До настоящего времени лишайники относили к низшим растениям. Однако сейчас они представляют собой самостоятельную группу живых организмов.
Распространение лишайников. Лишайники встречаются в местах, малопригодных для других растений: камни, пустыни и полупустыни, тундры. Арктика является местом произрастания сотни разновидностей лишайников. В большом количестве лишайники произрастают в лесах.
Благодаря способности быстрого высыхания, лишайники имеют высокую жизнестойкость. Жизнедеятельность лишайников возобновляется с наступлением благоприятных условий. Плотная оболочка лишайников позволяет расти в холодных местностях.
Известно более 20 тыс. видов лишайников.
Лихенология— наука о лишайниках.
Таллом (слоевище) — тело лишайников, образующееся в результате симбиоза двух организмов — грибов и водорослей (рис.1)
Рис.1 Строение лишайника
Симбиоз основан на взаимовыгодном взаимодействии, в ходе которого гифы гриба поставляют водорослям воду и растворенные в ней минеральные вещества, а обратно получают от водорослей органические соединения, образованные ими в процессе фотосинтеза.
Гифы лишайника способствуют прикреплению к почве и другим субстратам (поверхность камней, кора деревьев, шифер домов и др).
Размножение лишайников Чаще всего лишайники размножаются вегетативно — многочисленными клубочками или частичками таллома. Клубочки образуются внутри таллома, который разрываясь способствует их распространению. Каждый клубочек или кусочек таллома прорастая превращается в самостоятельный организм.
Согласно одной из легенд, группа людей, переходив пустыню, изнемогала от голода. Неожиданно они заметили на земле маленькие холмики мелкой крупы, похожую на манную. Съев ее они насытились, продолжив свой путь. Крупа была названа «манна небесная». На самом же деле это были мелкие клубочки лишайника, которые образовались в процессе вегетативного размножения.
Бесполое размножение лишайников осуществляется спорами (конидии, пикноконидии, стилоспоры), образующиеся в специальных мешочках и вместилищах (конидиеносцы, пикнидии).
Половое размножение лишайников происходит с помощью аско- и базидиоспор, образующие плодовые тела.
Формы лишайников: Выделяют три формы лишайников (рис. 2). 1. Накипные лишайники растут на коре деревьев и на камнях в виде тонкой или толстой корочки. Они чешуйчатообразные, оранжевые, желтые, серые, голубоватые, коричневые и бурые. 2. Листоватые лишайники встречаются на коре деревьев. Похожи они на листовидные пластинки. 3. Кустистые лишайники образуют в сосновых борах сплошные ковры из ветвистых беловато-зеленых и беловатых кустиков или повисающей бороды.
Рис.2 Формы лишайников (накипные, листоватые, кустистые) (слева-направо)
Лишайники не могут обходиться без света. Свет необходим для фотосинтезирующих водорослей. Из за полного отсутствия света, лишайники погибают.
Лишайникам требуется чистый воздух, именно поэтому их считают индикаторами (показателями) чистоты воздуха. Можно сказать, что наличие и активный рост лишайников свидетельствует о чистоте местной атмосферы. Грязный воздух промышленных городов для лишайников губителен.
Рост лишайников очень медленный. За год накипные лишайники способны вырасти всего на 1-8 мм, а кустистые — на 1-3,5 см.
В тундре ягель («олений мох») является основным кормом северных оленей. Ежегодно оленеводы перегоняют стада оленей с пастбища на пастбище, давая возможность ягелю восстановиться.
Талломы лишайников могут иметь возраст от нескольких сотен до тысячи лет. Геологи используют лишайники для определения возраста горных обвалов или ледниковых морен.
Значение лишайников. Лишайники считаются «пионерами» растительного покрова, которые первыми поселяются на непригодной для существования других существ земной поверхности. Поселившись на камнях или остывшей лаве лишайники выделяют лишайниковую кислоту. Кислота способствует постепенному разрушению камней. Основа почвы формируется из гниющих остатков тела лишайника, это становится благоприятной средой обитания для других организмов (Рис.3).
Рис.3 Виды лишайников
Лишайники не являются паразитами, однако из за того что в них поселяются насекомые, вредные для древесных растений, их иногда относят к данной группе.
Лишайники имеют большое значение и для сельского хозяйства (корм для северных оленей).
В медицине из пармелии, растущей на коре деревьев получают антибиотики.
Из лишайников получают сахар, спирт, красители, лакмус, ароматические вещества и др. Некоторые виды применяют в кондитерском производстве.
Лишайники— это симбиотические живые организмы. Тело лишайника состоит из грибов и водорослей. По внешним признакам лишайники подразделяют на три группы: накипные, листоватые и кустистые. Лишайники имеют большое значение в природе, народном хозяйстве и медицине. Считаются биоиндикаторами чистоты воздуха, поэтому в загрязненных городах они не растут. Раздел ботаники, изучающий лишайники — лихенология.
Лишайники — своеобразная группа живых организмов, произрастающих на всех континентах, в том числе и в Антарктиде. В природе их насчитывают более 26 000 видов.
Долгое время лишайники были загадкой для исследователей. Однако до сих пор не пришли к единому мнению относительно их положению в систематике живой природы: одни относят их к царству растений, другие — к царству грибов.
Тело лишайника представлено слоевищем. Оно очень разнообразно по окраске, размерам, форме и строению. Слоевище может иметь форму тела в виде корочки, листовидной пластинки, трубочек, кустика и небольшого округлого комочка. Некоторые лишайники достигают в длину более метра, но большинство имеют слоевище размером 3-7 см. Они медленно растут — за год увеличиваются на считанные миллиметры, а некоторые — на доли миллиметра. Возраст их слоевища нередко насчитывает несколько сотен и тысяч лет.
Лишайники не имеют типичной зелёной окраски. Окраска лишайников сероватая, зеленовато-серая, светло- или тёмно-бурая, реже жёлтая, оранжевая, белая, чёрная. Окраска обусловлена пигментами, которые находятся в оболочках гиф гриба. Различают пять групп пигментов: зелёные, синие, фиолетовые, красные, коричневые. Цвет лишайников может зависеть также от окраски лишайниковых кислот, которые откладываются в виде кристаллов или зёрен на поверхности гиф.
Живые и отмершие лишайники, скопившаяся на них пыль и песчинки создают не обнажённом грунте тонкий слой почвы, в котором могут закрепиться мхи и другие наземные растения. Разрастаясь, мхи и травы затеняют наземные лишайники, засыпают их отмершими частями своих тел, и лишайники со временем исчезают с этого места. Лишайникам вертикальных поверхностей засыпание не грозит — они разрастаются и разрастаются, впитывая влагу дождей, рос и туманов.
В зависимости от внешнего облика слоевища лишайники делят на три типа: накипные, листоватые и кустистые.
Типы лишайников. Морфологические особенности
Лишайники — первые поселенцы на обнажённом грунте. На голых камнях, палимых солнцем, на песке, на брёвнах и стволах деревьев.
Название лишайника
Форма
Морфология
Место обитания
(около 80% всех лишайников)
Вид корочки, тонкой плёнки, разных цветов тесно сросшихся с субстратом
В зависимости от субстрата, на котором произрастают накипные лишайники, различают:
на поверхности горных пород; на коре деревьев и кустарников; на поверхности почвы; на гниющей древесине
Слоевище лишайника может развиваться внутри субстрата (камня, коры, дерева). Есть накипные лишайники с шаровидной формой слоевища (кочующие лишайники)
Таллом имеет вид чешуек или достаточно больших пластинок.
Монофильное — вид одной крупной округлой листовидной пластинки (в диаметре 10—20 см).
Полифильное — слоевище из нескольких листовидных пластинок
Прикрепляются к субстрату в нескольких местах с помощью пучков грибных гиф
На камнях, почве, песке, коре деревьев. К субстрату прочно прикрепляются толстой короткой ножкой.
Встречаются неприкреплённые, кочующие формы
Характерной особенностью листовидных лишайников является то, что его верхняя поверхность отличается по строению и окраске от нижней
Кустистые. Высота маленьких — несколько миллиметров, крупных — 30—50 см
В виде трубочек, воронок, ветвящихся трубочек. Вид кустика, прямостоячего или висячего, сильно разветвлённого или неразветвлённого. «Бородатые» лишайники
Слоевища бывают с плоскими и округлыми лопастями. Иногда у крупных кустистых лишайников в условиях тундр и высокогорий развиваются добавочные прикрепительные органы (гаптеры), с помощью которых они прирастают к листьям осок, злаков, кустарников. Таким образом, лишайники предохраняют себя от отрыва сильными ветрами и бурями
Эпифиты — на ветвях деревьев или скалах. К субстрату прикрепляются небольшими участками слоевища.
Напочвенные — нитевидными ризоидами
Уснея длинная — 7—8 метров, свисающая в виде бороды с ветвей лиственниц и кедров в таёжных лесах
Это высший этап развития слоевища
В чрезвычайно суровых условиях произрастают лишайники на камнях и скалах в Антарктиде. Живым организмам приходится жить здесь при очень низких температурах, особенно зимой, и практически без воды. Из-за низкой температуры осадки там выпадают всегда в виде снега. Лишайник не может поглощать воду в такой форме. Но его выручает чёрная окраска слоевище. Благодаря высокой солнечной радиации тёмная поверхность тела лишайника быстро нагревается даже при низких температурах. Снег, попавший на нагретое слоевище, тает. Появившуюся влагу лишайник сразу впитывает, обеспечивая себя водой, необходимой ему для дыхания и фотосинтеза.
Строение
Слоевище состоит из двух разных организмов — гриба и водоросли. Они так тесно взаимодействуют между собой, что их симбиоз представляется единым организмом.
Слоевище представляет собой множество переплетённых грибных нитей (гиф).
Между ними группами или одиночно расположены клетки зелёных водорослей, а у некоторых — цианобактерий. Интересно, что виды грибов, составляющих лишайник, в природе вообще не существуют без водорослей, тогда как большинство водорослей, входящих в слоевище лишайника, встречается в свободноживущем состоянии, отдельно от гриба.
Питание
Питание лишайника осуществляется обоими симбионтами. Гифы гриба поглощают воду и растворённые в ней минеральные вещества, а водоросль (или цианобактерия), в которой имеется хлорофилл, образует органические вещества (благодаря фотосинтезу).
Гифы играют роль корней: они впитывают воду и растворённые в ней минеральные соли. Клетки водорослей образуют органические вещества, выполняют функцию листьев. Воду лишайники впитывают всей поверхностью тела (используют дождевую воду, влагу туманов). Важным компонентом в питании лишайников является азот. Те лишайники, которые в качестве фикобионта имеют зелёные водоросли, получают соединения азота из водных растворов, когда их слоевище пропитывается водой, частично прямо из субстрата. Лишайники, имеющие в качестве фикобионта сине-зелёные водоросли (особенно ностоки), способны фиксировать атмосферный азот.
Внутреннее строение
Это своеобразная группа низших растений, которые состоят из двух разных организмов — гриба (представители аскомицетов, базидиомицетов, фикомицетов) и водоросли (зелёные — цистококк, хлорококк, хлорелла, встречается кладофора, пальмелла; сине-зелёные — носток, глеокапса, хроококк), образующих симбиотическое сожительство, отличающееся особыми морфологическими типами и особыми физиолого-биохимическими процессами.
По анатомическому строению различают лишайники двух типов. У одного из них водоросли разбросаны по всей толще слоевища и погружены в слизь, которую выделяет водоросль (гомеомерный тип). Это наиболее примитивный тип. Такое строение характерно для тех лишайников, фикобионтом которых являются сине-зелёные водоросли. Они образуют группу слизистых лишайников. У других (гетеромерный тип) на поперечном срезе можно под микроскопом различать несколько слоёв.
Сверху находится верхняя кора, имеющая вид переплетённых, тесно сомкнутых грибных гиф. Под ней гифы лежат более рыхло, между ними расположены водоросли — это гонидиальный слой. Ниже грибные гифы расположены ещё более рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом — это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевина проходят пучки гиф, которые прикрепляют лишайник к субстрату. У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.
У кустистых радиально построенных лишайников на периферии поперечного разреза находится кора, под ней гонидиальный слой, а внутри — сердцевина. Кора выполняет защитную и укрепляющую функции. На нижнем коровом слое лишайников обычно образуются органы прикрепления. Иногда они имеют вид тонких нитей, состоящих из одного ряда клеток. Их называют ризоидами. Ризоиды могут соединяться, образуя ризоидальные тяжи.
У некоторых листовых лишайников слоевище прикрепляется с помощью короткой ножки (гомфа) расположенной в центральной части слоевища.
Зона водорослей выполняет функцию фотосинтеза и накопления органических веществ. Основная функция сердцевина — проведение воздуха к клеткам водорослей, содержащим хлорофилл. У некоторых кустистых лишайников сердцевина выполняет и укрепляющую функцию.
Органами газообмена служат псевдоцифеллы (разрывы коры, заметные невооружённым глазом как белые пятнышки неправильной формы). На нижней поверхности листовых лишайников есть круглые правильной формы белые углубления — это цифеллы, также органы газообмена. Газообмен осуществляется и через перфорации (отмершие участки корового слоя), трещины и разрывы в коровом слое.
Размножение
Лишайники размножаются либо спорами, которые образуют микобионт половым или бесполым путём, либо вегетативно — фрагментами слоевища, соредиями и изидиями.
При половом размножении на слоевищах лишайников формируются половые спороношения в виде плодовых тел. Среди плодовых тел у лишайников различают апотеции (открытые плодовые тела в виде дисковидных образований); перитеции (закрытые плодовые тела, имеющие вид маленького кувшина с отверстием наверху); гастеротеции (узкие плодовые тела удлинённой формы). Большинство лишайников (свыше 250 родов) формируют апотеции. В этих плодовых телах споры развиваются внутри сумок (мешковидных образований) или экзогенно, на вершине удлинённо-булавовидных гиф — базидий. Развитие и созревание плодового тела длится 4-10 лет, а затем в течение ряда лет плодовое тело способно продуцировать споры. Спор образуется очень много: так, один апотеций может продуцировать 124 000 спор. Прорастают они не все. Для прорастания нужны условия, прежде всего определённые температура и влажность.
Бесполое спороношение лишайников — конидии, пикноконидии и стилоспоры, возникающие экзогенно на поверхности конидиеносцев. Конидии образуются на конидиеносцах, развивающихся непосредственно на поверхности слоевища, а пикноконидии и стилоспоры — в особых вместилищах пикнидиях.
Вегетативное размножение осуществляется кустиками слоевища, а также особыми вегетативными образованиями — соредиями (пылинки — микроскопические клубочки, состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, окружённых гифами гриба, образуют мелкозернистую или порошкообразную беловатую, желтоватую массу) и изидиями (маленькие разнообразной формы выросты верхней поверхности слоевища, одного с ней цвета, имеют вид бородавочек, зёрнышек, булавовидных выростов, иногда маленьких листочков).
Лишайники — пионеры растительности. Поселяясь на местах, где другие растения произрастать не могут (например, на скалах), они через некоторое время, частично отмирая, образуют небольшое количество гумуса, на котором могут поселиться другие растения. Лишайники разрушают горные породы, выделяя лишайниковую кислоту. Это разрушительное действие заканчивают вода и ветер. Лишайники способны накапливать радиоактивные вещества.
Лишайники – это группа живых организмов, которая совмещает в себе признаки двух других групп: грибов и водорослей. Тело лишайника представлено слоевищем. В зависимости от формы слоевища разделяют следующие виды лишайников:
Лишайники используют вегетативный способ размножения, используя для этого отдельные участки слоевища. Клетки водоросли и клетки гриба в лишайнике могут размножаться отдельно.
На протяжении долгого времени ученые считали, что лишайник – это пример идеального симбиоза двух типов живых организмов в одном. Только недавно им удалось выяснить, что лишайник – это вид паразитарного симбиоза: гриб мягко паразитирует на водоросли. Это удалось выяснить благодаря тому, что если умертвить клетки водоросли в лишайнике, то он погибает, а если клетки гриба, то водоросль может существовать самостоятельно.
Лишайники имеют очень важное значение для биосферы. Они поселяются на скалистой и песчаной местности, где нет почвы, и участвуют в её образовании. Также лишайники формируют условия для проживания других организмов, являясь в том числе их пищей.
Человек использует лишайники для получения красителей, сахара, спирта и некоторых лекарственных веществ. Также лишайники являются лучшим показателем загрязнения воздуха, так как питаясь в основном из воздуха, они погибают при его загрязнении.
Лишайником традиционно считают такую ассоциацию гриба и водоросли, у которой есть слоевище. Его «каркас» даёт гриб, и он же удерживает водоросль при помощи специальных присосок (сравните с «морским лишайником»). Важным свойством является способность данных организмов производить собственные кислоты. В ассоциацию могут входить 1 вид гриба и 2 вида водорослей или цианобактерия. К древнейшим находкам относят образцы, найденные в Китае в морских окаменелостях 550-640 миллионов лет назад. Первые упоминания обнаружены в иллюстрированной книге Теофраста 300-х годов до нашей эры.
В ботанике эти организмы не выделяют в отдельную таксономическую группу. Все виды лишайников называют по компоненту гриба (например, ксантория).
Формы лишайников
По характеру слоевища лишайники различают:
Разнообразие лишайников различают в основном по жизненным формам:
Лишайник Пармелия
Все члены этого семейства имеют симбиотические ассоциации с зелёной водорослью (требуксией), из-за чего считаются очень показательными образцами (около 50% разновидностей включают этот компонент).
Есть представители кустистых и листоватых форм. Пармелии, внутри одного вида, встречаются различных цветов: белого, серого, с наличием зелёных, желтых или коричневых оттенков. При разрезе они могут быть однородными и неоднородными. При нанесении на слоевище калиевого щёлока оно начинает желтеть.
Из-за крайне высокого морфологического разнообразия и сложности, многие образцы сложно точно определить до видового уровня.
Семейство распространено во всех климатических районах (от тропиков до Арктики), виды могут произрастать на многих типах подложки: на стволах и ветках различных древесных пород (живых и мёртвых), а также на камнях. Предпочитает места с хорошим освещением. Сравнительно легко приспосабливается к загрязнённому воздуху крупных городов.
Пример Пармелии показывает, что классификация лишайников по формам не всегда соответствует действительному положению.
Название «порезная трава» род получил за свои кровоостанавливающие свойства. Для лечения ранений во время Второй мировой войны солдаты Красной Армии использовали порошок Пармелии. Его также использовали как добавку для муки.
Лишайник Кладония
Кладония – это род лишайников, который объединяет в себе множество видов этого растения. Только на территории стран СНГ насчитывают порядка 100 видов. Одни схожи друг с другом, а другие нет. К лишайникам этого рода относится ягель.
Кладонии – лишайники кустистые, они окрашены в белый, серо-зелёный или пепельный цвет. Их слоевище состоит из выростов разной формы, которые называют подециями. Встречаются разновидности, у которых подеции покрыты корой, но чаще всего она лишена жёсткого коркового покрова. В центре подеции всегда присутствует полость.
Подеции у кладонии могут ветвиться, образовывать воронковидные расширения (сцифы) или напоминать рогоподобные наросты. Верха подециев украшены тельцами красного и коричневого цвета. Это апотеции – плодовые тела лишайника. Благодаря им происходит созревание спор гриба, формирующего тело лишайника. Само созревание может длиться несколько лет. Посев спор происходит природным способом, при помощи ветра. Оказавшийся в надлежащих условиях, споры начинают прорастать.
Кладония вырабатывает усниновую кислоту, которая очень важна для здоровья. Кроме того, она играет большую роль при производстве антибактериальных препаратов.
Проблемный и полезный ягель
Зачастую не понятно, какие группы лишайников относятся к ягелю. Под этим названием могут подразумевать следующие виды:
Многие «популярные источники» считают ягель и «олений мох» точными синонимами, но это не так. У этих видов сначала развивается листоватое слоевище, которое позже превращается в кустистое. Вот такие бывают исключения из правил.
Ягель на службе истории
Накипные лишайники помогли узнать возраст каменных истуканов острова Пасхи. Сравнение фотографий, сделанных около 100 лет назад, с современными измерениями помогли вычислить средний прирост этого растения за год. Сейчас благодаря экстремальным видам учёные уточняют данные о передвижениях ледников, изменении их размеров.
Найденные под слоями вулканического пепла Везувия материалы тканей оранжевых оттенков, похоже, были обработаны красителями на основе ксантории местного вида.
Известно, что викинги применяли в хлебопечении ягель, поэтому находки его компонентов могут быть свидетельствами их пребывания в отдалённых местах.
Применение в медицине
Благодаря высокому содержанию усниновой кислоты, иногда до 10 процентов от массы многие лишайники обладают свойствами антибиотиков, анальгетиков. По некоторым данным, это вещество способно замедлять развитие туберкулёза. Но помните, большое количество кислоты – это противопоказание, а не желаемый показатель, так как существует опасность для здоровья. Лишайник бородач и многие виды ягеля по этой причине нужно вымачивать в растворе пищевой соды или более длительное время в чистой проточной воде. Производные этой кислоты способны убивать многие виды бактерий и подавлять размножение высокоустойчивых, которые выработали резистентность к часто употребляемым антибиотикам. Народы севера пользуются лечебными свойствами «оленьего мха» в народных средствах.
Цетрарии нашли применение в производстве лекарств против поноса, вирусных и микробных видов простуды, для стимулирования чувства голода при нарушениях ЖКТ.
Противопоказания: препараты, основанием которых является ягель, не рекомендуется употреблять беременным и кормящим женщинам из-за индивидуальной чувствительности маленьких детей и склонности к появлению аллергий.
Если Вы начинаете использовать «натуральные препараты», не забывайте получить консультацию у квалифицированных специалистов.
Использование в пищевой промышленности
Во время гражданской войны, в связи с недостачей пшеничной муки, нашли применение засушенным лишайникам, хранящимся на складах фармацевтов.
В северных странах ягель используют для кормления мелкого и крупного рогатого скота и свиней благодаря его высокой сытности, превышающей показатели картофеля в три раза. В Швеции и сегодня варят народные алкогольные напитки на основе лишайников.
Недавно на Ямале был запущен инновационный проект по изготовлению хлеба, приправ и даже кондитерских изделий. Обещают, что появится следующее меню быстрого питания: сухарики, для производства которых не нужны дрожжи, несколько видов соуса, булочки и другие вкусности. Нельзя забывать, что в связи с новизной продукции, противопоказания ещё не до конца изучены.
Определение экологической обстановки
При повышении загрязнённости воздуха сначала исчезают кустистые лишайники, затем листоватые, и последними – накипные (ксантория элегантная). В связи с изменением цвета ксанторий, меняют свою расцветку и бабочки промышленных территорий, обычно на тёмно-серые оттенки.
Чем ближе к центру загрязнения находится организм-индикатор, тем его тело становится толще. С повышением концентрации он занимает меньшую площадь и сокращает количество плодовых тел. При сильных загрязнениях атмосферы поверхность большинства лишайников приобретает белые, коричневые или фиолетовые оттенки. Самым страшным загрязнителем для них является сернистый газ. Если Вы страдаете заболеваниями дыхательной системы, и обнаружили вышеперечисленные особенности данных организмов, то можете воспринимать это как противопоказания к дальнейшему проживанию в таком месте.
