План:
1. Общая характеристика лишайников.
2. Морфологическая классификация лишайников.
3. Анатомическое строение лишайников.
4. Распространение и применение лишайников.
5. Размножение лишайников.
6. Биологический потенциал лишайников.
Рекомендуемая литература:
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Лишайники — это комплексные организмы, состоящие из гриба и водоросли. Их автотрофные компоненты (водоросли) защищены от воздействий среды грибными симбионтами, что позволяет лишайникам выдерживать самые суровые условия.
Считается, что сожительство гриба и водоросли - симбиоз, однако гриб поглощает не только отмершие, но и живые клетки водорослей. Этот паразитизм гриба носит умеренный характер. Водоросли, интенсивно делясь, не уменьшаются в количестве.
В составе лишайников обнаружено около 20 000 видов грибов и около 26 родов фотосинтезирующих организмов. Чаще всего среди них встречаются зеленые водоросли (90%). Грибы, которые входят в состав лишайников, чаще всего относят к сумчатым или базидиомицетам.
По внешнему виду выделяют 3 морфологических типа лишайников:
1) корковые (или накипные);
2) листоватые;
3) кустистые.
Накипные лишайники имеют вид корочки, плотно сросшейся с субстратом {письменный лишайник).
Листоватые лишайники имеют вид чешуи или листовидной пластинки, распростертой на субстрате {пельтигера, гипогимния).
Кустистые лишайники имеют вид прямостоячего или повисающего кустика {ягель, цетрария исландская).
Тело лишайников не имеет органов и представлено слоевищем (или талломом). Различают 2 типа слоевища:
• Гомеомерное слоевище, когда гифы гриба и клетки водоросли распределены равномерно
по всему слоевищу.
• Гетеромерное слоевище, когда наружние слои образованы грибом, а внутренние -
водорослями.
Лишайники чрезвычайно широко распространены в природе. Они обитают по всему миру, от аридных пустынь до Арктики на голой почве, стволах деревьев, раскаляемых солнцем скалах, заборах и обдуваемых ветром альпийских пиках. Некоторые из них настолько малы, что не видны невооруженным взглядом, другие, например ягель, покрывают огромные площади ковром глубиной по щиколотку. Вид веррукария (Verrucaria serpuloides) постоянно погружен в морскую воду. Лишайники часто первыми поселяются на обнажающихся каменистых субстратах. В Антарктике их обитает более 350 видов, и только 2 вида высших растений! 7 видов лишайников сейчас встречаются на 86° южной широты, т.е. около самого Южного полюса Их почвообразовательная деятельность на голых скалах - первая стадия биологической сукцессии в этих районах.
Окраска лишайников - от белой до черной через различные оттенки красного, оранжевого, коричневого, желтого и зеленого. Это позволяет использовать лишайники как источники красителей. До недавнего времени твид (шерстяной материал) окрашивали при помощи лишайников. Лишайники применяются в медицине и парфюмерии, а у некоторых народностей (в т.ч. у японцев) употребляются в пищу.
Размножение. Размножаются лишайники вегетативным способом при помощи кусочков слоевища. Многие листоватые и кустистые лишайники размножаются соредиями и изидиями.
Соредии состоят из одной или нескольких клеток водоросли, оплетенных гифами гриба.
Изидии представляют собой мельчайшие выросты слоевища в виде бугорков, которые прорастают в новые слоевища лишайников.
Кроме того, каждый из компонентов лишайников может размножаться самостоятельно: водоросли делятся или размножаются спорами (т.е. бесполым путем), а грибы - половым путем.
Как могут лишайники выживать в условиях среды, столь неблагоприятных для любой другой формы жизни? Одно время полагали, что секрет успеха связан с защитой водоросли грибом. Это важный фактор, но не всеобъемлющий. Еще одним важным фактором является способность лишайников быстро высыхать.Лишайники часто пребывают почти в обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2 до 10 % сухой массы. При высыхании фотосинтез прекращается. Это обусловлено тем, что верхняя кора лишайника, высыхая, становится толще и непрозрачнее, преграждая путь солнечной энергии. Влажный лишайник разрушается светом и экстремальными температурами, не влияющими на него в сухом виде. Смачиваясь дождем, лишайники очень быстро поглощают воду (в 3-35 раз больше собственной массы). Если сухой, хрупкий лишайник погрузить в воду, он станет через несколько минут мягким и гибким. Максимально жизнеспособен лишайник, если судить по фотосинтезу, после того как, пропитавшись водой, он начинает высыхать. Фотосинтез идет наиболее интенсивно при влажности 65-90% предельной влагоемкости. Ниже этого уровня скорость фотосинтеза падает. Во многих местообитаниях влажность лишайников сильно колеблется в течение суток, и у многих из них фотосинтез возможен в течение лишь нескольких часов, обычно рано утром после смачивания их туманом или росой. Следствие этого - очень низкая скорость роста лишайников, их радиус увеличивается на 0.1-10 мм в год. Таким образом возраст зрелых лишайников до 4 500 лет.
По-видимому, лишайники поглощают некоторые минеральные вещества из своего субстрата, но большая часть элементов улавливается ими из воздуха и дождевой воды.
Лишайники играют важную роль в функционировании экосистем. Они особо чувствительны к токсичным веществам, т.к. не могут выделять в среду впитанные ими элементы. Исходя из этого, лишайники используются как индикаторы для мониторинга окружающей среды. Наиболее резко лишайники реагируют на сернистый газ, который быстро разрушает и без того небольшое количество их хлорофилла. На этой же основе можно следить за присутствием тяжелых металлов или других загрязнителей вокруг промышленных центров.
Когда ядерные испытания проводились в атмосфере (сейчас под землей), лишайники использовались для контроля за выпадением радиоактивных осадков. Сейчас полагают, что их применение целесообразно в мониторинге радиоактивного загрязнения, возможного при
разрушении спутников, особенно когда это происходит в отдаленных районах, которые трудно обследовать другими средствами.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Лабораторная работа № 4
Лишайники
Цель работы: изучить анатомию и морфологию лишайников.
Оборудование: гербарий «Лишайники», живые объекты: ягель, накипной лишайник; готовый препарат, таблица «Лишайники», микроскоп.
Ход работы:
1. С помощью гербария, таблицы и живых объектов изучите морфологию лишайников.
