Особенностями характерными для лишайников являются

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Группа кустистые лишайники имеет прямостоячее или повисшее слоевище. Гифы по своему росту направлены вертикально. Для них характерен верхушечный рост слоевища. Благодаря такой особенности организмы способны принимать самые разнообразные положения и без препятствий использовать солнечный свет.

Способ крепления кустистых лишайников заключается в частичном приросте нижнего отдела слоевища или нитевидных ризоидов к субстрату. Провисающие слоевища крепятся к коре деревьев или скалистым поверхностям с помощью псевдогомфа. Это короткая ножка, которая имеет расширение на концах.

Организмы, состоящие из грибов и водорослей, произрастают выше субстрата, на котором растут в виде веточек, называются кустистыми. По развитию своего слоевища они представляют высший уровень.

Они являются самыми сложными среди всех разновидностей этого царства. Их самым любимым местом произрастания является сосновый и бор.

Лишайники этой группы не требуют особых условий. Развиваться могут в такой местности, где не способны прижиться другие виды растений. Для кустистых лишайников также характерен замедленный рост. За целый год они поднимаются максимально до 3 мм.

По сравнению с другими видами, кустистые лишайники единственные имеют вертикальный рост гиф. Это свойство позволяет им с помощью веток разрастаться в разные стороны. Благодаря водорослям в таких позициях фотосинтез происходит максимально продуктивно.

Водоросли имеют свойство крепиться к месту произрастания только в одной точке слоевища.

Напочвенным лишайникам это группы свойственно прирастать к почве с помощью нитевидных ризоидов.

Провисающие слоевища кустистых лишайников, которые растут на деревьях или скалах, крепятся при помощи псевдогомфа. Он имеет вид ножки, расширенной на конце. Он немного напоминает гомф листоватых лишайников, но построению они отличаются.

Из чего состоят кустистые лишайники

Кустистые лишайники состоят из коры, гонидиального слоя и сердцевины. Кора выполняет защитную функцию и обеспечивает организмам стойкость к внешним факторам. С нижней стороны кора имеет органы, благодаря которым лишайник крепится к субстрату. Они представлены отростками нитеобразной формы и располагаются в один ряд и называются ризоидами. В совокупности они сплетаются в тяжи (органы крепления).

Характерной особенностью кустистых лишайников считаются вертикальный рост гиф и верхушечный рост слоевища. Такие свойства позволяют им расти при любых условиях и на различных плоскостях.

Для прямостоящих кустистых лишайников в качестве субстрата больше подходит почва. К ней они крепятся ризоидами.

А для лишайников с провисающим слоевищем подходит древесная кора. Они прикрепляются к поверхностям благодаря псевдогомфом (укороченной ножкой с небольшим расширением). Внешне он схож с гомфом листоватых организмов, но по строению они различны.

Особенности кустистых лишайников

Слоевище кустистых лишайников очень разветвлённое. Организмы произрастают на древесных поверхностях, и прикрепляются к ним только в одной точке. По сравнению с листоватыми и накипными видами, кустистые лишайники имеют вертикально направленные гифы, а для слоевища характерен верхушечный рост. Эта особенность помогает им приживаться в любом положении.

Высота слоевища не превышает 50 см. Внешне они имеют вид трубчатых образований или воронок. Кустики могут быть как прямостоячими, так и разветвлёнными.

Признаки кустистых лишайников

Кустистые лишайники имеют один общий признак: плодовое тело – это апотеции округлой формы с диском с развитым краем слоевища. Они широко распространены на всех континентах. Слоевище кустистых лишайников гомеомерное и гетеромерное, с ясно дифференцированным строением. Фикобионты лишайников – сине-зелёные или зелёные водорослями. Самой распространённой водорослью является требуксия.

Слоевище внешне напоминает прямостоячий кустик либо ровный вертикальный вырост.

Они бывают самых различных форм, но зачастую имеют вид разросшегося кустарника. Так выглядят многие лесные тундровые лишайники, для которых свойственно развиваться на почве. Они покрывают поверхность земли разноцветными ковровыми дорожками.

Эпифитные лишайники (развивающиеся на коре деревьев) представлены в качестве небольших пушистых кустиков. Но в редких случаях они встречаются тоненькими, вытянутыми, практически нитевидными. Они напоминают бороды или волосы седого цвета.

Строение кустистых лишайников

У кустистых лишайников есть кора, гонидиальный слой и сердцевина. Основной функцией коры является защита и укрепление организмов. С помощью её нитевидных органов крепления (ризоидов) лишайники прикрепляются к субстрату.

Для прямостоящих кустистых лишайников свойственно крепление к почве с помощью ризоидов.

Провисающие организмы крепятся к деревьям или скалистым поверхностям при помощи псевдогомфа. Он на вид напоминает укороченную ножку с небольшим расширением на конце в форме пятки. Внешне наблюдается некое сходство с гомфом листоватых лишайников.

Слоевища могут иметь плоские и округлые лопасти. В условиях тундры и на высокогориях образуются дополнительные органы, которые помогают прирасти к листьям, кустарникам и древесине, называются гаптерами. С их помощью организмы крепко прирастают к субстрату и могут сопротивляться различным погодным условиям.

Таллом кустистых лишайников состоит из скопления нитей или стволов. Он срастается с объектом только основанием. Далее они могут разрастаться в различных плоскостях.

Между нитями находятся водоросли, которые отвечают за обменные процессы и накопление полезных веществ.

Сердцевина отвечает за насыщение клеток водорослей воздухом. Также у кустистых лишайников сердцевина выполняет функцию укрепления.

Разрывы и трещины на коре, похожие на светлые пятнышки, необходимы лишайникам для газообмена.

Слоевище кустистых лишайников

У кустистых лишайников слоевище может иметь самые разнообразные формы. Оно может принимать форму свисающего, прямостоящего или ветвящегося организма. Минимальная высота начинается от пары миллиметров до 50 см. Эпифитные организмы, которые свисают с ветвей хвойных деревьев, могут дорастать до 8 метров в длину.

Внутри находятся гифы грибов, образующие верхний и нижний корковый слой. Именно от них зависит окрас организмов. К субстрату их удерживает также гиф. Вся пустота между ними заполнена водорослями.

Размножение кустистых лишайников

Для лишайников характерно вегетативное размножение. В процессе него от слоевища открепляются небольшие кусочки. Их разносит ветер, вода или животные.

Кустистые лишайники имеют вегетативные отростки (соридии и изидии). На вид они напоминают клубочки, содержащие по одной или несколько клеток водорослей, покрытые грибами. Соредии формируются в гонидиальном слое кустистых лишайников. Зрелые частицы выталкиваются из организмов и распространяются при помощи ветра.

Как только они попадают в питательную среду, начинают прорастать. Треть всех лишайников размножается именно таким образом.

Где произрастают кустистые лишайники

У лишайников есть такая особенность приспосабливаться в любой среде и при любых погодных условиях, непригодных для существования других организмов. Они встречаются на крышах домов, деревьях, а также на стекле. Произрастают как в Антарктиде, так и в Африканских пустынях. Они одинаково хорошо сохраняются и в жару, и в стужу. Кустистые лишайники не промокают и не погибают под раскалённым солнцем.

Кустистые лишайники на камнях

Кустистые лишайники на деревьях

Кустистые лишайники покрывают ствол деревьев практически полностью. На небольшом участке диметров 15-20 см могу одновременно существовать более 30 видов организмов.

В некоторых случаях кустистые лишайники вырабатывают дополнительные органы крепления – гаптеры. Они появляются в любом месте слоевища. Исланская цетрария развивает их из ресничек, которые прорастают по окружности лопастей. И когда слоевище цетрарии находится около веток кустарников, стволов деревьев, злаковых, мхов или другого лишайника и одна из его ресничек соприкасается к ним и тянется к соседнему растению.

Примеры кустистых лишайников

Яркими примерами кустистых лишайников являются ягель, эверния сливовая, цетрария, кладония пальчатая, алектория бледноохрянная, рамалина и уснея длиннейшая.

Значение кустистых лишайников для природы, экологии и человека

Эти организмы очень важны для природного цикла. Прежде всего, они играют роль корма для животных (оленей, косуль, лосей, маралов). Например, самый распространённый – ягель. Он занимает очень большую территорию в тундре.

Также кустистые лишайники служат кормом для личинок ночных бабочек. Они по цвету практически не отличаются от лишайника, в котором проживают. Гусеницы способны принимать даже их очертания и использовать в качестве укрытия в случае опасности.

Лишайники служат кормом также для многих беспозвоночных: улиток, насекомых и клещей. Растительность лишайников используется птицами в качестве материала для построения гнёзд.

Также существуют сведения, что такие организмы как лишайниковая манна и гирофора могут быть употреблены человеком в качестве продуктов питания в экстремальных условиях.

Для человека лишайники также представляют интерес. Не столько в хозяйственной сфере, как в промышленности, медицине, парфюмерном направлении.

Из них изготавливают лакокрасочные материалы, кислоты, а также медицинские препараты против туберкулёза, заболеваний кишечника. Отдельные виды применяются при производстве парфюмерной продукции. С их помощью ароматы становятся более стойкими и выраженными.

Исландский мох также используется при изготовлении парфюмов.

Также организмы содержат компоненты, из которых производят лакмус. Он определяет кислотность среды.

А также самое важное свойство лишайников с точки зрения экологии – это реакция на токсины. Поэтому они способны расти только в экологически чистой местности.

С развитием производства значительно сократилась численность лишайников. В городах их уже практически нет. Загазованность и выбросы промышленных предприятий привели к вынужденном занесении порядка 42 видов лишайников в Красную Книгу Росссии. Среди них такие виды: лобария широчайшая, лобария лёгочная, бриория Фремонта, пунктелия сухая, летария лисья, лептогиум Бурнета и другие.

Лиша́йники (лат. Lichenes ) — симбиотические ассоциации грибов (микобионт) и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий (фотобионт, или фикобионт); микобионт образует слоевище (таллом), внутри которого располагаются клетки фотобионта. Группа насчитывает около 400 родов, включающих от 17000 до 26000 видов.

Содержание

Этимология названия

История исследования, систематическое положение

Сегодня лихенология является самостоятельной дисциплиной, смежной с микологией и ботаникой.

Традиционная систематика лишайников оказывается во многом условна и отражает, скорее, особенности их строения и экологии, чем родственные отношения внутри группы, тем более что основывается она только на микобионте, а фотобионт сохраняет свою таксономическую самостоятельность. Классифицируют лишайники по-разному, но в настоящее время рассматривают их как экологическую группу, уже не придавая им статуса таксона, поскольку независимость происхождения разных групп лишайников не вызывает сомнений, а группы, входящие в состав лишайников, помещают туда же, что и родственные микобионту грибы, не образующие лишайников. Для обозначения лишайников используют биноминальную номенклатуру, названия соответствуют названию микобионта.

Жозеф Питтон де Турнефор впервые объединил лишайники в отдельную группу (в составе мхов)

Симон Швенденер — первооткрыватель симбиотической природы лишайников

Происхождение

Условия обитания лишайников не способствуют образованию окаменелостей [2] . Древнейшая признанная лишайниковая окаменелость, найденная в кремнистом сланце, происходит из раннего девона (возраст около 400 млн. лет) [3] . Немного более древний ископаемый Spongiophyton также был истолкован как лишайник на морфологической [4] и изотопической [5] основе, хотя последняя здесь довольно сомнительна [6] . Есть ещё не доказанное предположение, что также ископаемый Nematothallus был лишайником [7] . Утверждалось, что являются лишайниками эдиакарские (возраст около 600 млн. лет) ископаемые [8] , но это утверждение было встречено скептически, и от него отказался сам автор [7] . Возможное указание на симбиоз гриба и водоросли найдено в эдиакарских окаменелостях Южного Китая, возможно, это был водный лишайник [9] . Микобионт лишайника имеет полифилетическое происхождение от различных ветвей грибов.

Микобионт, фотобионт и их симбиоз

Лишайники — это симбиотические организмы, тело которых (таллом) образовано соединением грибных (микобионт) и водорослевых и/или цианобактериальных (фотобионт) клеток во внешне кажущемся однородным организме.

Лишайники, состоящие из гриба одного вида и цианобактерии (сине-зелёной водоросли) (цианолишайник, например, Peltigera horizontalis) или водоросли (фиколишайник, например, Cetraria islandica) одного вида, называют двухкомпонентными; лишайники, состоящие из гриба одного вида и двух видов фотобионтов (одной цианобактерии и одной водоросли, но никогда не двух водорослей или двух цианобактерий), называют трёхкомпонентными (например, Stereocaulon alpinum). Водоросли или цианобактерии двухкомпонентных лишайников питаются автотрофно. В трёхкомпонентных лишайниках водоросль питается автотрофно, а цианобактерия, по-видимому, питается гетеротрофно, осуществляя азотфиксацию. Гриб питается гетеротрофно ассимилятами партнера(ов) по симбиозу. Единого мнения о возможности существования свободноживущих форм симбионтов в настоящее время не достигнуто. Имелся опыт выделения всех компонентов лишайников в культуру и последующая реконструкция исходного симбиоза.

Из известных видов грибов в образовании лишайников участвует около 20 %, в основном это аскомицеты (~98 %), остальное базидиомицеты (~0,4 %), некоторые из них, не имея полового размножения, формально относятся к дейтеромицетам. Существуют также актинолишайники, в которых место гриба занимают мицелярные прокариоты актиномицеты. Фотобионт в 85 % представлен зелёной водорослью, встречаются 80 видов из 30 родов, наиболее важным из которых является Trebouxia (входит в состав более чем 70 % видов лишайников). Из цианобактерий (в 10—15 % лишайников) участвуют представители всех крупных групп, кроме Oscillatoriales, наиболее распространён Nostoc. Часты гетероцистные формы Nostoc, Scytonema, Calothrix и Fischerella. В талломе лишайника клетки цианобионта могут структурно и функционально модифицироваться: увеличивается их размер, изменяются форма, уменьшается количество карбоксисом и количество материала оболочек, замедляется рост и деление клеток.

Отношения фотобионта и гриба можно описать как контролируемый паразитизм со стороны последнего. Контакт между компонентами лишайника может быть различен:

нет прямого контакта,
через поверхности,
гриб посредством гаусторий проникает в тело водоросли.

Во взаимоотношениях компонентов наблюдается тонкий баланс, так, деление клеток фотобионта согласовано с ростом гриба. Микобионт получает от фотобионта питательные вещества, производимые тем в результате фотосинтеза. Гриб же создаёт водоросли более оптимальный микроклимат: защищает её от высыхания, экранирует от ультрафиолетового излучения, обеспечивает жизнь на кислых субстратах (поставляя фосфаты) смягчает действие ряда других неблагоприятных факторов. Из зелёных водорослей поступают многоатомные спирты, такие как рибит, эритрит или сорбит, которые легко усваиваются грибом. Цианобактерии поставляют в гриб в основном глюкозу, а также азотсодержащие вещества, образуемые благодаря осуществляемой ими фиксации азота. Потоки веществ из гриба в фотобионт не обнаружены.

Внешнее строение

Лишайники окрашены в широком диапазоне цветов от белого до ярко-жёлтого, коричневого, сиреневого, оранжевого, розового, зелёного, синего, серого, чёрного.

По внешнему виду различают лишайники:

Это деление не отражает филогенетические связи, существует много переходных форм между ними. Ханс Трасс разработал шкалу жизненности лишайников, отражающую условия их существования и основывающуюся на степени развитости таллома и способности к половому размножению.

Накипный лишайник Diploschistes scruposus

Листоватый лишайник Peltigera polydactyla

Кустистый лишайник Stereocaulon tomentosum

Лишайник Arctoparmelia centrifuga, острова Кандалакшского залива Белого моря

Внутреннее строение

Строение гетеромерного лишайника на примере Sticta fuliginosa: a — корковый слой, b — гонидиальный слой, c — сердцевина, d — нижняя кора, e — ризины. Meyers Konversationslexikons (1885-90).

Тело лишайников (таллом) представляет собой переплетение грибных гиф, между которыми находится популяция фотобионта. По внутреннему строению лишайники разделяют на:

гомеомерные (Collema), клетки фотобионта распределены хаотично среди гиф гриба по всей толщине таллома;
гетеромерные (Peltigera canina), таллом на поперечном срезе можно чётко разделить на слои.

Лишайников с гетеромерным талломом большинство. В гетеромерном талломе верхний слой — корковый, сложенный гифами гриба. Он защищает таллом от высыхания и механических воздействий. Следующий от поверхности слой — гонидиальный, или альгальный [10] , в нём располагается фотобионт. В центре располагается сердцевина, состоящая из беспорядочно переплетённых гиф гриба. В сердцевине в основном запасается влага, она также играет роль скелета. У нижней поверхности таллома часто находится нижняя кора, с помощью выростов которой (ризин) лишайник прикрепляется к субстрату. Полный набор слоёв встречается не у всех лишайников.

Как и в случае двухкомпонентных лишайников, водорослевый компонент — фикобионт — трёхкомпонентных лишайников равномерно распределён по таллому, либо образует слой под верхней корой. Некоторые трёхкомпонентные цианолишайники образуют специализированные поверхностные или внутренние компактные структуры (цефалодии), в которых сосредоточен цианобактериальный компонент.

Физиология

Биохимические особенности

Большинство внутриклеточных продуктов, как фото-(фико-), так и микобионтов не являются специфичными для лишайников. Уникальные вещества (внеклеточные), так называемые лишайниковые, формируются исключительно микобионтом и накапливаются в его гифах. Сегодня известно более 600 таких веществ, например, усниновая кислота, мевалоновая кислота. Нередко, именно эти вещества оказываются решающими в формировании окраски лишайника. Лишайниковые кислоты играют важную роль в выветривании, разрушая субстрат.

Водный обмен

Лишайники не способны к регуляции водного баланса, поскольку у них нет настоящих корней для активного поглощения воды и защиты от испарения. Поверхность лишайника может удерживать воду на короткое время в форме жидкости или пара. В сухих условиях вода быстро теряется на поддержание метаболизма и лишайник переходит в фотосинтетически неактивное состояние, при котором вода может составлять не более 10 % массы. В отличие от микобионта, фотобионт не может долго находиться без воды. Сахар трегалоза играет важную роль в защите жизненно важных макромолекул, таких как ферменты, мембранные элементы и ДНК. Но лишайники нашли способы предотвращения полной потери влаги. У многих видов наблюдается утолщение коры, чтобы обеспечить меньшую потерю воды. Способность поддерживать воду в жидком состоянии очень важна в холодных районах, поскольку замёрзшая вода не пригодна для использования организмом.

Рост и продолжительность жизни

Описанный выше ритм жизни является одной из причин для очень медленного роста большинства лишайников. Иногда лишайники растут всего лишь на несколько десятых миллиметра в год, в основном менее чем на один сантиметр. Другой причиной медленного роста является то, что фотобионт, составляя нередко менее 10 % объёма лишайника, берёт на себя обеспечение микобионта питательными веществами. В хороших условиях, с оптимальными влажностью и температурой, например в туманных или дождливых тропических лесах, лишайники растут на несколько сантиметров в год.

Ростовая зона лишайников у накипных форм находится по краю лишайника, у листоватых и кустистых — на каждой верхушке.

Лишайники являются одними из самых долгоживущих организмов и могут достигать возраста нескольких сотен лет, а в некоторых случаях — более 4500 лет, как например Rhizocarpon geographicum, живущий в Гренландии.

Размножение

Лишайники размножаются вегетативным, бесполым и половым путём.

Особи микобионта размножаются всеми способами и в то время, когда фотобионт не размножается или размножается вегетативно. Микобионт может, как и другие грибы, также размножаться половым и собственно бесполым путем. Половые споры в зависимости от того, относится микобионт к сумчатым или базидиальным грибам, называются аско- или базидиоспорами и образуются соответственно в асках (сумках) или базидиях.

При размножении аскомицетные лишайники образуют плодовые тела, которые можно разделить на две большие группы: апотеции и перитеции:

Апотеций представляет собой обычно округлое ложе. На ложе находятся сумки между неспороносными окончаниями гиф, образуя открыто расположенный слой, называемый гимениумом;
Перитеций имеет более или менее сферическую, почти закрытую структуру, внутри которой находятся аски, аскоспоры освобождаются через поры в плодовом теле.

Микобионт может также производить бесполые пикноспоры (пикноконидии), созревающие в пикнидиях — это сферические или грушевидные мешочки, встроенные в ложе плодового тела и представляющие собой специализированные гифы. Пикнидии часто узнаются как черноватые точечки на ложе. Пикноконидии высыпаются и дают начало новому таллому. Пикнидии образуют гифы, которые гаусториями проникают в клетки водорослей. Важную роль в узнавании и селекции фотобионта могут играть лишайниковые вещества и лектины.

Все споры в размере не более нескольких тысячных долей миллиметра. Они распространяются по воздуху и могут, в случае достижения ими более высоких слоёв атмосферы, перемещаться на больши́е расстояния, а иногда и по всему миру, колонизируя таким образом даже изолированные субстраты.

Вопрос о том, каким образом заново возникает новое сообщество мико- и фотобионта, раскрыт ещё не до конца. Микобионт, прежде чем объединиться со свободным фотобионтом, должен отыскать его и поставить под свой контроль. И то, и другое происходит по-видимому тогда, когда оба партнёра находятся в изголодавшемся состоянии и остро нуждаются в питательных веществах. Даже в лаборатории только в таких условиях можно из двух отдельных организмов создать единый.

Многие кустистые и листоватые лишайники в благоприятных условиях дают специализированные структуры вегетативного размножения, состоящие из клеток водорослей, оплетённых гифами гриба:

Изидии — это выросты таллома в виде булавки, пуговицы, листочка или мелкой веточки. При воздействии ветра, воды, даже лёгкого прикосновения они отрываются;
Соредии образуются внутри лишайника, затем выходят наружу и разрываются, распыляя содержимое, представляющее собой т. н. диаспоры, как правило, объединённые в небольшие пачки, при увеличении проявляются зернистость или мучнистость их поверхности.

Изидии и соредии распространяются с ветром, дождём и животными. При попадании на подходящий субстрат прорастают, давая начало новому лишайнику. Вегетативное размножение также может осуществляться неприспособленными специально для этого фрагментами таллома.

Экология

Rhizocarpon geographicum произрастает на кислых субстратах (здесь на кварце). Чёрная полоса по краю является участком, уже занятым микобионтом, но ещё не заселённым фотобионтом.

В связи с очень медленным ростом лишайники могут выжить только в местах, не заросших другими растениями, где есть свободные площади для фотосинтеза. На влажных участках они зачастую проигрывают мхам. Кроме того, лишайники проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению и могут служить его индикаторами. Устойчивости к неблагоприятным условиям способствует невысокая скорость роста, наличие различных способов извлечения и накопления влаги, развитые механизмы защиты.

Лишайники, как правило, предъявляют скромные требования к потреблению минеральных веществ, получая их, большей частью, из пыли в воздухе или с дождевой водой, в связи с этим они могут жить на открытых незащищённых поверхностях (камни, кора деревьев, бетон и даже ржавеющий металл). Преимуществом лишайников является терпимость к экстремальным условиям (засухе, высоким и низким температурам (от −47 до +80 градусов по Цельсию, около 200 видов обитают в Антарктике), кислой и щелочной среде, ультрафиолетовому излучению). В мае 2005 года проводились эксперименты на лишайниках Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans, показавшие, что эти виды по крайней мере в течение примерно двух недель смогли продержаться вне земной атмосферы, то есть в крайне неблагоприятных условиях [11] .

Многие лишайники специфичны к субстрату: одни хорошо развиваются только на щелочных породах, например, известняке или доломите, другие на кислых, не содержащих извести силикатных породах, таких как кварц, гнейс и базальт. Лишайники-эпифиты также предпочитают определённые деревья: выбирают кислую кору хвойных или берёзовых или осно́вную ореховых, клёна или бузины. Ряд лишайников сам выступает в качестве подложки для других лишайников. Нередко формируется типичная последовательность, в которой различные лишайники нарастают друг на друга. Есть виды, которые постоянно живут в воде, например, Verrucaria serpuloides.

Лишайники, как и другие организмы, образуют сообщества. Примером лишайниковых ассоциаций является сообщество Cladonio-Pinetum — лишайниковые сосновые леса.

Видеоурок познакомит учащихся с особенностями строения и жизнедеятельности лишайников как симбиотических организмов, способами их размножения. Учащиеся узнают, что существует три группы лишайников в зависимости от внешнего вида слоевища. Также узнают, что в зависимости от внутреннего строения слоевище лишайников бывает двух типов: гомеомерное и гетеромерное. На заключительном этапе урока рассматривают значение лишайников в природе и жизни человека.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Лишайники"

Лишайники образуют особую группу живых организмов. Они встречаются и в тёмных еловых лесах, и в светлых сосновых борах, растут на камнях, скалах и стволах деревьев. Лишайники изучает наука лихенология.

Тело лишайника не разделено на корень, стебель, листья и представлено слоевищем (или талломом). Лишайник состоит из двух организмов – гриба и водоросли, которые живут в симбиозе (взаимовыгодное сожительство). Гриб – это гетеротрофный компонент – микобионт. Водоросль – это автотрофный компонент, или фикобионт. Микобионтами чаще всего являются асковые (сумчатые) грибы, реже базидиальные. Фикобионтом у большей части лишайников является одноклеточная зелёная водоросль требуксия. Вместо водорослей в состав лишайников могут входить также цианобактерии.

Рассмотрим внутреннее строение лишайника на поперечном разрезе. Большая часть таллома состоит из гиф гриба. Между гифами гриба расположены клетки водоросли или цианобактерий. На нижней стороне располагаются пучки гиф – ризины. Они служат для прикрепления. Гифы гриба, образующие лишайник, членистые (септированные). Отверстия, которые соединяют соседние части клеток, есть и в поперечных, и в продольных перегородках. Клеточные стенки гиф сильно утолщены. Это предотвращает потерю воды. Клетки тесно соединены между собой через нити цитоплазмы (плазмодесмы). В цитоплазме находятся ядро, вакуоли и резервные питательные вещества. В теле лишайника имеются особые двигающие гифы, которые могут перемещать клетки водоросли в нужное место.

Рассмотрим, как происходит питание лишайников. Гифы гриба поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества и снабжают ими водоросль, так как водоросль окружена гифами и не может поглощать воду и минеральные вещества самостоятельно из окружающей среды. Водоросли осуществляют фотосинтез, в результате которого образуются органические вещества, которые использует гриб. Важно сказать, что микобионт не может существовать отдельно от фикобионта. А водоросли, наоборот, прекрасно выживают и в свободном состоянии.

Лишайники очень разнообразны по внешнему виду. Выделяют три группы лишайников в зависимости от внешнего вида слоевища: накипные (или корковые), листоватые и кустистые. Накипные лишайники имеют вид тонкого налёта или корочки. Они прочно срастаются с субстратом и неотделимы от него без повреждений. Листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок, которые прикрепляются к субстрату ризинами. Они часто поселяются на камнях и коре деревьев. Например, на коре деревьев часто встречается ксантория – лишайник золотистого цвета. Кустистые лишайники – самые высокоорганизованные и напоминают разветвлённый кустик, прикреплённый к субстрату основанием своего таллома. Слоевище лишайников бывает различных цветов: белого, серого, розового, синего, зелёного, бурого или чёрного. Это зависит от пигмента, который откладывается в гифах гриба.

В зависимости от внутреннего строения слоевище лишайников бывает двух типов: гомеомерное и гетеромерное. Рассмотрим, в чём заключается различие между ними. У гомеомерных лишайников таллом представляет собой гифы гриба, которые лежат рыхло и между ними равномерно располагаются клетки водорослей по всей толщине таллома. Гетеромерное строение характеризуется наличием слоёв. Сверху и снизу слоевище покрыто слоем коры. Она образована гифами гриба и защищает лишайник от высыхания и механических повреждений. Клетки водорослей образуют фотосинтезирующий слой. Сердцевину образуют гифы гриба. Здесь в основном запасается влага, сердцевина также играет роль каркаса. В нижней коре имеются пучки гиф (ризины) для прикрепления.

Далее рассмотрим, как происходит размножение лишайников. Для них характерно вегетативное, бесполое и половое размножение.

Большинство лишайников размножаются в основном вегетативным способом. Когда лишайник теряет воду и высыхает, слоевище становится очень хрупким, от него легко отламываются кусочки, которые затем подхватываются ветром и разносятся. Из таких кусочков вырастает новый организм.

Многие листоватые и кустистые лишайники в благоприятных условиях способны образовывать специализированные структуры вегетативного размножения. Они состоят из клеток водорослей, оплетённых гифами гриба, и бывают двух видов: изидии и соредии. Рассмотрим, в чём заключается различие между ними. Изидии – это выросты таллома в виде булавки, пуговицы или листочка. Они покрыты корковым слоем, который образован гифами гриба, между которыми располагаются водоросли. При воздействии ветра, воды, даже лёгкого прикосновения они отрываются. Соредии образуются внутри лишайника. По форме они напоминают мелкие комочки пыли. Соредии состоят из одной или нескольких клеток водоросли, оплетённых тонкими гифами гриба. Они выходят наружу, попадают на подходящий субстрат и развиваются в новый лишайник.

Микобионт и фикобионт способны размножаться самостоятельно. Микобионт размножается, как и все грибы, бесполым способом или половым. В результате полового размножения образуются плодовые тела, которые часто напоминают очень маленькие шляпочные грибы.

Лишайники очень неприхотливы к условиям окружающей среды. Поэтому они заселяют разнообразные места обитания. Они растут в самых бесплодных местах: на голых скалах, высоко в горах, в пустынях, где не могут жить другие растения. Некоторые заселяют затопляемые места и живут под водой. Но для существования лишайников необходимы определённые условия. В зависимости от этого выделяют несколько экологических групп лишайников: эпилитные лишайники живут на поверхности камней, эпигейные – живут на почве, энифитные – на коре деревьев, эпиксильные – на разлагающейся древесине. Слоевище лишайника впитывает влагу дождей, росы и туманов всей поверхностью тела. Все группы лишайников нуждаются в освещении, для того чтобы водоросли осуществляла фотосинтез. Если водоросль не может осуществлять фотосинтез, это приводит к гибели лишайника. Лишайники заселяют непригодные для других организмов места обитания, а более комфортные для жизни места остаются неосвоенными. Это происходит потому, что лишайники примерно в 15 раз менее эффективно образуют органические вещества, чем растения. Поэтому они не могут конкурировать с ними.

Лишайники способны длительное время переносить недостаток влаги. Они выносливы к изменениям температуры, могут переносить как высокие температуры до +50 °С, так и низкие до –50 °С. В отличие от растений, фотосинтез у лишайников может проходить при отрицательных температурах. Но наиболее интенсивно он происходит при температуре от +10 до +25 °С.

Растут лишайники очень медленно. Например, ягель вырастает всего на 1–3 миллиметра в год. Быстрее всех растут кустистые и листоватые лишайники. Например, кустистый лишайник рамалина при хороших условиях окружающей среды за год вырастает на 3 сантиметра. Медленнее всех растут накипные лишайники (за год всего около 0,5 миллиметра). Большая часть слоевищ лишайников, несмотря на малые размеры, имеет возраст около 50 лет. Они являются одними из самых долгоживущих организмов и могут достигать возраста нескольких сотен лет. Известно, что накипной лишайник ризокарпон географический, обитающий в Гренландии, имеет возраст около 4500 лет. Он поселяется на скалах и камнях.

Для некоторых видов личинок бабочек лишайник служит основным продуктом питания. Гусеницы различных ночных бабочек имеют окраску под цвет лишайника, другие подражают также и его очертаниям.

Кроме того, лишайник поедается беспозвоночными, такими как улитки, насекомые и клещи. Лишайниковая растительность используется многими животными как место обитания и укрытие от хищников. Многие птицы используют лишайники, особенно листоватые и кустистые формы, для гнездования, как, например, бурокрылая ржанка.

Участие лишайников в хозяйственной деятельности человека незначительно. Однако они находят применение в народной медицине. Они также содержат вещества, используемые в фармацевтической промышленности. Цетрария исландская, или исландский мох, добавляется в средства от кашля. Препараты из неё обладают антисептическими свойствами. Исландский мох также используется и в парфюмерии. В уснее содержится антибиотик усниновая кислота, применяемый для лечения кожных болезней и бактериальных инфекций. В лишайниках содержатся пигменты, из которых получают лакмус. С его помощью определяют кислотность среды.

Лишайники активно реагируют на загрязнённость воздуха, они поселяются лишь в экологически чистых местах. Промышленное производство, сопровождаемое вредными выбросами в атмосферу, приводит к сокращению численности лишайников, особенно в городах. Лишайники нуждаются в срочной и долговременной защите. По состоянию на 2015 год в Красную книгу России включено 42 вида лишайников. Рассмотрим некоторые из них: коккокарпия, лептогиум Бурнета, лобария широчайшая, лобария лёгочная, бриория Фремонта, летария лисья, пунктелия сухая и телосхистес желтоватый.

Лишайники представляют собой симбиоз гриба и водоросли, т. е. не могут считаться единым организмом, так как его отдельные части имеют разные геномы.

Строение лишайника

Вегетативное тело лишайника называется талломом.

Гифы гриба образуют основу таллома, формируя нижнюю кору, прикреплённую к субстрату, и поверхностный коровый слой, обуславливая форму и окраску лишайника.

Водоросли , занимая полости между гифами, образуют гонидиальный слой.

Под слоем водорослей грибные гифы расположены рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом — это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевины проходят пучки гиф (ризоиды), которые прикрепляют лишайник к субстрату.

У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.

Рис. Строение лишайника

защитная;
опорная;
прикрепляющая (н а нижнем коровом слое образуются ризоиды);
газообмен (через перфорации (отмершие участки корового слоя), трещины и разрывы в коровом слое).

Функция зоны водорослей:

фотосинтез;
накопление органических веществ.

проведение воздуха к клеткам водорослей;
опорная функция (у некоторых кустистых лишайников).

Лишайники образуют в основном:

грибы — аскомицеты и базидиомицеты;
водоросли — чаще всего зелёные (реже встречаются цианобактерии).

Водоросль отдаёт грибу органические вещества, полученные в процессе фотосинтеза.
Гриб, имея обширный мицелий, обеспечивает водоросль водой и минеральными веществами.

Такие симбиозы определённых видов гриба и водоросли настолько устойчивы, что воспринимаются как определённый вид организмов.

Классификация лишайников

По форме таллома лишайники делятся на:

Рис. Накипной лишайник Рис. Листоватый лишайник

Рис. Кустистый лишайник

Размножение лишайников

У лишайников встречается вегетативное, половое и бесполое размножение.

Бесполое размножение:

фрагментация;
соредии — микроскопические клубочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, окружённых гифами гриба; образуются внутри таллома, а после созревания выходят на поверхность и лопаются, разбрасывая диаспоры;
изидии — маленькие разнообразной формы выросты верхней поверхности слоевища, отламывающиеся при созревании.

В обоих случаях в состав отделяемой структуры входит и грибной, и водорослевый компонент.

Половое размножение:

образование плодовых тел различной формы, где созревают споры полового размножения. Развитие и созревание плодового тела может длиться до 10 лет, а затем в течение ряда лет плодовое тело способно продуцировать споры. Спор образуется очень много, но прорастают они не все. Для прорастания нужны условия, прежде всего определённые температура и влажность.

Особенности экологии лишайников

Лишайники характеризуются очень медленным ростом: от долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Скорее всего, это связано с небольшим относительным объёмом автотрофных водорослей, синтезирующих органические вещества.

Наибольшей скоростью роста обладают лишайники тропических лесов, наименьшей — обитатели скал и тундры.

Низкая скорость роста приводит к тому, что лишайники в основном растут в тех местах, где не встречают конкуренции со стороны растений. Прежде всего это горные области, где они являются первопроходцами на камнях и скалах, создавая первичные почвы. Не встречают лишайники конкурентов и в тундре, где из-за мёрзлых грунтов не могут развиваться корни растений. Часто лишайники растут как эпифиты в кронах деревьев.

Способность гриба поглощать и удерживать воду позволяет лишайникам существовать в крайне сухих условиях. Они могут поглощать воду не только во время дождей, но и из тумана, и насыщенного водяным паром воздуха.

Интересно, что возраст слоевища нередко насчитывает несколько сотен и тысяч лет.

Читайте также: