Sieni (Eumycota) – eliöt, rakenne, lisääntyminen ja ekologia
Tutustu sieniin (Eumycota): rakenne, hyfat, lisääntyminen, ekologia ja mykologia — hiivat, homeet ja sienten roolit, elinkierto ja vaikutus ekosysteemeihin.
Sieni (monikko: sienet) on elävä organismi, johon kuuluvat muun muassa hiivat, homeet ja sienet. Sienet muodostavat oman valtakuntansa, joka eroaa niin eläimistä kuin kasveistakin. Niitä yhdistävät muun muassa erityinen solurakenne, ravinnonhankintatapa ja lisääntymismuodot. Sienten tutkimusta kutsutaan mykologiaksi.
Morfologia ja kasvu
Sienten perusyksikkö monisoluisilla sienillä on hyfi, eli ohut säikeenmuotoinen solu- tai soluketju. Hyfoista muodostuu tiheästä verkostosta myseeli (sienirihmasto), joka tunkeutuu kasvualustaan ja tutkii ympäristöä ravinnon perässä. Joillakin sienillä, erityisesti monilla sopivina oloina näkyvissä olevilla lajiryhmillä, on erilaistuneita rakenteita kuten vartalo tai hedelmäkappale (esim. lakki ja jalka), jotka tuottavat itiöitä. Toisin kuin kasveilla, sienillä ei ole yhteyttämistä varten klorofylliä.
Solurakenne
Sienten soluilla on tuma, toisin kuin bakteerien soluilla. Monet hyfat ovat monitumaisia: yhdessä hyfassa voi olla useita tumia. Sienten soluseinät sisältävät kitiiniä, mikä erottaa ne kasvien soluseinistä, jotka sisältävät selluloosaa. Nämä ja muut erot osoittavat, että sienet muodostavat yhden eliöryhmän, Eumycota- tai Eumycetes-heimoksi, joka on lähtöisin yhteisestä esi-isästä ja on siten monofyleettinen.
Ravinto, aineenvaihdunta ja elintavat
Suurin osa sienistä on saprofyyttisiä: ne hajottavat kuollutta orgaanista ainesta ja imevät ravinteita soluseinänsä läpi. Tämä hajottava toiminta tekee sienistä keskeisiä ravinteiden kierrättäjiä ekosysteemeissä. Jotkut sienet ovat loisia ja saavat ravintonsa elävistä isäntäorganismeista, kun taas toiset elävät tiiviissä symbioottisessa suhteessa kasvien tai muiden eliöiden kanssa (esim. jäkälät tai mykorritsat).
Hyödyllisiä esimerkkejä:
- Mykorritsat: sienirihmastot, jotka yhdistyvät kasvien juuriin ja parantavat veden ja ravinteiden ottoa vastineeksi hiilihydraateista.
- Jäkälät: symbioosi sienen ja levän tai syanobakteerin välillä, joka mahdollistaa selviytymisen vaativissa olosuhteissa.
Lisääntyminen
Sienet lisääntyvät sekä suvuttomasti että sukupuolisesti monin eri tavoin. Suvuttomassa lisääntymisessä tavallisia ovat itiöiden tuotto, fragmentaatio ja kuroutuminen (erityisesti hiivoissa). Monet maassa tai ilmassa leviävät itiöt syntyvät runsaissa hedelmäkappaleissa, jotka on sopeutettu leviämään tuulen, veden tai eläinten avulla.
Sukupuolisessa lisääntymisessä syntyy usein yhdistymisvaihe, jossa tumat sulautuvat tai järjestyvät dikaryoottiseen vaiheeseen (kaksi tumaa samassa solussa), jonka jälkeen tapahtuu tumien yhdistyminen (karyogamia) ja meioosi. Sukupuolinen lisääntyminen edistää geneettistä vaihtelua ja sopeutumista.
Taksonomia ja pääryhmät
Sieniryhmä sisältää suuria, monimuotoisia pääjaksoja, joista tunnetuimmat ovat mm. Ascomycota (kotiorvakkasienet) ja Basidiomycota (itiöjuuriset sienet, kuten monet ruokasienet). Myös monet hiivoiksi kutsutut lajit kuuluvat ascomycetoihin tai basidiomycetoihin. Lisäksi on monia pieniä ja parasiittisia linjoja. Sienten taksonomia ja luokittelu perustuvat sekä perinteisiin rakenteellisiin piirteisiin että nykyaikaiseen DNA-perusteiseen filogenetiikkaan.
Ekologia ja merkitys
Sienet ovat avainasemassa ekosysteemeissä: ne hajottavat kuollutta ainesta, kierrättävät ravinteita ja muodostavat laajoja yhteyksiä kasvien kanssa. Ne voivat myös aiheuttaa tauteja kasveille, eläimille ja ihmisille (esim. patogeeniset hiivat ja homeet). Monilla sienillä on taloudellisesti ja ekologisesti tärkeitä rooleja:
- maaperän terveyden ja kasvien kasvun edistäminen (mykorritsat);
- ruoka (esim. ruokasienet, hiivatuotteet);
- lääkkeet ja bioteknologia (esim. antibiootit kuten penisilliini, entsyymit, fermentaatiotuotteet);
- biodegradaatio ja bioremediaatio – kyky hajottaa vaikeasti hajoavia yhdisteitä.
Ihmisen ja talouden suhteet
Ihmisille sienet tarjoavat ravintoa (sienten syöminen, hiivakäytännöt), lääkeaineita (antibiootit, immunosuppressantit) ja teollisia entsyymejä. Toisaalta ne voivat aiheuttaa merkittäviä tuhoja maataloudessa, elintarviketeollisuudessa ja terveysongelmia (esim. homesienet, opportunistiset patogeenit). Sienituntemus on tärkeää elintarvike-, lääke- ja ympäristöaloilla.
Fossiilit ja evoluutio
Sienten alkuperä ulottuu hyvin kauas: niiden juurten on arvioitu syntyneen noin 1000 miljoonaa vuotta sitten, ja sieniä esiintyy devonikauden fossiileissa. Sienien fossiilinen säilyminen on kuitenkin usein huonoa, koska pehmeät rihmastot hajoavat helposti ja niitä on vaikea erottaa muista orgaanisista jäänteistä. Nykyiset luokittelut ja aikataulut perustuvat sekä fossiileihin että molekyylikellotutkimuksiin.
p107 Sienten monimuotoisuus on valtava: ne vaihtelevat yksisoluisista hiivoista suuriin puissa eläviin lajistomuotoihin ja muodostavat kymmeniä tuhansia kuvattuja lajeja — todellinen lajimäärä on todennäköisesti huomattavasti suurempi.
—
Lisälukemista ja tarkennuksia löytyvät muun muassa mykologian oppikirjoista ja tieteellisistä katsauksista. Sienien tunnistus vaatii usein yhdistelmän morfologista havaintoa, kasvualustatietoa ja joskus molekyylimenetelmiä.
Sienihyfat, joilla on septit
Korallisieni Clavaria zollingeri Babcock State Parkissa, Länsi-Virginiassa, Yhdysvalloissa.
Rakenne
Lisääntyminen
Sienet lisääntyvät sekä suvullisesti että suvuttomasti. Jotkin sienet kasvattavat sieniä: ne ovat hedelmöittyneitä elimiä. Lakin alla on kiduksia; kidukset kantavat itiöitä, jotka leviävät ja voivat kehittyä uusiksi sieniksi. Muuten sienet käyttävät itiöemiä, jotka tuottavat suvuttomia itiöitä mitoosin avulla tai suvullisia itiöitä meioosin avulla. Itiöt ovat haploideja.
Sienet voivat olla yksisoluisia tai monisoluisia. Hiiva on yksisoluinen, ja se lisääntyy joko suvullisesti tai suvuttomasti. Sukupuolinen lisääntyminen tapahtuu yksinkertaisella nuppuuntumisella (binäärinen jakautuminen).
Mycelium
Sienirihmasto on sienen kasvullinen (ei-lisääntyvä) osa. Se on yleensä maan alla (tai jonkin muun aineen sisällä), ja se on muodostunut säikeistä, joita kutsutaan hyfoiksi (singluar: hypha).
Hyphae
Hyfat näyttävät langoilta tai pieniltä juurilta. Sienirihmasto on hyfojen matto, joka voi olla hyvin paksusti kudottu. Sieni käyttää niitä ravinteiden keräämiseen. Kukin hyfa on pitkä solu, joka on putkenmuotoisen soluseinän sisällä ja kasvaa sen päästä.
Hyfat ovat tavallisesti synsytioita. Tämä tarkoittaa, että soluseinät (septa) ovat useimmiten epätäydellisiä, eivätkä solujen tumat ole erillään toisistaan kuten normaaleissa soluissa. Yksityiskohdat vaihtelevat lajeittain.
Sienen myseeli
Symbioosi
Symbioosi tarkoittaa yhdessä elämistä. Jäkälät ovat sienen ja levän tai bakteerin välinen symbioosi. Tässä kumppanuudessa leväsolut elävät sienikudoksen sisällä. Tuloksena on uusi maton kaltainen elämänmuoto, joka kiinnittyy kallioon ja muihin pintoihin. Noin 20 % kaikista sienistä elää jäkälän osana.
Toinen tärkeä symbioosin muoto on mykorritsat. Useimmilla puilla ja monilla viljelykasveilla on mykorritsajuuret. Sekä sieni että kasvi hyötyvät tästä järjestelystä.
Taudinaiheuttajat
Jotkin sienet aiheuttavat satotauteja, toiset taas vakavia sairauksia ihmisille. Jotkut ovat erittäin myrkyllisiä: älä koskaan syö luonnosta poimittuja sieniä, ellet tiedä, mitä teet.
Amanita phalloides on erittäin myrkyllinen.
Käyttää
- Syötäviä sieniä käytetään laajalti ihmisravintona. Tietyt juustotyypit vaativat sienilajin lisäämistä. Sinihomejuusto ja Camembert-juusto ovat esimerkkejä tällaisista juustoista. Sienet antavat juustolle ainutlaatuisen maun ja rakenteen.
- Jotkut sienet tuottavat psykotrooppisia (mieltä muuttavia) aineita. Jotkut ihmiset käyttävät näitä sieniä virkistyskäytössä niiden psykedeelisten ominaisuuksien vuoksi. Näitä psykedeelisiä sieniä kutsutaan usein taikasieniksi, koska ne voivat aiheuttaa hallusinaatioita. Kuten minkä tahansa huumeen vaikutus loppuu tietyn ajan kuluttua. Useimmat "taikasienet" kestävät 4-6 tuntia. Mielialaa muuttavien vaikutustensa vuoksi ne ovat laittomia monissa maissa ympäri maailmaa. Tiedemiehet tutkivat kuitenkin myös tapoja käyttää taikasieniä lääkkeinä.
- Nykyaikana joitakin sieniä (esimerkiksi penisilliiniä) on käytetty antibioottien lähteenä. Monet sienet tuottavat antibiootteja luonnollisena puolustuksena bakteereja vastaan[1].
Aiheeseen liittyvät sivut
- Mycorrhiza
- Muotti
- Jäkälä
- Candida
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä ovat sienet?
V: Sienet ovat eläviä organismeja, joihin kuuluvat muun muassa hiivat, homeet ja sienet. Niillä on ohuita säikeenmuotoisia soluja, joita kutsutaan hyfoiksi, jotka imevät ravinteita ja pitävät sienen paikallaan. Joillakin sienillä on myös useita soluja sisältävä runko. Sienillä ei ole klorofylliä, jolla ne voisivat kerätä energiaa auringonvalosta, kuten kasvit, vaan ne saavat ravintonsa sulattamalla ympärillään olevaa kuollutta orgaanista ainesta ja imemällä sitä itseensä.
K: Miten sienien tutkimiseen viitataan?
V: Sienten tutkimusta kutsutaan mykologiaksi.
K: Miten sienet eroavat eläimistä ja kasveista?
V: Sienten soluilla on tuma, toisin kuin bakteerien soluilla. Hyfoissa on joskus monta ydintä. Niiden soluseinät sisältävät kitiiniä, toisin kuin kasvien soluseinät, jotka sisältävät selluloosaa. Nämä erot osoittavat, että sienet muodostavat yhden sukulaisorganismien ryhmän, jota kutsutaan nimellä Eumycota tai Eumycetes.
Kysymys: Minkä tyyppinen organismi on sieni?
V: Sienet ovat saprofyyttisiä eliöitä; ne hajottavat ympärillään olevaa kuollutta orgaanista ainesta ja käyttävät sitä ravintonaan imemällä molekyylejä soluseinämänsä läpi. Jotkut niistä voivat olla myös loisia tai symbioottisia.
K: Miten sienet lisääntyvät?
V: Sienet lisääntyvät suvullisesti ja suvuttomasti useilla eri tavoilla - monet muodostavat itiöitä, jotka kasvavat uusiksi sieniksi.
K: Milloin sienet ovat syntyneet?
V: Sienet syntyivät noin 1000 miljoonaa vuotta sitten; niitä esiintyy devonikauden fossiileissa, mutta ne voivat olla paljon vanhempia, koska niiden nopea hajoamisnopeus vaikeuttaa niiden löytämistä vanhemmista fossiileista.
K: Mistä voin tunnistaa hyvän taikasienikannan?
V: Taikasienikannat vaihtelevat sen mukaan, mitä etsit - tutki netistä lisätietoja saatavilla olevista erityyppisistä lajikkeista, jotta voit valita tarpeisiisi parhaiten sopivan lajikkeen!
Etsiä