Schimmel

Schimmel

Door Ruben Keur & Martijn Hekkenberg

Schimmels

Schimmels en gisten (fungi) onderscheiden zich van bacteriën omdat hun cellen een celkern hebben, van dieren omdat deze cellen omringd zijn door een celwand en van planten omdat schimmels in geen gevallen bladgroenkorrels bevatten. Om deze reden vormen ze apart een van de vijf rijken in de biologische taxonomie. Het onderzoek naar schimmels heet mycologie en de wetenschappers in dat onderzoeksgebied heten mycologen. De schimmels zijn draadvormige fungi waarvan de groei een typisch stoffig, wollig of harig uiterlijk heeft. Gisten zijn meestal eencellig en vormen gladde kolonies. Schimmels hebben duidelijke celkernen. Ze lijken grotendeels op planten, maar door de afwezigheid van bladgroen is ook hun voedingswijze anders. Hoewel schimmels aëroob zijn is zelfs bij lage zuurstofconcentraties groei mogelijk. Voeding: Groene planten en sommige bacteriën maken namelijk met hun bladgroen en licht zelf organische stoffen. Maar de schimmels kunnen allemaal niet zelf organische stoffen maken. Ook kunnen ze zich niet voeden door middel van fagocytose aangezien hun cellen omringt zijn door een celwand. Schimmels nemen de organische stoffen op uit andere dode of levende organismen. Ze zijn (net als dieren) heterotroof: organismen die voor hun voeding van andere organismen afhankelijk zijn. Schimmels voeden zich door absorptie: Ze scheiden verteringsenzymen af op voedselpartikels en absorberen de stukjes die hierdoor uiteen zijn gevallen, de macromoleculen. Organismen die leven van andere levende wezens door samen met ze te leven, leven in symbiose. Als alleen één van de organismen hier baat bij heeft noemt men het parasitisme, indien de samenleving in het belang van beide soorten is wordt het mutualisme genoemd. Als organismen leven van dode organismen heten ze saprobioten. Voorbeelden bij schimmels: Mutualisme - Bij korstmos, vaak te vinden op boombast, vormen een groene alg en een schimmel samen een plant. De alg gebruikt zonlicht om glucose te maken en de schimmel ontvangt die glucose ook. De schimmel neemt zouten en water uit de omgeving op en geeft dat aan de alg. Parasitisme - Mycosen zijn infecties bij mensen die veroorzaakt worden door parasitaire schimmels. Een specifiek voorbeeld hiervan is ringworm (of zwemmerseczeem als het op de voeten ontstaat), deze schimmel ontstaat op vochtige plaatsen en leeft daar van de keratine uit de buitenste dode cellen van de huid en nagels. Saprofytisme - Saprofytische schimmels zijn de schimmels die je het meest tegenkomt in het dagelijkse leven en ook degenen die wij onderzoeken in onze proef. Dit zijn namelijk de schimmels die onder andere ontstaan op voedingsmiddelen. Saprofytische schimmels kunnen als nuttig worden beschouwd omdat ze dode resten opruimen door deze volledig te verteren.

Voortplanting: Schimmels planten zich voort met behulp van sporen, kleine cellen die door de wind worden verspreid en kunnen uitgroeien tot een nieuwe schimmeldraad. De sporen ontstaan op de omhoog groeiende uiteinden van de schimmeldraden. Maar er zijn ook schimmelsoorten waar de sporen ontstaan in speciale organen (vruchtlichamen). Schimmelsporen onder een lichtmicroscoop

Verdediging: Bacteriën en schimmels leven in veel gevallen van hetzelfde voedsel, om deze reden maken schimmels stoffen aan waarmee ze de bacteriën in hun buurt kunnen doden. Stoffen uit schimmels die bacteriën kunnen doden kunnen soms gebruikt worden als geneesmiddel tegen bacterie-infecties. Deze stoffen worden antibiotica genoemd. Een voorbeeld van een antibioticum is penicilline. Bacteriën kunnen een erfelijke weerstand krijgen tegen een antibioticum ze zijn dan niet meer met dat geneesmiddel te bestrijden. Ze zijn dan resistent. Bouw & Structuur: Meercellige schimmels bestaan meestal uit lange draden genaamd schimmeldraden (of hyfen) die zich vertakken en uitgroeien over het oppervlak waar de schimmel op groeit. De hyfen van de lagere fungi bevatten geen dwars wanden, maar de hogere fungi hebben die wel waardoor ze worden verdeeld in verschillende cellen. Het geheel van alle schimmeldraden wordt het mycelium genoemd. Paddenstoelen hebben een bovengronds vruchtlichaam maar bij sommige schimmels, zoals de truffel, ligt deze ondergronds. Behalve paddestoelen zijn er ook andere structuren die een schimmel kan vormen: Haustoria zijn zuigorganen in de schimmeldraden die door parasitaire schimmels worden gebruikt om organische stoffen van de gastheer te stelen door. Rhizomorfen zijn verzamelingen van meerdere hyfen die samen één geheel lijken te vormen waardoor ze er vaak uitzien als de wortels van planten. Sclerotia zijn samengeklitte schimmeldraden die een schimmel vormt om de winter te overleven in een soort rustfase. Schimmelcellen hebben een celwand gemaakt van chitine en bevatten net als planten vacuoles, met vocht gevulde blaasjes die omgeven worden door vacuolemembranen en zich in het cytoplasma van een cel bevinden. De meeste schimmelcellen zijn verdeeld in compartimenten. Schimmels zijn heterotroof en maken gebruikt van extracellulaire vetering.

Boven: Schimmeldraad met haustoria van de meeldauwschimmel. Rechts: Rhizomorf van een Echte honingzwam

Stammen:

Het rijk der schimmels kan worden ingedeeld in vier verschillende stammen. Deze indeling is gebaseerd op de verschillen in ofwel de geslachtelijke ofwel de ongeslachtelijke voortplanting van de schimmel. De vier stammen zijn: De Ascomycota - Gebruiken bij de geslachtelijke voortplanting sporenzakjes. Deze zakjes worden gevormd doordat de zygote zich uitrekt tot een langwerpig kapsel waarin de mitose en meiose plaatsvindt waardoor er dochterkernen in het zakje komen te liggen die vervolgens op een passend moment worden losgelaten. Veel gisten en schimmels maar eetbare paddestoelen horen bij deze stam. De Basidiomycota - Bij de Basidiomycota worden de sporen gevormd in een basidie, dit is in eerste instantie een eencellige cel aan het uiteinde van de schimmeldraden waarin de sporen worden gevormd en die kan uitgroeien tot een twee- of viercellige basidie. Veel paddestoelen behoren tot deze stam, bij de paddestoelen bevinden de basidiën zich in de binnenkant van de kap. De Chytridiomycota - Bij de ongeslachtelijke voortplanting van deze stam vermeerderen deze schimmels zich door middel van een zoöspore die zich met een flagellum (zweepstaartje) voortbeweegt. De Zygomycota - De Zygomycota zijn de zogeheten lagere schimmels. Deze schimmels bevatten geen tussenschotjes in de hyfen en hebben een apart geslachtelijk en ongeslachtelijk stadium. De ongeslachtelijke voortplanting neemt gewoon plaats met sporen maar bij de geslachtelijke gebruiken deze schimmels twee gametangia. Dit zijn cellen aan het eind van de hyfen die als ze contact met elkaar maken fuseren in een zygospore. Van veel schimmels is de geslachtelijke voortplanting niet bekend. Deze schimmels zijn ingedeeld in een restgroep (incertae sedis). Wel blijkt bij nader onderzoek, bijvoorbeeld DNA onderzoek, dat ze bij de ascomycota horen. Links: De levenscyclus van een Chytridiomycota schimmel. De cel laat in stap C (en L) de zoösporen los. Deze zwemmen vervolgens met behulp van de flagellen naar een geschikte plek om zich aan de wand van de gastheer hechten, in dit geval een alg. In stappen F en G zie je dat de schimmel zich voed met de stoffen uit de alg waarna de alg hier aan onder gaat. Vervolgens ontwikkelt de schimmelcel zich in een Sporangium waarin de zoösporen zich ontwikkelen. Uiteindelijk gaat deze open, de zoösporen komen eruit en de cyclus begint opnieuw.

Gisten: De gisten worden ook bij de schimmels ingedeeld. Gisten zijn micro-organismen, die het best kunnen worden beschreven als eencellige schimmels. Gisten onderscheiden zich van eencellige bacteriën net als andere schimmels door het bezit van een celkern maar zijn ook een stuk groter. Gisten worden gebruikt om onder andere brood te laten rijzen en bij het proces om alcoholische dranken te maken. Gisten behoren tot de klasse Saccharomycetes, die op zijn beurt een onderdeel vormt van de Ascomycota stam.

Herkenning: Schimmels onderscheiden zich in voortplanting. Daarom worden bij de identificatie (naamgeving) van schimmels de kleur en de vorm van de voortplantingsstructuren gebruikt. Dit moet onder een microscoop gebeuren aangezien bij veel schimmelsoorten de uiterlijke kenmerken die met het blote oog te zien geen duidelijkheid scheppen over de verschillen tussen soorten. Bij gisten worden net als bij bacteriën de biochemische eigenschappen gebruikt.

Zoals op de afbeelding rechts te zien is kan je door schimmels in petrischaaltjes te kweken de uiterlijke verschillen tussen geslachten zien. De schimmel op de afbeelding hieronder bijvoorbeeld hoort bij het geslacht Aspergillus. Maar dit geslacht bevat wel 200 verschillende soorten schimmel en pas na nader onderzoek blijkt dat het hier om een Aspergillus Fumigatus gaat.

.