Лишайники - удивительные живые образования, ставящие в тупик приверженцев строгой биологической систематики. Действительно, к какому таксону отнести организмы, которые, словно в результате эксперимента чокнутого ученого, являются союзом грибов (тоже «зависшими» между растениями и животными) с водорослями или цианобактериями ? Гифы гриба создают основу тела лишайника, внутренне же наполнение - это клетки водоросли. Благодаря им, точнее, их способности к фотосинтезу, этот странный организм получает энергию для продуцирования питательных веществ.
Окаменелые лишайники - редкая находка из-за уязвимости их тел, к достоверным относят девонские лишайники возрастом примерно в 400 миллионов лет. Сейчас группа насчитывает около 25 тысяч видов. Лишайники крайне неприхотливы, без потерь переносят холодный влажный климат, но также и жару с засухой.
Итак, какие характерные особенности присущи лишайникам?
Где обитают лишайники?
Встретить лишайники можно не только в лесах и горах Азии, Европы и обеих Америк, но даже в Антарктиде и Арктике. Им комфортно в огромных температурных границах: от –50 до +60 градусов. Фотосинтез не останавливается даже в мороз! Лишайники способны жить на голых камнях, довольствуясь малым количеством питательных веществ. На стекле, тканях и металле - тоже обитают лишайники!
Для их питания годится всё: капельки влаги из тумана, роса, частички пыли. Правда, лишайники крайне чувствительны к загрязненному воздуху - превышение вредных веществ их губит.
Выживать в сложных условиях среды листоватым видам лишайников помогают ризоиды , иногда снабженные специальными пластинками или каплями слизи для лучшего прикрепления к основе.
Строение и питание лишайников
- Лишайник стенная золотянка (род ксанториевые) наверняка видели многие - он живет на стволах деревьев, на камнях, представляя собой совокупность крошечных воронок ярко-желтого цвета. Эту ксанторию относят к гетеромерным лишайникам, то есть тем, чье тело достаточно четко делится на несколько слоев. Если сделать тонкий срез ксантории, видны сплетенные гифы грибов в верхней и нижней частях (корках). Нижние гифы прикрепляют лишайник к коре дерева и прочим субстратам.
- В средней части также присутствуют гифы, но сплетены они неплотно, и между ними находятся одноклеточные водоросли. А самый внутренний слой представлен гифами, между которыми лежат заполненные воздухом пустоты.
- У гомеомерных лишайников (коллема, лептогиум) клетки водорослей не локализуются в одном слое, а распределены хаотично, иногда поодиночке, иногда образуя цепочки.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда -
Лишайники - своеобразные комплексные организмы, слоевище которых представляет собой объединение гриба и водоросли, находящихся в сложных взаимоотношениях друг с другом, чаще - в симбиозе. Известно свыше 20 тыс. видов лишайников.
От других организмов, в том числе и от свободноживущих грибов и водорослей, они отличаются формой, строением, характером обмена веществ, особыми лишайниковыми веществами, способами размножения, медленным ростом (от 1 до 8 мм в год).
Особенности строения
Слоевище лишайников состоит из переплетенных грибных нитей - гиф, и расположенных между ними клеток (или нитей) водорослей.
Различают два основных типа микроскопической структуры слоевища:
- Гомеомерный;
- гетеромерный.
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.
В лишайнике гетеромерного типа клетки водорослей сосредоточены в одном слое, который получил название гонидиального слоя . Ниже него находится сердцевина, состоящая из рыхло расположенных нитей гриба.
Наружными слоями лишайника являются плотные слои грибных нитей, которые называются корковыми слоями. С помощью грибных нитей, отходящих от нижнего коркового слоя, лишайник прикрепляется к субстрату, на котором произрастает. У некоторых видов нижняя кора отсутствует и он крепится к субстрату нитями сердцевины.
Водорослевой компонент лишайника состоит из видов, относящихся к отделам сине-зелёных, зеленых, жёлто-зелёных и бурых. Представители 28 родов из них вступают в симбиоз с грибами.
Большинство этих водорослей может быть и свободноживущими, но некоторые встречаются только в лишайниках и пока не обнаружены в свободном состоянии в природе. Находясь в слоевище, водоросли очень изменяются внешне, а также становятся более устойчивыми к высоким температурам, могут переносить длительное высушивание. При культивировании их на искусственных средах (отдельно от грибов) приобретают вид, характерный для свободноживущих форм.
Слоевище лишайников разнообразно по форме, размерам, строению, окрашено в различные цвета. Окраска слоевища обусловлена наличием пигментов в оболочках гиф и плодовых телах лишайников. Различают пять групп пигментов: зеленые, синие, фиолетовые, красные и коричневые. Обязательным условием для образования пигментов является свет. Чем ярче освещение в местах произрастания лишайников, тем ярче они окрашены.
Форма слоевища также может быть разнообразной. По внешнему строению слоевища лишайники делят на:
- Накипные;
- листоватые;
- кустистые.
У накипных лишайников слоевище имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом. Толщина корочек различна - от едва заметной накипи или порошковидного налета до 0,5см, диаметр - от нескольких миллиметров до 20-30см. Растут накипные виды на поверхности почв, горных пород, коре деревьев и кустарников, обнаженной гниющей древесине.
Листоватые лишайники имеют форму листовидной пластинки, горизонтально расположенной на субстрате (пармелия, стенная золотянка). Обычно пластинки округлые, 10-20см в диаметре. Характерной особенностью листоватых видов является неодинаковая окраска и строение верхней и нижней поверхностей слоевища. У большинства из них на нижней стороне слоевища образуются органы прикрепления к субстрату - ризоиды, состоящие из собранных в тяжи гиф. Растут они на поверхности почвы, среди мхов. Листоватые лишайники по сравнению с накипными являются более высокоорганизованными формами.
Кустистые лишайники имеют форму прямостоящего или повисающего кустика и прикрепляются к субстрату небольшими участками нижней части слоевища (кладония, исландский лишайник). По уровню организации кустистые виды - высший этап развития слоевища. Их слоевища бывают разных размеров: от нескольких миллиметров до 30-50см. Повисающие слоевища кустистых лишайников могут достигать 7-8м. Примером может служить лишайник, свисающий в виде бороды с ветвей лиственниц и кедров в таежных лесах (бородатый лишайник).
Размножение
Размножаются лишайники в основном вегетативным путем. При этом от слоевища отделяются кусочки, разносятся ветром, водой или животными и в благоприятных условиях дают новые слоевища.
У листоватых и кустистых лишайников для вегетативного размножения в поверхностных или более глубоких слоях формируются специальные вегетативные образования: соредии и изидии.
Соредии имеют вид микроскопических клубочков, в каждом из которых находится одна или несколько клеток водоросли, окруженных гифами гриба. Соредии образуются внутри слоевища в гонидиальном слое листоватых и кустистых лишайников. Сформированные соредии выталкиваются из слоевища наружу, подхватываются и разносятся ветром. При благоприятных условиях она прорастают в новых местах и образуют слоевища. Размножаются соредиями около 30% 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.
Значение лишайников в природе и жизни человека
Лишайники очень чувствительны к вредным веществам, поэтому не растут в местах с высокой запыленностью и загазованностью воздуха. Так, их используют как индикаторы загрязненности.
Принимают участие в круговороте веществ в природе. Их фотосинтезирующая часть способна продуцировать органические вещества в местах, где другие растения не могут выжить. Важная роль лишайников в почвообразовании, они селятся на безжизненной скалистой поверхности и после отмирания образуют гумус. Так появляются благоприятные условия для роста растений.
Кормовые лишайники являются важным звеном в пищевой цепочке. К примеру, олени, косули, лоси питаются оленем мхом или ягелем. Служат материалом для гнезд птиц. Лишайниковая манна или Аспицилия съедобная используется в кулинарии.
Парфюмерная промышленность применяет их для придания стойкости духам, а текстильная – для покраски тканей. Известны также виды с антибактериальными свойствами, которые используют при изготовлении лекарств, для борьбы с туберкулезом, фурункулезом.
Мир природы уникален и немыслимо многообразен. Каждый год ученые совершают все новые и новые открытия, которые раскрывают перед нами необыкновенные перспективы изучения окружающего нас мира. Но и вполне привычные живые организмы, о которых человек знает с незапамятных времен, до сих пор способны удивлять. Взять, к примеру, лишайники. Они просты, но особенности их жизнедеятельности весьма необычны.
Вы знаете, как питаются лишайники? Это действительно уникальный процесс, который стоит описать подробно.
Сложности познания
Вообще, они довольно сложно поддаются изучению, так как представляют собой симбиоз совершенно разных организмов. Каждый лишайник образован симбиозом автотрофной водоросли и гетеротрофного гриба. Понятно, что сначала приходится изучать биохимию и жизнедеятельность каждого организма в отдельности. Такой метод изучения их физиологии дает много ошибок и погрешностей, а потому ученые имеют огромное количество вопросов, далеко не на все из которых есть ответы. Впрочем, исследователи все же сумели выявить общие закономерности.
Внутреннее строение
В общем-то, все тело лишайника - это массивное переплетение грибных гиф, внутри которых располагаются колонии автотрофных водорослей. Сегодня в науке различают следующие типы лишайников:
- Гомеомерные разновидности (Collema). Клетки колоний фотобионта (водоросли) в хаотичном порядке разбросаны по телу.
- Гетеромерная (Peltigera canina). На поперечном срезе можно четко увидеть слои талома (гиф) и водорослей.
Больше всего существует лишайников, строение которых основано на последнем принципе. В этом случае весь верхний слой образован особенно плотным сплетением грибной ткани, которая защищает тело лишайника от негативных воздействий внешней среды. Кроме того, гриб предотвращает излишне быстрое высыхание (но помогает это далеко не всегда).
На следующем слое расположена колония автотрофных водорослей. В самом центре располагается сердцевина лишайника, которая представляет собой тугой тяж из переплетенных между собой гиф гриба и колонии автотрофа. У этого «стержня» двойственная функция: с одной стороны, лишайник запасает в сердцевине воду. С другой - это своеобразный скелет данного организма. В нижней части расположены ризины. Это своего рода крепления, при помощи которых лишайник цепляется за субстрат. Следует помнить, что полный набор встречается далеко не у всех видов.
Некоторые виды лишайников (цианолишайники) характеризуются тем, что в их структуре имеются сильно локализованные колонии циановодорослей. У этих видов разделение на слои особенно хорошо выражено. Так как питаются лишайники? Ответ на этот вопрос прямо связан с особенностями у них.
О процессе фотосинтеза
Существуют тысячи исследований, которые посвящены именно особенностям фотосинтеза у этих симбиотических организмов. Так как около 10-15% их объема занято водорослью, которая дает им практически все возникает много вопросов об интенсивности процесса. Как ни странно, но простейшие измерения однозначно показали, что интенсивность фотосинтеза у лишайников значительно ниже, если сравнивать их с высшими автотрофными растениями. Так, при проведении аналогии с обыкновенным картофелем соотношение составит 1:16.
Но как объяснить вполне комфортную жизнедеятельность в столь спартанских условиях? В общем-то, ничего особенно сложного в этом нет. Дело в том, что автотрофные высшие растительные организмы большую часть своей жизни «бодрствуют», тогда как лишайники в некоторых местностях едва ли не весь год пребывают в наполовину высушенном состоянии, в анабиозе. Разумеется, им вполне хватает мизерного количества питательных веществ для поддержания жизнедеятельности.
Вот как питаются лишайники. 7 класс в школах биологической направленности может изучать эту тему подробнее, но и в таком случае ответов на многие важные вопросы стандартная образовательная программа не дает. К примеру, когда процесс образования органических веществ для питания протекает медленнее, а когда - немного быстрее?
От чего зависит интенсивность фотосинтеза у лишайников?
Нужно отметить, что интенсивность этого процесса зависит от множества самых разнообразных факторов. Важно и то, что хлоропласты, будучи покрыты плотным слоем гиф, получают намного меньше света, чем аналогичные образования в высших автотрофных растениях и даже водорослях. В принципе, разница эта не так уж и значительна.
