Лишайники: строение и жизненные формы, условия существования и питание

Лишайники: строение и жизненные формы, условия существования и питание

Бесплатные экскурсии в музей Пиявки!
Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом. Подробнее >>>

АгроБиоФерма «Велегож» в Подмосковье приглашает!
Принимаются организованные группы школьников и родители с детьми (от 12 до 24 чел.) по учебно-познавательной программе “Введение в природопользование” Подробнее >>>

Зимние учеты птиц России!
Приглашаем биологические кружки, профессиональных орнитологов и просто любителей птиц принять участие в программах зимних учетов птиц “Parus” и “Евроазиатские Рождественские учеты” в зимний сезон 2020-2021 годов. Подробнее >>>

Биологический кружок ВООП приглашает!
Биологический кружок при Государственном Дарвиновском музее г.Москвы (м.Академическая) приглашает школьников 5-10 классов на занятия в музее, экскурсии по вечерам, учебные выезды в природу по выходным и дальние полевые экспедиции в каникулы! Подробнее >>>

Соревнования по полевой ботанике “ВЕСЕННЯЯ ФЛОРА” пройдут в мае-июне 2020 года в онлайн-формате (определение растений по фотографиям). К участию в соревновании приглашаются школьники и взрослые любители природы, проживающие в средней полосе Европейской части России. Подробнее >>>

Международные дни наблюдений за птицами!
Союз охраны птиц России приглашает российских любителей птиц принять участие в акции и загрузить результаты своих наблюдений на www.biodat.ru Подробнее >>>

Здесь может быть бесплатно размещено Ваше объявление о проводимом Всероссийском конкурсе, Слёте, Олимпиаде, любом другом важном мероприятии, связанном с экологическим образованием детей или охраной и изучением природы. Подробнее >>>

Мы публикуем на нашем сайте авторские образовательные программы, статьи по экологическому образованию детей в природе, детские исследовательские работы (проекты), основанные на полевом изучении природы. Подробнее >>>

[ sp ] : ml об :

ЖИЗНЕННЫЕ ФОРМЫ ЛИШАЙНИКОВ

= Описания и изображения видов лишайников смотрите в разделе нашего сайта Лишайники России =

При изучении лишайников прежде всего обращают внимание на жизненную форму и цвет.

Окраска лишайников зависит от различных пигментов и различен у разных видов, что часто имеет систематическое значение. Окраска лишайников очень разнообразна: желтая, красная, коричневая, белая, серая, черная, зеленая, голубоватая, оливковая.

Пигменты лишайников откладываются в оболочках грибных гиф, реже в протоплазме. На интенсивность окраски сильное влияние оказывает освещенность: чем больше освещенность, тем ярче окраска.

Наиболее яркая окраска у лишайников высокогорных и приполярных районов Арктики и Антарктики. Это связано с тем, что пигменты, словно светофильтры, защищают лишайники от жесткого ультрафиолета, а в приполярных районах темноокрашенные лишайники быстрее нагреваются, снег и иней на их поверхности тает и превращается в капельножидкую влагу, необходимую лишайникам.

Жизненные формы лишайников также различны. Существует множество классификаций, описывающих жизненные формы лишайников, однако в целом их все можно свести к четырем формам: листоватым, кустистым, накипным и чешуйчатым. Наиболее эволюционно развитыми считаются кустистые лишайники.

Листоватые лишайники.

Таллом листоватых лишайников представляет из себя различной формы листочки, прикрепленные к субстрату, на которых они растут.

Верхняя и нижняя поверхности таких лишайников различаются как по цвету, так и по структуре. Таллом листоватых лишайников, как правило, образует розетки различного диаметра: от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Лопасти листочков листоватых лишайников бывают как узкими, так и широкими — соответственно различают мелко- и крупнолистоватые виды. Края лопастей варьируют от цельных до бахромчатых и курчавых. Верхняя поверхность листоватых лишайников бывает гладкой, морщинистой, сетчатой.

Иногда на верхней поверхности можно заметить маленькие поры псевдоцифеллы, служащие для лучшего газообмена. Часто верхняя поверхность бывает покрыта беловатым или голубоватым налетом. У некоторых видов на верхней поверхности можно видеть цефалодии — зерновидные образования таллома, содержащие сине-зеленые водоросли. Порой такие цефалодии встречаются и в сердцевинном слое.

Цвет нижней поверхности чаще всего бывает темных тонов — различных оттенков коричневого, черного, хотя встречаются виды и с белой нижней поверхностью. У некоторых видов нижняя поверхность войлочно-пушистая.

Способы прикрепления лишайников к субстрату также имеют систематическое значение. В основном талломы листоватых лишайников прикрепляются к субстрату особыми выростами нижней поверхности: ризинами, ризоидами, гомфом, хотя иногда такие выросты отсутствуют и тогда лишайники прикрепляются к субстрату всей нижней поверхностью, как например, виды рода Гипогимния (Hypogymnia). Некоторые виды не прикрепляются к субстрату совсем и образуют свободноживущие формы, как например, Пармелия блуждающая (Parmelia vagans).

Если сделать вертикальный срез таллома листоватого вида лишайника, то под микроскопом можно увидеть верхнюю кору, ниже которой расположен слой водорослей, или альгальный слой, затем идет рыхлая сердцевина, под которой находится нижний коровый слой. Такое строение таллома называют гетеромерным (Рис. 1б). У некоторых видов водоросли не образуют четкого альгального слоя, а распределены равномерно по таллому — лишайники с таким типом строения называют гомеомерными (Рис. 1а).

У некоторых видов нижний коровый слой отсутствует — это характерно для видов рода Гетеродермия (Heterodermia).

Рисунок 1. Строение талломов лишайников.
1а — разрез гомеомерного таллома, 1б — разрез гетеромерного таллома.

Кустистые лишайники.

Таллом кустистых лишайников представляет из себя кустики различной формы: прямостоячие, торчащие или повисающие. Размер кустиков варьирует от нескольких миллиметров (у некоторых африканских видов рода Телосхистес (Teloschistes) до нескольких метров у некоторых представителей рода Уснея (Usnea).

На горизонтальном срезе через таллом кустистых лишайников можно увидеть коровый слой, слой водорослей, сердцевину. У представителей рода Кладина (Cladina) коровый слой отсутствует. Кустики могут сильно ветвиться, либо быть шиловидными и ветвление отсутствует. Веточки кустистых лишайников могут быть как округлыми на поперечном срезе, так и плоскими.

Рис. 2. Различные формы кладоний

Накипные лишайники.

Таллом накипных лишайников образует корочку на поверхности субстрата, имеющую вид розеток правильной формы или бесформенных пятен. Иногда таллом накипных лишайников почти незаметен.

Цвет розеток также зависит от пигментов и бывает белым, черным, зеленоватым, красным, серым, желтым.

Поверхность накипных лишайников бывает гладкой, трещиноватой, ареолированной, бугорчатой, лепрозной и т.д. Несмотря на отсутствие нижнего корового слоя и ризин, накипные лишайники очень плотно прикрепляются к субстрату, настолько, что их невозможно оторвать без повреждения таллома. В то же время некоторые виды образуют свободноживущие формы, например, Аспицилия съедобная (Aspicilia esculenta).

Некоторые виды образуют диморфный таллом, когда в центре розетки лишайник типично накипной, а по краю с небольшими лопастями. Наиболее примитивный тип таллома — лепрозный, состоящий из скопления отдельных клубочков водорослей, окруженных грибными гифами. Очень часто у основания деревьев можно видеть голубовато зеленоватый налет Лепрарии (Lepraria) или золотисто-желтый Хризотрикса (Chrysothrix) — лишайников с лепрозным типом таллома. Более сложно устроен таллом в виде отдельных зернышек, где можно видеть зачатки дифференциации на коровый слой, альгальный слой и сердцевину. Еще более сложно устроен таллом в виде плотной корки, где на вертикальном срезе хорошо различимы верхний коровый слой, сердцевина и зона водорослей.

Чешуйчатые лишайники.

Таллом чешуйчатых лишайников представляет из себя небольшого размера чешуйки, иногда приподнимающиеся над субстратом одной из своих сторон.

Некоторые виды лишайников в течение своей жизни образуют таллом различного строения. Например, виды рода Кладония (Cladonia) образуют сначала чешуйчатый первичный таллом, из которого впоследствии вырастает вторичный кустистый таллом.

= Описания и изображения видов лишайников смотрите в разделе нашего сайта Лишайники России =

Наши авторские методические материалы по грибам и лишайникам России:
В нашем Интернет-магазине по некоммерческим ценам (по себестоимости производства)
можно приобрести следующие методические материалы по грибам и лишайникам России:

компьютерный цифровой (для PC-Windows) определитель Грибы России,
приложение-определитель для смартфонов и планшетов Грибы России (его можно купить в магазине Play Google или загрузить из AppStore) ,
карманный полевой определитель Грибы средней полосы,
цветные ламинированные определительные таблицы: Грибы. Часть 1, Грибы. Часть 2, Лишайники,
определитель серии “Энциклопедия природы России” Грибы.

В разделе Природа в фотографиях размещены также тысячи научных фотографий грибов, лишайников, растений и животных России и стран бывшего СССР, а в разделе Природные ландшафты мира – фотографии природы Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки, Австралии и Новой Зеландии и Антарктики.

В разделе Методические материалы Вы также можете познакомиться с описаниями разработанных экологическим центром “Экосистема” печатных определителей растений средней полосы, карманных определителей объектов природы средней полосы, определительных таблиц “Грибы, растения и животные России”, компьютерных (электронных) определителей природных объектов, полевых определителей для смартфонов и планшетов, методических пособий по организации проектной деятельности школьников и полевых экологических исследований (включая книгу для педагогов “Как организовать полевой экологический практикум”), а также учебно-методических фильмов по организации проектной исследовательской деятельности школьников в природе. Приобрести все эти материалы можно в нашем некоммерческом Интернет-магазине. Там же можно приобрести mp3-диски Голоса птиц средней полосы России и Голоса птиц России, ч.1: Европейская часть, Урал, Сибирь.

Лишайники – общая характеристика и значение в природе

Лишайники – это живые организмы, образованные симбиозом грибов, водорослей или цианобактерий. В мире найдено более 26 тысяч видов этих организмов. Они есть в каждом регионе планеты, включая Антарктиду. Люди широко используют лишайники для корма скота, в пищу, как лекарственное средство, а также как краситель для тканей. Первые исследования лишайника были проведены только в середине XIX века. Этот вид организмов существует на планете очень давно – самые древние виды были обнаружены в Англии, их возраст составляет примерно 415 миллионов лет.

• Описание
• Строение
• Физиология
• Размножение
• Место существования
• Роль в жизни природы

Описание

Особое строение и структура лишайников не позволяет однозначно отнести их к определенному царству животного мира. Часть характеристик схожа с растениями, а часть – с грибами.

• водорослями (сине-зеленых или зеленых);
• водорослями и цианобактериями;
• цианобактериями.

Важно! В теле лишайника переплетены гифы гриба (микобионт), а между ними находятся клетки цианобактерий и/или водорослей (фотобионт). Они могут существовать одиночно или группами.

• без прямого соединения;
• через поверхности;
• проникновение гриба в тело водоросли с помощью гаусторий.

Строение

1. Накипные – напоминают корку, прикрепленную к поверхности.
2. Листоватые – как пластины, которые цепляются к поверхности небольшой толстой ножкой.
3. Кустистые – напоминает куст, который может возвышаться над поверхностью или свисать с нее.

• гомеомерные – клетки фотобионта размещены по всей толщине гриба хаотично;
• гетеромерные – части симбиоза образуют четкие слои.

• Верхний слой в них корковый из гифов гриба. Он имеет защитную функцию.
• Следующий слой называют гонидиальным или альгальным – здесь располагается фотобионт.
• Центр организма называют сердцевиной, которая также представлена грибом. Она служит для запаса влаги и является опорой для всего лишайника.

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.

Размножение

Для этих организмов доступно три способа размножения: вегетативное, бесполое и половое. Микобионт использует все три способа, а фотобионт либо вообще не размножается, либо делает это вегетативным способом. Кустистые и листоватые лишайники создают для этого особые структуры: изидии и сорендии, которые переносятся ветром, дождем или животными.

Место существования

Уникальное строение делает лишайники очень живучими. Они могут поддерживать жизнедеятельность в очень разных условиях, даже если они совсем не приспособлены для жизни. Лишайники растут на скалах, зданиях, в суровой тундре, засушливой пустыне, в лесах и т.д. Единственное, что они переносят очень плохо – это загрязненный воздух, от него они быстро гибнут.

Лишайники — виды, особенности строения, размножения и питания

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.

Строение лишайника

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.

Виды лишайников

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.

Лишайники как индикаторы загрязнения окружающей среды

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.

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:

1. Накипные. Чаще встречаются на камнях, прирастая к ним очень плотно.
2. Листоватые. Увидеть их можно на стволах деревьев. По форме они выглядят, как слоистые наросты.
3. Кустистые. Приподнимаются над местом, где они растут в виде «веточек».

Питание

Лишайник состоит из:

1. Автотрофного организма — водоросли.
2. Гетеротрофного — гриба.

Этот союз только на первый взгляд является симбиозом, так как при более подробном рассмотрении оказывается, что фактически гриб паразитирует на водоросли. Причём гриб не просто поглощает органические соединения, которые вырабатывает водоросль, он способен ещё и контролировать выработку и выделение нужных ему веществ в нужном количестве.

Такое совместное проживание двух организмов правильнее будет назвать симбиозом, выраженным в виде умеренного паразитизма. А тип питания лишайников можно назвать автогетеротрофным.

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.

Это интересно: клеточный центр — это что такое, его значение в системе деления клеток.

Также важным компонентом является азот. В зависимости от того, какие виды водоросли входят в состав, этот элемент лишайник может добывать из:

1. Воздуха.
2. Воды.
3. 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.

Это интересно: сколько глаз у пчелы, строение органов зрения у пчел.

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 — общая характеристика, значение лишайников в природе

Лишайники можно встретить практически везде, даже в Антарктиде. Эти живые организмы образованы симбиозом грибов, водорослей или цианобактерий. Их происхождение и строение долгое время были загадкой для ученых, даже сейчас нет единого мнения по поводу их систематического положения. Одни считают, что их надо отнести к царству растений, а другие – грибов. В этой статье мы рассмотрим виды лишайников, особенности их строения, значение в природе и для человека.

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.

Долгое время считали, что лишайник — идеальный пример взаимовыгодного сожительства двух разных организмов. Водоросль поставляет органические вещества грибу, а он ей, в свою очередь, воду с минеральными веществами. Однако сейчас ученые доказали, что гриб в мху паразитирует на водоросли (хотя паразитизм смягченный и взаимовыгодный), подавляя ее жизнедеятельность. Водоросль лишайников может самостоятельно существовать, гриб — погибает.

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.

Пожалуй, наиболее удивительная особенность лишайников — это их способность долгое время находиться в сухом, обезвоженном состоянии, но при этом не погибать, а только приостанавливать все жизненные процессы до первого увлажнения. Такое состояние, напоминающее летаргический сон сказочной Спящей Красавицы, называется анабиозом.

Размножение

Как целостный организм лишайники в большинстве случаев размножаются вегетативно — отдельными участками слоевища, в которых среди гиф гриба размещены клетки водорослей. Водоросль и гриб в лишайниках могут размножаться отдельно.

Вегетативное размножение может осуществляться как простой фрагментацией слоевища, так и с помощью специализированных структур. Фрагментацией слоевища размножаются многие тундровые лишайники, например, цетрарии, которые почти никогда не образуют плодовых тел. Слоевище разламывается животными на множество мелких кусочков, которые разносятся ветром и в благоприятных условиях дают начало новому организму.

Также встречается размножение при помощи спор. Споры формируются на поверхности конидиеносцев, которые либо развиваются непосредственно на слоевище либо на слоевище формируются плодовые тела, среди которых различают апотеции (открытые, в виде дисковидных образований) и перитеции (закрытые, в виде кувшинчика с отверстием). Такие плодовые тела созревают достаточно длительное время, иногда процесс занимает до 10 лет. Только после полного созревания плодовое тело начинает продуцировать споры. Их образуется огромное количество, но имеют шанс на прорастание не все.

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.

Главный отличительный признак лишайников — симбиоз двух организмов разных видов: гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли. В лишайнике симбиоз протекает так: водоросль производит органические вещества, которые потребляет гриб, а гриб с помощью гифов всасывает из окружающей среды воду с растворёнными в ней веществами и создаёт для водоросли влажную среду. Интересно, что виды грибов, составляющих лишайник, в природе вообще не существуют без водорослей, тогда как большинство водорослей, входящих в слоевище лишайника, встречается в свободном состоянии, отдельно от гриба.

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.

Роль в природе и жизни человека

Лишайники имеют большое значение в жизни природы. Лишайники одними из первых заселяют каменистый грунт, голые скалы. Они участвуют в разрушении горных пород, растворяя каменистый субстрат своими особыми кислотами. Отмирающие части лишайников участвуют в образовании почвы, служат питанием обитателям почвы. Важное место в жизни животных и человека занимают кустистые северные лишайники (их существует около 40 видов), которые известны под названием олений мох, или ягель — это сборное название нескольких видов рода Кладония. В тундре ягель занимает огромные пространства. Это ценнейший, а зимой и единственный корм для северных оленей. Другие копытные тоже охотно поедают разнообразные лишайники.

Примеры практического значения лишайников:

• Лишайники являются индикаторами загрязненности воздуха вредными веществами. Они не могут жить в местах где воздух сильно загрязнен вредными газами.
• Участвуют в общем круговороте веществ в биосфере. Благодаря фотосинтезу синтезируют органические вещества в местах недоступных для других организмов. Участвуют в почвообразовании, т.к. разрушают горные породы, на которых поселяются, а за счет разложения слоевища образуется гумус. Таким образом, лишайники создают условия для существования растений и животных.
• Кормовые лишайники играют важную роль в хозяйстве. Например, олений мох или ягель поедается оленями, косулями, лосями и другими животными. Некоторые виды лишайников используются в пищу человеком (лишайниковая манна).
• Так же лишайники используются в парфюмерии для получения ароматических веществ, в фармацевтической промышленности для получения препаратов против туберкулеза, фурункулеза, эпилепсий и др. А лишайниковые кислоты обладают антибиотическими свойствами.
• В каменистых районах они медленно растворяют субстрат, воздействуя на разрушение горных пород. Отмирая, они влияют на состав почвы. Таким образом, лишайники вместе с бактериями создают на безжизнен­ных скалах условия для жизни других организмов, в том числе для растений и животных. Это означает, что лишайники являются пионерами растительного и животного мира.
• Некоторые виды, живущие на поверхности деревьев, защищают их от проникновения грибов — древесных разрушителей. Они помогают деревьям защищаться и от многих заболеваний и, в целом, повышают устойчивость экосистемы. Растение, покрытое лишайниками, меньше подвергается нападкам болезнетворных грибков, лишайниковые кислоты подавляют рост бактерий.
• Для бабочек, насекомых, улиток, беспозвоночных, клещей они являются зачастую единственным способом пропитания. Некоторые животные используют лишайники для маскировки и укрытия от опасности.
• Многие птицы используют лишайники, особенно листоватые и кустистые формы, для гнездования, как например, ржанка бурокрылая, вьющая гнёзда на представителях родов Cladonia и Cetraria.

Лишайники с древних времен широко используются человеком. В Японии употребляется в пищу и даже служит предметом экспорта в страны Юго-Восточной Азии растущий на скалах листоватый лишайник гирофора съедобная. Съедобен и лишайник аспицилия съедобная, растущий в степной и полупустынной зонах. Он содержит до 55-65% щавелевокислого кальция. Однако усвояемость питательных веществ лишайников очень незначительна.

Лишайники используются в изготовлении лекарственных препаратов. С давних пор используются лишайники и как лечебное средство, на это указывал ещё Теофраст. Лишайники содержат широкий спектр ингредиентов, представляющих интерес для фармацевтики. Например, цетрария исландская добавляется в средства от кашля.

В результате взаимодействия гриба и водоросли, составляющих организм лишайника, образуются специфические вещества, которые в природе нигде больше не встречаются. Это так называемые лишайниковые кислоты. Некоторые из этих кислот обладают антибиотическим действием, например усниновая кислота, образуемая 70 видами лишайников. Это сильный антибиотик, который под названием «бинан» введен в медицинскую практику для лечения некоторых заболеваний и рекомендован к применению в ветеринарии.

Некоторые лишайниковые вещества действуют как стимуляторы, поднимающие тонус организма. На этом основано использование в народной медицине отваров цетрарии исландской («исландский мох»). В ее состав входит паралихестериновая кислота, обладающая тонизирующим действием. Лишайники также используются при производстве препаратов для лечения туберкулеза, эпилепсии, заболеваний органов дыхательной системы. Для лечения гнойных воспалительных процессов можно срезать лишайник и приложить непосредственно к ране. Благодаря антисептическим свойствам, они очищают рану, уничтожают бактерии и способствую скорейшему заживлению.

Некоторые виды лишайника используются в парфюмерной промышленности для придания стойкости ароматам.

Одна из задач рационального природопользования – изучение и сохранение биоразнообразия растительного и животного мира. Увеличивающиеся объемы загрязняющих веществ вынуждают биологов следить за состоянием биоты в поисках решения глобальных экологических проблем. В последние десятилетия для этих целей в качестве индикаторных организмов успешно применяют лишайники.

Лишайники: строение и жизненные формы, условия существования и питание

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.

Водоросли , занимая полости между гифами, образуют гонидиальный 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

• защитная;
• опорная;
• прикрепляющая (н а 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.

• 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).

• 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.