На старых деревянных заборах и домах часто появляются странные наросты, они бывают разного размера, разного цвета, чаще невзрачные, серые, но встречаются ярко - желтые. Если приглядеться к наростам повнимательнее, можно разглядеть, что они разные по форме: одни похожи на скопление чешуек, другие на розетки листьев, третьи выглядят как безлистные кустики. Все это лишайники, которые не сразу заметишь, они не привлекают внимание, на первый взгляд можно подумать. что они мало интересны, подумаешь. наросты на бревнах. Однако за малопримечательной внешностью скрывается множество загадок.
Ученые долго думали, к какой же группе отнести лишайники, их объединяли, то с водослью, то с грибами, то со мхами. Даже называли "ХАОСОМ ПРИРОДЫ" и уже отчаялись дать определение, что же такое лишайники. В 1867 году произошло удивительное открытие : немецкий ученый Симон Швендер выяснил, что на самом деле не единственный организм, а сожительство - симбиоз 2-х разных организмов - гриба и водоросли. Иногда даже 3-х организмов, т.к. в некоторых лишайниках сожительствуют водоросли 2-х разных видов.
Слово "СИМБИОЗ" происходит от греч. слова "симбиосис" - "совместная жизнь" - сожительство 2- х или более организмов, при которых они связаны друг с другом извлекая выгоду из совместного существования. Организмы, находятся в симбиозе, называются "СИМБИОНТАМИ".
Известно, что лишайник состоит из плотно переплетенных грибных гиф (ниточек образующих грибницу), между которыми находятся клетки водорослей. но гриб + водоросль еще не = лишайник : при сложении таинственно меняется свойства, возникая непонятно откуда для ученых свойства нового организма, присущие только лишайникам.
Ученые провели эксперимент: из лишайника выделили гриб и водоросль, выращивая их в лаборатории, внимательно изучали. Потом пытались их соединить, исследуя то что получилось. но в лабораторных условиях ничего не вышло, зато прояснилось, что что лишайник - особая форма жизни, совершенно не схожая ни с одним видом, отличающаяся и от гриба и от водоросли по внешнему виду и строению. В лишайнике содержатся лишайниковые кислоты - вещества, которых нет в составляющих их симбионтах, взятых по отдельности.
ТАК как же ГРИБ и ВОДОРОСЛЬ (такие разные организмы) УЖИВАЮТСЯ ВМЕСТЕ?
Водоросли - автотрофы, т.е. способны к фотосинтезу ит сами производят органическое вещество. Грибы - напротив - гетеротрофы, не могут производить органическое вещество и питаются только тем, на чем растут. В случае с лишайником такой питательной средой служат водоросли.
Гифы грибов плотно оплетают клетки водорослей и даже проникают внутрь, в этом случае клетка водоросли умирает, а гриб постепенно переваривает её содержимое. Что бы защититься от гриба клетка водоросли делится очень быстро. При делении клеточная стенка разделяет клетку водоросли так, что прикрепленная к ней гифа гриба осталась только на 1 её половине, а в2-я была свободной, т.е., чтобы гифа не захватила всю клетку, поэтому в лишайнике поддерживается равновесие между обоими компонентами : гриб растет медленно, но верно ест водоросль, а водоросль размножается быстро. В едином организме это считается не борьбой, а способом сосуществования, ведь грибу не выгодно съесть все клетки водоросли, если это произойдет, весь лишайник погибает, вместе с ним погибает гриб.
Было выдвинуто множество теорий и гипотез по поводу взаимоотношений между грибом и водорослью в составе лишайника. Одни ученые считают, что гриб паразитирует на водоросли, другие считают что это взаимовыгодное сотрудничество. Однако, оказалось что все ещё сложнее: действительно, гриб паразитирует на водоросли, но этот паразитизм не приводит к гибели всех клеток водоросли, но и стимулирует рост последней.
Как УСТРОЕН ЛИШАЙНИК?
Тело лишайника не разделено на органы, такое тело называют слоевищем. Слоевище может быть разной формы.Самые примитивные имеют слизистые слоевища, у которых нет определенной формы, чаще всего это корочка на камнях. При увлажнении способны впитать воды в 20-30 раз больше, собственной массы.) слоевища разбухают и становятся похожими на студень или желе. К слизистым лишайникам относится, к примеру, лептогиум, поселяющийся в горах на корнях деревьев или на поросших мхами скалах.
Более сложные лишайники, к примеру ризокарпон географический, обладают накипным слоевищем. Ризокарпон живет в горах и на скалах , его слоевище почти невозможно отделить от горной породы, настолько сильно оно врастает в камни. Даже в гербарий ризокарпон приходится закладывать вместе с кусочком камня. Вот такое слоевище, неотделимое от поверхности, на которой оно обитает называют накипным. Накипные лишайники встречаются не только на камне, но и на коре деревьев.
О том, что когда то лишайники относили ко мхам говорят их названия, некоторые, особенно распространенные лишайники в народе называют мхами, например исландский или олений мох.
В накипных слоевищах водоросли находятся в верхней части , куда проникает достаточно света, что бы водоросли могли фотосинтезировать и "кормить" весь лишайник. Для того что бы площади для водорослей было больше, на теле лишайника стали проявляться различные выросты в виде чешуек и веточек.
У некоторых видов лишайников чешуйки увеличились в размерах и стали похожи на листики. Получились листоватые слоевища. Лишайники с такими слоевищами прикрепляются к поверхности, на которой они обитают, ризоидами ( выростами гиф). Поэтому в отличие от накипных, листоватые слоевища можно легко сорвать. Листоватые слоевища имеют лишайники из рода пельтигера.
Если смотреть на слоевище листоватого лишайника в разрезе, можно увидеть что сверху расположено наиболее наиболее плотное переплетение гиф - верхняя кора. Под ней находится слой гиф клетками водорослей, ниже - слой гиф, образующих нижнюю кору, на которой могут развиваться ризоиды.
У других лишайников на слоевищах стали появляться выросты в виде веточек. Такие слоевища называют кустистыми. Они оказались более пригодными для жизни , т.к. фотосинтезирующий слой в них находится по всей поверхности. Поскольку рост лишайников в основном зависит от работы водоросли, им необходимо увеличивать площадь на которой располагается водорослевые клетки, при этом уменьшается доля гриба. Поэтому у некоторых видов кустистых лишайников разрушается сердцевина веточек, где находятся гифы гриба. Такие веточки, пустые внутри, можно увидеть у лишайников уснеи, свисающего с деревьев сине-зелеными "бородами".
Кустистые лишайники получаются тогда, когда чешуйки закручиваются в трубочки. Слоевища кустистых кладоний часто вообще не прикрепляется к субстракту, а лежат на поверхности почвы, плотно сцепившись между собой веточками.
ЛИШАЙНИКИ - ЭКСТРЕМАЛЫ.
Не смотря на сложные взаимоотношения между грибом и водорослью, такая форма жизни, как у лишайника, очень выгодна в суровых условиях. Лишайники обладают совершенно уникальным свойством выживать, они первыми заселяют голые скалы, могут выживать в пустыне, высоко в горах, даже в Антарктиде (о чем уже говорилось в предыдущей теме). В экстремальных местах обитания им нет равных!
В снегах Южного полюса их окраска темного цвета, поскольку темное слоевище быстро нагревается на солнце и снег вокруг него тает, получившуюся воду лишайник использует для фотосинтеза. Кроме того, темные пигменты (красящие вещества) защищают слоевище от вредного ультрафиолетового излучения, очень сильного в прозрачной атмосфере Антарктики.
Чем выше в горы, тем меньше встретишь там растений, лишь голые валуны и скалы, но если приглядеться, можно заметить что камни как налетом покрыты зеленовато-желтыми, оранжевыми, черными и серыми пятнами - это все накипные лишайники, почти полностью вросшие в скалы и камни. Обдуваемые всеми ветрами, сжигаемые ультрафиолетовым излучением - они настоящие первопроходцы новых территорий для жизни растений. Их гифы глубоко проникают в породу, выделяя особые едкие кислоты, растворяют её. Воду они получают из дождей и туманов. За ночь слоевище лишайников впитывает воду и утром, с первыми лучами солнца, приступает к фотосинтезу. водоросли трудятся изо всех сил, ведь время для активного питания очень коротко. Солнце поднимается всё выше, печет сильнее, лишайники теряют воду. К полудню слоевище почти полностью высыхает. Фотосинтез останавливается: без воды все жизненные процессы прекращаются. Лишь к вечеру, когда вершины гор покрываются облаками, лишайник впитывает новую влагу и ждет начала следующего утра. Суровые условия, но накипи лишайника разрастаются по скалам. Они отвоёвывают территорию готовя место для более высших растений: те поселяются на почве, питаясь останками мертвых лишайников. Можно с уверенностью сказать, что лишайники созданы Живой Природой, как первопроходцы!
В экстремальных условиях лишайники растут медленно, зато очень долго живут. У ризокарпона географического прирост составляет доли миллиметра в год, но проживает он не 1 сотню лет. По сравнению с накипными кустистые и листоватые лишайники растут быстро - 1-2 мм. в год, обитают не только на камнях. но и на почве, других растениях. Старые заповедные леса - настоящее царство лишайников: они свисают с деревьев сизыми и зеленоватыми бородами, облепляют стволы опавшие ветки. на стволах деревьев лишайнику удобно,: их не затеняют травы, не вытаптывают животные. Дереву лишайник вреда не приносит, потому что все необходимое получает из атмосферы, но зато лишайники выделяют лишайниковые кислоты, при помощи которых подавляются вредные бактерии и грибы. Деревья, на коре которых растет много лишайников меньше болеют.
Есть лишайники, (к примеру пельтигера пупырчатая) в составе которых не 1, а 2 вида водорослей. Кроме основной водоросли- кормильца там живут еще сине-зеленые водоросли, селятся они внутри особых выростов, образованных гифами гриба в слоевище ( выросты похожи на бородавки). Сине-зеленые водоросли в этом симбиозе очень полезны: они снабжают лишайник важным элементом - атмосферным азотом.
Лишайник гетеродермальная красивая ( прекрасная) относится к исчезающим видам.
Изящные кустики кладонии звездчатой.
Представьте себе, что Вы наткнулись на каменные развалины замка, о котором ничего не написано в летописях, или все летописи давно сгорели, но очень интересно узнать, когда он был построен. в этом случае на помощь приходит лишайник - долгожитель, он является живым свидетельством летописи Природы. Следует найти неподалеку какое либо сооружение, дата которого точно известна, на камнях сооружения определить лишайники и замерить их размеры (самые крупные слоевища, потому что чем крупнее, тем старше). После этого вычислить зависимость диаметра слоевищ от даты постройки, т.е. на сколько мм. в год вырастал лишайник - задача почти решена: зная названные цифры, измеряется старый лишайник на замке и рассчитывается год его постройки, это конечно не будет точной датой, но все равно можно узнать приблизительную дату не позднее. чем замок был построен. Таким же способом ученые определяют возраст горных пород, высвобождающихся после таянья ледников.
В тундрах и на высокогорных пустошах много напочвенных лишайников, почвы крайне бедны, корневые системы растений густо пронизывают их в поисках минеральных веществ, но поверхности растения расположены редко. Это пустые участки между побегами растений занимают лишайники, им не нужно ничего поглощать из почвы - все необходимое поступает из атмосферы с осадками.
Исландский мох (центрария исландская) и олений мох - ягель ( группа видов кладоний) в тундре ей кормятся северные олени, хоть эти лишайники содержат мало витаминов, но когда травы завяли, а с кустарника опали листья, лучшего корма не придумаешь. К тому же центрария обладает лекарственными свойствами.
Размножение лишайников своеобразно, ведь оно должно проходить у совершенно разных организмов. У одних лишайников гриб размножается отдельно. На слоевищах лишайника он образует плодовые тела, в которых созревает множество спор, они мелкие и легкие, легко сдуваются ветром и смываются водой, так куда же они попадут? Очень важно. на каком субстракте они окажутся, ведь у всех разные вкусы. Лишайникам - эпилитам, обитающим на камнях комфортно на коре березы, лишайникам - эпифитам, поселяющимся на ветвях деревьев вряд ли может понравится на голом камне.
Предположим, что споре посчастливилось и она оказалась на подходящем субстрате, произрастая вытягивается тонкая ниточка - грибная гифа, которая ветвится во все стороны посылая такие же тонкие ниточки "ищущие " гифы. Так что же они ищут? Они ищут одноклеточные зеленые водоросли, это является его основной задачей - оплести её гифами. Если водоросль не оказывается поблизости гриб погибает, но если находится. гриб оплетет вокруг нее гифы и начнет выделение вещества, заставляющего клетку делиться. Новые клетки симбиота так же оплетаются гифами, и вот уже прорастает тело нового лишайника.
Такой способ размножения не надёжен, поэтому спор у лишайника образуется множество - несколько десятков тысяч, быть может только 1 удастся найти подходящий субстрат, водоросль и дать начало новому лишайнику. По такому способу размножения можно судить о возникновении симбиоза между грибом и водорослью , приведшими к появлению лишайников. В отличие от позвоночных животных, имеющих твердый скелет или высших растений, имеющих споры с твердой оболочкой и одревесневающие ткани, лишайники почти никогда не сохраняются в ископаемом состоянии. Однако, по громадному разнообразию видов лишайников ( более 20 000 видов) можно предположить. что симбиотические отношения древние. когда то давно грибы паразитировали нка водорослях. питаясь ими, но со временем выжили лишь формы, сумевшие не убивая клетку водоросли войти с ней в содружественный симбиоз.
Гифы гриба сначала беСпорядочно переплетенные, стали постепенно приобретать форму: водоросли переместились в верхний слой слоевища, куда попадало достаточно света. Затем, для увеличения фотосинтезирующей поверхности, слоевище стало менять формы. На простой накипи образовались выросты, позже превращающиеся в листоваты или кустистые слоевища, как у ягеля.
В 2018 году вышел фильм, сюжет которого рассказывает про симбионта "Venomа". Подселенец ("инопланетный организм") делает своего хозяина "странным, злым и жестоким, но не уязвимым", подселенец питается за счет организма - донора...
Способ размножения, где споры гриба отдельно не всегда пригоден: водоросли - симбионты многих видов лишайников в свободном состоянии в природе не встречаются. Это означает, что гифа гриба не найдет нужную водоросль и лишайник не произрастет. Здесь необходим иной подход. что бы гриб и водоросль распространились одновременно, на многих лишайниках образуются комочки, состоящие из 1-2-х клеток водоросли , оплетенных гифами гриба. На поверхности слоевища они заметны в виде мучнистого налета - эти комочки зачатки будущих лишайников - разносятся ветром или животными. Попав в благоприятные условия дают начало новому организму симбиотическому организму.
Некоторые лишайники вовсе не имеют специальных органов размножения, хрупкость и медленная скорость роста делают лишайники уязвимыми растениями. люди активно осваивают северные земли: строят поселки, дороги, трубопроводы, промышленные предприятия. Все это губительно для тундры и лишайников. Лишайники и мхи защищают почву от избыточного прогревания летом, когда оттаивает вечная мерзлота. след колеи разрезает гифы лишайника, оставляя зияющие раны на оттаивающем льду. Такие раны заживают по многу десятков лет, оплетаясь обратно гифами гриба. В таких местах на пострадавшем участке оттаивает вечная мерзлота, появляются лужи и небольшие озерца. Ни одно растение там поселиться уже не может, тундра превратится в болото.
ЛИШАЙНИКИ в ЦЕНТРЕ ГОРОДОВ.
С помощью лишайника можно узнать, насколько чист воздух в р-не дома. Если есть лишайник - это замечательно. Лишайник крайне чувствителен к загрязнению атмосферы, поэтому его в больших городах почти нет, там загрязнен воздух машинами, промышленными предприятиями. Так возникают "лишайниковые пустыни". Убежищами для лишайников служат лесопарки и парки, оттуда, если вдруг город станет чище лишайники смогут вернуться на свои прежние места обитания, даже в центр города.
В Лондоне и Париже после введения законов направленных на улучшение состояния воздуха стали прививать лишайниковые культуры, в основном в виде граффити, подобную практику переняла и Москва, но без улучшения состояния воздуха.
На текущий момент лишайник крайне редкие гости в больших городах. В Красную книгу Московской области занесены 24 вида лишайников! В пределах садового кольца ( практически принудительно) осталось 2 вида лишайников, на западе и северо-западе Москвы воздух чуть чище, здесь можно отыскать более 30-ти видов лишайников
ЛИШАЙНИКИ - " ХАОС ПРИРОДЫ".
На старых деревянных заборах и домах часто появляются странные наросты, они бывают разного размера, разного цвета, чаще невзрачные, серые, но встречаются ярко - желтые. Если приглядеться к наростам повнимательнее, можно разглядеть, что они разные по форме: одни похожи на скопление чешуек, другие на розетки листьев, третьи выглядят как безлистные кустики. Все это лишайники, которые не сразу заметишь, они не привлекают внимание, на первый взгляд можно подумать. что они мало интересны, подумаешь. наросты на бревнах. Однако за малопримечательной внешностью скрывается множество загадок.
(такие разные организмы) УЖИВАЮТСЯ ВМЕСТЕ?
Водоросли - автотрофы, т.е. способны к фотосинтезу ит сами производят органическое вещество. Грибы - напротив - гетеротрофы, не могут производить органическое вещество и питаются только тем, на чем растут. В случае с лишайником такой питательной средой служат водоросли.
Тело лишайника не разделено на органы, такое тело называют слоевищем. Слоевище может быть разной формы.Самые примитивные имеют слизистые слоевища, у которых нет определенной формы, чаще всего это корочка на камнях. При увлажнении способны впитать воды в 20-30 раз больше, собственной массы.) слоевища разбухают и становятся похожими на студень или желе. К слизистым лишайникам относится, к примеру, лептогиум, поселяющийся в горах на корнях деревьев или на поросших мхами скалах.
Если смотреть на слоевище листоватого лишайника в разрезе, можно увидеть что сверху расположено наиболее наиболее плотное переплетение гиф - верхняя кора. Под ней находится слой гиф клетками водорослей, ниже - слой гиф, образующих нижнюю кору, на которой могут развиваться ризоиды.
У других лишайников на слоевищах стали появляться выросты в виде веточек. Такие слоевища называют кустистыми. Они оказались более пригодными для жизни , т.к. фотосинтезирующий слой в них находится по всей поверхности. Поскольку рост лишайников в основном зависит от работы водоросли, им необходимо увеличивать площадь на которой располагается водорослевые клетки, при этом уменьшается доля гриба. Поэтому у некоторых видов кустистых лишайников разрушается сердцевина веточек, где находятся гифы гриба. Такие веточки, пустые внутри, можно увидеть у лишайников уснеи, свисающего с деревьев сине-зелеными "бородами".
Кустистые лишайники получаются тогда, когда чешуйки закручиваются в трубочки. Слоевища кустистых кладоний часто вообще не прикрепляется к субстракту, а лежат на поверхности почвы, плотно сцепившись между собой веточками.
Не смотря на сложные взаимоотношения между грибом и водорослью, такая форма жизни, как у лишайника, очень выгодна в суровых условиях. Лишайники обладают совершенно уникальным свойством выживать, они первыми заселяют голые скалы, могут выживать в пустыне, высоко в горах, даже в Антарктиде (о чем уже говорилось в предыдущей теме). В экстремальных местах обитания им нет равных!
С помощью лишайника можно узнать, насколько чист воздух в р-не дома. Если есть лишайник - это замечательно. Лишайник крайне чувствителен к загрязнению атмосферы, поэтому его в больших городах почти нет, там загрязнен воздух машинами, промышленными предприятиями. Так возникают "лишайниковые пустыни". Убежищами для лишайников служат лесопарки и парки, оттуда, если вдруг город станет чище лишайники смогут вернуться на свои прежние места обитания, даже в центр города.