Значение лишайников

Питание

Особенности питания лишайников связаны со сложным строением этих организмов, состоящих из двух компонентов, которые получают питательные вещества разными способами. Гриб – гетеротроф, а водоросль – автотроф.

Водоросль в составе лишайника обеспечивает его органическими веществами
, полученными путем фотосинтеза. Гриб лишайника получает от водоросли высокоэнергетические продукты: АТФ и НАДФ. Гриб, в свою очередь, с помощью нитевидных отростков (гифа) выполняет роль корневой системы. Так лишайник получает воду и минеральные соединения
, которые адсорбируются из почвы.

Также лишайники способны всем телом впитывать воду из окружающей среды, во время туманов и дождей. Для выживания им нужны азотистые соединения
. Если водорослевый компонент таллома представлен зелеными водорослями, то азот поступает из водных растворов. Когда же фикобионтом выступают сине-зеленые водоросли, возможна фиксация азота из атмосферного воздуха.

Для нормального существования лишайников необходимы в достаточном количестве свет и влага
. Недостаточная освещенность препятствует их развитию, так как замедляются фотосинтезирующие процессы и лишайники недополучают питательных веществ.

Светлые сосновые леса стали оптимальным местом для их жизни. Хотя лишайники и относят к наиболее устойчивым к засухе видам, все же вода им необходима. Только во влажной среде осуществляются дыхательные и обменные процессы.

Происхождение [ править | править код ]

Лишайники плохо сохраняются в ископаемом виде, и их окаменелостей известно очень мало . Древнейшие известные (на 2012 год) ископаемые остатки лишайников, анатомически подобных «продвинутым» современным видам, найдены в раннедевонских (около 415 млн лет назад) отложениях Шропшира (Англия). Это Cyanolichenomycites devonicus (с цианобактерией в качестве фикобионта) и Chlorolichenomycites salopensis (вероятно, с зелёной водорослью) . Из райниевых чертов (около 400 млн лет назад, Шотландия) известна Winfrenatia reticulata , содержавшая цианобактерии и не имевшая морфологического сходства с современными лишайниками . Из верхнего триаса (около 220 млн лет назад) Германии известны фрагменты лишайников, анатомически подобных современной пармелии. В балтийском и доминиканском янтаре (около 40—60 млн лет назад) найдены лишайники, напоминающие Phyllopsora и виды семейства пармелиевых .

Принадлежность к лишайникам предполагается и для ряда других ископаемых. Это, в частности, Nematothallus из силура и девона, Spongiophyton из нижнего и среднего девона и Daohugouthallus из средней юры . В морских отложениях эдиакарского периода (формация Доушаньто) найдены окаменелости, интерпретированные как гифы гриба с симбиотическими водорослями . Было выдвинуто предположение, что лишайниками являлись и существовавшие примерно тогда же организмы эдиакарской биоты , но оно было встречено скептически .

Микобионты лишайников, как и их фикобионты, являются полифилетической группой.

Роль в жизни природы

Лишайники выполняют множество функций и являются незаменимой частью разных экосистем:

• В каменистых районах они медленно растворяют субстрат, воздействуя на разрушение горных пород. Отмирая, они влияют на состав почвы.
• Определенные лишайники служат пищей для животных. Например, ягель — основная еда северных оленей. Также их часто едят лоси. Для некоторых бабочек, насекомых, улиток, беспозвоночных, клещей они являются зачастую единственным способом пропитания.
• Некоторые животные используют лишайники для маскировки и укрытия от опасности.
• Птицы часто вьют в них свои гнезда.
• Некоторые виды может есть и человек. Также определенные лишайники имеют противомикробное действие, что позволяет использовать их в медицине.

Еще их используют для мониторинга условий окружающей среды — этот метод называется лихеноиндикацией. Такой мониторинг проводят разными методами:

• сравнение лишайников одного типа на одинаковой основе в одном положении;
• составление “карты чистоты” по тому, как часто встречаются и насколько распространены они на определенной территории с учетом инструментальных проб воздуха;
• выделение зон на территории по видовому разнообразию.

