكروموسومات لتكوين الزيجوت ثنائي الكروموسومات.
- الإنقسام الاختزالي
وفي هذه المرحلة، تُنتج الأمشاج، وتبدأ الفطريات في الانتشار في البيئة.
التكاثر اللاجنسي
تتكاثر الفطريات لاجنسيًا من خلال عمليات التفتت، أو التبرعم، أو إنتاج الأبواغ. يمكن للخيوط أن تنمو لتشكل مستعمرات جديدة. في عملية التفتت، تنفصل أجزاء الفطريات وتبدأ في النمو بشكل مستقل، بينما في التبرعم، تُشكل الخلايا الجسدية براعم، تتكون بعد ذلك من انتفاخ على جانب الخلية. بعد انقسام النواة، يُفصل البرعم عن الخلية الأم.
الطريقة الأكثر شيوعًا للتكاثر اللاجنسي هي إنتاج الأبواغ، والتي تنشأ عن الانقسام، وعادةً ما تكون متطابقة وراثيًا مع الأم، وتعمل الأبواغ الفطرية على توسيع نطاق انتشار المستعمرات في بيئات جديدة.
أهمية الفطريات
تعتبر الفطريات ذات أهمية كبيرة، وفوائدها متعددة، ومنها:
- تقوم الفطريات بتحطيم المواد العضوية وإطلاق الكربون والأكسجين والنيتروجين والفوسفور في الهواء والتربة.
- تلعب الفطريات دورًا ضروريًا في العديد من العمليات المنزلية والصناعية، مثل صناعة الخبز وأنواع معينة من الجبن.
- تُعتبر بعض الفطريات غذاءً، مثل الفطر والكمأ.
- يمكن استخدام البروتينات المستخلصة من الفطريات لزيادة محتوى الأطعمة من البروتين.
- تشتق العديد من سلالات المضادات الحيوية من الفطريات.
- تظهر أهمية الفطريات في مجالات علم الأحياء، بما في ذلك دراسة الهندسة الوراثية والبيولوجيا الخلوية.
- يمثل فطر العاكوب مصدرًا للعديد من المواد الكيميائية المستخدمة في الأدوية، والتي تُحفز المخاض عند النساء الحوامل، بالإضافة إلى السيطرة على نزيف ما بعد الولادة.
- يُعتبر فطر العاكوب مصدرًا أيضًا لحمض الليسرجيك (lysergic)، وهو قاعدة في إنشاء العقاقير المخدرة.
- تحتوي أنواع أخرى من الفطريات على مواد كيميائية تستخرج لاستخدامها في إنتاج عقاقير تخفض مستويات الكوليسترول وتقي من الأمراض القلبية.
- تستخدم الفطريات في إنتاج عدد من الأحماض العضوية والإنزيمات والفيتامينات.
أضرار الفطريات
تتسبب الفطريات في العديد من الأضرار، ومن أبرزها:
- قد تتسبب الفطريات في تدمير المحاصيل الزراعية.
- تسبب العديد من الأمراض للإنسان، مثل داء المبيضات والقوباء الحلقية.
- تدمر الملابس بسبب التعفن.
- تؤدي إلى فساد الطعام من خلال عملية التعفن.
- تهاجم الفطريات الطفيلية الكائنات الحية، مما يسبب لها الأمراض والموت.