Следует знать, что максимальное значение процесса фотосинтеза наблюдается при освещенности в пределах 4000—23000 лк. Такую можно встретить в основных ареалах обитания лишайников: тундре, лесостепи, светлых северных лесах. В тех местностях, где интенсивность освещения значительно выше, в теле симбиотического организма начинается интенсивная выработка темного органического пигмента (париетина), а также специфических только для лишайников веществ (атранорина, к примеру).
Получаемые в результате фотосинтеза полностью аналогичны таковым у Они-то и используются в трофических целях. Вот как питаются лишайники. 7 класс общеобразовательной школы изучает процессы их жизнедеятельности весьма поверхностно, хотя это тема большая и чрезвычайно интересная. Предлагаем вашему вниманию расширенные сведения, которые могут оказаться не только интересными, но и полезными.
Процесс дыхания
Несложно догадаться, что выработка питательных веществ напрямую зависит от дыхания. В отличие от фотосинтеза у лишайников оно интенсивное: 0,2—2,0 мг СО₂ за час выделяет всего лишь один грамм симбиотического организма. Если вы внимательно читали информацию в верхней части статьи, то наверняка поняли, что около 85-90% массы лишайника приходится на вес микобионта. Проще говоря, в кислороде больше нуждается именно грибная часть, а не аутотрофная водоросль. Так как питаются лишайники в обычных условиях не слишком регулярно (причина - суровые климатические условия), немалая часть питательных веществ запасается в их тканях.
Как и фотосинтез, процесс дыхания напрямую зависит от процентного содержания воды.
Следует знать, что минимальный уровень дыхания, который необходим для получения некоторого количества энергии из питательных веществ, лишайник сохраняет почти при любых условиях (пригодных для жизни, конечно же). Данный процесс возможен при следующих диапазонах температур: от -15 до +30, +50 °С. Но оптимальный температурный режим находится в пределах от +15 до +20 °С. С похолоданием начинает преобладать использование кислорода. А при поднятии температуры свыше +35 градусов оба процесса приблизительно выравниваются.
Известен случай, когда лишайник (фото этого вида есть в статье), привезенный в один из московских музеев еще экспедицией Царского археологического общества, преспокойно восстановил свою жизнедеятельность, будучи помещенным одним из сотрудников в цветочный горшок с чуть влажной землей. А ведь к тому времени он уже почти 90 лет находился в абсолютно сухой, закрытой коробке для экспонатов и большую часть времени был лишен даже света!
Неудивительно, что этими организмами так интересуется современная биология. Лишайники наверняка имеют еще немало тайн, раскрытие которых, возможно, ощутимо подстегнет развитие медицины.
Ученые доказали, что основные принципы дыхания лишайников подчиняются тем же закономерностям, что и в случае с высшими автотрофными растениями. Но есть и различия, главным из которых является несколько другой приоритет между поглощением кислорода и выделением углекислого газа. Кроме того, они феноменально устойчивы к воздействию высушивания, низких и высоких температур. Недаром мхи и лишайники могут расти даже в условиях Арктики.
Температурный режим
Наиболее благоприятен для фотосинтеза у лишайников температурный интервал от +10 до +25 градусов по Цельсию. Но способность поглощать углекислоту у них сохраняется вплоть до -25 градусов. Это весьма примечательная особенность лишайников, которая отличает их от высших растений и даже водорослей. При температуре же от -5 до -10 градусов интенсивность усвоения углекислого газа едва ли не больше, чем в более комфортных условиях. У многих растений в этом случае в межклеточном пространстве образуется лед, который попросту разрывает клетки.
В отличие от них лишайники на деревьях, стволы которых буквально разрывает суровый северный климат (трескучие морозы), отлично себя чувствуют при наступлении теплого сезона.
Особенности водного обмена
Исследователи пришли к выводу, что лишайники отличаются особым, крайне специфичным типом водного обмена. Дело в том, что вода в их теле содержится в пространствах между прочными гифами. Когда она замерзает, особого вреда это не приносит, а процесс фотосинтеза и питания продолжает происходить. Однако уже при повышении температуры до +35 градусов по шкале Цельсия и более, процесс фотосинтеза практически останавливается, что кардинально отличает лишайники от растений.
Количество воды, которого будет достаточно для нормальной жизнедеятельности, зависит от семейства. Так, кустистые лишайники способны к фотосинтезу и производству органических веществ для питания почти при полном обезвоживании. Чем толще тело, тем больше в нем может накапливаться влаги, тем меньше она испаряется.
Это особенно важно именно для лишайников, так как в большинстве случаев они произрастают в очень сложных условиях, когда более-менее регулярное поступление воды совершенно не гарантировано. В таких условиях погибло бы любое растение. Лишайник же неплохо чувствует себя даже в условиях настоящих пустынь и Арктики.
Регуляция жидкостного обмена
Можно понять, что регуляторная функция водного обмена у этих организмов устроена совершенно иным образом, чем у высших растений. Так как у них практически нет никаких специализированных систем для этого. К примеру, усвоение воды у них происходит чрезвычайно быстро, но только за счет обыкновенного ее впитывания всей поверхностью тела. Можете провести простейший опыт: налейте на стол небольшое количество воды и положите на лужицу кусок салфетки или туалетной бумаги.
Как видите, вода мгновенно впиталась, так как структура бумаги обладает неплохой адсорбирующей способностью. То же самое происходит и в случае с лишайниками. Так, мы рассматривали эпизод с давным-давно высохшим экземпляром, который когда-то был привезен экспедицией. Когда сотрудник положил лишайник в цветочный горшок, тот попросту мгновенно впитал такой объем жидкости, которого ему хватило для восстановления жизнедеятельности.
Некоторые кустистые лишайники способны впитывать огромное количество жидкости, вес которой составляет до 300% от их собственного. Другие же виды (коллемы, лептогиумы) увеличиваются таким образом в размерах на 400-3900%! Если же говорить о минимальном содержании воды, то оно составляет приблизительно 2% от веса сухого вещества лишайника. Такой лишайник (фото вы найдете в этом материале) по виду совершенно не похож на живой организм.
О скорости отдачи воды
Как и в случае с туалетной бумагой, отдает воду тело симбиотического организма довольно-таки быстро. Всего через час лишайник, который только что впитал едва ли не литр жидкости, может высохнуть до ломкого состояния. Таким образом, «продуктивность» этих организмов крайне циклична: выработка трофических веществ может кардинально изменяться не только в течение сезона, но и на протяжении одного-двух часов!
В последние годы ученые узнали, что некоторые виды лишайников, обитающие в тундре (Evernia prunastri), вполне могут использовать буквально «крохи» солнечного света, изредка пробивающиеся сквозь слой снега. Проще говоря, у них фотосинтез не заканчивается даже зимой.
Размножение лишайников
Помимо этого, особенности лишайников заключаются в наличии сразу трех способов воспроизводства:
- Вегетативный.
- Половой.
- Бесполый.
Гриб, то есть микобионт, может размножаться всеми способами, тогда как водоросль способна исключительно к вегетативному делению. Споры гриба располагаются в особых сумках. Аскомицетные лишайники для процесса размножения используют две основных группы плодовых тел: апотеции и перитеции. Их характеристики следующие:
- Апотеций представляет собой обычное ложе округлой формы. На нем находятся сумки, которые располагаются в промежутках между обычными, не имеющими окончаний гифами. Этот открыто расположенный слой называется гимениумом.
- Перитеций похож на практически полностью закрытую структуру сферической формы. Споры высвобождаются через специальные отверстия, которые расположены на поверхности плодовой сферы.
Некоторые виды могут образовывать также бесполые споры, пикноспоры (пикноконидии). Местом их образования являются пикнидии. Это мешочки сферической или несколько грушевидной формы, которые представляют собой высокоспециализированные гифы. Пикнидии легко распознать, так как они похожи на черные точки, расположенные на ложе.
Когда споры просыпаются, они в подходящих условиях быстро дают начало новым гифам, образующим тело нового лишайника. Они (гифы) также проникают внутрь клеток автотрофных водорослей, после чего формирование нового организма фактически заканчивается.
Значение
Вообще, мхи и лишайники имеют колоссальное значение. В тундре и арктической пустыне они - зачастую единственные которые могут накапливать питательные органические вещества в крайне неблагоприятных условиях. Проще говоря, именно эти организмы являются источником пищи для тех немногочисленных травоядных животных, которые могут проживать в столь суровых местах. Кроме того, только лишайники на деревьях даже в условиях нашего климата зачастую позволяют пережить зиму, к примеру, лосям и косулям.
В настоящее время описано около 26 тыс. видов лишайников , в действительности же их число может достигать 40 тыс. Считается, что они были первыми организмами, которые начали заселять сушу. Изначально именно они сформировали почву на земле.
Лишайники - довольно сложный для исследования объект. Эти древние организмы, появившиеся, как считают учёные, более чем 400 000 000 лет тому назад, невероятно интересны для изучения.
Вконтакте
Сложность исследования лишайника заключается в том, что его нельзя даже определить как отдельный организм. Лишайник - это симбиоз - составной организм из двух организмов: гриба и водоросли
. Лишайники обладают особыми биологическими свойствами, которые не присущи другим организмам. Своеобразный метаболизм, образование специфических лишайниковых веществ, в синтезе которых принимают участие оба компонента лишайника, способы размножения и так далее.
Отдельно существуя, водоросль не обладает теми свойствами, которые она приобретает, вступая в симбиоз с грибом. Причины возникновения постоянных водорослевогрибных организмов учёным пока ясны не до конца. Возможными причинами называют «голод» гриба, то есть условия недостатка питательных веществ, в результате чего грибы нашли себе партнёра в лице водорослей, которые обеспечивают их необходимыми органическими веществами. Также причиной соединения гриба и водоросли могла стать и сухость мест их обитания.
Строение
То, как устроены лишайники, можно подробно разглядеть под микроскопом. Нити гриба (гифы) оплетают колонии одноклеточных водорослей. Снаружи гифы гриба сплетаются более плотно, образуя так называемую кору, а внутри переплетение не такое плотное - эту часть называют сердцевиной.
Колонии водорослей стараются располагаться максимально близко к верхним и наружным частям. Это объясняется тем, что водоросль нуждается в солнечном свете, ведь она питается с помощью фотосинтеза .
Жизненные формы
В природе лишайники встречаются нам достаточно часто. Просто находясь в лесу, мы можем встретить множество представителей этого вида. В основном можно увидеть три вида:
- Накипные. Чаще встречаются на камнях, прирастая к ним очень плотно.
- Листоватые. Увидеть их можно на стволах деревьев. По форме они выглядят, как слоистые наросты.
- Кустистые. Приподнимаются над местом, где они растут в виде «веточек».
Питание
Лишайник состоит из:
- Автотрофного организма - водоросли.
- Гетеротрофного - гриба.
Если описать коротко, то получится, что нити гриба поглощают воду (вода впитывается всей поверхностью организма, как губкой) и минеральные вещества (причём гриб способен в прямом смысле добывать их из голых скал, выделяя вещества, разрушающие породу), а в клетках водоросли в процессе фотосинтеза образуются органические вещества, которые, в свою очередь, поглощает гриб. Но, как оказывается на самом деле, всё происходит намного сложнее.
Учёным до сих пор не удалось до конца понять, каким же образом гриб способен стимулировать водоросль не только на выработку именно необходимых для его питания веществ, но и на выделение этих веществ в количествах больших, чем это происходит у отдельно существующей водоросли. Отдельно существующая водоросль выделяет в окружающую среду только 10−15% органических веществ, полученных ею в процессе фотосинтеза
. Будучи же в составе лишайника, эта же водоросль будет выделять 80−85%
синтезируемой органики, которая будет поглощаться грибом.
Предполагают, что гриб влияет на клетки водоросли какими-то химическими веществами, и данное воздействие увеличивает количество органических веществ, выделяемых водорослью. Также возможно и непосредственное физическое воздействие, происходящее путём контакта грибных гиф и клеток водоросли.
Пути передачи органических веществ от одного участника составного организма к другому тоже не до конца ясны. Не так давно учёным удалось узнать, в виде каких веществ происходит обмен органикой. В одном случае это глюкоза, в другом - многоатомные спирты.
Также важным компонентом является азот. В зависимости от того, какие виды водоросли входят в состав, этот элемент лишайник может добывать из:
- Воздуха.
- Воды.
- Субстрата (камня, почвы, коры растений).
За распределением соединений азота устанавливается строгий контроль, и большинство этих веществ усваивается грибом.
Условия существования
Лишайники являются невероятно неприхотливыми организмами. Они могут расти, например, на голых камнях, многие произрастают в суровых условиях Крайнего Севера или пустынях.
Температурный диапазон жизни у этих организмов невероятно широк: от -70 до +60 градусов цельсия . Они способны существовать и в условиях отсутствия воды, высыхая, а потом возвращаясь к жизни.
Считается, что эти удивительные организмы, которые могут существовать почти что во всём диапазоне природных условий на нашей планете, не способны жить в условиях антропогенного загрязнения окружающей среды. Это относится не ко всем формам, но в целом химические вещества, активно выделяемые в процессе деятельности человека в окружающую среду, являются губительными для лишайников.
Самыми неприспособленными в этом смысле являются кустистые лишайники. При загрязнении воздуха они быстро погибнут. Чуть менее чувствительны листоватые. А вот накипные являются формой, которой удалось приспособиться и к неблагоприятным условиям. Они способны жить даже в городских условиях.
Лишайники являются группой живых организмов.
Тело их сложено при помощи сочетания двух микроорганизмов, которые состоят в симбиотической связи: гриба (микобионта) и водоросли (фикобионта или цианобактерии).
Общая характеристика
Изучением данного вида занимается наука лихенология, являющаяся отделом ботаники.
На протяжении долгого времени лишайники были тайной для ученых, хотя использование их было распространено повсеместно в различных отраслях жизни людей. И лишь в 1867 году было научно доказано строение данного вида. Занимались этим ученые-лихенологи.
На данный момент учеными открыто более 25 тысяч видов, но все они имеют схожее внешнее и внутреннее строение. Признаки, по которым следует различать каждый вид, основаны на структурных особенностях.
Как выглядит лишайник
Как уже было сказано, основная часть вида — тело, отличающееся многообразием форм и цветов. При этом произрастание может быть пластиной, коркой, внешне напоминающей листочек, в форме куста, трубки или шара.
Высота растения также варьируется в достаточно больших пределах: начиная с 3 сантиметров и заканчивая высотой роста человека.
Виды и названия лишайников
Лихенология разделила лишайники в несколько групп в связи с формой слоевища:
Кроме того, исходя из места, где произрастают, бывают:
- эпигейные (преимущественно на земельном основании);
- эпифитные (на древесном основании);
- эпилитные (на каменном).
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:
- Корковый слой — сложен клетками микобионта и защищает от внешних воздействий, особенно от пересыханий.
- Поверхностный или гонидиальный: содержит клетки исключительно фикобионта.
- Сердцевина состоит из гриба, выполняет функцию скелета, а также способствует задержанию воды.
- Нижняя кора выполняет функцию прикрепления к основанию.
Стоит отметить: у некоторых видов какие-либо виды слоев могут отсутствовать или иметь видоизмененное строение.
Где обитают
Лишайники отличаются способностью приспосабливаться к абсолютно любым условиям существования. Например, они растут на голых камнях, скалах, стенах и крышах зданий, коре деревьев и т. д.
Это обусловлено взаимовыгодным сотрудничеством входящих в состав мико- и фикобионтов. Жизнедеятельность одного дополняет существование другого, и наоборот.
Как питаются лишайники
Осуществление питания происходит за счет симбиотов. Поскольку грибы не имеют функции автотрофного питания, при котором происходит процесс преобразования органических компонентов из неорганических, то водоросли снабжают организм необходимыми элементами.
Происходит это путем фотосинтеза . А гриб снабжает лишайник минеральными солями, которые вбирает из поступающей жидкости. Таким способом и происходит процесс симбиоза.
Как размножаются
Размножаются двумя путями:
- Половое — осуществляется за счет спорообразования.
- Вегетативное — для этого существуют соредии (клетка водоросли, оплетенная нитью грибницы, которая разносится посредством ветра) и изидии (выросты, образующие поверхностный слой слоевища).
Значение лишайников в природе и жизни человека
Оказывают следующие положительные воздействия:
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.