С помощью лишайников определяют возраст пород — этот метод называется лихенометрией. Он не может быть назван абсолютно точным, но часто бывает полезным в строительстве и археологииЛишайники представляют собой уникальные организмы, строение и форма которых позволяют им существовать практически в любых условиях на протяжении столетий. Они приносят много пользы и широко используются человеком в разных целях. Чтобы лучше представить себе внешний вид и особенности лишайников смотрите познавательное видео про них.

Описание основных групп

Кустистые лишайники довольно узнаваемые, так как у них есть свисающая часть, которая напоминает бороду. Размеры слоевища варьируются от 4 до 50 см. В них содержится большое количество углеводов, белков и жиров, благодаря чему ими питается крупный рогатый скот. Но витаминов в лишайнике практически нет, поэтому полноценной пищей их нельзя назвать.

К кустистой группе относятся такие виды:

• уснея длиннейшая;
• кладония пальчатая;
• алектория бледно-охряная.

К накипным видам относят леканору разнообразную, лицедею скученную и др. Чаще всего их слоевище состоит из корочки. Они обычно небольшие (всего несколько сантиметров), но в некоторых случаях диаметр может достигать 30 см.

Эти организмы применяются учёными в качестве биоиндикаторов. Они могут приспособиться к самым тяжёлым условиям, но если лишайники ушли с какой-то территории, то это значит, что там большие проблемы с экологией. Этот вид тоже широко используется для изготовления различных препаратов, например, от кашля или для лечения гнойных ран.

У листовой группы слоевище напоминает сплошной лист, который располагается горизонтально на грунте. С течением времени тело приобретает неправильную форму, но обычно оно круглое. Основной особенностью этих организмов считается их дорсовентральное строение, из-за которого окрас верхней и нижней части отличается.

В них находится много разных полезных кислот, что обусловило применение в фармакологии и народной медицине. Лекарства на их основе помогают при лечении кожных болезней, патологий дыхательных путей, трофических язв. Главным лечебным компонентом является усниновая кислота.

ЛИШАЙНИКИ

Лишайники — это симбиотические ассоциации грибов (микобионт) и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий (фотобионт, или фикобионт); микобионт образует слоевище (таллом), внутри которого располагаются клетки фотобионта. Гриб в этом случае либо сумчатый, либо базидиальный, а водоросль либо зеленая, либо сине-зеленая. Поселяются лишайники обычно на голых скалах или стволах деревьев. Водоросль снабжает гриб органическими продуктами фотосинтеза, а гриб обеспечивает водой и минеральными солями.

Лишaйники растут очень медленно и чувствительно к загрязнению окружающей среды, поэтому они являются идеальным индикатором загрязнения атмосферы, особенно сернистым газом. Слоевище лишайников имеет разные формы, размеры и окраску.

Органами прикрепления лишайников являются ризоиды и ризины (соединенные в тяжи ризоиды).

Разнообразие лишайников

Лишайники бывают белые, серые, желтые, оранжевые, зеленые, черные; это определяется характером пигмента в оболочке гиф. Пигментация способствует защите от чрезмерного освещения или, наоборот, помогает поглощать больше света (черный пигмент лишайников Антарктиды).

По форме и характеру прикрепления к субстрату различают три группы лишайников:

• накипные формы — имеют вид корки или налёта, плотно прирастающего к субстрату (леканора съедобная, графис, лецидея);
• листоватые формы — имеют вид пластинок с рассечёнными, ветвящимися лопастями; их сходство с листьями весьма отдалённое (ксантория — стенная золотянка, пармелия);
• кустистые лишайники — прямостоячие или свисающие кустики. (кладония, ягель — олений мох, цетрария — исландский мох, бородач).

По анатомическому строению лишaйники делятся на гомеомерные (водоросль разбросана по всему телу лишайника) и гетеромерные (водоросли образуют в слоевище обособленный слой).

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, 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.

Размножение лишайников

Размножение лишайников происходит спорами или вегетативно: фрагментами слоевища (изидиями и соредиями). Половое размножение обеспечивают специальные участки слоевища, формирующие споры. Спора прорастает в гифу, и при встрече с подходящей водорослью формируется новый лишайник.

