ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Лишайники— это комплексные организмы, состоящие из гриба и водоросли
Лишайники— это комплексные организмы, состоящие из гриба и водоросли. Их автотрофные компоненты (водоросли) защищены от воздействий среды грибными симбионтами, что позволяет лишайникам выдерживать самые суровые условия.
Считается, что сожительство гриба и водоросли — симбиоз, однако гриб поглощает не только отмершие, но и живые клетки водорослей. Этот паразитизм гриба носит умеренный характер. Водоросли, интенсивно делясь, не уменьшаются в количестве.
В составе лишайников обнаружено около 20 000 видов грибов и около 26 родов фотосинтезирующих организмов. Чаще всего среди них встречаются зеленые водоросли (90%). Грибы, которые входят в состав лишайников, чаще всего относят к сумчатым или базидиомицетам.
Тело лишайников не имеет органов и представлено слоевищем(или талломом).
По внешнему виду выделяют 3 морфологических типа лишайников:
1) корковые (или накипные);
Накипныелишайники имеют вид корочки, плотно сросшейся с субстратом <письменный лишайник).
Листоватыелишайники имеют вид чешуи или листовидной пластинки, распростертой на субстрате <пельтигера, гипогимния).
Кустистыелишайники имеют вид прямостоячего или повисающего кустика <ягель, цетрария исландская).
По анатомическому строению различают 2 типа слоевища:
• гомеомерноеслоевище, когда гифы гриба и клетки водоросли распределены равномерно
по всему слоевищу.
• гетеромерноеслоевище, когда наружные слои образованы грибом, а внутренние —
водорослями.
Лишайники чрезвычайно широко распространены в природе. Они обитают по всему миру, от аридных пустынь до Арктики на голой почве, стволах деревьев, раскаляемых солнцем скалах, заборах и обдуваемых ветром альпийских пиках. Некоторые из них настолько малы, что не видны невооруженным взглядом, другие, например ягель, покрывают огромные площади ковром глубиной по щиколотку. Вид веррукария (Verrucaria serpuloides) постоянно погружен в морскую воду. Лишайники часто первыми поселяются на обнажающихся каменистых субстратах. В Антарктике их обитает более 350 видов, и только 2 вида высших растений! Кроме того, 7 видов лишайников сейчас встречаются на 86° южной широты, т.е. около самого Южного полюса. Их почвообразовательная деятельность на голых скалах — первая стадия биологической сукцессии в этих районах.
Окраска лишайников — от белой до черной через различные оттенки красного, оранжевого, коричневого, желтого и зеленого. Это позволяет использовать лишайники как источники красителей. До недавнего времени твид (шерстяной материал) окрашивали при помощи лишайников. Лишайники применяются в медицине и парфюмерии, а у некоторых народностей (например, у японцев) употребляются в пищу.
Размножение. Размножаются лишайники вегетативным способомпри помощи кусочков слоевища. Многие листоватые и кустистые лишайники размножаются соредиями и изидиями.
Соредиисостоят из одной или нескольких клеток водоросли, оплетенных гифами гриба.
Изидиипредставляют собой мельчайшие выросты слоевища в виде бугорков, которые прорастают в новые слоевища лишайников.
Кроме того, каждый из компонентов лишайников может размножаться самостоятельно: водоросли делятся или размножаются спорами (т.е. бесполым путем), а грибы – бесполым (конидии) и половым путем.
Лишайники могут выживать в неблагоприятных условиях среды. Одно время полагали, что секрет успеха связан с защитой водорослевого компонента грибом. Это важный фактор, но не всеобъемлющий. Еще одним важным фактором является способность лишайников быстро высыхать.Лишайники часто пребывают почти в обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2 до 10 % сухой массы. При высыхании фотосинтез прекращается. Это обусловлено тем, что верхняя кора лишайника, высыхая, становится толще и непрозрачнее, преграждая путь солнечной энергии. Влажный лишайник разрушается светом и экстремальными температурами, не влияющими на него в сухом виде. Смачиваясь дождем, лишайники очень быстро поглощают воду (в 3-35 раз больше собственной массы). Если сухой, хрупкий лишайник погрузить в воду, он станет через несколько минут мягким и гибким. Максимально жизнеспособен лишайник, если судить по фотосинтезу, после того как, пропитавшись водой, он начинает высыхать. Фотосинтез идет наиболее интенсивно при влажности 65-90% предельной влагоемкости. Ниже этого уровня скорость фотосинтеза падает. Во многих местообитаниях влажность лишайников сильно колеблется в течение суток, и у многих из них фотосинтез возможен в течение лишь нескольких часов, обычно рано утром после смачивания их туманом или росой. Следствие этого — очень низкая скорость роста лишайников, их радиус увеличивается на 0.1-10 мм в год. Таким образом, возраст зрелых лишайников может быть до 4 500 лет.
По-видимому, лишайники поглощают некоторые минеральные вещества из своего субстрата, но большая часть элементов улавливается ими из воздуха и дождевой воды.
Лишайники играют важную роль в функционировании экосистем. Они особо чувствительны к токсичным веществам, т.к. не могут выделять в среду впитанные ими элементы. Исходя из этого, лишайники используются как индикаторы для мониторинга окружающей среды. Наиболее резко лишайники реагируют на сернистый газ, который быстро разрушает и без того небольшое количество их хлорофилла. На этой же основе можно следить за присутствием тяжелых металлов или других загрязнителей вокруг промышленных центров.
Когда ядерные испытания проводились в атмосфере (сейчас под землей), лишайники использовались для контроля за выпадением радиоактивных осадков. Сейчас полагают, что их применение целесообразно в мониторинге радиоактивного загрязнения, возможного при
разрушении спутников, особенно когда это происходит в отдаленных районах, которые трудно обследовать другими средствами.
Источник
Отдел лишайники. Общая характеристика и разнообразие лишайников
Отдел лишайники. Общая характеристика и разнообразие лишайников. Лишайники: 1. Ксантория постенная; 2. Ягель (Олений мох); 3. Пармелия козлиная; 4. Гипогимния; 5. Центрария («Исландский мох»); 6. Эверния.
Общая характеристика лишайников
Общая характеристика лишайников: строение, жизнедеятельность, многообразие и значение
К отделу Лишайники (Lichenophyta, или Phycomycota) относятся организмы, которые образовались вследствие сожительства грибов (микобионт) и водорослей (фикобионт). Такое сосуществование придало новые экологические и физиологические свойства этим своеобразным организмам. Они более стойкие к высоким температурам, могут переносить продолжительное высушивание, образуют особые вещества – лишайниковые кислоты, имеют очень замедленный рост и др. Сначала считалось, что лишайник – это взаимовыгодное сожительство гриба (доставляет водоросли воду и минеральные вещества) и водоросли (образует органические вещества, доставляет грибу углеводы). Современные выводы ученых: гриб паразитирует на водоросли и подавляет ее жизнедеятельность, так как водоросли (в составе лишайников) могут жить самостоятельно, тогда как грибы гибнут. Гриб поглощает отмершие клетки водорослей, с помощью гаусторий питается содержимым живых клеток водорослей. Водоросли интенсивно делятся, поэтому количество их клеток не уменьшается. Они очень изменяют свой внешний вид в слоевище лишайников. Интенсивность фотосинтеза при оптимальных условиях существования значительно ниже, чем у растений. Гриб обеспечивает водорослям защиту от высыхания. Известно около 25 тыс. видов лишайников. Иногда в составе некоторых видов лишайников встречаются еще и бактерии.
Грибы, которые входят в состав лишайника, преимущественно относятся к сумчатым (аскомицетам). Лишь иногда (некоторые тропические виды) образованы базидиальными грибами.
Водоросли, входящие в состав лишайников, относятся преимущественно к отделу Зеленые (хлорококк, хлорелла, кладофора), иногда – к отделу Сине-зеленые, или Цианобактерии (носток, гелеокапса, анабена), очень редко – к отделу Желто-зеленые. Встречается около 30 видов водорослей. Один из видов водорослей может быть составляющей разных видов лишайников.
Широко распространены в природе – от пустынь до Арктики и Антарктики. В Антарктиде найдено 7 видов недалеко от Южного полюса. Часто встречаются со мхами. Поселяются на разнообразных субстратах: на почве, скалах, листьях, мхах, хвое, остатках растений, коре деревьев, коже, тряпках, железе и т. п. Большинство лишайников может переносить полное высыхание. При этом они не питаются и не фотосинтезируют. Лишайники очень быстро поглощают влагу. Минеральное питание не всегда связано с субстратом. Большинство воды и минеральных веществ лишайник образует из воздуха и дождевой воды. Живут очень долго – до 100 лет, даже 1000 и больше. В Гренландии был найден лишайник возрастом 4,5 тыс. лет. Прирост слоевища за год накипных лишайников составляет приблизительно 0,25 – 0,5 мм, ягеля – 2–7 мм, лишайников, которые поселяются на почве и мхах, – 1 – 3 см.
Гетеромерный тип строения лишайников
Вегетативное тело лишайников состоит из гифов гриба, между которыми разбросаны клетки водорослей, и называется слоевищем или талломом. По анатомическому строению различают 2 типа талломов: гомеомерный – гифы гриба и клетки водорослей распределены равномерно по всему слоевищу, погружены в слизь и образуют группу слизистых лишайников, самый примитивный тип строения; гетеромерный – внешний слой гиф образует корку, под верхней коркой – особый отделенный слой водорослей (гонидиальный), под ним – сердцевина, которая состоит из нитей гифов, расположенных рыхло. Гомеомерное строение имеют преимущественно накипные лишайники, в состав которых входят цианобактерии. Гетеромерное строение имеет большинство лишайников. Цвет слоевища обусловлен наличием пигментов (зеленых, синих, фиолетовых, красных и коричневых) в оболочках гиф и плодовых тел грибов. Образуются пигменты только при наличии света.
Биологическая особенность – образование лишайниковых кислот (только у лишайников). Для каждого вида характерны определенные кислоты, что является таксономическим признаком. Известно около 150. Они откладываются на поверхности гиф в виде гранул, кристалликов, палочек и т. п. Вместе с пигментами обуславливают окраску лишайников. Некоторые из них токсичны, некоторые имеют антибиотические свойства. Значение до конца не изучено. Возможно, выполняют защитную функцию, способствуют разрушению субстрата, придают гидрофобность оболочкам гиф.
Размножаются бесполым и половым способами. Вегетативно – частицами таллома. Каждый из компонентов лишайника может размножаться самостоятельно. Водоросли делятся или образуют споры. Грибы могут размножаться половым путем, образовывать плодовые тела с сумками (асками). Много видов лишайников (листоватых и кустистых) могут образовывать специализированные органы размножения: соредии и изидии. Соредии состоят из одной или нескольких клеток водорослей, которые оплетены гифами. Высыпаются, выталкиваются на поверхность слоевища и распространяются преимущественно ветром, иногда животными и т. д. Размножается соредиями приблизительно 30 % лишайников. Изидии – это мелкие выросты таллома с водорослями внутри, которые имеют форму палочек, бугорков, зерен, кораллов и покрыты снаружи коркой из гифов. Изидиями размножается приблизительно 15 % лишайников.
Наука, которая изучает лишайники, называется лихенологией (от греч. лейхен – лишайник и логос – учение). Основателем является шведский ученый Архариус.
Разнообразие лишайников
Классификация лишайников по строению слоевища: накипные, листоватые и кустистые
По внешнему виду выделяют 3 морфологических типа лишайников: корковые или накипные, листоватые и кустистые.
Корковые или накипные лишайники
Корковые или накипные, имеют слоевище в виде корочки или налета, которое очень плотно прирастает к субстрату. Нижней корки не имеют и срастаются с субстратом гифами сердцевины. Толщина слоевища – разная. Растут на разнообразнейших поверхностях (коре деревьев, камнях, крышах и т. п.). Представлены наибольшим количеством видов (80 %). Представители: графис и др.
Листоватые лишайники
Листоватые – имеют вид пластинок, чешуек, которые горизонтально расположены на субстрате. Пластинки, чешуйки преимущественно округлые, имеют 10–20 см в диаметре. Являются более высокоорганизованными по сравнению с корковыми. Прикрепляются к субстрату пучками гифов, которые называются ризинами (аналоги ризоидов). Верхняя часть лишайников отличается строением и окраской от нижней. Представители: пармелия, стенная золотянка и др.
Кустистые лишайники
Кустистые лишайники имеют вид прямостоячего или поникшего кустика. К субстрату прикрепляются небольшими участками нижней части. Верхняя часть – ветвистая. Могут свисать с деревьев («бородатые лишайники»). Высота – от нескольких миллиметров до 30–50 см (иногда – 7–8 м – у «бородатых лишайников», например рода Уснея). Более высокоорганизованные по сравнению с накипными и листоватыми. Представители: уснея, цетрария, ягель (олений мох), нейропогон и др.
Формы лишайников. Накипной: бацидия; Листоватый: пармелия; Кустистые: бородач, кладонии (ягель).
Существуют переходные формы лишайников, которые имеют совместные признаки типов.
Источник
