Особенность лишайника, или лихенизированного гриба в том, что это фактически два организма, функционирующие как единая, стабильная единица. Лишайники состоят из гриба, живущего в симбиотических отношениях с водорослями или цианобактериями (а в некоторых случаях и с теми, и с другими). В природе можно встретить около 17 000 разновидностей лишайников. Определение

Лишайники — это группа двойных организмов или образований, которые содержат постоянную ассоциацию гриба или микобионта и водоросли или фикобионта.

  • строение тела и покрытие;
  • крепление;
  • поглощение воды и минералов. Он может поглощать воду из влажного воздуха (атмосферы), росы и дождя.

Минералы поглощаются как из субстрата, так и из атмосферы. Для растворения минералов из субстрата гриб-партнер лишайника выделяет специальные химические вещества. Основная функция водоросли — фотосинтез.

Цианобактериальная водоросль дополнительно участвует в фиксации азота. Водоросль забирает у гриба воду и минеральные соли, а гриб получает часть пищи, производимой водорослью. Таким образом, в лишайнике между водорослью и грибом существует взаимовыгодная связь (мутуализм), которую часто называют симбиозом.

Однако иногда обнаруживается, что гриб:

  • посылает гаустории в клетки водоросли;
  • побуждает водоросли выделять органические вещества;
  • препятствует развитию у водоросли пектиновой оболочки.

Поэтому некоторые специалисты считают, что гриб является контролируемым паразитом водоросли. Это явление называется гелотизмом.

Несмотря на знания о водорослевых и грибных компонентах лишайника и их взаимоотношениях, до сих пор не удалось создать искусственный лишайник.

Зачем создается двойной организм

Грибы не способны к фотосинтезу, поскольку у них отсутствует зеленый пигмент хлорофилл. Иными словами, грибы не могут получать световую энергию от солнца и генерировать собственное питание в виде углеводов. Вместо этого им приходится искать внешние источники питания. Они поглощают питание из органических веществ, то есть углеродсодержащих соединений, таких как углеводы, жиры или белки.

С другой стороны, водоросли и цианобактерии могут осуществлять фотосинтез, подобно растениям. На самом деле, хлоропласты, которые являются местом фотосинтеза у наземных растений, представляют собой адаптированные формы цианобактерий. Эти ранние цианобактерии были поглощены клетками примитивных растений где-то в конце протерозоя или в начале кембрийского периода.

Таким образом, когда гриб, который является доминирующим партнером в этих отношениях, объединяется с водорослью (обычно из зеленых водорослей) или цианобактерией, образуя лишайник, он обеспечивает себе постоянный доступ к источнику питания.

Он описал это как контролируемый рост организма, поставляющего углерод, подобно тому, как мы выращиваем пшеницу, рис или картофель. Он добавил, что цианобактерии также предоставляют грибам дополнительное преимущество — фиксацию азота. Это биохимическая реакция, в ходе которой атмосферный азот преобразуется в аммиак, более полезную форму этого элемента.

В свою очередь, водоросли и цианобактерии обеспечивают защиту окружающей среды, особенно от вредных ультрафиолетовых лучей. Грибы часто образуют защитный кортекс (или оболочку) с пигментами, которые поглощают ультрафиолетовые лучи.

Грибной компонент лишайника известен как «микобионт», а водорослевый или цианобактериальный компонент — как «фотобионт». Научное название лишайника совпадает с названием микобионта, независимо от принадлежности фотобионта.

На своем сайте, посвященном лишайникам, Алан Силверсайд, ныне пенсионер из Университета Западной Шотландии, приводит пример гриба Sticta canariensis. Этот гриб способен образовывать две различные ассоциации лишайников с водорослью и цианобактерией, однако оба лишайника обозначаются как Sticta canariensis.

Таблица: распространяемость лишайника в городе в зависимости от количества диоксида в воздухе

Структура

Вегетативная часть лишайника, известная как таллус, неизвестна у нелихенизированных грибов. Именно таллус придает лишайникам их характерный внешний вид. Талломы лишайников бывают разных форм6

  • фрутикозный лишайник имеет жилистый, ворсистый вид;
  • сквамулезный лишайник имеет плоские, перекрывающиеся чешуйки;
  • коркозный лишайник образует плотную корку на поверхности, которую он населяет.

В целом, внутренняя часть таллома лишайника выглядит расслоенной, клетки микобионтов и фотобионтов расположены слоями. Внешний слой, или кортекс, состоит из толстых, плотно упакованных грибных клеток. За ним следует сегмент с фотобионтом (зеленой водорослью или цианобактерией).

Если лишайник имеет одновременно водорослевого и цианобактериального партнера, цианобактерии можно увидеть в маленьких отделениях над верхней частью коры. Последний слой — это медулла, в которой находятся свободно расположенные грибные клетки, похожие на нити.

Расширения под медуллой, которые называются базальными прикреплениями, позволяют лишайникам прикрепляться к различным поверхностям. Типичные базальные прикрепления включают ризины — грибные нити, отходящие от медуллы, и единственную центральную структуру, называемую прикреплением, которая цепляется за камни. Для примера можно привести листоватый лишайник под названием пупочный лишайник, у которого крепление напоминает пуповину.

В качестве исключения из общей структуры таллома желейные лишайники не имеют слоистого или стратифицированного таллома. Компоненты микобионта и фотобионта сидят вместе в одном слое. В результате желейные лишайники выглядят как желе; например, Collema auriforme.

Схема строения лишайника:

Внешний вид

В сухом состоянии лишайники просто приобретают цвет самого микобионта (гриба) или могут быть серыми и тусклыми. Но при намокании они полностью преображаются. Это происходит потому, что клетки гриба в верхней части коры становятся прозрачными и сквозь них просвечивают цвета слоевищ водорослей или цианобактерий. Зеленые водоросли придают лишайникам ярко-зеленый цвет, а цианобактерии — темно-зеленый, коричневый или черный.

Что не является лишайником

Важно помнить, что любую ассоциацию между грибом и водорослью или цианобактерией нельзя считать автоматически лихенизацией. Ученые считают, что в лишайниковых ассоциациях гриб способен формировать структуры, неизвестные нелихенизированным грибам — таллус — и гриб также влияет на морфологию фотобионта и изменяет ее. Именно поэтому грибково-водорослевые ассоциации, в которых этого не происходит, не считаются лишайниками.

Мхи также не являются лишайниками. Хотя на первый взгляд некоторые из них могут внешне напоминать лишайник, мхи на самом деле являются примитивными версиями растений и способны к самостоятельному фотосинтезу.

И мхи, и лишайники считаются несосудистыми растениями, но только мхи являются настоящими растениями. Лишайники вообще не являются ими. Это сложные организмы, образованные в результате симбиотических отношений между грибом и водорослью или цианобактерией (а в некоторых случаях и тем, и другим).

Это ключевое различие — одно является растением, а другое нет — также служит ключом к отличию мха от лишайника, когда вы видите их в природе. Поскольку они являются растениями, у мхов есть листья и стебли, а у лишайников — нет. Листья и стебли могут быть крошечными, но они будут присутствовать у мхов.

Мхи — представители одних из самых примитивных растений на Земле, предки деревьев, цветов, папоротников и других растений, которые растут вокруг нас. И хотя у них есть стебли и листья, характерные для всех видов растений, у них нет корней и цветов. Вместо этого мхи размножаются спорами, а не семенами цветов. А вместо корней, которые закрепляют их на месте, у них есть очень мелкие корнеподобные структуры, называемые ризоидами.

Поскольку у мхов нет корней, они не могут переносить воду, как другие растения. Это делает их очень уязвимыми к высыханию, поэтому мхи растут во влажных или сырых местах обитания. Лишайники, напротив, могут выживать практически в самых разных местах обитания, от тропических дождевых лесов до пустынь и замерзшей тундры Антарктиды. При отсутствии воды лишайники просто впадают в спячку, становятся сухими и хрупкими, пока вода снова не станет доступной.

Еще одно различие между лишайниками и мхами, хотя и малозаметное, заключается в том, что только мхи осуществляют фотосинтез напрямую. Поскольку они являются растениями, мхи содержат хлорофилл — пигмент, необходимый для фотосинтеза.

Лишайники могут осуществлять фотосинтез только косвенно. Грибы не являются растениями и не содержат хлорофилла, но водоросли и/или цианобактерии в лишайнике действительно подвергаются фотосинтезу. В свою очередь, гриб обеспечивает защиту, чтобы водоросли могли выжить в более суровых условиях, чем те, которые они могли бы выдержать в противном случае.

И мхи, и лишайники играют важную роль в здоровой среде обитания, поскольку они поглощают углекислый газ и другие загрязняющие вещества из воздуха.

Лишайники, в частности, особенно ценны для человека благодаря своему детоксикационному действию. Поэтому их присутствие в той или иной местности является признаком здоровой экосистемы. Ученые могут изучать лишайники и извлекать поглощенные ими токсины, чтобы определить уровень содержания токсинов в окружающей среде.

Размножение лишайников

Лишайники размножаются четырьмя способами:

  1. Постепенная смерть и распад, приводящие к разделению лишайника на две или более частей.
  2. Фрагментация, вызванная механическими повреждениями в результате ветра, вытаптывания или укусов животных.
  3. Изидии — поверхностные выросты лишайников, которые в основном предназначены для увеличения площади поверхности и фотосинтетической активности. Иногда они отламываются. Каждый изидий способен образовывать новый лишайник, поскольку имеет ядро из клеток водорослей, окруженное оболочкой из грибных гиф.
  4. Соредии. Это микроскопические размножители лишайника, которые в крупном количестве образуются внутри соринок, называемых пустулами. Соредии распространяются воздушными потоками. После падения на подходящий субстрат каждая соредия дает начало лишайнику, поскольку имеет несколько водорослевых клеток, не полностью окруженных нитью гриба.

Важное значение лишайников

Лишайники играют ключевую роль в различных экологических процессах, что облегчает жизнь человека.

  1. Например, фотобионты цианобактерий участвуют в фиксации азота.
  2. Лишайники также участвуют в явлении, известном как биологическое выветривание.
  3. Микобионты лишайника могут разрушать горные породы и высвобождать минералы, вырабатывая определенные химические вещества. Лишайники также могут разрушать поверхность горных пород, просто физически прикрепляясь к ним, а также за счет расширения и сжатия своих талломов. Выветривание может привести к окончательному разрушению скал. Хотя это и является недостатком, особенно когда лишайники растут на строительных камнях, это также необходимый этап для формирования примитивных почв. Когда лишайники разлагаются, органическое вещество, оставшееся после них, а также частицы породы и пыли, захваченные талломами, служат рабочим материалом для развития первобытных почв.
  4. Лишайники вида Cladonia rangiferina, обычно называемые оленьими лишайниками, являются важным источником зимнего корма для большинства североамериканских популяций карибу и ключевыми компонентами зимнего рациона (за исключением районов с неглубоким снежным покровом или мягкими зимами).
  5. Лишайники являются отличными индикаторами загрязнения окружающей среды. Лишайники могут поглощать загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, углерод и сера, в свои талломы. Извлечение этих загрязнителей дает представление об их уровне в атмосфере. Этот процесс известен как биомониторинг лишайников.
  6. Лишайники часто употребляют в медицинских целях: они способны лечить ряд заболеваний. Также их используют в косметологии и кулинарии. Например, в Исландии из лишайника делают порошок и добавляют его в состав хлеба.

На данном уроке учащиеся знакомятся с особой группой живых организмов — лишайниками, особенностями их строения и жизнедеятельности. Рассматривают значение лишайников в природе и жизни человека.

Плеер: YouTube Вконтакте

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.

Получите невероятные возможности

1. Откройте доступ ко всем видеоурокам комплекта.

2. Раздавайте видеоуроки в личные кабинеты ученикам.

3. Смотрите статистику просмотра видеоуроков учениками.
Получить доступ

Конспект урока «Лишайники, их строение, разнообразие. Значение в природе и жизни человека»

Лишайники — это группа симбиотических организ­мов, насчитывающая свыше 20 тыс. видов. Они приспособились к обитанию в различных условиях в любых климатических зонах. Могут поселяться на скалах, камнях, почве и стволах деревьев.

Тело лишайника – слоевище – образовано переплетающимися нитями грибницы гриба, между которыми расположены одноклеточные зелёные водоросли.

Водоросли снабжают гриб органическими веществами, которые они образуют в процессе фотосинтеза. Гриб снабжает водоросли водой с растворёнными в ней минеральными веществами, тем самым защищая их от высыхания. Таким образом, между грибом и водорослью существует тесная связь, полезная как одному, так и другому организму. Это явление, как вы уже знаете, называется симбиоз. Водоросль, входящая в организм лишайника, отде­ленная от гриба, как правило, может существовать самостоятельно. Гриб отдельно от водоросли жить не может.

Окраска лишайников разнообразна: белая, серая, жёлтая, коричневая и светло-зелёная. По внешнему виду таллом лишайников может быть накипным (или корковым), листоватым и кустистым.

Накипные талломы похожи на плесень, корочку, застывшую пену. Их невозможно отделить от поверхности, на которой они поселились, не повредив её. Большинство известных лишайников относится к накипным.

Листоватые слоевища имеют вид лопастей, стелющихся по поверхности и легко отделяющихся от неё. Из таких лишайников осо­бенно часто встречаются золотисто-жёлтая ксантория настенная и пармелия.

Кустистые талломы выглядят как ветвящиеся или неветвящиеся кустики. Они прикрепляются основанием и приподнимаются снизу вверх, если растут на почве и пнях, или, наоборот, свисают сверху вниз, если растут на стволах деревьев. В тёмном еловом лесу со старых ветвей до самой зем­ли спускаются косматые седые бороды лишайника-бородача.

Известный под названием «олений мох» кустистый лишайник ягель широко распространен в тундре.

Растут лишайники очень медленно – всего несколько миллиметров в год, живут от 50 до 100 лет.

Размножаются лишайни­ки главным образом кусочками слоевища, а также осо­быми группами клеток гриба и водоросли, во множестве образующимися внутри его тела. Под давлением их раз­росшейся массы тело лишайника разрывается, группы клеток разносятся ветром и дождевыми потоками.

Лишайники очень неприхотливы. Всей поверхностью тела они впитывают влагу дождей, росы и туманов. Это позволяет им поселяться на голых, бесплодных ска­лах, на камнях, в пустынях, на крышах, даже на по­верхности стекла.

Лишайники очень чувствительны к загрязнению окружающей среды. Поэтому отсутствие лишайников может быть показателем загрязнённости воздуха.

Лишайники – пионеры растительности. Они первыми поселяются на бесплодных местах.

Погибшие лишайники образуют перегной. На Севере они служат основным кормом для оленей и косуль зимой.

Цетрария исландская (известная также под неправильным названием «исландский мох») и лишайниковая манна годятся в качестве наполнителей при выпечке хлеба, добавок при приготовлении супов, салатов, каш. Из цетрарии исландской во многих странах издавна готовят лечебные сиропы и пастилки, которые применяются при воспалении дыхательных путей как отхаркивающее средство.

Лишайники могут быть источниками и других полезных для человека веществ — глюкозы, витамина С, антибиотиков. Лишайниковые кислоты способны фиксировать запахи, поэтому их добавляют в некоторые духи, одеколоны и мыла. Красители, добытые из лишайников, до сих пор применяются в Шотландии для окрашивания некоторых видов тканей.