Цианобактерии образуют симбиоз с грибами формируя лишайники

Обновлено: 05.10.2024

ЛИША́ЙНИКИ (Lichenes), сим­био­троф­ные ор­га­низ­мы, пред­став­ляю­щие со­бой со­жи­тель­ст­во гри­ба, во­до­рос­лей и/или циа­но­бак­те­рий; ком­плекс­ная сис­те­ма взаи­мо­дей­ст­вия сим­би­онт­ных парт­нё­ров, раз­вив­шая­ся в про­цес­се ко­эво­лю­ции . Гриб (ми­ко­би­онт – ге­те­ро­троф­ный ком­по­нент Л.) ути­ли­зи­ру­ет (у боль­шин­ст­ва Л.) мёрт­вые клет­ки во­до­рос­ли, по­лу­ча­ет от неё про­дук­ты фо­то­син­те­за, а от циа­но­бак­те­рий ещё и азо­ти­стые со­еди­не­ния, а во­до­рос­ли и циа­но­бак­те­рии (фо­то­би­он­ты – ав­то­троф­ные ком­по­нен­ты Л.) по­лу­ча­ют от гри­ба во­ду и ми­нер. ве­ще­ст­ва. Двой­ст­вен­ная при­ро­да Л. от­кры­та в 1860-х гг. нем. бо­та­ни­ком С. Швен­де­не­ром. До­ка­за­тель­ст­вом та­кой при­ро­ды слу­жат: мор­фо­ло­го-ана­то­мич. строе­ние Л.; от­сут­ст­вие ге­не­тич. свя­зей ме­ж­ду ми­ко­би­он­том и фо­то­био­нтом; воз­мож­ность изо­ли­ров. по­лу­че­ния чис­той куль­ту­ры как ми­ко­би­он­та, так и фо­то­био­нта; ре­син­тез Л. из спор ми­ко­би­он­та и со­от­вет­ст­вую­щей куль­ту­ры фо­то­био­нта на син­те­тич. сре­дах. Еди­но­го мне­ния о по­ло­же­нии Л. в сис­те­ме ор­га­нич. ми­ра нет, од­на­ко боль­шин­ст­во ис­сле­до­ва­те­лей рас­смат­ри­ва­ют их в цар­ст­ве гри­бов, от­но­ся к от­де­лам Ascomycota и Basidiomycota. Наи­бо­лее ран­ние на­ход­ки ис­ко­пае­мых Л. от­но­сят­ся ори­ен­ти­ро­воч­но к кон­цу ме­ло­во­го пе­рио­да. Из­вест­но 15–20 тыс. ви­дов Л. Не­ко­то­рые из Л. на­столь­ко ма­лы, что поч­ти не вид­ны не­воо­ру­жён­ным гла­зом, дли­на дру­гих, напр. ус­неи длин­ней­шей ( Usnea longissima ), мо­жет дос­ти­гать 1 м и бо­лее. Рас­тут Л. край­не мед­лен­но (ср. ско­рость рос­та 0,5–10 мм в год); жи­вут, ве­ро­ят­но, дол­го: воз­раст не­ко­то­рых из них (напр., Rhizocarpon geographi­cum ) мо­жет до­сти­гать бо­лее 4000 лет.

Схематическое поперечное сечение лишайника, симбиоза зеленых водорослей и грибок. 1. Толстые слои гифы, называемый корой 2. Зеленые водоросли 3. Слабая упаковка гифы 4. Крепление гифы называется ризины.

Симбиоз у лишайников взаимовыгодный симбиотические отношения из зеленые водоросли и / или сине-зеленые водоросли (цианобактерии) живущие среди нитей грибок, формируя лишайник. [1] [2] [3]

Содержание

Обзор лишайников

А лишайник представляет собой комбинацию грибов и / или водорослей и / или цианобактерий, которая имеет совершенно другую форму (морфология), физиология, и биохимия чем любой из составляющих видов, растущих отдельно. Водоросли или цианобактерии приносят пользу своему грибовому партнеру, производя органические углеродные соединения через фотосинтез. В свою очередь, грибковый партнер приносит пользу водорослям или цианобактериям, защищая их от окружающей среды своими нитями, которые также собирают влагу и питательные вещества из окружающей среды и (обычно) служат якорем для них. [5] [4] [3] [2]

Большинство лишайников содержат автотрофов эукариот, принадлежащих к Хлорофита (зеленые водоросли) или к Xanthophyta (желто-зеленые водоросли). Около 90% всех известных лишайников имеют в качестве симбионта зеленые водоросли. Среди этих, Trebouxia это наиболее распространенный род, встречающийся примерно в 20% всех лишайников. [6] Второй по распространенности род зеленых водорослей - Трентепохлия. Всего известно около 100 видов, встречающихся в лишайниках как автотрофы. Считается, что все водоросли и цианобактерии могут выжить отдельно, а также внутри лишайника; то есть в настоящее время не известны водоросли или цианобактерии, которые могут выжить естественным образом только в составе лишайников. [7] Общие водорослевые партнеры: Trebouxia, Псевдотребуксия, или Мирмеция. [5]

Номенклатура

И лишайник, и гриб-партнер носят одно и то же научное название, и лишайники включаются в схемы классификации грибов. В зависимости от контекста, таксономическое название может относиться ко всему лишайнику или только к грибку, входящему в состав лишайника.

Водоросль, или цианобактерия, носит собственное научное название, которое не имеет никакого отношения ни к названию лишайника, ни к названию гриба. [8]

Компонент грибка

Около 20% всех видов грибов способны образовывать лишайники. Грибковый партнер может быть Аскомицет или Базидиомицет. [4] В целом около 98% лишайников имеют аскомицетный микобионт. После Ascomycota наибольшее количество лишайниковых грибов встречается в неназначенных несовершенные грибки. Сравнительно немного Базидиомицеты лихенизированы, но к ним относятся агарики, например, виды Лихеномфалия, клавариоидные грибы, например, виды Мультиклавула, и кортициоидные грибы, например, виды Диктионема.

Наибольшее количество лишайниковых грибов встречается в Аскомикота, примерно 40% видов образуют такую ​​ассоциацию. [8] Некоторые из этих лихенизированных грибов встречаются вместе с нелихенизированными грибами, которые живут как сапротрофы или паразиты растений (например, Leotiales, Dothideales, и Pezizales).

Остальные лишайники встречаются только в пяти заказы в котором все участники занимаются этой привычкой (Приказы Graphidales, Gyalectales, Пельтигералес, Pertusariales, и Teloschistales). Лихенизированные и нелихенизированные грибы можно найти даже в одном и том же роде или виде. [ нужна цитата ]

Фотосинтетический компонент

Приблизительно 100 видов партнеров по фотосинтезу из 40 родов и 5 различных классов (прокариотические: Cyanophyceae; эукариотический: Trebouxiophyceae, Phaeophyceae, Chlorophyceae), как было установлено, связаны с грибами, образующими лишайник. [10]

Отдельные виды грибов и водорослей не обязательно всегда связаны вместе в лишайнике. Один гриб, например, может образовывать лишайники с множеством разных водорослей. В слоевища продуцируемый данным симбионтом гриба с его разными партнерами, будет похожим, а вторичные метаболиты идентичны, что указывает на то, что гриб играет доминирующую роль в определении морфологии лишайника. Кроме того, одни и те же виды водорослей могут встречаться в ассоциации с разными грибами-партнерами. Известны лишайники, у которых есть один гриб, связанный с двумя или даже тремя видами водорослей. В редких случаях может произойти обратное, и два или несколько видов грибов могут взаимодействовать с образованием одного и того же лишайника. [7]

Зеленые водоросли

Около 90% всех известных лишайников имеют в качестве симбионта зеленые водоросли. [11] “ХлорококкозОзначает зеленая водоросль (Хлорофита), в котором есть одиночные ячейки, шаровидный, что часто встречается у лишайников. [12] Когда-то это было классифицировано в порядке Chlorococcales, которые можно найти в более ранней литературе, но новые данные ДНК показывают, что среди этой ранее большой таксономической группы существует множество независимых линий эволюции. Chlorococcales в настоящее время является относительно небольшим заказом и может больше не включать фотобионтов лишайников.

Цианоличники

Хотя фотобионты почти всегда - зеленые водоросли (хлорофита), иногда лишайник вместо этого содержит сине-зеленую водоросль (цианобактерии, не совсем водоросль), а иногда оба типа фотобионтов встречаются в одном и том же лишайнике.

А Cyanolichen представляет собой лишайник с цианобактериями в качестве основного фотосинтетического компонента (фотобионт). [12] Многие цианолишайники маленькие и черные, и известняк как подложка.

Другая группа цианолишайников - желейные лишайники (например, из родов Коллема или Лептогиум) большие и листовой (например, виды Пельтигера, Лобария, и Дегелия. Эти виды лишайников имеют серо-голубой цвет, особенно во влажном или влажном состоянии. Многие из них характерны для сообществ лобарионов в районах с более высоким уровнем осадков на западе Великобритании, например, в Кельтский тропический лес.

Паразитические грибы обособлены

Некоторые грибы обитают только на лишайниках, так как облигатные паразиты; Они не считаются частью лишайника. Они называются «лихенозные грибы”.


Собственно симбиоз – это такой тип симбиотических взаимоотношений между микроорганизмами, при которых два или более вида при совместном развитии создают взаимовыгодные условия для жизнедеятельности друг друга [1] .

Собственно симбиоз - Собственно симбиоз

Собственно симбиоз

Собственно симбиоз - Собственно симбиоз

Бородатый лишайник (цианобактерии и грибы) [2]

Собственно симбиоз можно рассматривать на примере взаимоотношений цианобактерий и микроскопических грибов, наблюдающиеся в лишайниках [1] .

Оба микроорганизма (цианобактерии и грибы) способны к самостоятельному существованию. Однако, в экстремальных условиях (при остром дефиците питательных веществ, крайних пределах влажности) их ассоциация приводит к взаимному выигрышу партнеров [1] .

Гриб использует продукты метаболизма цианобактерий в качестве источника органических питательных веществ и атмосферный азот, фиксированный бактериями. Цианобактерии получают защиту от высыхания и избыточной интенсивности света. Параллельно улучшается поступление в бактериальные клетки минеральных веществ и воды [1] .

Какие отношения устанавливаются между грибом и цианобактериями (или одноклеточными зелёными водорослями) в слоевище лишайника? Поясните роль каждого организма в этих отношениях.

Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 3 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.

Содержание верного ответа и указания по оцениванию

(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)

Элементы ответа:
1) взаимовыгодное сожительство — симбиоз;
2) цианобактерии (или одноклеточные зелёные водоросли) обеспечивают гриб органическими веществами, которые вырабатывают в результате фотосинтеза;
3) гриб обеспечивает водой и растворёнными в ней минеральными веществами

Ответ включает в себя все названные выше элементы с обоснованиями, не содержит биологических ошибок

Ответ включает в себя два из названных выше элементов с обоснованиями и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает в себя три названных выше элемента с обоснованиями, но содержит биологические ошибки

Ответ включает в себя только один из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает в себя два из названных выше элементов, но содержит биологические ошибки, объяснения отсутствуют

Читайте также: