Развитие грибов в природе зависит как от наличия готовых питательных веществ, так и определенных условий для их усвоения.
Основным видом питания грибов является углеродистое питание, происходящее только за счет органических веществ. Грибы обладают способностью с помощью ферментов превращать сложные углеводы в простые. Необходимо грибам и азотистое питание, источниками которого являются органические соединения (белки, пептоны, аминокислоты) и неорганические (нитраты, нитриты и др.). Источниками минерального питания грибов, кроме азота, углерода, водорода и кислорода, служат сера, фосфор, калий, магний, железо, кальций. Причем кальций, обязательный для высших растений, грибам нужен в минимальных количествах, а вот калий просто необходим.
Грибам, как и всем живым организмам, свойственны процессы ассимиляции и диссимиляции. При ассимиляции гриб строит свое тело из веществ, находящихся в окружающей среде. Диссимиляция представляет разрушение веществ в процессе жизнедеятельности гриба с обязательным выделением энергии.
Важнейшим этапом диссимиляции является нормальное кислородное дыхание. Грибы характеризуются высокой энергией дыхания, накоплением энергии и выделением тепла. Особенно сильно нагреваются плодовые тела шляпочных грибов. Процессы диссимиляции могут сопровождаться свечением.
Для нормального развития грибов кроме наличия источников питания необходимо определенное сочетание факторов внешней среды: влажности, температуры, освещенности, кислотности почвы и других.
Тепло, влага и свет совместно благоприятно влияют на рост и развитие грибов. Например, неоднократно в окрестностях Томска маслята, подберезовики и белые грибы появлялись в конце мая — начале июня, поскольку создавались хорошие условия для их развития. Влага необходима грибам, но потребность в ней не у всех грибов одинакова. Одним — она нужна в период развития мицелия, другим в период размножения, наземным формам — в период образования плодовых тел. Водные грибы лучше развиваются при полном погружении мицелия в воду. А вот мучнисторосяные грибы больше предпочитают сухую, ветреную погоду, во время которой лучше распространяются их конидиальные спороношения — оидии. Большинству ржавчинных грибов необходима достаточная влажность. От наличия влаги в почве зависит окраска шляпки наземных грибов. Считается, что цвет кожицы от темно-коричневого до черного характерен для подберезовиков, растущих в сухих местах, на плотной почве. Микроскопические грибы, развивающиеся при повышенной сухости воздуха, на сильно освещенных солнцем местах, формируют черные или бурые плодоношения.
Нормальная влажность определяет темно-серый цвет шляпки подберезовиков. При несколько повышенной влажности развиваются грибы со светло-желтой кожицей шляпки. В очень сырых местах, особенно на Долотах, шляпки, грибов бледные, плодовые тела искривленные, мелкие. Такая же закономерность прослеживается и у микроскопических грибов-сумчатых и несовершенных. Их плодоношения во влажном микроклимате обычно бесцветные, либо слабо окрашенные, с хрупкими тонкими стенками.
Влажность играет большую роль в жизни грибов — разрушителей древесины, их мицелий развивается хорошо только при достаточной влажности. Однако при полном насыщении древесины водой гриб развивается слабо, вглубь не заходит, мицелий его стелется по поверхности субстрата. Сказывается недостаток кислорода. Большинство грибов для своего развития требуют достаточного количества кислорода, и редкие виды приспосабливаются к малокислородным условиям (дрожжи, некоторые виды фузариумов, эндофитные паразиты).
Отдельные виды грибов проявляют просто поразительную приспосабливаемость и живучесть. Например, в Австралии из почвы, заливаемой креозотом, выделен грибок клядоспориум (Cladosporium resinae). Все изоляты этого гриба развивались используя авиационное топливо в качестве источника питания. В Америке из озонаторного счетчика выделен грибок из рода пенициллиум (Penicillium lilaceum). Этот гриб явился причиной неисправности счетчика, поскольку разрушил его резиновые части.
Многие грибы развиваются при широкой амплитуде температур 1—5° до 30—35°. Оптимум температур для их развития составляет 20—25°. При невысоких температурах могут развиваться плодовые тела строчков и сморчков, а плодовые тела Саркосомы появляются в конце апреля, рядом с еще не растаявшими сугробами снега. Первые заморозки в Сибири наступают довольно рано, а грибница ряда грибов еще продолжает плодоносить. Мицелий многих грибов может развиваться в темноте или при малом доступе света. У некоторых грибов в темноте развиваются и плодовые тела (шампиньон). Но у большинства грибов на формирование и рост спороношений свет оказывает большое влияние. Например, полное отсутствие света вызывает стерильность грибницы у грибов пилобулуса и копринусов. При недостатке света плодовые тела многих шляпочных грибов имеют уродливую форму и светлую окраску кожицы шляпки, в ней плохо накапливаются пигменты. Ответной реакцией грибов на сильное освещение является образование спор темного цвета. Особенно активное действие на грибы оказывают ультрафиолетовые лучи, в больших дозах убивающие или подавляющие грибы, а в малых дозах — стимулирующие их отдельные функции. В опытах удавалось получить у некоторых несовершенных грибов сумчатые спороношения, повышенное спорообразование и мутации.
Для развития грибов необходима кислая реакция среды. В процессе эволюции и приспособления к разнообразным экологическим факторам у грибов выработался определенный образ жизни в естественных условиях. Грибы, как и бактерии, являются разрушителями, или редуцентами. Редуценты по типу питания являются сапрофитными организмами. Их сапрофитное питание связано с выделением ферментов в окружающую среду, разложением сложных органических соединений вне организма и осмотическом поглощении растворенных питательных веществ. Считают, что сапрофитное питание возникло на заре появления живых организмов, у первичных сапрофитов, которые дали начало бактериям, грибам и слизевикам.
Сапрофитное питание характерно для трех четвертей всех известных грибов. Обычными природными субстратами для грибов-сапрофитов являются опавшие листья, сучья деревьев, пни, отмершие растения. Многие грибы-сапрофиты развиваются на различных пищевых и кормовых продуктах растительного происхождения и сопровождают человека в его повседневной жизни.
Очень распространены грибы-сапрофиты в почве. Растительные остатки, содержащие много углеводов и имеющие кислую реакцию среды, благоприятны для развития грибов. Поселяются грибы и на животных остатках, но часто не выдерживают конкуренции с бактериями, которые разлагают белки и вызывают подщелачивание среды, не переносимое грибами.
Грибы-сапрофиты приурочены к определенным апологическим условиям и составляют в природе различные экологические группы, о которых мы расскажем позднее.
Грибы могут быть очень неразборчивыми к питанию, или эвритрофными, и строго приуроченными к определенному характеру пищи — стенотрофными.
В природе, много паразитных форм грибов (свыше 10 000 видов). Этот переход от сапрофитного питания к паразитному осуществляется постепенно, самостоятельно в разных группах грибов. Эволюция паразитизма шла от полифагии (т. е. приспособления к жизни на многих субстратах) к монофагии (к паразитизму на одном виде растения) и выражалась в различном воздействии на растительные ткани хозяина. На низших ступенях паразитизма грибы быстро убивают растение-хозяина и продолжают жить на мертвом субстрате уже как сапрофиты. Грибы — факультативные паразиты (многие сумчатые грибы) живут в конидиальиой стадии на живых растениях, т. е. в качестве паразитов, а сумчатые спороношеиия образуют в сапрофитных условиях — на отмерших частях растений.
На высших ступенях паразитизма гриб не убивает растение, а сначала стимулирует его развитие, и только взяв все питательные вещества, губит растение-хозяина.
Высшим проявлением паразитизма у грибов является облигатный, или обязательный, паразитизм, при котором гриб строго приспосабливается к одному растению-хозяину, не может развиваться на искусственных питательных средах. Облигатные паразиты утратили способность выделять ферменты в окружающую среду, в связи с чем не могут переходить к сапрофитному питанию. Они длительный период живут в тканях растения-хозяина, не разрушая клеток, а получая питательные вещества с помощью особых выростов мицелия — гаусторий. Облигатный паразитизм хорошо выражен у ржавчинных и мучнисто-росяных грибов. У этих грибов в природе часто возникают новые мутации, проявляющиеся в образовании новых биологических рас. И надо полагать, что интенсивная изменчивость паразитов культурных растений — следствие естественного отбора в условиях культуры. Создание новых сортов растений направило эволюцию паразитизма грибов по пути создания новых форм.
Грибы-паразиты встречаются и на животных организмах. Они поселяются на насекомых (энтомофторовые грибы), рыбах (сапролегния, ахлия и др.), в дыхательных путях птиц (мукоровые). Некоторые грибы-паразиты вызывают заболевания человека (стригущий лишай, эпидермофития, ложный туберкулез легких, кишечные энтериты), а также животных.
По происхождению близок к паразитизму симбиоз — способность грибов к сожительству с другими организмами, при котором происходит прижизненный обмен веществами, необходимый обоим симбионтам.
Классическими примерами симбиоза являются лишайники (представляющие сожительство гриба и водоросли) и микоризы (сожительство мицелия грибов с корнями высших растений).
Для лишайников характерно образование слоевища — тела лишайника, состоящего в основном из грибных гиф, среди которых располагаются отдельные клетки или нити водоросли. Благодаря симбиозу лишайник при участии водоросли поглощает углерод из воздуха, то есть осуществляет фотосинтез, с другой стороны, грибные гифы добывают углерод из субстрата, разлагая органические соединения. У большинства видов лишайников грибной компонент относится к сумчатым грибам.
Водоросли лишайников относятся к группам зеленых, синезеленых иногда желто-зеленых. По внешнему виду слоевища лишайников делят на накипные, листоватые, кустистые. Накипные лишайники в виде топкой гладкой или зернистой корочки настолько плотно срастаются с субстратом — почвой, камнями, корой деревьев, что отделить их без повреждения порой нельзя. Листоватые лишайники имеют вид мелких чешуек или сильно изрезанных пластинок разной величины, располагающихся в виде розетки на субстрате. Обычно они прикрепляются к поверхности субстрата многочисленными пучками грибных гиф. Кустистые лишайники имеют вид тонких нитей или обильно ветвящихся цилиндрических стволиков, образующих кустик. Иногда слоевище такого лишайника образовано разветвленными, довольно мягкими лентами.
Лишайники — организмы, несомненно, очень древнего происхождения, отсюда следует, что симбиотическая жизнь грибов и водорослей — началась на Земле очень давно. Это подтверждает тот факт, что наряду с грибами, существующими и сейчас самостоятельно, в состав лишайников входят грибные формы, которые потеряли способность развиваться без водорослей и как самостоятельные виды исчезли.