Особенности экологии лишайников

Лишайники

Определение

Лишайники - симбиотические ассоциации гриба и водоросли

 

Лишайники не могут считаться единым организмом, так как его отдельные части имеют разные геномы.

Строение лишайника

Вегетативное тело лишайника называется талломом.

Гифы гриба образуют основу таллома, формируя нижнюю кору, прикреплённую к субстрату, и поверхностный коровый слой, обуславливая форму и окраску лишайника.

Водоросли, занимая полости между гифами,образуют гонидиальный (альгальный) слой.

Под слоем водорослей грибные гифы расположены рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом — это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевины проходят пучки гиф (ризоиды), которые прикрепляют лишайник к субстрату.

У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.

Рис. Строение лишайника

Функции коры:

• защитная;
• опорная;
• прикрепляющая (на нижнем коровом слое образуются ризоиды);
• газообмен (через перфорации (отмершие участки корового слоя), трещины и разрывы в коровом слое).

Функция зоны водорослей:

• фотосинтез;
• накопление органических веществ.

Функция сердцевины:

• проведение воздуха к клеткам водорослей;
• опорная функция (у некоторых кустистых лишайников).

Лишайники образуют в основном:

• грибы — аскомицеты и базидиомицеты;
• водоросли — чаще всего зелёные (реже встречаются цианобактерии).

Суть симбиоза:

• Водоросль отдаёт грибу органические вещества, полученные в процессе фотосинтеза.
• Гриб, имея обширный мицелий, обеспечивает водоросль водой и минеральными веществами.

Такие симбиозы определённых видов гриба и водоросли настолько устойчивы, что воспринимаются как определённый вид организмов.

Классификация лишайников

По форме таллома лишайники делятся на:

• накипные: прикрепляющиеся к субстрату всей своей поверхностью (ризокарпон);
• листоватые: прикрепляются к субстрату в отдельных точках (пармелия, ксантория).
  У некоторых листовых лишайников слоевище прикрепляется с помощью короткой ножки (гомфа), расположенной в центральной части слоевища.
• кустистые: прикреплённые в одной точке и ветвящиеся (кладония, ягель, уснея).
  У кустистых радиально построенных лишайников на периферии поперечного разреза находится кора, под ней гонидиальный слой, а внутри — сердцевина.
  Накипные лишайники растут своей периферией, а кустистые — концами «веточек».

Рис. Накипной лишайник

Рис. Листоватый лишайник

Рис. Кустистый лишайник

Размножение лишайников

У лишайников встречается вегетативное, половое и бесполое размножение.

Бесполое размножение:

• фрагментация;
• соредии — микроскопические клубочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, окружённых гифами гриба; образуются внутри таллома, а после созревания выходят на поверхность и лопаются, разбрасывая диаспоры;
• изидии — маленькие разнообразной формы выросты верхней поверхности слоевища, отламывающиеся при созревании.

В обоих случаях в состав отделяемой структуры входит и грибной, и водорослевый компонент.

Половое размножение:

• образование плодовых тел различной формы, где созревают споры полового размножения. Развитие и созревание плодового тела может длиться до 10 лет, а затем в течение ряда лет плодовое тело способно продуцировать споры. Спор образуется очень много, но прорастают они не все. Для прорастания нужны условия, прежде всего определённые температура и влажность

Значение лишайников

• образование первичных почв в первичных биогеоценозах;
• основные продуценты в тундровых сообществах.

Использование лишайников человеком:

• лишайники являются кормом для тундрового оленеводства;
• некоторые виды лишайников употребляются в пищу;
• являются сырьём для получения красителей (например, лакмуса);
• применяются в народной медицине (например, уснея);
• используются в экологическом мониторинге благодаря высокой чувствительности к химическим загрязнителям.

Строение грибов

Грибы разнообразны по строению, среди них есть микроскопические формы, тела которых представлены одной или несколькими клетками, и более крупные организмы. В обиходе грибами обычно называют плодовые тела некоторых представителей царства грибов (шляпочных грибов).

Вегетативное тело гриба состоит из длинных тонких нитей — гиф (от др.-греч. hyphe [гифэ] — «ткань, паутина»). Гифы обладают верхушечным ростом и могут ветвиться, образуя густую переплетённую сеть — мицелий (от др.-греч. mykes [ми́кес] — «гриб»), или грибницу. Он погружён в субстрат (почву, древесину, ткани живого организма) или располагается на его поверхности и служит для поглощения воды и питательных веществ. Скорость роста мицелия зависит от условий среды и может достигать нескольких сантиметров в сутки.

Плодовое тело — это специализированная структура, служащая для размножения и образующаяся из переплетённых гиф мицелия. Функция плодового тела — образование и рассеяние спор. Не все виды грибов способны образовывать плодовые тела. Грибы, образующие плодовые тела, относят к группе (подцарству) высших грибов.

Рис. 1. Внешнее строение шляпочного гриба

.

У некоторых групп, например у большинства шляпочных грибов, мицелий многолетний, у других — однолетний. Так как гифы растут верхушками, грибница растёт центробежно. Самая старая её часть в центре постепенно отмирает, и мицелий образует кольцо. Кроме того, некоторые виды грибов выделяют вещества, препятствующие росту растений, и на травянистом покрове вокруг них образуются проплешины.

Такие кольцеобразные расположения плодовых тел грибов называют ведьмиными кругами. Мифы и легенды многих народов гласят, что в этих местах водила хороводы нечистая сила — эльфы, лесные духи, ведьмы.

Рис. 2. Ведьмино кольцо

Склероции (9–11 кл.)

Питание грибов

Все грибы — гетеротрофные организмы, то есть нуждаются в готовых органических веществах.

По используемым источникам органических веществ грибы можно разделить на четыре группы.

1. Сапрофитные (сапротрофные) грибы питаются мёртвой органикой, разлагая остатки животных и растений. Это делает их важнейшей экологической группой редуцентов — разрушителей органических веществ, превращающих их в неорганическую форму (минеральные соли и воду), доступную продуцентам (растениям).

Грибов-сапрофитов много в почве, особенно в лесной подстилке. К этой же группе относятся культивируемые на органических субстратах вёшенки и шампиньоны, а также дрожжи и плесневые грибы.

Рис. 3. Плесневые грибы относятся к сапротрофам

.

2. Паразитические грибы проникают внутрь организмов животных и растений и питаются за их счёт. Иногда гифы таких грибов способны врастать внутрь клеток организма-хозяина и всасывать питательные вещества.

Рис. 4. Трутовик паразитирует на древесине живых деревьев

.

3. Хищные грибы активно ловят добычу (простейших и мелких беспозвоночных) с помощью видоизменённых гиф, образуя присоски и ловчие петли.

Рис. 5. Ловчие петли хищного гриба Arthrobotrys anchonia, поймавшего круглого червя (нематоду)

.

4. Симбиотические грибы вступают в симбиоз с различными автотрофными организмами (низшими и высшими растениями), получая от них органические вещества, а взамен поставляя им минеральное питание. Так как площадь всасывания у гиф грибов значительно больше, чем площадь зоны всасывания корней, растение получает гораздо больше минеральных веществ, что позволяет ему активнее расти. Растение, в свою очередь, отдаёт организму гриба часть углеводов — продуктов фотосинтеза.

Рис. 6. Микориза, или грибокорень, — симбиоз мицелия гриба с корнями высших растений

Размножение грибов

Для большинства грибов характерно бесполое и половое размножение.

Бесполое размножение у разных видов может осуществляться разными способами:

• многоклеточными или одноклеточными частями мицелия (вегетативное размножение, присущее многим видам);
• почкованием (характерно для дрожжей);
• спорами (собственно бесполое размножение, присущее большинству видов).

Рис. 7. Рассеяние спор грибом-дождевиком

 

Лишайники

Определение

Лишайники - симбиотические ассоциации гриба и водоросли

 

Лишайники не могут считаться единым организмом, так как его отдельные части имеют разные геномы.

Строение лишайника

Вегетативное тело лишайника называется талломом.

Гифы гриба образуют основу таллома, формируя нижнюю кору, прикреплённую к субстрату, и поверхностный коровый слой, обуславливая форму и окраску лишайника.

Водоросли, занимая полости между гифами,образуют гонидиальный (альгальный) слой.

Под слоем водорослей грибные гифы расположены рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом — это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевины проходят пучки гиф (ризоиды), которые прикрепляют лишайник к субстрату.

У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.

Рис. Строение лишайника

Функции коры:

• защитная;
• опорная;
• прикрепляющая (на нижнем коровом слое образуются ризоиды);
• газообмен (через перфорации (отмершие участки корового слоя), трещины и разрывы в коровом слое).

Функция зоны водорослей:

• фотосинтез;
• накопление органических веществ.

Функция сердцевины:

• проведение воздуха к клеткам водорослей;
• опорная функция (у некоторых кустистых лишайников).

Лишайники образуют в основном:

• грибы — аскомицеты и базидиомицеты;
• водоросли — чаще всего зелёные (реже встречаются цианобактерии).

Суть симбиоза:

• Водоросль отдаёт грибу органические вещества, полученные в процессе фотосинтеза.
• Гриб, имея обширный мицелий, обеспечивает водоросль водой и минеральными веществами.

Такие симбиозы определённых видов гриба и водоросли настолько устойчивы, что воспринимаются как определённый вид организмов.

Классификация лишайников

По форме таллома лишайники делятся на:

• накипные: прикрепляющиеся к субстрату всей своей поверхностью (ризокарпон);
• листоватые: прикрепляются к субстрату в отдельных точках (пармелия, ксантория).
  У некоторых листовых лишайников слоевище прикрепляется с помощью короткой ножки (гомфа), расположенной в центральной части слоевища.
• кустистые: прикреплённые в одной точке и ветвящиеся (кладония, ягель, уснея).
  У кустистых радиально построенных лишайников на периферии поперечного разреза находится кора, под ней гонидиальный слой, а внутри — сердцевина.
  Накипные лишайники растут своей периферией, а кустистые — концами «веточек».

Рис. Накипной лишайник

Рис. Листоватый лишайник

Рис. Кустистый лишайник

Размножение лишайников

У лишайников встречается вегетативное, половое и бесполое размножение.

Бесполое размножение:

• фрагментация;
• соредии — микроскопические клубочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, окружённых гифами гриба; образуются внутри таллома, а после созревания выходят на поверхность и лопаются, разбрасывая диаспоры;
• изидии — маленькие разнообразной формы выросты верхней поверхности слоевища, отламывающиеся при созревании.

В обоих случаях в состав отделяемой структуры входит и грибной, и водорослевый компонент.

Половое размножение:

• образование плодовых тел различной формы, где созревают споры полового размножения. Развитие и созревание плодового тела может длиться до 10 лет, а затем в течение ряда лет плодовое тело способно продуцировать споры. Спор образуется очень много, но прорастают они не все. Для прорастания нужны условия, прежде всего определённые температура и влажность

Особенности экологии лишайников

Лишайники характеризуются очень медленным ростом: от долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Скорее всего, это связано с небольшим относительным объёмом автотрофных водорослей, синтезирующих органические вещества.

Наибольшей скоростью роста обладают лишайники тропических лесов, наименьшей — обитатели скал и тундры.

Низкая скорость роста приводит к тому, что лишайники в основном растут в тех местах, где не встречают конкуренции со стороны растений. Прежде всего это горные области, где они являются первопроходцами на камнях и скалах, создавая первичные почвы. Не встречают лишайники конкурентов и в тундре, где из-за мёрзлых грунтов не могут развиваться корни растений. Часто лишайники растут как эпифиты в кронах деревьев.

Способность гриба поглощать и удерживать воду позволяет лишайникам существовать в крайне сухих условиях. Они могут поглощать воду не только во время дождей, но и из тумана, и насыщенного водяным паром воздуха.

Интересно, что возраст слоевища нередко насчитывает несколько сотен и тысяч лет.

Многие лишайники очень требовательны к чистоте воздуха, поэтому видовое разнообразие лишайников в городах существенно ниже, чем в дикой природе.

Значение лишайников

• образование первичных почв в первичных биогеоценозах;
• основные продуценты в тундровых сообществах.

Использование лишайников человеком:

• лишайники являются кормом для тундрового оленеводства;
• некоторые виды лишайников употребляются в пищу;
• являются сырьём для получения красителей (например, лакмуса);
• применяются в народной медицине (например, уснея);
• используются в экологическом мониторинге благодаря высокой чувствительности к химическим загрязнителям.