Как влияет окружающая среда на лишайники

Обновлено: 19.09.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Научно-исследовательская работа по экологии

Выполнили: ученики 10 класса

Руководители: Мамут Мария Александровна

4. Краткая физико-географическая характеристика интинского района ……………………. 6

5. Практическая значимость лишайников……………………………………..……………..…. 7

1.Пояснительная записка

Лишайники являются индикаторами окружающей среды, поэтому данный выбранный объект подходит для выявления загрязненности воздуха в Интинском районе и в городе. Местом исследования были выбраны город Инта, пригородные зоны, лесопосадки, камни в городской черте тундровая зона, поселки и села Интинского района. Наша группа для исследовательской работы произвела сбор лишайников разных видов и пробы воздуха. Все полученные данные мы используем для информации в школьных СМИ, где постараемся указать на самые загрязненные участки города и выдвинем предложения об улучшении обстановки в городе.

Цель работы: Изучить природу лишайников и приобрести навыки научно-исследовательской работы. Установить, действительно ли лишайники могут быть индикаторами окружающей среды и насколько достоверны данные о загрязнении воздушной среды города. Выяснить это с использованием лишайников и исследовать несколько городских зон расположенных в разных ландшафтных условиях, и находящихся в естественной среде.

Задачи:

С помощью простых методов определить экологическую обстановку воздуха в городе Инта.

Изучить по литературным источникам особенности лишайников.

В ходе полевых исследований собрать коллекцию лишайников.

Систематизировать полученные результаты.

Определить видовое разнообразие лишайников на исследуемой территории.

Выявить лишайники на разных точках города.

Экологическая ценность ягеля и его значение.

Одной из важнейших проблем современности является изучение и сохранение биологического разнообразия в планетарном масштабе. Изучение видового состава флоры любой территории земного шара - основа для осуществления всей совокупности ботанических и экологических исследований, тем более в тундровой зоне.

2. Обзор литературы

3.Материалы и методика

Для определения разнообразия лихенофлоры г. Инта и его окрестностей выделили пробные участки в данной местности по принципу нахождения на каждом из них деревьев, старых построек и т.д.в различных микрорайонах города и его окрестностях.

Выделили 10 пробных участков в местах, как с антропогенной нагрузкой, так и природного ландшафта, исследовали выделенные участки. На каждом из них проводили исследования разнообразия лишайников, сбор образцов.

Определяли лишайники по: местности произрастания; субстрату; форме; цвету.

Лишайники высушили и сделали гербарий.

Сделали выводы по исследованию лихенофлоры каждого из участков. Сделали выводы о разнообразии лишайников на исследуемых территориях. [ 2]

Методика комплексного определения загрязнения атмосферы с помощью лишайников

На карте исследуемой местности размечаем исследуемые площадки. (ПРИЛОЖЕНИЕ 1)

При изучении всей лихенофлоры объекта берутся все типы субстратов.

Осмотренные участки наносятся на карту.[1]

Схема работы

Выбрать площадку, участок леса - это место обследования.

Определить стороны света на месте, где вы проводите наблюдение.

Подсчитать количество различных видов лишайников

Посчитать количество лишайников доминирующего вида

Загрязнители, определяемые с помощью лишайников

Сернистый газ (SO2) опадает в атмосферу с выбросами электростанций, предприятий обрабатывающей, химической промышленности, при очистке металлов, коксовых заводов.

Тяжелые металлы (кадмий, свинец, ртуть, никель, цинк, медь)

Тяжелые металлы, входящие в состав мельчайших пылевых частиц попадают в атмосферу с выбросами двигателей внутреннего сгорания

Методика определения лишайников.

Рассмотреть срез таллома или апотеции. Срез приготовить лезвием безопасной бритвы, но тонкий. Срез помещают на предметное стекло и рассматривают под 10 кратным увеличением.

Можно воспользоваться индикаторным методом с использованием реактивов.

Едкое кали, 5 или10% р-р КОН в воде, действует на коровой слой, сердцевину таллома и на срезы или диск апотеция. При положительной реакции они могут краснеть, желтеть, буреть, а при отрицательной не изменяются.

Оценка загрязненности атмосферы и ее закономерности.

Чем сильнее загрязнен воздух города, тем меньше встречается в нем видов лишайников. Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньшую площадь покрывает лишайник на стволе дерева и субстрате.

При повышении загрязненности воздуха исчезают первыми кустистые, за ними – листоватые, последними – накипные (Закутнова В.И.,2008).

На этом основании можно количественно оценить воздух в конкретном месте.

Лишайники окрашены в самые различные цвета: белый, розовый, ярко-желтый, оранжевый, оранжево-красный, серый, голубовато-серый ,серовато-зеленый, желтовато-зеленый, оливково-коричневый, коричневый, черный и некоторые другие. Окраска слоевища лишайников зависит от наличия пигментов, которые откладываются в оболочках гиф, реже в протоплазме. Наиболее богаты пигментами гифы корового слоя лишайников и различные части их плодовых тел. У лишайников различают пять групп пигментов: зеленые, синие, фиолетовые, красные, коричневые. Механизм образования их до сих пор не выяснен, но совершенно очевидно, что важнейшим фактором, влияющим на этот процесс, является свет.[1]

Иногда цвет слоевища зависит от окраски лишайниковых кислот, которые откладываются в виде кристаллов или зернышек на поверхности гиф. Большинство лишайниковых кислот бесцветны, но некоторые из них окрашены, и иногда очень ярко – в желтый, оранжевый, красный и другие цвета. Окраска кристаллов этих веществ определяет и окраску всего слоевища. И здесь важнейшим фактором, способствующим образованию лишайниковых веществ, является свет. Чем ярче освещение в месте произрастания лишайника, тем ярче он окрашен. Как правило, очень яркоокрашены лишайники высокогорий и полярных районов Арктики и Антарктики. Это тоже связано с условиями освещения. Для высокогорных и полярных районов земного шара характерны большая прозрачность атмосферы и высокая интенсивность прямой солнечной радиации, обеспечивающие здесь значительную яркость освещения. В таких условиях в наружных слоях слоевищ концентрируется большое количество пигментов и лишайниковых кислот, обусловливая яркую окраску лишайников. Предполагают, что окрашенные наружные слои защищают нижележащие клетки водорослей от чрезмерной интенсивности освещения.

Из-за низкой температуры осадки выпадают в Антарктике только в виде снега. В такой форме они не могут быть использованы растениями. Вот здесь-то темная окраска лишайников и приходит им на помощь.

Темноокрашенные слоевища антарктических лишайников за счет высокой солнечной радиации быстро нагреваются до положительной температуры даже при отрицательной температуре воздуха. Снег, падающий на эти нагретые слоевища, тает, превращаясь в воду, которую лишайник сразу же впитывает. Таким образом, он обеспечивает себя водой, необходимой для осуществления процессов дыхания и фотосинтеза.

4. Краткая физико-географическая характеристика Интинского района.

Территория (площадь 30,1 тыс. км), подчиненная горсовету Инты, на западе граничит с Усинским районом, на севере – с Ненецким АО, на северо-востоке – с территорией, подчиненной Воркуте, на востоке – с Ханты-Мансийским АО, на юге, юго-западе – с Печорским районом РК.

Характер рельефа территории преимущественно равнинный, однако восточная часть, примыкающая к Приполярному Уралу, представляет собой горную местность с платообразными вершинами.

Климат континентальный. Характерны длительная суровая зима с устойчивым снежным покровом и прохладное влажное лето с незначительным числом безоблачных и жарких дней. Главные реки района – река Уса с притоками Адзьва, Большая и Малая Роговая, Косью, Кожим, Большая Инта. Южная часть района расположена в зоне северной тайги, северная – в лесотундре, восточная – в тундровой и гольцово-тундровой зоне.

Растительный мир . Примыкающая к Инте равнина представлена подзоной крайнесеверной тайги Урало-Западносибирской таёжной провинции.

Особняком стоят горные и предгорные леса, отличающиеся от равнинных меньшей заболоченностью, видовым составом древостоя, подлеска, травянисто-кустарничкового и мохово-лишайникового ярусов.

Наряду с преобладающими в равнинных лесах елью сибирской и берёзой пушистой в предгорных лесах обычны пихта сибирская, лиственница сибирская и берёза извилистая. Четко выражена вертикальная поясность. От верхней границы леса, которую составляют лиственница и берёза извилистая, с высоты 550-650 м. господствуют горные тундры.

Пояс тундры включает незначительными вкраплениями участки субальпийских лугов и луговин, изобилующих редкими видами, занесенными в различные Красные книги. Болот сравнительно немного, они занимают плоские водоразделы увалов.

Наиболее живописны и привлекательны пойменные луга Кожыма и его притоков. Они также богаты в видовом отношении. (ПРИЛОЖЕНИЕ 5)

5. Практическая значимость лишайников

Лишайники вездесущи. Они могут выживать в условиях среды, столь неблагоприятных для любой другой формы жизни. Впервые поселяясь на бесплодных местах, лишайники образуют при отмирании основу, на которой потом могут поселиться другие растения. Лишайники усложняют структуру экосистем, делая их более гибкими и устойчивыми. Кроме того, лишайники способствуют появлению и развитию жизни в самых, казалось бы, безжизненных местах.

Основу корма северных оленей составляет так называемый олений мох или ягель. Ягелем обычно называют 3 вида кустистых лишайников: кладонию альпийскую (Cladoniaalpestris ,), кладонию лесную (С. sylvatica) и кладонию оленью (С. rangiferina). Однако олени охотно поедают и многие другие лишайники (другие виды Cladonia, Cetrariaislandica, С. cucullata, С. nivalis, Alectoriaochroleuca и т. д.). Всего олени используют в пищу до 50 видов лишайников, которые составляют 2/3 от общего количества корма, потребляемого ими на пастбищах. Олени одинаково охотно поедают лишайники и зимой и летом. Но если летом для них не менее важным кормом служат различные травы, листья полярной березы и ивы, а также ягоды и грибы, то зимой лишайники — почти единственный источник пищи для этих животных. Олени выкапывают лишайники из-под снега, а когда снежный покров бывает слишком глубок, скусывают лишайники, растущие на скалах, на стволах и ветвях деревьев, особенно повисающие кустистые лишайники (уснея, алектория, эверния и др.). Кормовая ценность лишайников определяется высоким содержанием углеводов, которые хорошо перевариваются и усваиваются оленями. Однако малое количество витаминов и недостаток зольных и белковых веществ делают лишайниковый корм неполноценным. Кроме того, олени плохо усваивают азотистые соединения, входящие в состав лишайников. Поэтому зимой северные олени, питающиеся в это время года преимущественно лишайниками, обычно сильно худеют, их кости становятся хрупкими, а жировые ткани размягчаются. Все это является результатом авитаминоза, а также азотистого и зольного голодания. Летом, когда рацион оленей пополняется различными травами и листьями кустарников, они быстро откармливаются и толстеют. Однако даже летом недостаток лишайников на летних пастбищах

Другая область практического применения лишайников — медицина. Первые сведения об использовании лишайников как лекарственных растений относятся к глубокой древности. Еще древние египтяне за 2000 лет до н. э. употребляли их для медицинских целей. Немало лекарств, изготовленных из лишайников, имела в своем арсенале средневековая медицина. Однако в то время приготовление этих лекарственных препаратов было основано не на знании химических особенностей лишайников, а скорее на мистических представлениях и предрассудках.

Без сомнения, нередко в подобном лечении с помощью лишайников было много абсурдного. Но во многих случаях лишайники, благодаря особенностям своей химической природы, оказывали на больного и положительное действие— как стимуляторы, поднимающие тонус организма, или как антибиотики. Так постепенно накапливался опыт в применении лишайников как лекарственных растений. Уже в XVIII в. их использовали в медицине на более научной основе, с учетом опытных данных; лишайники были внесены в списки лекарственных растений в официальные фармакопеи многих стран. Так, в 1749 г. известный шведский ботаник К. Линней упоминал о семи лекарственных лишайниках ( Lichensaxatilis, L. islandicus, L. pulmonarius, L. aphthosus, L. caninus, L. plicatus, L. cocciferus). Из первого лишайника (современное его название Parmeliasaxatilis ) в то время делали тампоны для остановки кровотечения из носа, из последнего (современное название Cladoniacoccifera ) готовили средство против кашля у детей.

В XIX в. список лекарственных растений пополнился новыми видами лишайников. В одном из обширных обзоров полезных и ядовитых растений земного шара, изданном в 1862 г., рекомендуется для применения в медицине 32 вида лишайников.

Антимикробные вещества, содержащиеся в ягеле, активны не только против стафилококков, стрептококков, гнилостных бактерий и других микроорганизмов, но и против туберкулёзной палочки, сохраняя при этом полезную микрофлору кишечника.

Выраженный антиоксидантный эффект ягеля, улучшение проницаемости клеточных мембран позволяет снизить уровень глюкозы в крови людей с сахарным диабетом II типа на 40-80%.

Лишайниковые вещества обладают и другими интересными с медицинской точки зрения свойствами. Например, известно антиопухолевое действие полипоровой кислоты и кардиотоническая активность пульвиновогодилактона. Кроме того, как показали экспериментальные исследования, лишайниковые вещества могут найти себе применение и в фитопатологии.

Сибирские учёные разработали уникальный продукт на основе съедобного лишайника ягеля оленьего, жизненно необходимый в условиях современной экологии. Содержание особого класса веществ, аминоβ–олигосахаридов, эффективно защищает организм человека от радиации, связывает и выводит токсины, нейтрализуя воздействие химиотерапии и сильнодействующих лекарств.

Амино β - олигосахариды снижают содержание холестерина и липидов в крови, избыток которого является причиной различного рода атеросклеротических заболеваний, и усиливают действие препаратов для снижения содержание холестерина.

Ягель очищает печень, почки, кишечник, поджелудочную железу, сосуды, лимфу и кровь от токсинов. Регулярное применение питания способствует омоложению организма, укреплению сердечной мышцы, нормализации артериального давления.

Со времен глубокой древности лишайники служили сырьем для получения красителей. Эти красители использовали для окраски шерсти и шелка. Основной цвет красителей, получаемых из лишайниковых веществ, темно-синий. Но добавка уксусной кислоты, квасцов и т. д. дает пурпурные, красные и желтые тона. Существенно, что краски из лишайников обладают особенно теплыми и глубокими тонами, хотя они и нестойки по отношению к свету.

6.Результаты исследования

Сбор лишайников.

Сбор лишайников и исследования проводились в сентябре и октябре 2012 года.

Собирали лишайники в заранее приготовленные конверты, полиэтиленовые пакетики и коробочки.

Перед закладкой образца в конверт, написали дату, время, место и погоду.

Не следует собирать их в сухом виде, лучше их смочить водой

Собирать лишайники лучше всего с субстратом – куском коры, древесины, горной породы, на котором они растут.

Нередко в дерновинке лишайников можно встретить два и более видов. Для определения надо брать индикаторный вид.

При наличии плодоношений брали слоевище с апотециями, что часто позволяет более быстро и более точно определить лишайник. Выбранное растение нужно отделить пинцетом от дерновинки и размочить в воде, т.к. зачастую только при этом условии оно приобретает естественные формы и цвет. Необходимо помнить, что плодоносящие растения часто не относится к виду, преобладающему на дерновинке, поэтому нельзя без проверки распространять определение, сделанное по растению с плодоношением, на всю дерновинку.

По внешним признакам определили принадлежность к отделу Лишайники. Вегетативное тело лишайника – таллом, или слоевище. (ПРИЛОЖЕНИЕ 2)

Осуществили сбор лишайников: осмотрели деревья, старые постройки, камни, поверхность земли и др.; собрали образцы лишайников с помощью ножа.

Определение лишайников начали с установления субстрата, на котором они собраны. Затем установили тип таллома и, пользуясь ключом, определили род, а затем и вид лишайника.

В ряде случаев при определении рассматривали срез таллома или апотеция. Срез приготовили лезвием безопасной бритвы, он должен быть тонким. Срез помещается на предметное стекло и рассматривается под десятикратным (или более) увеличением. Изображение сравнивается с рисунком, приведённым в книге. (ПРИЛОЖЕНИЕ 3)

В ходе исследования нами всего было выполнено 17 описаний. Для выяснения зависимости расселения лишайников от различных экологических факторов была проведена статистическая обработка материала.

Обследование провели по наличию лишайников на данной территории и собрали информацию о его обилии в разных точках. Кроме выявления видового состава, определили степень покрытия в процентах. ( ПРИЛОЖЕНИЕ 4)

* Степень загрязнения определена по концентрации углекислого газа в воздухе (Таблица 3)

Таблица 2. Классы чистоты атмосферного воздуха

Исследования

Очень сильное загрязнение

С(SO2) = 0,3 до 0,5 мг \ м ³

Лишайников нет, только мхи, Пармелия

С (SO2) = 0,1 до 0,3 мг \ м ³

Ризокарпон географический, Тукнерария Лаурера, Гетеродермия вздутая

ул.Промышленная, очистные сооружения

Относительно чистый воздух

C (SO2) = 0,01 - 0, .05 мг \ м ³

Шишконосная кладония, Бесформенная кладония

C (SO2) = 0,005 -0009 мг \ м ³

Шишконосная кладония, Бесформенная кладония, Пельтигера пупырчатая, Вульпицида Тилезия,

Ручей Черный, 25-ый км

Очень чистый воздух

Стройная кладония, Бесформенная кладония, Шиловидная кладония,

Для определения чистоты воздуха также использовали известковую воду, пропуская пробу воздуха через данный раствор. Результаты опытов отражены в Таблице 3

Таблица 3. Определение концентрации углекислого газа в воздухе на экспериментальных участках


Один из специфических методов мониторинга загрязнения окружающей среды — биоиндикация, определение степени загрязнения геофизических сред с помощью живых организмов, биоиндикаторов. Живые индикаторы не должны быть слишком чувствительными и слишком устойчивыми к загрязнению. Необходимо, чтобы у них был достаточно продолжительный жизненный цикл. Важно, чтобы такие организмы были широко распространены по планете, причем каждый вид должен быть приурочен к определенному местообитанию. Лишайники вполне отвечают всем этим требованиям. Они реагируют на загрязнение иначе, чем высшие растения. Долговременное воздействие низких концентраций загрязняющих веществ вызывает у лишайников такие повреждения, которые не исчезают вплоть до гибели их слоевищ. Это, видимо, связано с тем, что лишайники возобновляют свои клетки очень медленно, в то время как у высших растений поврежденные ткани заменяются новыми достаточно быстро. Биоиндикация имеет ряд преимуществ перед инструментальными методами. Она отличается высокой эффективностью, не требует больших затрат и дает возможность характеризовать состояние среды за длительный промежуток времени.

В наземных экосистемах для биоиндикации часто используют данные исследования лихенофлоры, так как лишайники являются весьма чувствительными индикаторами практически любого загрязнения воздушной среды. Процедура определения качества воздуха с помощью лишайников носит название лихеноиндикации.

Основные причины, обусловливающие малую устойчивость лишайников и их группировок к атмосферному загрязнению следующие:

  1. высокая чувствительность водорослевого компонента лишайников, пигменты которого под действием загрязнителей быстро разрушаются;
  2. отсутствие защитных покровов и связанное с этим беспрепятственное поглощение газов слоевищами лишайников;
  3. строгие требования к кислотности субстрата, изменение которой сверх определенного предела влечет гибель лишайников [1, 7].

В связи с тем, что лишайники поглощают воду всей поверхностью тела в основном из атмосферных осадков и отчасти из водяных паров, влажность слоевищ непосредственно и зависит от влажности окружающей среды. Таким образом, поступление воды в лишайники происходит, в отличие от высших растений, по физическим, а не по физиологическим законам. Недаром слоевище лишайников часто сравнивают с фильтровальной бумагой.

Индикация уровня и динамики загрязнения атмосферного воздуха с помощью эпифитных лишайников — один из многочисленных видов биоиндикации. Эпифитные лишайники предпочитают старые деревья, причем для них имеет значение поверхность коры. На крупнобугристой коре старых деревьев обычно селятся кустистые виды, реже встречаются листоватые и накипные. На слабоморщинистой коре молодых деревьев растут листоватые и накипные виды, а на гладкой коре поселяются в основном накипные лишайники. На частоту встречаемости лишайников влияет и кислотность субстанции. На коре, имеющей нейтральную реакцию, лишайники чувствуют себя лучше, чем на кислом субстрате. Этим объясняется различный состав лихенофлоры, на разных деревьях [4, 5].

Лихеноиндикационные исследования имеют как свои плюсы, так и минусы. К несомненным достоинствам нужно отнести низкие материальные затраты на их реализацию, оперативность, способность охватить значительные по площади территории, возможность получения достоверного интегрированного показателя степени нарушенности растительного компонента конкретно геосистемы под влиянием определенных негативных факторов, сопряженных во времени и локализованных в пространстве, лишайники очень медленно растут и долго живут, за ними легко ухаживать и их просто пересаживать, у лишайников нет сосудистой системы, виды лишайников варьируют к SO2 от очень чувствительных до невосприимчивых, лишайники более чувствительны к низким концентрациям SO2, чем высшие растения, отмечена хорошая корреляция между распространением лишайников и концентрацией SO2 в воздухе [2].

К недостаткам следует отнести слабую способность к регенерации, ответная реакция лишайников на воздействие высоких концентраций SO2 замедленная, подсчет и определение видов лишайников достаточно трудоемки, а также необходимость учета мультивариантности действия всех известных факторов среды в комплексе с антропогенным влиянием на лишайниковый компонент биогеоценозов (это справедливо в отношении всех без исключения живых объектов, а также естественных, смешанных и искусственных экосистем вообще) и невозможностью дать абсолютные значения концентрации поллютантов в воздухе в отличие от физико-химических методов.

Среди множества методов оценки состояния атмосферного воздуха определенное место приобрела индикация по состоянию лишайников. Такой метод достаточно прост и удобен для индикации атмосферного загрязнения. В ходе исследовательской работы было выбрано три участка в городе Грозный, где проводилась индикация на уровне видов.

В данном случае индикатом является воздушная среда в сравнении территории городской черты и лесного массива. А индикатором были выбраны древесные растения, подвергшиеся осмотру, такие как: тополь черный (Pópulus nígra), тополь серебристый (Pópulus álba), клён ясенели́стный (Acer negúndo), акация серебристая (Acacia dealbata Link), ясень обыкновенный (Fráxinus excélsior).

Предметом исследования стала индикация с помощью лишайников. Выбраны были эпифитные лишайники, т. е. лишайники, растущие на коре деревьев. Первый участок – это территория третьего корпуса ЧГУ. Здесь были рассмотрены древесные насаждения внутреннего двора и ботанического сада.

Всего на первом участке было изучено 24 древесных насаждений из которых лишь на 3 были обнаружены лишайники, что составляет 12,5 %. Это говорит о том, что качество атмосферного воздуха на данном участке низкое, но присутствие лишайников указывает на то, что степень загрязненности не самая высокая [6, 11].

Участком № 2 была выбрана ул. Маяковского, которая ведет к центральной части города и является перегруженной потоком автомобильного транспорта. В процентном соотношении здесь прослеживается следующая последовательность: Акация серебристая (Acacia dealbata Link), Тополь черный (Pópulus nígra), Тополь серебристый (Pópulus álba), Ясень обыкновенный (Fráxinus excélsior) и Клён ясенели́стный, или (Acer negúndo). При тщательном осмотре лишь на 1 из 26 рассмотренных деревьев были обнаружены лишайники, что свидетельствует о повышенном индексе загрязнения воздуха [8, 13].

Для сравнения, третий участок необходимо было выбрать максимально чистую и незагрязненную зону. Таким участком выбран Старосунженский лесной массив.

Лишайники на стволах деревьев вдоль дороги по ул. Маяковской встречаются очень редко и находятся в более угнетенном состоянии, чем лишайники на территории двора третьего корпуса ЧГУ. Частота встречаемости и относительная численность лишайника — пармелии и ксантории на территории двора третьего корпуса университета значительно выше, чем по ул. Маяковского.

Воздушная атмосфера г. Грозный в районе ул. бульвара Дудаева (3 корпус ЧГУ) и ул. Маяковской чаще всего загрязняется выбросами предприятий жилищно-коммунального хозяйства и автотранспорта, в которых содержатся такие вредные соединения как оксиды углерода, серы, азота, сажа, бензопирен, альдегиды и другие вещества, которые попадая в воздух, плохо влияют на все живые организмы. Таким образом мы пришли к выводу, что на участке № 1 общее количество лишайников составило 12 %, на участке № 2–3,8 % и на участке № 3–100 %.

Максимальное количество лишайников было отмечено на участке № 3-это Старосунженский лесной массив, по статистическим параметрам лихеноиндикации атмосферный воздух в этом районе наименее загрязнен и является самым чистым. Восемь процентов от всех изученных видов древесной растительности пришлось на участок № 1 – это территория третьего корпуса Чеченского госуниверситета. Здесь показания лихеноиндикации свидетельствуют, что загрязненность атмосферного воздуха не является критическим в отличие от участка № 2 по ул. Маяковского, где степень загрязненности воздуха в сравнении с предыдущими участками максимальная [10, 12].

Из-за большого потока автотранспорта по ул. Маяковского в воздушной среде образуется большое количество окиси углерода, окислов азота, углеводородов, двуокиси серы, твердых частиц и бензпирена, к которым очень чувствительны лишайники. Поэтому большое содержание вредных веществ в атмосферном воздухе обуславливает отсутствие лишайников на древесных насаждениях вдоль по ул. Маяковского [3, 9].

Результаты проведенного исследования показали, что из эпифитных лишайников, на стволах деревьев г. Грозный были обнаружены листоватые и накипные лишайники. Из разновидностей листоватых были представлены пармелия и ксантория, а из накипных –леканора. Лишайники на стволах деревьев в лесной зоне обладают явным преимуществом как в количественном отношении так и в качественном.

По результатам собственных наблюдений можно сделать вывод и оценить чистоту атмосферного воздуха в городе. Чем больше антропогенная нагрузка на территорию, тем скуднее лишайниковая флора и более загрязнен воздух.

Основные термины (генерируются автоматически): лишайник, атмосферный воздух, участок, воздушная среда, грозный, ствол деревьев, атмосферное загрязнение, помощь лишайников, слоевище лишайников, Старосунженский лесной массив.

Похожие статьи

Определение качества воздуха в д. Ирсаево Мишкинского района.

Оценить состояние воздуха можно при помощи метода лихеноиндикации, так как лишайники чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха.

Шкала качества воздуха по проективному покрытию лишайниками стволов деревьев.

Загрязнители проникают в слоевища лишайников из атмосферы вместе с осадками и пылью, более того, осадки насыщаются загрязняющими веществами, проходя через кроны деревьев и стекая по стволам и ветвям.

Лишайники – индикаторы чистоты воздуха

Лишайники очень чувствительны к загрязнению атмосферного воздуха. По наличию лишайников, их многообразию и обилию можно судить о чистоте воздуха. Этот метод называется биоиндикация, или лихеноиндикация.

Метод биоиндикации загрязнения окружающей среды на примере.

древесный ствол, рекреационная зона, высота, лишайник, окружающая среда, изучение лишайников, закономерность распределения лишайников, Дерево, вид лишайников, близость почвы.

Эпифитные лишайники родов Usnea, Evernia и Lobaria, как.

Атмосферные загрязнители и их влияние на эпифитные. На частоту встречаемости лишайников влияет и кислотность субстанции. При тщательном осмотре лишь на 1 из 26 рассмотренных деревьев были обнаружены лишайники.

Некоторые предложения по озеленению учреждений.

Сатуева Л. Л. Оценка состояния атмосферного воздуха селитебных территорий при помощи лишайников.

Убаева Р. Ш., Сатуева Л. Л., Гакаев Р. А. Биоиндикационные методы исследования состояния атмосферного воздуха г. Грозного.

Некоторые подходы к оценке состояния атмосферного воздуха.

Общий объем выбросов в атмосферный воздух загрязняющих веществ от стационарных источников составил 132,643 тыс. тонн. Наибольший вклад в загрязнение воздушной среды вносят оксид азота и углерода [6, 13].

Состояние флоры и сосудистых растений в зависимости от.

4. Данные таблицы 3 показывают, что среднее проективное покрытие лишайниками стволов деревьев данной пробной площадки равно 53,7 %. Атмосферный воздух чистый. Видовое разнообразие водных моллюсков Гомельского района.

Влияние нефтяного загрязнения почв на формирование.

Атмосферные загрязнители и их влияние на эпифитные. Они реагируют на загрязнение иначе, чем высшие растения. отсутствие защитных покровов и связанное с этим беспрепятственное поглощение газов слоевищами лишайников.

Лишайники способны заселять практически любые субстраты, если только они располагаются неподвижно. По этому признаку различают эпилитны/е лишайники, которые поселяются на поверхности камней, эпигейны/е - на поверхности почвы, эпиксильны/е - на разлагающейся древесине, эпи- фитны е - на коре деревьев и многие другие. При этом часть видов способна жить на разных субстратах, тогда как другие заселяют только определенный тип, поэтому каждая группа делится внутри себя на более мелкие подгруппы, живущие на определенных типах горных пород, видах деревьев, типе почв и т.д. Эпилитные формы часто представлены накипными лишайниками. Вместе с ними можно встретить листоватые, но кустистые очень редко. Эпигейные лишайники обычно поселяются на очень бедных почвах, часто сильно закисленных (рН = 3), на которых растения не выживают. Среди таких форм много кустистых лишайников.

Структура и состав коры заселяемого дерева оказывают большое влияние на видовой состав эпифильных лишайников, которые избирательно заселяют только определенные виды.

Лишайники очень требовательны к освещению, так как синтез органических веществ у них осуществляется фототрофным фикобионтом. Потребность в свете у разных лишайников неодинакова. Большинство видов предпочитают хорошо освещенные места, но имеются и тенелюбивые. При этом нужно помнить, что водоросли, входящие в состав лишайника сильно затенены гифами гриба, поэтому значительная часть света не используется. Очень часто лишайники можно обнаружить в тех местах, где растения жить не могут, в то же время более комфортабельные места обитания остаются неосвоенными. Объяснением этому является то обстоятельство, что лишайники значительно менее (примерно в 15 раз) эффективно ассимилируют органические вещества, чем растения, поэтому конкурировать с последними они не могут и заселяют недоступные для растений места.

Большинство лишайников способны длительное время переносить недостаток увлажения и по этому показателю превосходят растения. Однако вода им все же необходима, и они поглощают ее извне, причем не только в жидком виде, но и в виде паров из атмосферного воздуха. Некоторые виды могут жить и под водой, заселяя периодически затопляемые места.

Значение температуры среди других абиотических факторов менее велико. Лишайники удивительно выносливы и могут переносить как высокие (+50 . +60С в пустынях), так и низкие (ниже -50С в Арктике и Антарктике) температуры. Причем фотосинтез может проходить при отрицательных температурах. Например, установлено, что у арктических видов происходит активное поглощение углекислого газа при -10°С и продолжается даже при -25°С, что невозможно для растений. Антарктические виды живут при ежедневных отрицательных температурах (даже летом). Однако при высоких температурах (свыше +35°С) фотосинтез у лишайников прекращается, тогда как у высших растений углекислый газ фиксируется и при большей жаре (до +50С). Оптимальные температуры видоспецифичны, но у большинства видов фотосинтез наиболее интенсивен при +10 . +25С.

Считается, что лишайники чрезвычайно остро реагируют на загрязненность воздуха, поселяясь лишь в экологически чистых местах. Действительно, некоторые виды не выдерживают малейшего загрязнения, и если оно имеет место, быстро погибают. Однако некоторые виды успешно приспосабливаются к этому фактору и способны жить даже в сильно загрязненных городах, причем отдельные формы даже предпочитают именно такие условия. Наименее выносливы кустистые лишайники, которые при усилении загрязнения воздуха погибают первыми, затем погибают листоватые, самыми выносливыми являются накипные формы.

Наиболее опасны для лишайников соединения серы (главным образом двуокись серы). Так, например, при концентрации этого вещества 0,08 - 0,10 мг/м3 гибнут почти все виды лишайников. Отрицательное воздействие на лишайники оказывают и многие другие загрязнители воздуха.

Конкурентоспособность лишайников в борьбе с растениями невелика. Она ограничивается выделением различных веществ (например, лишайниковых кислот), ограничивающих прорастание семян и развитие корневой системы проростков. На взрослые растения лишайники почти не оказывают влияния, напротив, растения обычно вытесняют лишайники. Основной причиной этого является чрезвычайно медленный рост лишайников. Наиболее быстро растут кустистые и листоватые формы, например, кустистый лишайник рамалина сетчатая в среднем по влажности году вырастает на 36,5 мм, а в наиболее влажные годы - до 90 мм. Значительно медленнее растут накипные лишайники (особенно растущие на камнях), например, в арктических широтах ризокарпон географический прибавляет за год всего 0,25 - 0,5 мм. Столь медленный рост объясняет, почему большая часть слоевищ, которые можно встретить, имеют довольно почтенный возраст (около 50 лет), несмотря на скромные размеры.

Значение лишайников в природе достаточно велико, поскольку они способны расти даже там, где не могут жить растения. Первыми заселяя безжизненные субстраты, они участвуют в процессах почвообразования, что делает возможным дальнейшее поселение растений. Лишайники поглощают минеральные вещества из каменистого субстрата, включая их тем самым в биологический круговорот. Талломы лишайников создают условия для формирования сообществ различных организмов (среди них находят себе убежища различные беспозвоночные).

Определенное воздействие на другие организмы оказывают различные вещества, выделяемые лишайниками. Это прежде всего лишайниковые кислоты, которые могут выделять только лишайники, но неспособны специально выделенные микобионты, или фикобионты. Установлено, что деревья, покрытые лишайниками, в меньшей степени страдают от разрушительной деятельности грибов, питающихся древесиной, поскольку лишайники выделяют вещества, которые подавляют рост гриба.

Лишайники накапливают в себе значительное количество энергетически ценных веществ, что делает их весьма привлекательными для многих животных, питающихся ими. Особенно большое кормовое значение лишайники имеют в тундровых и лесотундровых областях, где составляют значительную часть покрова. Именно лишайники являются основой рациона северных оленей - важных полудомашних животных оленеводческих народов Севера.

К сожалению, промышленное производство, сопровождаемое вредными выбросами в атмосферу, приводит к сокращению численности лишайников, особенно в городах. Небрежное, а часто даже преступное отношение к природе в ходе освоения нефтяных и газовых месторождений влечет за собой загрязнение огромных территорий, от чего страдают, в первую очередь, лишайники. Даже обычный след от гусениц прошедшего по тундре вездехода наносит лишайниковому покрову раны, которые будут зарастать долгие десятилетия. Поэтому лишайники нуждаются в срочной и долговременной программе по их защите.

Смотрите также:

Закономерности взаимоотношений живых существ с окружающей средой изучает экология.
До 1850 г. в стране были известны только светлые березовые пяденицы – под цвет лишайников.

. организмов, древесных, кустарниковых, травянистых и других растений (мхов, лишайников и т.п.)*. Следует
ЭКОЛОГИЯ — наука, изучающая условия существования живых организмов .

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

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.

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.

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.

Читайте также: