В чем особенности строения слоевища кустистых лишайников

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

Лишайники — своеобразные организмы с телом, состоящим из двух компонентов: гриба (микобионта) и водоросли (фикобионта).

Лихенология — наука, изучающая лишайники.

Каковы особенности строения лишайников? Вегетативное тело лишайника называется талломом. Оно образуется в результате переплетения гифов гриба, среди которых располагаются клетки или нити водоросли. В зависимости от их расположения различают слоевище гомеомерного типа (при равномерном расположении) и гетеромерного типа (если они располагаются в верхнем слое).

Фикобионт большинства лишайников — требуксия, которая является одноклеточной зеленой водорослью. А вообще, в состав лишайников могут входить около 28 родов водорослей. Среди них — сине-зеленые, желто-зеленые, зеленые и бурые.

Каковы функции гриба и водоросли в организме лишайника? Взаимоотношения гриба и водоросли в организме лишайника на протяжении долгого периода времени считалось выгодным для обеих сторон (симбиоз). Все потому, что в результате такого симбиоза автотрофная водоросль давала гетеротрофному организму гриба органические вещества, а гриб водоросли — минеральные соединения, растворенные в воде, и защиту от высыхания.

Последние исследования говорят о том, что такие взаимоотношения нельзя называть постоянными. При недостатке питательных веществ, гриб начинает паразитировать на водоросли. Иногда это приводит к гибели последней. Таковы особенности питания лишайников.

Водоросли, которые входят в организм лишайников, отличаются высокой жизнестойкостью. Они невосприимчивы к длительному высушиванию и резким температурным перепадам.

Отсутствие листьев и зеленой окраски — отличительная черта лишайников. Слоевище лишайника обычно сероватое, бурое, желтое или практически черное. Конкретная расцветка определяется специфическими пигментами, солями железа, содержанием и концентрацией различных кислот.

Лишайники отличаются медленным ростом: у различных видов годовой прирост слоевища лишайника варьируется от 0,25/1 до 36 мм. в год.

Отличительная особенность лишайников — нетребовательность к условиям существования. Они спокойно могут расти на камнях, стволах и ветках деревьев, заборах, металле, стекле и почве.

Для сравнения можете почитать, каковы особенности строения и жизнедеятельности грибов.

Размножение лишайников

Как размножаются лишайники? Основные способы размножения лишайников — вегетативный, половой и бесполый.

Размножение лишайников вегетативным способом происходит при помощи частичек слоевища или специально приспособленных для этого образований: изидий и соредий.

Изидии — это выросты на поверхности слоевища, различающиеся формой и размерами.

Они содержат оба компонента лишайника, могут отламываться от него и распространяться благодаря ветру, воде и животным.

Соредии — мелкие пылевые частицы, состоящие из одной, двух или нескольких одноклеточных водорослей, которые оплетены гифами гриба.

Их формирование происходит в середине слоевища. После разрыва слоевища соредии освобождаются и распространяются ветром. Каждый компонент лишайника размножается по-своему: водоросли — при помощи деления, а грибы — при помощи спор.

Классификация лишайников

Какие бывают лишайники? В зависимости от того, как слоевище выглядит внешне, выделяют 3 типа лишайников:

Накопительные или корковые. Слоевище лишайника состоит из своеобразной корочки, плотно сросшейся с субстратом. К ним относят леканору, аспициллию. Такие лишайники дорастают до толщины 0,5 см, а показатели их поперечника варьируются от нескольких миллиметров до 20-30 см. Случается, что отдельные лишайники срастаются вместе и формируют большие пятна.

Выделяют кочующие виды. Эти лишайники по строению слоевища напоминают шар. Они не могут прикрепляться к субстрату и легко переносятся ветром.

Листовые. Строение лишайников характеризуется наличием сплющенной листовидной пластинки. Эта пластинка прикреплена к субстрату пучками гифов горизонатльно. Гифы в этом случае представлены ризоидами, ризинами или гомфами. Слоевище имеет круглую форму и его диаметр равен 10-20 см. К таким лишайникам относят пармелию и ксанторию. В горах Сибири и Чукотки можно найти кочующие листовые лишайники, которые считаются среди прочих самыми красивыми.
Кустистые. По своему строению лишайники напоминают кустик или свисающую бороду. Пример — кладония или уснея. Прикрепление к субстрату осуществляется с помощью нижней частички слоевища или тонких нитевидных ризоид. Самые крупные кустистые лишайники могут достигать в высоту 50 см.

Это основная информация, которой будет достаточно для подготовки реферата по лишайникам.

Лишайники - это группа организмов тело которых образует два организма: водоросль и гриб.

2. Что такое симбиоз, какие организмы образуют лишайники?

Симбиоз – это взаимовыгодная форма отношений между организмами, когда оба извлекают пользу от совместного существования. Тело лишайника состоит из двух частей: автотрофной – представленной водорослью и гетеротрофной – представленной грибом.

3. На какие группы по внешнему строению делят слоевище лишайников?

Различают три типа слоевищ: накипные или корковые – покрывающие тонким плотным слоем место обитания; листоватое слоевище в форме пластинок, распростертых по субстрату и срастающихся с ним; кустистое слоевище – слоевище в виде столбиков или лент, сильно разветвленное и срастающееся с субстратом лишь у основания.

4. В чем особенности строения слоевища кустистых лишайников? Нарисуйте схему.

5. Каковы функции гриба и водоросли в организме лишайника?

Гифы гриба выполняют функцию корней: крепят лишайник к субстрату (выросту – ризоиды) и поглощают из окружающей среды воду и растворенные в ней минеральные вещества. А клетки водорослей выполняют роль фотосинтезирующей части, где проходит процесс фотосинтеза и накапливаются питательные вещества.

6. Как размножаются лишайники?

В основном лишайники размножаются вегетативно – частями слоевища. Однако они могут размножаться и спорами, которые образуются половым и бесполым путем.

7. Где обитают лишайники? Какие физические факторы среды ограничивают их распространение?

Лишайники встречаются во всех биогеографических зонах, особенно в умеренных и холодных областях, а также в горах. Лишайники способны выносить длительное высушивание и низкие температуры.

8. Расскажите о роли лишайников в природе. Какие вредные химические вещества могут накапливать лишайники?

Как автотрофные компоненты природных систем, лишайники аккумулируют солнечную энергию, образуя биомассу. В тоже время лишайники разлагают органические вещества до минеральных. В тундре лишайники служат кормом. Так же лишайники могут служить индикаторами чистоты воздуха, так как они способны накапливать в себе загрязняющие вещества.

9. В чем отличия симбиоза гриба и водоросли в лишайнике от симбиоза клубеньковых бактерий и растений, на корнях которых они поселяются?

В том что в лишайнике отсутствие одного из симбионтов приводит к гибели лишайника. Бактерии же просто обеспечивают бобовые растения атмосферным азотом.

10. Составьте развернутый план параграфа.

- общая характеристика типа;

- характеристика внешнего строения и типов слоевища (накипной, листоватый и кустистый);

Лишайники можно встретить практически везде, даже в Антарктиде. Эти живые организмы образованы симбиозом грибов, водорослей или цианобактерий. Их происхождение и строение долгое время были загадкой для ученых, даже сейчас нет единого мнения по поводу их систематического положения. Одни считают, что их надо отнести к царству растений, а другие – грибов. В этой статье мы рассмотрим виды лишайников, особенности их строения, значение в природе и для человека.

Описание

Долгое время считали, что лишайник — идеальный пример взаимовыгодного сожительства двух разных организмов. Водоросль поставляет органические вещества грибу, а он ей, в свою очередь, воду с минеральными веществами. Однако сейчас ученые доказали, что гриб в мху паразитирует на водоросли (хотя паразитизм смягченный и взаимовыгодный), подавляя ее жизнедеятельность. Водоросль лишайников может самостоятельно существовать, гриб — погибает.

Особое строение и структура лишайников не позволяет однозначно отнести их к определенному царству животного мира. Часть характеристик схожа с растениями, а часть — с грибами. Можно сказать, что грибы играют роль корневой системы, добывая влагу, а водоросли выполняют функцию листьев. Так как по большей части лишайники поселяются на безжизненных субстратах, то впитывают влагу они всей своей поверхностью.

Пожалуй, наиболее удивительная особенность лишайников — это их способность долгое время находиться в сухом, обезвоженном состоянии, но при этом не погибать, а только приостанавливать все жизненные процессы до первого увлажнения. Такое состояние, напоминающее летаргический сон сказочной Спящей Красавицы, называется анабиозом.

Размножение

Как целостный организм лишайники в большинстве случаев размножаются вегетативно — отдельными участками слоевища, в которых среди гиф гриба размещены клетки водорослей. Водоросль и гриб в лишайниках могут размножаться отдельно.

Вегетативное размножение может осуществляться как простой фрагментацией слоевища, так и с помощью специализированных структур. Фрагментацией слоевища размножаются многие тундровые лишайники, например, цетрарии, которые почти никогда не образуют плодовых тел. Слоевище разламывается животными на множество мелких кусочков, которые разносятся ветром и в благоприятных условиях дают начало новому организму.

Также встречается размножение при помощи спор. Споры формируются на поверхности конидиеносцев, которые либо развиваются непосредственно на слоевище либо на слоевище формируются плодовые тела, среди которых различают апотеции (открытые, в виде дисковидных образований) и перитеции (закрытые, в виде кувшинчика с отверстием). Такие плодовые тела созревают достаточно длительное время, иногда процесс занимает до 10 лет. Только после полного созревания плодовое тело начинает продуцировать споры. Их образуется огромное количество, но имеют шанс на прорастание не все.

Строение

Тело лишайника получило название “слоевище” или таллом. Оно бывает разным по габаритам, строению, форме и цвету. Слоевище может иметь форму в виде корочки, листовидной пластинки, трубочек, кустика и небольшого округлого комочка. Большинство лишайников невелики по размерам — достигают лишь нескольких сантиметров, но бывают и виды в метр длиной. Лишайники очень медленно растут. Возраст их слоевища зачастую насчитывает несколько сотен и даже тысяч лет.

Слоевище лишайников состоит из переплетенных грибных нитей — гиф, и расположенных между ними клеток (или нитей) водорослей, а у некоторых видов — цианобактерий. В результате взаимодействия гриба и водоросли, составляющих организм лишайника, образуются специфические вещества, которые в природе нигде больше не встречаются. Это так называемые лишайниковые вещества, или лишайниковые кислоты.

Главный отличительный признак лишайников — симбиоз двух организмов разных видов: гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли. В лишайнике симбиоз протекает так: водоросль производит органические вещества, которые потребляет гриб, а гриб с помощью гифов всасывает из окружающей среды воду с растворёнными в ней веществами и создаёт для водоросли влажную среду. Интересно, что виды грибов, составляющих лишайник, в природе вообще не существуют без водорослей, тогда как большинство водорослей, входящих в слоевище лишайника, встречается в свободном состоянии, отдельно от гриба.

Виды слоевища лишайников

Накипные — напоминают корку, прикрепленную к поверхности. Практически 80% от всех лишайников составляют именно накипные. По своей форме они похожи на корочку или тонкую пленку, прочно сросшуюся с субстратом. В зависимости от места обитания накипные лишайники подразделяются на эпилитные, которые развиваются на горных породах, скалах; эпифлеодные, поселяющиеся на коре деревьев или кустарников; эпигейные, растущие на поверхности почвы; эпиксильные, предпочитающие гниющую древесину.

Листоватые — как пластины, которые цепляются к поверхности небольшой толстой ножкой. Таллом этого вида имеет вид чешуек или пластинок среднего размера, прикрепляющихся к субстрату при помощи пучка грибных гиф. Самое простое слоевище напоминает округлую листовую пластинку, которая в диаметре может достигать размера 10-20 см. При таком строении слоевище называют монофильным. Если имеется несколько пластинок, то слоевище называют полифильным.

Кустистые — напоминает куст, который может возвышаться над поверхностью или свисать с нее. Такое название эти лишайники получили за свой таллом, состоящий из разветвленных нитей, срастающихся с субстратом и растущих в разные стороны. Размеры самых миниатюрных представителей этого типа не превышают нескольких миллиметров, а самые крупные экземпляры достигают 40-50 см.

Различают также два основных типа микроскопической структуры слоевища:

Гомеомерный. В этом типе клетки фотобионта размещены по всей толщине гриба хаотично. На поперечном срезе лишайника гомеомерного типа имеется верхняя и нижняя кора, которая состоит из одного слоя клеток гриба. Вся внутренняя часть заполнена рыхло расположенными грибными нитями, между которыми расположены клетки водорослей без какого-либо порядка.
Гетеромерный. Части симбиоза образуют четкие слои. В лишайнике этого типа клетки водорослей сосредоточены в одном слое, который получил название гонидиального слоя. Ниже него находится сердцевина, состоящая из рыхло расположенных нитей гриба.

Роль в природе и жизни человека

Лишайники имеют большое значение в жизни природы. Лишайники одними из первых заселяют каменистый грунт, голые скалы. Они участвуют в разрушении горных пород, растворяя каменистый субстрат своими особыми кислотами. Отмирающие части лишайников участвуют в образовании почвы, служат питанием обитателям почвы. Важное место в жизни животных и человека занимают кустистые северные лишайники (их существует около 40 видов), которые известны под названием олений мох, или ягель — это сборное название нескольких видов рода Кладония. В тундре ягель занимает огромные пространства. Это ценнейший, а зимой и единственный корм для северных оленей. Другие копытные тоже охотно поедают разнообразные лишайники.

Примеры практического значения лишайников:

Лишайники являются индикаторами загрязненности воздуха вредными веществами. Они не могут жить в местах где воздух сильно загрязнен вредными газами.
Участвуют в общем круговороте веществ в биосфере. Благодаря фотосинтезу синтезируют органические вещества в местах недоступных для других организмов. Участвуют в почвообразовании, т.к. разрушают горные породы, на которых поселяются, а за счет разложения слоевища образуется гумус. Таким образом, лишайники создают условия для существования растений и животных.
Кормовые лишайники играют важную роль в хозяйстве. Например, олений мох или ягель поедается оленями, косулями, лосями и другими животными. Некоторые виды лишайников используются в пищу человеком (лишайниковая манна).
Так же лишайники используются в парфюмерии для получения ароматических веществ, в фармацевтической промышленности для получения препаратов против туберкулеза, фурункулеза, эпилепсий и др. А лишайниковые кислоты обладают антибиотическими свойствами.
В каменистых районах они медленно растворяют субстрат, воздействуя на разрушение горных пород. Отмирая, они влияют на состав почвы. Таким образом, лишайники вместе с бактериями создают на безжизненных скалах условия для жизни других организмов, в том числе для растений и животных. Это означает, что лишайники являются пионерами растительного и животного мира.
Некоторые виды, живущие на поверхности деревьев, защищают их от проникновения грибов — древесных разрушителей. Они помогают деревьям защищаться и от многих заболеваний и, в целом, повышают устойчивость экосистемы. Растение, покрытое лишайниками, меньше подвергается нападкам болезнетворных грибков, лишайниковые кислоты подавляют рост бактерий.
Для бабочек, насекомых, улиток, беспозвоночных, клещей они являются зачастую единственным способом пропитания. Некоторые животные используют лишайники для маскировки и укрытия от опасности.
Многие птицы используют лишайники, особенно листоватые и кустистые формы, для гнездования, как например, ржанка бурокрылая, вьющая гнёзда на представителях родов Cladonia и Cetraria.

Лишайники с древних времен широко используются человеком. В Японии употребляется в пищу и даже служит предметом экспорта в страны Юго-Восточной Азии растущий на скалах листоватый лишайник гирофора съедобная. Съедобен и лишайник аспицилия съедобная, растущий в степной и полупустынной зонах. Он содержит до 55-65% щавелевокислого кальция. Однако усвояемость питательных веществ лишайников очень незначительна.

Лишайники используются в изготовлении лекарственных препаратов. С давних пор используются лишайники и как лечебное средство, на это указывал ещё Теофраст. Лишайники содержат широкий спектр ингредиентов, представляющих интерес для фармацевтики. Например, цетрария исландская добавляется в средства от кашля.

Некоторые виды лишайника используются в парфюмерной промышленности для придания стойкости ароматам.

Одна из задач рационального природопользования – изучение и сохранение биоразнообразия растительного и животного мира. Увеличивающиеся объемы загрязняющих веществ вынуждают биологов следить за состоянием биоты в поисках решения глобальных экологических проблем. В последние десятилетия для этих целей в качестве индикаторных организмов успешно применяют лишайники.

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: