キノコ、カビ、酵母など、何万もの生物が「菌類」に分類されています。 かつては単なる植物と考えられていましたが、現在では独自の分類学上の王国を形成しています。
菌類の分類
この無数の生物を適切に分類するには、技術の向上と科学的知識の進化に伴い、数十年を要しました。
1960年代には、菌類は植物として扱われていましたが、当時はすべての生物が植物と動物の2つの王国にしか分類されていませんでした。 1969年に生態学者のロバート・ウィテカーが『サイエンス』誌に発表した論文では、この2王国制の根拠が説明されています。 1969年に生態学者のウィテカーが発表した論文によると、人間が身の回りで観察していた生物は、自分で食べ物を作る「根」を持つ植物か、自分で食べ物を探す「動」のある動物だけだったという。 そのため、移動性と栄養を得る方法が分類システムの基準となった。 “ウィスコンシン大学ラクロス校の植物学教授であるトム・ボルク氏は、「動物は動き、植物は動かなかったので、菌類が植物とくっついてしまったのです」と語っています。
しかしながら、真菌は植物とは異なり、緑色の色素であるクロロフィルを持たないため、光合成ができません。 つまり、光のエネルギーを使って自分の食べ物である炭水化物を生成することができないのです。 そのため、食性は動物に近い。 菌類は、炭水化物や脂肪、タンパク質などの炭素を含む有機物から栄養を吸収する必要があります。
これらの性質を踏まえて、1969年にウィテカーは、菌類を別の王国にして、新しい5王国制の分類を提案した。 この分類案には、膨大な種類の生物が含まれていました。 その中には、キノコ、酵母、カビ、粘菌、水カビ、パフィオペディルム、カビなどが含まれていました。
その後、この分類法と菌類界はさらに改良されました。
その後、真菌の分類体系や真菌界はさらに改良され、例えば、粘菌や水カビは別の真菌界に移されました。
「真の菌類」の特徴
「Van Nostrand’s Scientific Encyclopedia, Vol 1, 10th Ed. (Wiley, 2008)によると、数多くの真菌類は「多種多様な習性や特徴」を持っており、一概には言えません。 しかし、真菌類に共通する重要な点がいくつかあります。
細胞。 菌類は、植物や動物と同様に真核生物です。 つまり、真核生物の特徴である、よく組織化された細胞を持っています。 菌類のDNAは、核と呼ばれる中心的な構造体に内包されています（「Van Nostrand」によると、細胞によっては複数の核を持つものもあります）。
真菌は、エネルギー生産やタンパク質の輸送など、さまざまな機能を担うオルガネラと呼ばれる特殊な細胞機械を持っています。
真菌の細胞は、内側の細胞膜と外側の細胞壁の2つの層に包まれています。
真菌の細胞は、内側の細胞膜と外側の細胞壁の2層で覆われています。
真菌の細胞膜は、動物の細胞膜と同様に、タンパク質と脂質と呼ばれる脂肪分子でできています。 また、動物の細胞膜には様々な量のコレステロールが含まれています。 Volk氏によると、真菌の細胞膜にはエルゴステロールというユニークなステロイドが含まれています。
植物の細胞壁はセルロースでできていますが、真菌の細胞壁にはキチンが含まれており、これは植物以外の物質です。
植物の細胞壁はセルロースでできていますが、真菌の細胞壁はキチンでできています。実際、様々な節足動物（昆虫、カニやロブスターなどの甲殻類）の外骨格はキチンでできています。
構造。
菌類には、酵母のように1つの細胞でできているものと、キノコのように複数の細胞でできているものがあります。
多細胞の真菌類の体は、細胞が木の枝のように束になって並んでいます。 個々の枝分かれした構造をハイパ（複数形：hyphae）と呼びます。 多くの場合、ハイパの個々の細胞は隣り合って一列に並んでいるが（共細胞ハイパ）、十字の壁で区切られていることもある（隔壁ハイパ）。 いくつかの胚葉がかみ合って菌糸を形成し、それが菌体を構成していると “Van Nostrand “は言う。
「菌類は表面積の王様です」とVolk氏はLiveScienceに語っています。胚葉は食物を取り込み、消化を促進し、また繁殖するために表面積を拡大すると説明しています。
栄養です。 前述のように、菌類は光合成ができないため、周囲のさまざまな有機物から栄養分を吸収する必要があります。
動物も同様に従属栄養生物であり、自分で食べ物を探す必要があります。 しかし、彼らの場合、消化は体の中で行われます。 “菌類は違います。 “菌類は食物を見つけ、酵素を食物に放出し、消化は体外で行われます」。 これらの特殊な消化酵素は、外酵素として知られており、成長しているハイパエの先端から周囲に分泌されると、ヴォルクは “Encyclopedia of Biodiversity, 2nd Ed.”(Academic Press, 2013)で述べている。 (Academic Press, 2013)で述べています。
菌類が木の表面から体の中まで多様な環境で繁殖できるのは、この酵素のおかげです。
外酵素の活動の結果、大きな食物分子は小さな分子に分解され、それが菌糸の中に運ばれます。
外酵素の活動の結果、大きな食物分子は分解されて小さくなり、菌糸の中に取り込まれます。
菌類は複数の餌を持っています。 死んだ生物を食べ、その分解を助ける菌類を「腐生菌」といいます。 また、生きている宿主に害を与えずに、その宿主から栄養を得ている菌類は、「共生者」または「相互作用者」と呼ばれます。 菌類と藻類が一緒になった地衣類は、相互作用の一例である。 Encyclopedia of Biodiversity “によると、菌類が生きている宿主に害を与えながら食べている場合は、寄生虫と呼ばれます。
Reproduction（生殖）。 様々な真菌は、無性または有性で繁殖することができます。 どちらの方法でも胞子を生成することができます。 胞子は特殊な細胞で、適切な環境に放たれると、新しい真菌体を生み出すことができる。 ユタ州立大学によると、胞子は空気や水によって新しい環境に運ばれます。
無性生殖は、菌類の細胞が分裂して自分と同じ遺伝子のコピーを作る、有糸分裂によって行われます。 酵母のような単純な単細胞の真菌では、このプロセスは出芽として知られています。 この場合、親細胞から小さな枝や芽が出てきて、徐々に大きくなっていく。 核は2つに分裂し、芽は親細胞と同じ大きさになると分裂します。 一方、カビなどの多細胞菌類は、無性胞子を形成して繁殖します。
有性生殖のあるステップの期間とタイミングは、真菌の種によってかなり異なります。
有性生殖のあるステップの期間や時期は、真菌の種によってかなり異なります。また、生殖構造も種によって異なります。 生物多様性の百科事典」によると、このような形態的な違いが、真菌界をサブグループ（系統）に分ける基礎となっています。
真菌の有性生殖では、減数分裂によって胞子が作られます。 その結果、胞子には親の染色体の半分の数が含まれています。 胞子が放出されると、樹木のような菌糸体に発芽し、”交尾 “の準備が整います。 マッシュルーム、パフボール、ガマズミなどの場合、枝分かれした菌糸（一次菌糸とも呼ばれる）は、1つの核を含むセグメントに分かれている。 交尾は、2つの一次菌糸が互いに接触して二次菌糸を形成することで行われます。 二次菌糸の各節には、元の節から1つずつ、計2つの核がある。 個々の核は、親細胞の半分の染色体数を持っている。 数回のステップを経て核が融合し、元の数の染色体を持つ細胞が誕生する。
カビと私たち
カビは私たちの生活や人生と切っても切れない関係にあります。 私たちの健康、食べ物、産業、農業に、良い意味でも悪い意味でも影響を与えています。
菌類は重要な薬の供給源です。 ペニシリンやセファロスポリンなどの抗生物質や、移植の拒絶反応を防ぐシクロスポリンなどは、「生物多様性の百科事典」によると、すべて真菌類によって生産されています。 しかし、その一方で、真菌は私たちに有害なマイコトキシンと呼ばれる毒素を生成します。 “カビ毒のほとんどはカビが作り出すものです」とボルクは言う。 例えば、トウモロコシやピーナッツに生えるアスペルギルス菌は、アフラトキシンを生成します。
酵母（Saccharomyces cerevisiae）は、ワインやビールの発酵、起毛したふっくらとしたパンを焼くのに欠かせません。 ブルーチーズの特徴的な紺色の色合いは、Penicillium roquefortiiという菌の胞子形成によるものだと、”生物多様性の百科事典 “に記載されています。 シャントレルやモレルなどのキノコ類は、食卓を彩る美味しい食材です。
菌類をモデル生物とした科学上の重要な発見があります。 遺伝子が酵素の発現を制御し、1つの遺伝子が1つの酵素を制御するという発見は、ピンクのカビ「ニューロスポラ」を使った実験の結果であった。 この研究で、ジョージ・ビードルとエドワード・テイタムは1958年にノーベル賞を受賞した。 酵母はまた、遺伝学の分野で疑問に答えるためのモデル生物としても利用されている。
とはいえ、現在、私たちが菌類について知っていること、そして菌類を使ってできることは、可能性のほんの始まりに過ぎません。 生物多様性の百科事典』でボルク氏が述べているように、名前が付けられている真菌類は75,000種あります。 しかし、この数は自然界に存在する種の5％に過ぎないと考えられています。 “動物や植物に比べて、真菌類については比較的知られていません」とVolk氏はLiveScienceに語っている。 “まだまだ発見されるべき新種がたくさんあります。