На страницах нашего онлайн портала alivahotel.ru мы расскажем много самого интересного и познавательного, полезного и увлекательного для наших постоянных читателей.
Лишайники — своеобразная группа живых организмов, произрастающих на всех континентах, в том числе и в Антарктиде. В природе их насчитывают более 26 000 видов.
Долгое время лишайники были загадкой для исследователей. Однако до сих пор не пришли к единому мнению относительно их положению в систематике живой природы: одни относят их к царству растений, другие — к царству грибов.
Тело лишайника представлено слоевищем. Оно очень разнообразно по окраске, размерам, форме и строению. Слоевище может иметь форму тела в виде корочки, листовидной пластинки, трубочек, кустика и небольшого округлого комочка. Некоторые лишайники достигают в длину более метра, но большинство имеют слоевище размером 3-7 см. Они медленно растут — за год увеличиваются на считанные миллиметры, а некоторые — на доли миллиметра. Возраст их слоевища нередко насчитывает несколько сотен и тысяч лет.
Лишайники не имеют типичной зелёной окраски. Окраска лишайников сероватая, зеленовато-серая, светло- или тёмно-бурая, реже жёлтая, оранжевая, белая, чёрная. Окраска обусловлена пигментами, которые находятся в оболочках гиф гриба. Различают пять групп пигментов: зелёные, синие, фиолетовые, красные, коричневые. Цвет лишайников может зависеть также от окраски лишайниковых кислот, которые откладываются в виде кристаллов или зёрен на поверхности гиф.
Живые и отмершие лишайники, скопившаяся на них пыль и песчинки создают не обнажённом грунте тонкий слой почвы, в котором могут закрепиться мхи и другие наземные растения. Разрастаясь, мхи и травы затеняют наземные лишайники, засыпают их отмершими частями своих тел, и лишайники со временем исчезают с этого места. Лишайникам вертикальных поверхностей засыпание не грозит — они разрастаются и разрастаются, впитывая влагу дождей, рос и туманов.
В зависимости от внешнего облика слоевища лишайники делят на три типа: накипные, листоватые и кустистые.
Типы лишайников. Морфологические особенности
Лишайники — первые поселенцы на обнажённом грунте. На голых камнях, палимых солнцем, на песке, на брёвнах и стволах деревьев.
Название лишайника
Форма
Морфология
Место обитания
(около 80% всех лишайников)
Вид корочки, тонкой плёнки, разных цветов тесно сросшихся с субстратом
В зависимости от субстрата, на котором произрастают накипные лишайники, различают:
на поверхности горных пород; на коре деревьев и кустарников; на поверхности почвы; на гниющей древесине
Слоевище лишайника может развиваться внутри субстрата (камня, коры, дерева). Есть накипные лишайники с шаровидной формой слоевища (кочующие лишайники)
Таллом имеет вид чешуек или достаточно больших пластинок.
Монофильное — вид одной крупной округлой листовидной пластинки (в диаметре 10—20 см).
Полифильное — слоевище из нескольких листовидных пластинок
Прикрепляются к субстрату в нескольких местах с помощью пучков грибных гиф
На камнях, почве, песке, коре деревьев. К субстрату прочно прикрепляются толстой короткой ножкой.
Встречаются неприкреплённые, кочующие формы
Характерной особенностью листовидных лишайников является то, что его верхняя поверхность отличается по строению и окраске от нижней
Кустистые. Высота маленьких — несколько миллиметров, крупных — 30—50 см
В виде трубочек, воронок, ветвящихся трубочек. Вид кустика, прямостоячего или висячего, сильно разветвлённого или неразветвлённого. «Бородатые» лишайники
Слоевища бывают с плоскими и округлыми лопастями. Иногда у крупных кустистых лишайников в условиях тундр и высокогорий развиваются добавочные прикрепительные органы (гаптеры), с помощью которых они прирастают к листьям осок, злаков, кустарников. Таким образом, лишайники предохраняют себя от отрыва сильными ветрами и бурями
Эпифиты — на ветвях деревьев или скалах. К субстрату прикрепляются небольшими участками слоевища.
Напочвенные — нитевидными ризоидами
Уснея длинная — 7—8 метров, свисающая в виде бороды с ветвей лиственниц и кедров в таёжных лесах
Это высший этап развития слоевища
В чрезвычайно суровых условиях произрастают лишайники на камнях и скалах в Антарктиде. Живым организмам приходится жить здесь при очень низких температурах, особенно зимой, и практически без воды. Из-за низкой температуры осадки там выпадают всегда в виде снега. Лишайник не может поглощать воду в такой форме. Но его выручает чёрная окраска слоевище. Благодаря высокой солнечной радиации тёмная поверхность тела лишайника быстро нагревается даже при низких температурах. Снег, попавший на нагретое слоевище, тает. Появившуюся влагу лишайник сразу впитывает, обеспечивая себя водой, необходимой ему для дыхания и фотосинтеза.
Строение
Слоевище состоит из двух разных организмов — гриба и водоросли. Они так тесно взаимодействуют между собой, что их симбиоз представляется единым организмом.
Слоевище представляет собой множество переплетённых грибных нитей (гиф).
Между ними группами или одиночно расположены клетки зелёных водорослей, а у некоторых — цианобактерий. Интересно, что виды грибов, составляющих лишайник, в природе вообще не существуют без водорослей, тогда как большинство водорослей, входящих в слоевище лишайника, встречается в свободноживущем состоянии, отдельно от гриба.
Питание
Питание лишайника осуществляется обоими симбионтами. Гифы гриба поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества, а водоросль (или цианобактерия), в которой имеется хлорофилл, образует органические вещества (благодаря фотосинтезу).
Гифы играют роль корней: они впитывают воду и растворённые в ней минеральные соли. Клетки водорослей образуют органические вещества, выполняют функцию листьев. Воду лишайники впитывают всей поверхностью тела (используют дождевую воду, влагу туманов). Важным компонентом в питании лишайников является азот. Те лишайники, которые в качестве фикобионта имеют зелёные водоросли, получают соединения азота из водных растворов, когда их слоевище пропитывается водой, частично прямо из субстрата. Лишайники, имеющие в качестве фикобионта сине-зелёные водоросли (особенно ностоки), способны фиксировать атмосферный азот.
Внутреннее строение
Это своеобразная группа низших растений, которые состоят из двух разных организмов — гриба (представители аскомицетов, базидиомицетов, фикомицетов) и водоросли (зелёные — цистококк, хлорококк, хлорелла, встречается кладофора, пальмелла; сине-зелёные — носток, глеокапса, хроококк), образующих симбиотическое сожительство, отличающееся особыми морфологическими типами и особыми физиолого-биохимическими процессами.
По анатомическому строению различают лишайники двух типов. У одного из них водоросли разбросаны по всей толще слоевища и погружены в слизь, которую выделяет водоросль (гомеомерный тип). Это наиболее примитивный тип. Такое строение характерно для тех лишайников, фикобионтом которых являются сине-зелёные водоросли. Они образуют группу слизистых лишайников. У других (гетеромерный тип) на поперечном срезе можно под микроскопом различать несколько слоёв.
Сверху находится верхняя кора, имеющая вид переплетённых, тесно сомкнутых грибных гиф. Под ней гифы лежат более рыхло, между ними расположены водоросли — это гонидиальный слой. Ниже грибные гифы расположены ещё более рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом — это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевина проходят пучки гиф, которые прикрепляют лишайник к субстрату. У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.
У кустистых радиально построенных лишайников на периферии поперечного разреза находится кора, под ней гонидиальный слой, а внутри — сердцевина. Кора выполняет защитную и укрепляющую функции. На нижнем коровом слое лишайников обычно образуются органы прикрепления. Иногда они имеют вид тонких нитей, состоящих из одного ряда клеток. Их называют ризоидами. Ризоиды могут соединяться, образуя ризоидальные тяжи.
У некоторых листовых лишайников слоевище прикрепляется с помощью короткой ножки (гомфа) расположенной в центральной части слоевища.
Зона водорослей выполняет функцию фотосинтеза и накопления органических веществ. Основная функция сердцевина — проведение воздуха к клеткам водорослей, содержащим хлорофилл. У некоторых кустистых лишайников сердцевина выполняет и укрепляющую функцию.
Органами газообмена служат псевдоцифеллы (разрывы коры, заметные невооружённым глазом как белые пятнышки неправильной формы). На нижней поверхности листовых лишайников есть круглые правильной формы белые углубления — это цифеллы, также органы газообмена. Газообмен осуществляется и через перфорации (отмершие участки корового слоя), трещины и разрывы в коровом слое.
Размножение
Лишайники размножаются либо спорами, которые образуют микобионт половым или бесполым путём, либо вегетативно — фрагментами слоевища, соредиями и изидиями.
При половом размножении на слоевищах лишайников формируются половые спороношения в виде плодовых тел. Среди плодовых тел у лишайников различают апотеции (открытые плодовые тела в виде дисковидных образований); перитеции (закрытые плодовые тела, имеющие вид маленького кувшина с отверстием наверху); гастеротеции (узкие плодовые тела удлинённой формы). Большинство лишайников (свыше 250 родов) формируют апотеции. В этих плодовых телах споры развиваются внутри сумок (мешковидных образований) или экзогенно, на вершине удлинённо-булавовидных гиф — базидий. Развитие и созревание плодового тела длится 4-10 лет, а затем в течение ряда лет плодовое тело способно продуцировать споры. Спор образуется очень много: так, один апотеций может продуцировать 124 000 спор. Прорастают они не все. Для прорастания нужны условия, прежде всего определённые температура и влажность.
Бесполое спороношение лишайников — конидии, пикноконидии и стилоспоры, возникающие экзогенно на поверхности конидиеносцев. Конидии образуются на конидиеносцах, развивающихся непосредственно на поверхности слоевища, а пикноконидии и стилоспоры — в особых вместилищах пикнидиях.
Вегетативное размножение осуществляется кустиками слоевища, а также особыми вегетативными образованиями — соредиями (пылинки — микроскопические клубочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, окружённых гифами гриба, образуют мелкозернистую или порошкообразную беловатую, желтоватую массу) и изидиями (маленькие разнообразной формы выросты верхней поверхности слоевища, одного с ней цвета, имеют вид бородавочек, зёрнышек, булавовидных выростов, иногда маленьких листочков).
Лишайники — пионеры растительности. Поселяясь на местах, где другие растения произрастать не могут (например, на скалах), они через некоторое время, частично отмирая, образуют небольшое количество гумуса, на котором могут поселиться другие растения. Лишайники разрушают горные породы, выделяя лишайниковую кислоту. Это разрушительное действие заканчивают вода и ветер. Лишайники способны накапливать радиоактивные вещества.
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, приобрев 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.
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.
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: эпилитныелишайники 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 ризокарпонгеографический, обитающий в Гренландии, имеет возраст около 4500 лет. Он поселяется на скалах и камнях.
Значение лишайников в природе велико, так как они растут даже там, где не могут жить растения. Лишайники первыми заселяют безжизненные места, участвуют в процессах почвообразования, что делает возможным дальнейшее поселение растений. Лишайники поглощают минеральные вещества из каменистого субстрата и включают их в биологический круговорот. Слоевище лишайников создаёт условия для формирования сообществ различных организмов. Деревья, покрытые лишайниками, меньше страдают от разрушительной деятельности грибов, питающихся древесиной, так как они выделяют вещества, которые подавляют рост гриба. Важна роль лишайников в жизни животных в условиях Севера, где растительность редка, в зимние месяцы лишайники составляют около 90 % от рациона оленей. В тундре особенно много ягеля, который известен под названием «олений мох».
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. Цетрарияисландская, 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.
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
Функция зоны водорослей:
Лишайники образуют в основном:
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.
В обоих случаях в состав отделяемой структуры входит и грибной, и водорослевый компонент.
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.
