Лишайник не может получиться, если убрать один из компонентов. Грибные споры без водоросли не могут выжить, по этому грибу так необходим этот симбиоз. Водоросли не так привязаны к грибу, но многие в природе отдельно от гриба так и не обнаружены. Следовательно, разделить этот организм невозможно, это приведет к гибели обоих.
Долгое время ученые относили лишайники к низшим растениям и только относительно недавно их вывели в отдельный вид, который на данный момент насчитывает более 25 840 различных представителей . Точное количество видов пока неизвестно, но ежегодно находят новые различные виды.
Лишайники растут по всему миру, их можно встретить в холодной тундре, где не растут практически ни какие растения, в лесу, в горах на отвесных скалах, на болотах и даже в тропиках и пустынях. Лишайники часто называют пионерами, потому что они первыми появляются на необжитой почве и камнях, где потом начинают расти растения и грибы.
Существуют несколько видов лишайников, которые живут только в воде. Лишайники не имеют корней и крепятся к почве выступами, которые находятся на дне их слоевища. Растут лишайники медленно, но вот живут очень долго сотни и даже тысячи лет. Самым древним лишайником признана окаменелость, которой больше 390 миллионов лет
.
Таллом лишайника не имеет ни корня, ни стебля, по виду слоевища лишайники подразделяют на 3 вида: кустистые, накипные и листоватые
.
Самые простые лишайники - накипные, они имеют форму корочки, которая покрывает камень или почву. Более сложно устроены листоватые части тела лишайника не крепятся к поверхности и похожи на листья, но на самом деле листьев у лишайника нет.
Самый сложный вид кустистые, они только частью таллома крепятся к поверхности и похожи на кустики.
Размножение у этого вида происходит несколькими способами: разломившись на несколько кусков, лишайник продолжает разрастаться от них, также лишайники разваливаются на более маленькие частицы, которые называют споры и в виде крупинок разносятся воздухом по свету. Но и здесь всё не так просто, для того чтобы выжить, спора должна непросто закрепиться где-то, но и найти для себя нужную водоросль иначе она погибнет!
В чем же их уникальность?
- Лишайники очень зависимо от воды, а, так как они находятся в различных климатических зона, им приходится приспосабливаться к погодным условиям. Так лишайники, находящиеся в пустыне, от жары пересыхают и разламываются, но стоит только пойти дождю они, можно сказать, снова оживают. А лишайники, которые прорастают на северном и южном полюсе, питаются растаявшими снежинками, которые попали на их талом.
- Без воды лишайники впадают в безжизненное состояние, но получая воду, начинают активность (известны случаи, когда лишайники, ожили, находясь 42 года в неактивном состоянии).
- Лишайники не имеют корней, поэтому они получают питательные вещества из песчинок в воздухе и с водой.
- Ученые проводят опыты на лишайниках, и им удалось установить, что лишайники могут жить в кислотной среде, а также в щелочной. Но что еще более важно, лишайники, могут более 15 дней прожить вне воздушной среде за пределами нашей атмосферы.
- Лишайники могут накапливать радиоактивные вещества.
- По цвету, лишайники не разделяют на группы, их огромное количество: белые, черные, желтые, синие и так далее.
- Ученые утверждают, что в лишайниках имеются незаменимые для организма человека аминокислоты.
- Благодаря кислотам, которые выделяют лишайники, они могут расщеплять даже твердые породы, например, камни.
Где их используют
- Люди научились использовать лишайники в своих нуждах еще в Среднее века. Например, раньше некоторые лишайники использовали для борьбы с заболевание легких. Сейчас же мы научились их использовать в самых различных целях. Некоторые лишайники идут на корм животным, особенно в тундре оленям, другие используют в медицине, для лечения кашля и болезней, связанных с пищеварением. В Японии кое-какие лишайники считаются деликатесом и его с удовольствием едят люди.
- Лишайники используют в борьбе с заболеваниями коже, делают из них ароматические духи, также создают разнообразные декоративные венки.
- Некоторые используются как красители для окрашивания ткани шерсти и других материалов.
- В природе животные и насекомые, так же как и люди научились использовать лишайники в своих целях. Птицы строят из них гнезда, а насекомые маскируются под их оттенок, спасаясь от хищников, и питаются ими.
- Существуют лишайники, которые накапливают в своем организме крахмал и даже сахар из них люди научились получать спирт.
- Лишайник «дубовый мох» с древности используется для приготовления пудры, в Египте его использовали для лучшего аромата хлеба.
Фотобионт обычно представлен зелеными водорослями (Chlorophyceae) или цианобактериями, а микобионт - сумчатыми (Ascomycetes) или, гораздо реже, трутовыми базидиальными (Basidiomycetes) грибами. Несмотря на «составную» природу лишайников, их выделяют в самостоятельную таксономическую группу со своими видовыми, родовыми и т.д. названиями, причем название присваивается по микобионту. Классифицируют лишайники по-разному, но в настоящее время их помещают в ту же группу, что и родственные микобионту грибы, не образующие лишайников. Фотобионт сохраняет свою таксономическую самостоятельность.
По строению тела (таллома, или слоевища) лишайники бывают накипными (корковыми), листоватыми и кустистыми. Они распространены по всему земному шару от тропиков до приполярных областей. Хорошо известны такие лишайники, как ягель, или олений мох (Cladonia rangiferina ), и виды Usnea , свешивающиеся с деревьев наподобие бород и очень похожие внешне на цветковые эпифитные растения рода Tillandsia .
Строение.
Симбиоз, т.е. сожительство фотобионта и гриба, возникает, если их совместимые виды случайно встречаются. Образование лишайников можно таким способом вызвать и в лабораторных условиях. При этом можно наблюдать, как растущие нити (гифы) гриба оплетают клетки фотобионта, и их масса (мицелий) изолирует клетки водоросли от внешней среды.
После возникновения такой ассоциации новый составной организм, а точнее его микобионт формирует таллом специфического строения, которое не встречается даже у таксономически близких грибов, живущих отдельно от фотобионта. Появляются структуры, аналогичные тем, что свойственны стеблям и листьям цветковых растений. В первую очередь это кора - обособленный поверхностный слой из плотно переплетенных гиф, позволяющий лишайникам быстро впитывать окружающую влагу в сырую погоду и так же быстро высыхать, что спасает их клетки от перегрева и переохлаждения. Поскольку полностью непроницаемая оболочка препятствовала бы газообмену, в коре имеются простые поры и щели, а также участки с рыхло расположенными клетками, напоминающие чечевички в коре деревьев. У некоторых родов лишайников имеются и высокоспециализированные поры, т.н. цифеллы и псевдоцифеллы, во многом сходные по своему строению с устьицами на листьях растений. Под корой находится более мощный слой рыхло переплетенных гиф с расположенными между ними клетками водоросли. Это сердцевина лишайника. Обычно клетки фотобионта сосредоточены на ее периферии - ближе к свету, образуя более или менее выраженный фотосинтезирующий слой. У многих лишайников, слоевище которых плотно прижато к субстрату, кора формируется только на верхней его стороне, и газообмен, вероятно, идет также непосредственно через сердцевину. У более сложно устроенных видов, в частности у кустистых лишайников, образуются особые нитевидные выросты, прикрепляющие их к субстрату подобно корням растений. Если эти выросты сформированы только гифами нижней коры, они называются ризоидами, а если они толще и включают в себя также сердцевинные гифы - ризинами. Однако их всасывающая способность существенной роли в жизни лишайников не играет.
Лишайники - многолетние организмы, поэтому они накапливают запасные вещества в форме полисахаридов или иных соединений, близких к углеводам (например, сахароспиртов). В коре и сердцевине лишайников образуются сложные жирные кислоты и производные таких соединений, как орсинол и антрахинон. Некоторые из этих веществ неприятны на вкус и делают лишайники несъедобными для животных. Другие, отличающиеся приятным ароматом, используются в парфюмерной промышленности, а некоторые - для производства красителей. Способность синтезировать те или иные соединения - важный систематический признак лишайников.
Грибы, образующие лишайники, размножаются как бесполым, так и половым путем.
Бесполое размножение.
Большинство лишайников способно регенерировать даже из мелких фрагментов родительского слоевища, лишь бы эти фрагменты содержали и фотобионт, и микобионт. У многих групп лишайников по краям или на верхней поверхности слоевища образуются особые выросты, похожие на листочки или веточки, т.н. изидии, которые легко отламываются и дают начало новому полноценному слоевищу. В других случаях одна или несколько клеток фотобионта в сердцевине лишайника окружаются несколькими слоями гиф, превращаясь в крошечную гранулу, называемую соредией. Скопления таких гранул, прорывая кору, появляются на поверхности в виде порошистых масс, разносимых ветром. Каждая соредия способна прорасти в новое слоевище. Иногда соредии формируются в строго определенных участках поверхности лишайников, называемых соралиями. Чем больше развито вегетативное размножение изидиями и соредиями, тем реже наблюдается половой процесс, а у некоторых лишайников он вообще неизвестен.
Половое размножение.
Хотя бесполое размножение лишайников достаточно эффективно, у грибов, образующих лишайники, широко распространен и половой процесс.
У сумчатых и базидиальных микобионтов наблюдается сложный половой процесс, типичный для этих грибов в целом. В общих чертах он сводится к следующему. В слоевище дифференцируются мужские и женские половые органы. Они входят в контакт друг с другом, и ядра из мужских органов мигрируют в женские. Там они сначала образуют пары с женскими ядрами (дикарионы), не сливаясь с ними. Вырастает множество дикариотических гиф, в клетках которых содержится по два разнополых ядра. Наконец, в клетках на концах этих гиф ядра сливаются, образуя зиготное ядро. Затем происходит мейоз, и в конечном итоге формируются гаплоидные споры. Они разносятся ветром и водой, прорастают в грибные гифы, а те в присутствии подходящего фотобионта образуют новый лишайниковый таллом.
Значение лишайников.
Лишайники настолько выносливы, что растут даже там, где отсутствует другая растительность, например в Арктике и Антарктике. Благодаря своей симбиотической природе они проникают в местообитания, непригодные для продолжительного независимого роста грибов и водорослей. Они первыми заселяют безжизненные субстраты, в частности камни, и начинают почвообразовательный процесс, необходимый для освоения этой среды растениями. Некоторые лишайники в сухих антарктических областях обнаружены даже внутри горных пород (криптоэндолитные формы).
Ряд лишайников служит важным кормом для животных, особенно на севере. Широко известные примеры - уже упоминавшийся ягель и т.н. исландский мох (Cetraria islandica ), который при нехватке другой пищи едят иногда и люди. Определенные виды лишайников считаются в Китае и Японии деликатесами.
Сейчас насчитывается около 20 тыс. видов лишайников. Отличаются они по строению, форме, окраске и размерам слоевища.
Распространение
Встречаются лишайники почти во всех природных зонах земного шара. Особенно широко распространены в тундре, лесотундре и лесной зонах. Они обладают удивительной способностью расти на самых разнообразных субстратах: каменистых породах, почве, коре деревьев, на стекле, железе, коже, фарфоре и других предметах (рис. 77-78).
Внешнее строение
В зависимости от внешнего облика различают три основных типа лишайников: накипные (корковые) , листовые и кустистые (рис. 76).
- Слоевища накипных (корковых) лишайников имеют вид корочки, плотно сросшейся с субстратом.
- Слоевища листовых лишайников имеют вид листовидной измятой пластинки, горизонтально распростертой на субстрате.
- Слоевище кустистых лишайников имеет вид прямостоячего или повисающего кустика.
Внутреннее строение
В зависимости от анатомического строения слоевищ различают гомеомерные и гетеромерные лишайники.
- У гомеомерных лишайников водоросли распределены по всей толщине таллома.
- У гетеромерных лишайников водоросли образуют в слоевище обособленный слой.
Жизненный цикл
Размножение
Размножаются лишайники преимущественно вегетативно — обломками слоевища или специальными образованиями — соредиями и изидиями .
- Соредии имеют вид микроскопических клубочков, состоящих из одной или нескольких клеток водорослей, окруженных гифами гриба. Через разрыв в слоевище они выпадают наружу и разносятся ветром. В благоприятных условиях образуют новый таллом. Соредии образуются в слоевище в зоне водорослей.
- Изидии также состоят из водорослей и оплетающих их гиф гриба, но образуются в виде выростов на поверхности слоевища.
Рост и развитие
Растут лишайники очень медленно, у большинства из них прирост за год составляет несколько миллиметров. На скорость роста и расселение лишайников оказывают влияние условия окружающей среды. Большинство лишайников относится к светолюбивым растениям. В тенистых лесах лишайников очень мало. Они засухоустойчивы, способны переносить без воды длительные периоды, но влага необходима для их роста и развития. Материал с сайта
Устойчивость лишайников
Удивительную устойчивость проявляют лишайники к воздействию как высокой, так и низкой температуры. В условиях пустынь они переносят нагревание до +60 °C, в то время как в районах Крайнего Севера прекрасно чувствуют себя при -40-50 °C. Особенно чувствительны лишайники к загрязнению воздуха, поэтому исчезают в больших городах и вблизи фабрик и заводов.
Роль (значение)
Существенная роль лишайников в природе заключается в том, что, поселяясь на бесплодных субстратах, они тем самым создают условия для более требовательных к условиям среды растениям. В зонах тундры и лесотундры лишайники являются основным кормом для оленей (ягель). Некоторые виды лишайников используются в медицине, парфюмерии, в текстильной промышленности для получения красителей. В странах Азии и Африки некоторые лишайники употребляются в пищу. В последние годы лишайники всё больше используются для оценки загрязнения окружающей среды.
51. Лишайники. Общая биологическая характеристика, классификация, значение.
Это симбиотическая ассоциация гриба и водоросли. Гриб в этом случае либо сумчатый, либо базидиальный, а водоросль либо зеленая, либо сине-зеленая (роды trebouxia , pseudotrebouxia , trentepohlia , nostoc ). Пигментация способствует защите от чрезмерного освещения или, наоборот, помогает поглощать больше света (черный пигмент лишайников Антарктиды). По форме слоевища лишайники бывают накипные, листовые – parmelia, лобария и кустистые – cladonia, cetraria. Листовые лишайники имеют вид пластинки, горизонтально расположенной на субстрате, прикрепляясь к нему выростами гиф. Они могут быть цельными и рассеченными. Слоевище кустовых лишайников имеет вид кустика или стоячих неразветвленных столбиков.
По анатомическому строению лишайники делятся на гомеомерные (водоросль разбросана по всему телу лишайника) и гетеромерные (водоросли образуют в слоевище обособленный слой).
Сверху слоевище покрыто слоем клеток, защищающих слоевище и укрепляющих его. Органами прикрепления лишайников являются ризоиды и ризины (соединенные в тяжи ризоиды).
Роль лишайников. Значение их в природе заключается в том, что они являются пионерами растительности. Развиваясь на бесплодном субстрате, они постепенно подготавливают его для высших растений.
Имеют большое значение в качестве корма для северных оленей. Используются для получения чистой медицинской глюкозы, пищевого сахара, спирта, желатинирующих веществ.
В результате взаимодействия гриба и водоросли, образуются специфические вещества, которые в природе нигде больше не встречаются. Это так называемые лишайниковые кислоты, некоторые из них обладают антибиотическим действием. Некоторые лишайниковые вещества действуют как стимуляторы, поднимающие тонус организма. На этом основано использование в народной медицине отвара цетрарии исландской, который используется и как отхаркивающее средство. Некоторые лишайники используются в парфюмерной промышленности, т.к. имеют приятный аромат.
Заключение. Грибы и лишайники представляют собой большую и недостаточно изученную с точки зрения медицинского применения группу организмов, которые имеют интересные биологические особенности и химический состав.
Лишайник является единым организмом, имеющим в составе одноклеточные водоросли и гриб. Данный симбиоз исключительно полезен для существования всего организма в целом. Ведь пока гриб поглощает воду и с растворенными минеральными солями, водоросль производит органические вещества из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза под действием солнечного света. Лишайник - неприхотливый организм. Это дает лишайникам возможность селиться первыми в местах, где нет никакой другой растительности. После них появляется перегной, на котором могут жить и другие растения.
Лишайники, встречающиеся в природе, чрезвычайно разнообразны по внешнему виду и окраске. На старых елях часто можно увидеть висящие взлохмаченные бороды лишайников, которые называются вислянка, или бородач. А на коре некоторых деревьев, в частности, осины, иногда прикреплены оранжевые пластинки округлой формы лишайника стенной золотянки. Олений лишайник представляет собой сероватые белесые небольшие кустики. Это растение произрастает в сухих сосновых лесах, а в сухую погоду издает характерный хруст, если по нему пройтись.
Лишайники широко распространены. Они неприхотливы, поэтому обитают в различных, подчас суровых условиях. Лишайники можно встретить на голых скалах и камнях, на коре деревьев, на заборах, иногда даже на почве. В северных регионах, а конкретнее, в тундре лишайники заселяют огромные площади, к примеру, олений лишайник. Также часто можно встретить лишайники в горах.
В строении лишайников есть особенности, позволяющие объединить их в отдельную группу. Если рассмотреть тонкий срез лишайника под микроскопом, то заметно, что его структурными элементами являются прозрачные нити, между которыми присутствуют округлые зеленые клетки. Ученые выяснили, что бесцветные нити являются грибницей гриба, а зеленые клетки не что иное, как одноклеточные водоросли. Таким образом, один организм лишайника объединяет два разных организма - водоросль и гриб, которые настолько тесно взаимодействуют, что формируют цельный организм.
Взаимосвязь двух организмов в теле лишайника позволяет ему выгодно приспосабливаться к условиям окружающей среды. Благодаря грибнице, происходит всасывание воды и углекислого газа, а в организме водоросли образуются органические вещества. В некоторых случаях гриб может питаться водорослями, которые находятся в теле лишайника. Лишайник поглощает жидкость всей поверхностью тела, в основном, после дождей, а также из росы и тумана. А питательные вещества всасываются отовсюду - из воздуха, почвы и даже из оседающей пыли. Все виды лишайника не нуждаются в создании особых благоприятных условий для жизни. Они неприхотливы и выносливы. В период засухи лишайник высыхает до такой степени, что от малейшего прикосновения ломается, а после дождя оживает вновь. Именно в связи с такими особенностями жизнедеятельности лишайники встречаются в таких бесплодных местностях, где другие растения не способны выжить.
Лишайники играют важную роль в природе и хозяйстве человека. Так как лишайники неприхотливы, они первыми поселяются на участках, где нет другой растительности. Закончив свой жизненный цикл на оголенных скалах и камнях, лишайники отмирают, оставляя после себя перегной, на котором могут развиваться другие представители царства растений. Таким образом, в данном случае значение лишайников в том, что они создают почву для жизнедеятельности других растений. Олений лишайник имеет наибольшее значение в хозяйстве человека. Этот лишайник, произрастающий в тундре на громадной территории, является основным кормом для северных оленей.