Урок онлайн. Лишайники

Вы идете по сухому сосновому бору. Под ногами хрустят сероватые кустики. Их часто называют оленьим мхом, или ягелем, и даже лес, в котором обитают такие растения, известен как бор-беломошник. Но на самом деле это не мох, а лишайники.

Лишайники —это своеобразная группа живых организмов, тело (слоевище) которых образовано двумя организмами, находящимися в симбиозе:

• грибом (микобионт),
• водорослью или цианобактерией (фикобионт) .

Эти 2 компонента в совокупности и образуют тело лишайника, которое называют слоевищем.

В слоевище можно выделить 3 слоя: корковый слой, слой водорослей, сердцевина.

Самый внешний слой, называемый наружной корой, образован плотно переплетенными гифами гриба, в которой имеются поры.

Несколько глубже располагается слой водорослей, где гифы гриба расположены более рыхлые и между ними располагаются клетки водоросли. Водоросли могут находятся только под слоем коры или могут быть pаспpеделены более или менее pавномеpно по всему телу. Обычно клетки фикобионта сконцентрированы по периферии – ближе к свету

Центральную часть толщи слоевища занимает так называемая сердцевина, состоящая из рыхлых грибных гиф с большими пустотами, заполненными воздухом. Считается, что этот слой, составляющий около 2/3 толщи слоевища, является запасающим.

Нижняя кора тоньше верхней, но в остальном сходна с ней. От нее отходят особые выросты - ризины, с помощью которых лишайник прикрепляется к субстрату.

В составе лишайников обнаружено около 20 тыс. видов грибов и около 26 родов фототрофных организмов. Наиболее часто встречаются зеленые водоросли родов требуксия, трентеполия и цианобактерия носток, являющиеся автотрофными компонентами примерно у 90% всех видов лишайников.

Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название «лишаи». Латинское название происходит от греческого λειχην (лат. Lichen) и переводится как бородавка, что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей.

Симбиотические  взаимоотношения между компонентами лишайников сводятся к тому, что:

• водоросль снабжает гриб созданными им в процессе фотосинтеза органическими веществами,
• водоросль получает от гриба воду с растворенными минеральными солями,
• гриб защищает водоросль от высыхания.

Такая комплексная природа лишайников позволяет им получать питание из воздуха, атмосферных осадков, влага росы и туманов, частиц пыли, оседающей на слоевище, из почвы. Поэтому лишайники обладают уникальной способностью существовать в крайне неблагоприятных условиях, часто совершенно непригодных для других организмов, — на голых скалах и камнях, крышах домов, заборах, коре деревьев и др.

Однако многолетние наблюдения показали, что сожительство компонентов лишайника - отнюдь не идиллия. Крупный ботаник А.А. Еленкин в начале XX века рассматривал лишайники как "воздушные грибы", которые паразитируют на водорослях. Наблюдая совместно с А.Н. Даниловым за примитивными слизистыми лишайниками, Еленкин определил, что взаимоотношения гриба и водоросли часто становятся враждебными.

Под влиянием внешних условий, благоприятствующих то грибу, то водоросли, партнеры попеременно угнетают один другого. Чаще всего гриб является одновременно и сапрофитом, и паразитом, т.е. питается как продуктами жизнедеятельности водоросли, так и самим её телом. Поэтому А.А. Еленкин назвал взаимоотношения двух этих организмов эндопаразитосапрофитизмом, а английский лихенолог Дж. Кромби определил их как "противоестественный союз пленной девицы - водоросли и тирана-хозяина гриба".

Наиболее распространены накипные, или корковые, лишайники (около 80%).

Таллом накипных лишайников — это корочка («накипь»), нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Это позволяет им жить на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. Иногда накипный лишайник развивается внутри субстрата и снаружи совершенно не заметен. Бацидия.

Более высокоорганизованные листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок, прикрепляющихся к субстрату пучками гиф, называемых ризинами.

Они разрастаются на камнях и коре деревьев. Так, например, на стволах и ветках осины часто встречается лишайник золотистого цвета—ксантория.

Кустистые лишайники представляют собой кустики, образованные тонкими ветвящимися нитями или стволиками, прикрепленными к субстрату лишь основанием. Кладонии (ягель).

Многие виды лишайников по внешним признакам сходны, различить их можно лишь рассмотрев тончайшие анатомические и биохимические характеристики. Не случайно среди сотен родов лишайников лишь единицы имеют народные названия как в русском, так и в других языках.

Обычно в народных названиях лишайников отражаются особенности внешнего строения. Например, пармелии называются листовками, алектории - косматками, рамалины - кустянками, уснеи - вислянками, пельтигеры - щитоносками, цетрарии - лопастянками, эвернии - ланцетами, гирофоры - блюдечниками и т. д.

Реже в названии отражаются цвет тела лишайника, район произрастания, название животного, которое питается лишайниками и порода дерева, на которой чаще всего можно встретить тот или иной вид (например, сферофорус называют красным мхом, цетрарию исландскую - исландским мхом, кладины - оленьим мхом, эвернию - дубовым мхом и т. д.). И, как видно из названий, лишайники зачастую относили к совершенно другой группе низших растений - мхам.

Продолжим гулять по сосновому бору. Вот аккуратные округлые башенки кладины звездчатой. Рядом лохматая кладина лесная, а дальше - крупные, сильно изрезанные лопасти цетрарии исландской. Трухлявый пень весь зарос разнообразными кладониями, а поверхность стволов деревьев покрыта гипогимнией вздутой и псеудэвернией шелушистой.

В темном еловом лесу с ветвей свисают бороды уснеи длиннейшей. После дождя все эти жесткие и хрупкие растеньица преображаются, становятся мягкими и бархатистыми на ощупь, многие приобретают яркую зеленую окраску.

Удивительно меняется во влажном состоянии лишайник пельтигера пупырчатая. В сухую погоду его серые лопасти скручены, и их трудно заметить среди травы и мха. Но вот брызнул дождь - и лопасти развернулись, их изумрудная гладкая верхняя поверхность резко контрастирует с белой нижней.

Однако лишайники можно встретить не только в лесу. Присмотритесь внимательно, и на деревянном заборе либо старой крыше сарая вы увидите плотно прилегающие к поверхности желтые диски ксантории настенной.

Настоящее царство лишайников радует глаз в полярной тундре. В некоторых районах тундра почти сплошь покрыта "ягелем", т.е. разными видами кладоний, которые, играют важную роль в рационе северных оленей.

В горах же преобладают так называемые накипные лишайники, которые так плотно прикрепляются к поверхности камней, что ботаники-коллекторы вынуждены скалывать их вместе с кусками горных пород. Всего на планете насчитывается более 20000 видов лишайников, и лихенологи (ученые, изучающие эти растения) постоянно вновь открывают ранее неизвестные виды.

Значение лишайников в природе

1. Пионеры заселения мест обитания. Лишайники настолько выносливы, что растут даже там, где отсутствует другая растительность, например в Арктике и Антарктике. Благодаря своей симбиотической природе они проникают в местообитания, где продолжительный независимый рост грибов и водорослей невозможен.

2. Основа почвообразования. Они первыми заселяют безжизненные субстраты, в частности камни, и начинают почвообразовательный процесс, необходимый для освоения этой среды растениями. Некоторые лишайники в сухих антарктических областях обнаружены даже внутри горных пород (криптоэндолитные формы).

3. Звено в цепи питания. Ряд лишайников служит важным кормом для животных, особенно на севере. Широко известные примеры - уже упоминавшийся ягель (Cladonia rangiferina) и т.н. исландский мох (Cetraria islandica), который при нехватке другой пищи едят иногда и люди.

Значение лишайников для человека

1. Используют в качестве пищи. Некоторые виды лишайников считаются в Китае и Японии деликатесами.

2. Основа получения красителей. Из лишайников можно получать красители, в частности лакмус, экстрагируемый из видов литорального рода Roccella. Его до сих пор широко применяют в химических лабораториях для быстрого и простого определения реакции среды: в кислой среде он краснеет, а в щелочной синеет.

Другие лишайниковые красители в свое время использовали для окраски шерсти, например известного харрисовского твида.

3. Индикаторы загрязненности воздуха. Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха, особенно к диоксиду серы (сернистому газу). При этом степень чувствительности варьирует у разных видов, поэтому их используют в качестве биоиндикаторов степени загрязненности окружающей среды.