Расскажите о роли лишайников в природе какие вредные химические вещества могут накапливать лишайники

Обновлено: 05.10.2024

Лишайники растут очень-очень медленно и живут, если условия благоприятны, сотни лет. Ученые давно заметили это свойство лишайников накапливать различные вещества, "забирая" их из внешней среды, чаще с дождями, росой, влагой туманов. Поэтому лишайники используют, как растения - индикаторы.

Так, в слоевище лишайников были обнаружены радиоактивные вещества, например, радиоактивный цезий.

Кроме того, они накапливают опасные для здоровья человека соли тяжелый металлов - диоксид серы, соединения фтора, оксиды азота и ряд других. Если лишайники произрастают в зоне промышленных предприятий с выбросом во внешнюю среду, вдоль автодорог и железных дорог, то они впитывают вредные вещества от предприятий и транспорта.

Так, в слоевище лишайников были обнаружены радиоактивные вещества, например, радиоактивный цезий.

Лишайники - это симбиотический организм, представляющий собой "сожительство" грибов и бактерий. Именно бактерии помогают развиваться лишайникам на подобных поверхностях, так как получают почти все необходимые вещества из воздуха (в котором содержится необходимая для их развития влага и многие необходимые вещества).

В учебнике биологии написано:

Лишайники уникальные в своем роде объекты живой природы, которые оказываются симбиозом водорослей и грибов. На самом деле лишайники очень неприхотливые и не требовательные к местам обитания. они могут жить и на крайнем севере и в пустыни, они вырастают при высоких температурах и жестком ультрафиолетовом излучении. Лишайники можно встретить практически в любом уголке нашей планеты.

Объясняется эта их устойчивость к неблагоприятным условиям очень медленным ростом и способность извлекать влагу практически отовсюду.

Но есть места, где лишайники все-таки встречаются очень редко. Это места с химическим загрязнением воздуха и почвы. Лишайники не растут возле автострад и вблизи промышленных предприятий именно из-за повышенного загрязнения окружающей среды.

Лишайники могут жить в неблагоприятных условиях, например, на скалах. Отмирая, они образуют слой гумуса, благодаря которому на их месте могут вырастать другие растения.

Один из кустистых лишайников, "олений мох" или ягель, является основным кормом для северных оленей, которые могут доставать его из-под снега.

Лишайники - это ничто иное, как живые организмы, которые растут практически на всех континентах Земного шара и даже в очень суровых климатических условиях, например в Антарктиде. Размеры и длина этого необычного растения завит от места, где они произрастают и могут варьироваться от трех сантиметров до метра. Лишайники очень живучи и вполне себе могут существовать там, где другие растения жить не могут, так как влагу могут поглощать всей поверхностью своего тела. Поэтому их нередко можно встретить в тундре и пустыне, в горах, в лесах, на деревьях и на отвесных скалах. Даже в тех регионах, где постоянно лежит снег и холодно, лишайник имеет способность впитывать в себя воду, растопляя снег, благодаря уникальности своего тела, способного нагреваться от высокой солнечной радиации.

И в самом деле, лишайники представляют собой возможно самый первый и самый удачны опыт симбиоза двух живых организмов, которые вместе стали совершенно иным биологическим видом. Ведь лишайник - это соединение гриба и водоросли, существо, в котором под прочным хитиновым покровом гриба прячутся нежные, любящие избыток влаги водоросли автотрофного типа. Причем различают два вида лишайников - те у которых водоросли разбросаны по телу хаотичными колониями и те, у которых слои водорослей и тело гриба упорядоченны. Гриб служит защитником для водорослей, от солнца и высыхания, кроме того грибы перерабатывают органические вещества, которые вырабатывают водоросли, которые в свою очередь получают от грибов минеральные вещества.

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:

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.
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.

Лишайники - это группа организмов тело которых образует два организма: водоросль и гриб.

2. Что такое симбиоз, какие организмы образуют лишайники?

Симбиоз – это взаимовыгодная форма отношений между организмами, когда оба извлекают пользу от совместного существования. Тело лишайника состоит из двух частей: автотрофной – представленной водорослью и гетеротрофной – представленной грибом.

3. На какие группы по внешнему строению делят слоевище лишайников?

Различают три типа слоевищ: накипные или корковые – покрывающие тонким плотным слоем место обитания; листоватое слоевище в форме пластинок, распростертых по субстрату и срастающихся с ним; кустистое слоевище – слоевище в виде столбиков или лент, сильно разветвленное и срастающееся с субстратом лишь у основания.

4. В чем особенности строения слоевища кустистых лишайников? Нарисуйте схему.

5. Каковы функции гриба и водоросли в организме лишайника?

Гифы гриба выполняют функцию корней: крепят лишайник к субстрату (выросту – ризоиды) и поглощают из окружающей среды воду и растворенные в ней минеральные вещества. А клетки водорослей выполняют роль фотосинтезирующей части, где проходит процесс фотосинтеза и накапливаются питательные вещества.

6. Как размножаются лишайники?

В основном лишайники размножаются вегетативно – частями слоевища. Однако они могут размножаться и спорами, которые образуются половым и бесполым путем.

7. Где обитают лишайники? Какие физические факторы среды ограничивают их распространение?

Лишайники встречаются во всех биогеографических зонах, особенно в умеренных и холодных областях, а также в горах. Лишайники способны выносить длительное высушивание и низкие температуры.

8. Расскажите о роли лишайников в природе. Какие вредные химические вещества могут накапливать лишайники?

Как автотрофные компоненты природных систем, лишайники аккумулируют солнечную энергию, образуя биомассу. В тоже время лишайники разлагают органические вещества до минеральных. В тундре лишайники служат кормом. Так же лишайники могут служить индикаторами чистоты воздуха, так как они способны накапливать в себе загрязняющие вещества.

9. В чем отличия симбиоза гриба и водоросли в лишайнике от симбиоза клубеньковых бактерий и растений, на корнях которых они поселяются?

В том что в лишайнике отсутствие одного из симбионтов приводит к гибели лишайника. Бактерии же просто обеспечивают бобовые растения атмосферным азотом.

10. Составьте развернутый план параграфа.

- общая характеристика типа;

- характеристика внешнего строения и типов слоевища (накипной, листоватый и кустистый);

Читайте также: