Лишайники

Симбиоз и питание лишайников. Лишайники - это группа своеобразных комплексных растений, представляющий собой пример симбиоза - гриба и водоросли (иногда в нем поселяется третий партнер – азотфиксирующая бактерия – азотобактер). Изучению симбиотических взаимоотношений компонентов в теле лишайника посвящена целая серия исследований. В лишайнике сочетаются два организма с противоположными свойствами. Водоросль, чаще зеленая, которая в процессе фотосинтеза синтезирует органические вещества, и гриб, потребляющий эти вещества. Взаимоотношения их строятся следующим образом: гриб получает от водоросли органические вещества - углеводы, но в то же время представляет водоросли, среду обитания, защиту от пересыхания и перегревания и т.д. Гриб снабжает водоросль достаточным количеством воды и растворенных в ней минеральных солей, которые он сам поглощает из окружающей среды. Азотобактер вырабатывает и снабжает лишайники азотистыми соединениями.

Строение лишайника. Вегетативное тело лишайника - таллом или слоевище - очень разнообразно по форме и окраске. По внешнему виду различают три типа слоевищ лишайников: накипные (корковые), листоватые, кустистые. Эти типы связаны между собой переходными формами. Слоевище накипных лишайников представляет собой корочку, прочно сросшуюся с субстратом. Листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок. Слоевище их прикрепляется к субстрату, обычно на большей части с помощью пучков грибных нитей. У кустистых лишайников слоевище состоит из ветвей или более толстых, часто ветвящихся стволиков. Водоросли, входящие в состав слоевища лишайников, относятся чаще к отделу зеленых. Грибы, входящие в состав лишайников в основном относятся к классу сумчатых. Гифы гриба в подавляющем большинстве случаев составляют основу слоевища лишайников. Водоросль как бы заключена между гифами гриба. По анатомическому строению различают два типа слоевищ лишайников. В более примитивном гомеомерном слоевище клетки или нити водоросли более или менее равномерно распределены между гифами гриба по всей толщине слоевища. Более сложно построено гетеромерное слоевище. На поперечном срезе такого слоевища под микроскопом хорошо различимы элементы его строения. Верхняя часть корня слоевища образована плотным переплетением гиф гриба. Дальше идет гонидиальный слой, состоящий из клеток водоросли. Дальше расположена сердцевина, за сердцевиной расположена нижняя часть из плотно переплетенных гиф гриба. В химическом составе лишайников преобладают углеводы (в частности лихенин), белков и жиров содержится мало; в них накапливаются лишайниковые кислоты, а из неорганических веществ – кремневая кислота. Лишайники поселяются в самых неприхотливых условиях: в горах и тундре, на заборах, деревьях, скалах.

Лишайники светолюбивы. К субстрату нетребовательны, так как способны поглощать минеральные вещества из осадков и атмосферной пыли.

Слабый фотосинтез и скудное минеральное питание определяют медленный рост лишайников. Накипные лишайники за год увеличиваются в диаметре на 1-8 мм, а листоватые и кустистые вырастают на 1-35 мм. Живут лишайники очень долго. Если исходя из размеров рассчитать возраст некоторых экземпляров, то он составит более 4500 лет.

Размножение. Лишайники размножаются преимущественно вегетативным путем – делением на части; в слоевище образуются комочки в виде миниатюрных лишайников (клетки водорослей, оплетенные нитями гриба). Отделяясь от материнского слоевища, они образуют молодой лишайник. Более важными для размножения лишайников являются такие образования, в которых одновременно присутствуют гифы гриба и клетки водоросли - это соредии и изидии, состоящие из гиф гриба, оплетающих несколько клеток водорослей. Соредии формируются внутри слоевища, изидии - на его поверхности. Массовое образование соредий приводит к разрыву корового слоя, и соредии освобождаются. Изидии обламываются под действием ветра и дождя. Попадая в благоприятные условия, изидии и соредии развиваются в новые особи лишайника. Возможно также самостоятельное размножение симбиотического гриба спорами, а водоросли – делением клеток или тоже спорами. Во влажной почве споры гриба прорастают и оплетают клетки сине-зеленых и зеленых водорослей, образуя новый лишайник.

Роль лишайников в природе и хозяйстве. Значение и использование лишайников. Лишайники являются пионерами растительности, они появляются на склонах, бесплодных почвах и способствуют почвообразованию, так что в последствии здесь могут поселяться другие растения. Как автогетеротрофные организмы лишайники одновременно аккумулируют солнечную энергию, создавая органическое вещество, и разлагают органические и минеральные вещества. Выделения лишайников растворяют не только известковые, но и кремнеземистые соединения. В трещинах и углублениях разрыхленной породы задерживаются пылеватые частицы, накапливается гумус. Первыми обычно поселяются накипные лишайники, вытесняемые позднее более крупными листовыми и кустистыми, затем мхи, травы и наконец мелкие кустарники. Эта работа лишайников определяет их значение в природе.

Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и могут служить показателем его чистоты. В местах, где воздух загрязнен дымом, копотью, сернистым газом, лишайники не растут. Их особая чувствительность к токсичным веществам связана с неспособностью выделять впитанные элементы. Видовой состав лишайников и скорость их роста используются как индикаторы степени загрязненности среды. Лишайники способны связывать тяжелые металлы на клеточных стенках, предотвращая разрушение цитоплазмы. Изучение их химического состава дает возможность следить за присутствием тяжелых металлов и других загрязнителей вокруг промышленных центров. Лишайники используют и для контроля за выпадением радиоактивных осадков.

Наибольшее экономическое значение имеют виды лишайников, объединенные под названием «ягель». Это олений лишайник, неправильно называемый оленьим мхом, а также исландский мох и другие виды цетрарий и алекторий. Эти кустистые лишайники широко распространены в тундре, где служат главным зимним кормом для северного оленя. Олени чувствуют запах лишайника под снегом и могут доставать его с большой глубины. Вследствие очень медленного отрастания лишайников на восстановление пастбищ требуется 10‑30 лет. Наиболее ценные тундровые оленьи пастбища - кладониевые.

Некоторые виды лишайников используются в пищу (исландский мох). Лишайники используются в медицине и парфюмерии. Из лишайников, благодаря содержанию в них углеводов получают спирт, патоку, глюкозу; некоторые виды являются источником химического индикатора – лакмуса.

Лишайники, живущие на деревьях, не являются паразитами, но, безусловно, вредны, так как на них поселяются вредные насекомые. Стволы плодовых деревьев необходимо очищать от лишайников.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Биологический энциклопедический словарь. - М., 1986.

2. Ботанико-фармакогностический словарь: Справочное пособие / К.Ф. Блинова, Н.А. Борисова, Г.Б. Гортинский и др. Под ред. К.Ф. Блиновой, Г.П. Яковлева. - М.: Высш. шк., 1990.

3. Богданова Т.Л. Биология: Задания и упражнения. Пособие для поступающих в вузы. – 2-е изд., перераб и доп. – М.: Высшая шк., 1991.

4. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Т., Серебрякова Т.И., Шорина Н.И. Ботаника: Анатомия и морфология растений. – М., 1988.

5. Жизнь растений: В 6 т. (под ред. член-корр. АНСССР А.А. Федорова). – М., 1974-1982. - Т. 1-6.

6. Ковалев Н.Е., Шевчук Л.Д., Шуренко О.И. Биология для подготовительных отделений медицинских институтов. - М.: Высш. шк., 1986.

7. Медведева В.К. Ботаника. М.: Медицина. 1980.

8. Мюллер Э., Леффлер В. Микология: Пер. с нем. – М., 1995.

9. Павлов И.Ю., Вахненко Д.В., Москвичев Д.В. Биология. Пособие–репетир для поступающих в вузы. – Ростов-н/Д.: Издательство «Феникс», 1996.

10. Растительный мир Земли: В 2 т. / Под ред. Ф. Фукарева. Пер. с нем. – М., 1982.

11. Рейв Н.П., Эверт Р., Айнхорн С. Современная ботаника: В 2 т. Пер. с англ. – М., 1990.

12. Родман Л.С. Ботаника. – М.: Колос, 2001.

13. Суворов В.Н., Воронова И.Н. Ботаника с основами геоботаники. Издание второе, Ленинград. Колос. Ленинградское отделение. 1979.

14. Чебышев Н.В., Кузнецов С.В., Зайчикова С.Г. Пособие для поступающих в вузы / Под редакцией академика РАО Н.В. Чебышева. Т. 2. – М.: Новая Волна, 2001.

15. Энциклопедический словарь юного биолога. - М.: Педагогика, 1986.

16. Яковлев Г.П., Челомбитько В.А. Ботаника: Учебник для вузов / Под ред. член-корр. РАН, профессора Р.В. Камелина. – СПб.: СпецЛит, Издательство СПХФА, 2001.

Издательство Курского государственного медицинского университета

305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3.

Лицензия ЛР № 020862 от 30.04.99 г.

Тираж 300 экз.

Отпечатано в типографии КГМУ.

305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3.

Заказ № 283.