Роль лишайников в природе и жизни человека

Роль лишайников в природе сложно переоценить. Они являются «пионерами» в формировании растительных сообществ. Выделяя органические кислоты, лишайники разрушают материнскую породу, а при отмирании их органика вместе с ней формирует первичную почву, на которой могут поселиться растения. Лишайники служат кормом для многих животных (олений мох или ягель), являются местообитанием для многих беспозвоночных.

Роль в жизни человека. Лишайники служат индикаторами загрязнённости воздуха. Некоторые виды используются человеком в пищу (лишайниковая манна). Также лишайники используются в промышленности (изготовление лакмуса), в парфюмерии (получение ароматических веществ), в фармацевтической промышленности (получение препаратов против туберкулёза, фурункулёза, эпилепсий и др.). Лишайниковые кислоты обладают также антибиотическими свойствами.

Таблица «Лишайники»

Это конспект по теме «Лишайники». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Царство Растения
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии.

Основные процессы жизнедеятельности

Фотосинтезирующие водоросли обеспечивают организм органическими веществами и обогащают воздух кислородом. Грибы всасывают воду с растворенными минералами. Благодаря этим двум способам питания лишайники хорошо адаптированы к разным условиям обитания.

Внутреннее и внешнее устройство

У лишайников нет листьев и стебля. Тело их называется талломом или слоевищем.

Определение

Гетеромерный таллом — это термин в биологии, которым обозначают тело грибов, водорослей и лишайников.

Основа таллома — нитевидные образования (гифы) грибов. Они формируют нижнюю корку и поверхностный слой, т.е. создают форму и окраску лишайника.

Верхняя корка более плотная. Она обеспечивает защиту от засухи и поглощение воды из воздуха. Нижняя корка тонкая.

Между гифами расположены водоросли. Они имеют рыхлый состав, пространство между ними заполнено воздухом. Это сердцевина лишайника. От сердцевины через нижнюю кору выходят пучки гиф (ризоиды) и прикрепляют лишайник к субстрату, т.е. к месту, где он живет и питается. Гифы способны выделять кислоты, которые растворяют субстрат и поглощают из него минеральные вещества.

Функции коры:

• защищает;
• служит опорой;
• держит форму;
• прикрепляет;
• осуществляет газообмен.

Функции водоросли: фотосинтез, накопление органических веществ.

Сердцевина обеспечивает поставку воздуха к клеткам и служит опорой.

Общая характеристика

Лишайниками называются организмы, которые состоят из водоросли и гриба, находящиеся в симбиозе. В качестве грибков зачастую выступают фикомицеты или аскомицеты. Водоросли могут быть зелёные или сине-зелёные. Они образуют симбиотический тип существования, то есть взаимовыгодное сожительство.

Интересный факт заключается в том, что эти организмы никогда не имеют зелёной окраски, независимо от вида. Обычно они чёрные, оранжевые, бурые или серы. За это отвечает специальный пигмент и лишайниковые кислоты.

Отличительные особенности этой группы организмов:

1. Симбиоз обусловлен эволюционным развитием.
2. Специфическое внутреннее и внешнее строение, которое не похоже на растений или животных.
3. Физиологические процессы сильно отличаются от тех, что есть у свободноживущих организмов.
4. Особый тип размножения.
5. Обитают практически везде.
6. В результате жизнедеятельности происходит выработка специфических продуктов распада.

Выделяют 3 вида лишайников:

1. Листовые. По внешнему виду они напоминают одну большую пластину.
2. Накипные. Их форма похожа на накипь.
3. Кустистые. Есть общие черты с маленькими кустами.

Размножение и питание

Существует множество видов различных лишайников. Но все они размножаются только тремя способами:

1. С помощью спор. Формирование происходит на поверхности конидиеносцев, развивающихся на слоевище.
2. Половым путём. Среди сформированных плодов клеток апотеции и перитеции. Процесс их созревания может длиться до 10 лет. После этого они начинают продуцировать огромное количество спор, которые распространяются на десятки метров вокруг лишайника.
3. Вегетативное размножение. Происходит при помощи отделённых частей слоевища, которые состоят из клеток водоросли. Распространяются с помощью животных или ветра.

Особенности питания этих организмов обусловлены довольно сложным строением. Они состоят из гетеротрофов (грибов) и автотрофов (водорослей).

Последние осуществляют фотосинтез, благодаря чему происходит снабжение гриба высокоэнергетическими продуктами. Среди них НАДВ и АТФ.

Грибы выполняют функцию корней. Так водоросли могут получать воду и минералы из земли.

Слоевище лишайников может впитывать влагу из окружающей среды при осадках и туманах. Для поддержания жизнедеятельности этим организмам необходимы азотистые соединения.

Нормальное существование может быть обеспечено только в местах, где есть достаточная освещённость. Солнечный свет требуется для осуществления процесса фотосинтеза. В ином случае лишайник не будет получать питательные вещества. Самым подходящим местом обитания являются светлые и влажные сосновые леса.

Описание

Лишайники — широко распространенные организмы с достаточно высокой выносливостью и чувствительностью к загрязнителям окружающей среды. Они способны долгое время пребывать в сухом, почти обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2 до 10% сухой массы. При этом они не погибают а лишь приостанавливают все жизненные процессы до первого увлажнения. Погрузившись в такой «анабиоз», лишайники могут выдерживать сильное солнечное облучение, сильное нагревание и охлаждение.

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.

В связи с тем, что лишайники поглощают воду в основном всей поверхностью тела из атмосферных осадков и отчасти из водяных паров, влажность таллома непостоянна и зависит от влажности окружающей среды. Слоевище лишайников лишено корней, проводящих сосудов, устьиц и других «хитроумных» приспособлений, с помощью которых растения регулируют содержание воды в своих тканях. Таким образом, поступление воды в лишайники происходит по физическим, а не по физиологическим законам, как это характерно для высших растений. Недаром слоевище лишайников часто сравнивают с фильтровальной бумагой. Сухие лишайники очень быстро впитывают влагу. Способность быстро насыщаться влагой лишайникам очень необходима: для отправления важнейших физиологических функций нужно успеть воспользоваться любым ее видом, будь то кратковременный дождь, роса, туман либо тающий снег. Если период увлажнения затягивается, например при непрекращающихся дождях, лишайник продолжает впитывать воду и наступает так называемое перенасыщение.

Лишайники

Лишайники представляют собой особую группу организмов, состоящих из двух совершенно разных видов. Одна часть лишайника — это зеленая водоросль (относят к растениям) или синезеленая водоросль (относят к бактериям). Другая часть лишайника — это гриб.

Лишайники изучает наука лихенология, которая считается разделом ботаники.

Лишайники неприхотливы и поэтому широко распространены. Их можно встретить даже в условиях вечной мерзлоты или на голых скалах. Они могут расти на стволах деревьев и земле. Лишайники, обитающие в тундре, стелятся по земле сплошным ковром.

Окраска лишайников бывает разной: от желтой и серой до коричневой и черной.

Кустистые лишайники соединены с поверхностью, на которой растут, только своим основанием. Лишайник бородач растет в еловых лесах, где свисает с ветвей деревьев. На почве растет ягель (олений мох). Если наступить на него в сухую погоду, то будет слышен характерный треск.

Листоватые лишайники встречаются на стволах деревьев. Они похожи на пластинки разной окраски и формы. Так на осине растет золотисто-желтая ксантория. Листоватые лишайники соединяются с субстратом ризоидоподобными выростами. Они легко отделяются от поверхности.

Накипные лишайники (корковые лишайники) выглядят как коричневатые и сероватые корки на камнях и скалах. Они плотно прирастают к поверхности, в результате чего их трудно оторвать от нее.

Лишайники чаще всего считаются примером симбиоза, при котором двум разным организмам выгодно сожительство.

Подобное сожительство позволяет лишайникам обитать там, где по отдельности ни грибы, ни водоросли жить не могут. Гифы гриба обеспечивают водоросль водой и минеральными веществами. Водоросль дает грибу органические вещества, которые она синтезирует в процессе фотосинтеза.

Поскольку водоросли приходится питать не только себя, но и гриб, то лишайники растут очень медленно. Также, зачастую, произрастая в местах с вечной мерзлотой, лишайники не получают достаточного количества воды. Так прирост кустистых лишайников может составлять несколько миллиметров в год, а накипных — вообще доли миллиметра. Однако лишайники живут достаточно долго (до 100 лет).

Лишайники размножаются бесполым путем. Клетки водорослей делятся на двое, а гриб образует споры. Также в слоевище лишайников могут образовываться специальные группы клеток. Эти группы покидают материнский лишайник и в новом месте дают начало новому организму.

Значение лишайников

Лишайники первыми заселяют места, где нет почвы. Постепенно отмирая, они образуют перегной. Также лишайники выделяют кислоты, что приводит к разрушению горных пород. В результате смешивания разрушенных пород и перегноя образуется почва, на которой могут расти растения.

Ягель служит пищей оленям в тундре. Его также используют как корм для домашних животных.

Исландский мох употребляется в пищу человеком.

Из ряда видов лишайников получают лакмус (химический индикатор) и антибиотики.

Дубовый мох используют в парфюмерии. Он придает стойкость духам.

Лишайники являются экологическими индикаторами. В загрязненном воздухе они погибают. Поэтому по отсутствию или наличию лишайников в определенной местности можно судить об экологической обстановке.

Особенности внутреннего строения

Увидеть структуру лишайника представляется возможным под увеличительным прибором. Лишайник представляет собой организм, состоящий из части гриба — грибницы и водорослей, переплетенных между собой.

В зависимости от того, как распределены между собой клетки водорослей и грибов, выделяют еще одну классификацию:

• гомеомерные, в которых фикобионт расположен хаотично среди клеток микобионта;
• гетеромерные, при котором имеется явное разделение на слои.

Лишайники с послойным строением встречаются повсеместно и имеют следующую структуру слоев:

1. Корковый слой — сложен клетками микобионта и защищает от внешних воздействий, особенно от пересыханий.
2. Поверхностный или гонидиальный: содержит клетки исключительно фикобионта.
3. Сердцевина состоит из гриба, выполняет функцию скелета, а также способствует задержанию воды.
4. Нижняя кора выполняет функцию прикрепления к основанию.

Стоит отметить:
у некоторых видов какие-либо виды слоев могут отсутствовать или иметь видоизмененное строение.

Интересные факты о лишайниках

Лишайники знамениты продолжительностью своей жизни, ведь только период роста может достигать 4 тысяч лет.

Вследствие этого, по ним можно приблизительно определить возраст горной породы.

Популярно использование их в качестве удобрения в сельскохозяйственной промышленности. Кроме того, использование их началось еще в давние времена. Лишайники использовали в качестве естественных красителей.

Лишайники являются уникальным видом, несущим в себе массу полезных свойств и качеств, применимых фактически в любой отрасли жизни человека.

Эти удивительные растения являются примером совместного взаимовыгодного проживания грибов и водорослей, реже – грибов и цианобактерий. Даже случаются такие, что сожительствуют втроем: грибы (обязательно) и водоросли + цианобактерии. Такие сожительства называют облигатным симбиозом.

Стоит отметить, что лишайники часто используют деревья в качестве основы для проживания, но они никак не паразитируют на них. Вреда деревьям от лишайников нет, в отличии от других растений, которые крепятся к деревьям (омела, повилика).

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.

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:

1. 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.
2. 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.

Физиология

Лишайники как уникальные по структуре организмы имеют свои особенности. Они формируют уникальные вещества, которых нет больше нигде в природе. Например, это усниновая и мевалоновая кислоты. Эти организмы не могут регулировать баланс воды, они могут только удерживать влагу на поверхности на короткий период времени. В зависимости от условий, лишайники растут по-разному. Во влажных благоприятных для них условиях рост составляет только пару сантиметров в год. Если район засушливый, он может просуществовать годами в высушенном состоянии, а, получив опять влагу, начнет расти.
Рис. 4. Один из видов рода Кладония