что представляет собой лишайники с точки зрения взаимоотношений организмов
9.5. Межвидовые отношения организмов
Вопрос 1. Какие примеры положительных и отрицательных взаимоотношений вам известны?
Все биотические связи (в том числе положительные и отрицательные) можно разделить на шесть типов.
Нейтрализм (00). В природе истинный нейтрализм очень редок, поскольку между всеми видами возможны опосредованные взаимодействия, эффекта которых мы не видим просто в силу неполноты наших знаний. Например, на коже китов часто поселяются усоногие рачки — «морские желуди» и «морские уточки». В данном случае это можно рассматривать как проявление нейтрализма, так как их поселение является случайным и не связано ни с получением пищи, ни с расселением.
Мутуализм (++). Взаимоотношения узко специализированных к опылению растений (инжир, купальница, дурман, орхидные) с опыляющими их видами насекомых.
Конкуренция (—). Внутривидовые или межвидовые взаимоотношения, проявляющиеся в борьбе за жизненные ресурсы. Например, между серой и черной крысой или между голубями в стае при добывании пищи.
Хищничество (+-). Взаимоотношения «хищник — жертва», например лисы и полевки, крота и дождевого червя.Паразитизм (+-). Взаимоотношения «паразит — хозяин», например аскариды и человека, печеночного сосальщика и коровы, повилики и картофеля, гриба-трутовика и березы.
Вопрос 2. Что представляют собой лишайники с точки зрения взаимоотношений организмов?
Лишайники представляют собой классический пример симбиотических взаимоотношений между организмами — грибом и водорослями. Считается, что гриб обеспечивает водоросль водой, а та, в свою очередь, гриб — органическими веществами. Однако существует мнение, согласно которому взаимоотношения между этими организмами основаны на паразитизме, особенно выраженном со стороны гриба, который использует отмершие клетки водоросли, являясь в данном случае сапротрофом.
Вопрос 3. Какова главная особенность симбиоза?
Обязательное условие симбиотических отношений — совместная жизнь, определенная степень сожительства организмов.
Межвидовые отношения организмов
Вопрос 1. Какие примеры положительных и отрицательных взаимоотношений вам известны?
Все биотические связи (в том числе положительные и отрицательные) можно разделить на шесть типов.
1. Нейтрализм (00). В природе истинный нейтрализм очень редок, поскольку между всеми видами возможны опосредованные взаимодействия, эффекта которых мы не видим просто в силу неполноты наших знаний. Например, на коже китов часто поселяются усоногие рачки — «морские желуди» и «морские уточки». В данном случае это можно рассматривать как проявление нейтрализма, так как их поселение является случайным и не связано ни с получением пищи, ни с расселением.
2. Аменсализм (—0). Светолюбивые травы, растущие под елью, страдают от сильного затенения, ель же не испытывает никакого неудобства.
3. Комменсализм (+0). Крупные млекопитающие (собаки, олени) служат разносчиками плодов и семян с зацепками (вроде репейника), не получая от этого ни ущерба, ни преимуществ. Примером также является так называемое «сотра- пезничество», наблюдающееся во взаимоотношениях львов и гиен, питающихся пищевыми остатками.
4. Симбиотические взаимоотношения (++). Сожительство зеленых растений (прежде всего деревьев) и грибов при образовании микоризы.
Протокооперация (++). Распространение муравьями семян некоторых растений леса, опыление пчелами разных луговых растений.
Мутуализм (++). Взаимоотношения узко специализированных к опылению растений (инжир, купальница, дурман, орхидные) с опыляющими их видами насекомых.
5. Конкуренция (—). Внутривидовые или межвидовые взаимоотношения, проявляющиеся в борьбе за жизненные ресурсы. Например, между серой и черной крысой или между голубями в стае при добывании пищи.
6. Хищничество (+ —). Взаимоотношения «хищник — жертва», например лисы и полевки, крота и дождевого червя.
Паразитизм (+—). Взаимоотношения «паразит — хозяин», например аскариды и человека, печеночного сосальщика и коровы, повилики и картофеля, гриба-трутовика и березы.
Вопрос 2. Что представляют собой лишайники с точки зрения взаимоотношений организмов?
Лишайники представляют собой классический пример симбиотических взаимоотношений между организмами — грибом и водорослями. Считается, что гриб обеспечивает водоросль водой, а та, в свою очередь, гриб — органическими веществами. Однако существует мнение, согласно которому взаимоотношения между этими организмами основаны на паразитизме, особенно выраженном со стороны гриба, который использует отмершие клетки водоросли, являясь в данном случае сапротрофом.
Вопрос 3. Какова главная особенность симбиоза?
Обязательное условие симбиотических отношений — совместная жизнь, определенная степень сожительства организмов.
Лишайники
Лиша́йники (лат. Lichenes ) — симбиотические ассоциации грибов (микобионт) и микроскопических зелёных водорослей и/или цианобактерий (фотобионт, или фикобионт); микобионт образует слоевище (таллом), внутри которого располагаются клетки фотобионта. Группа насчитывает около 400 родов, включающих от 17000 до 26000 видов.
Содержание
Этимология названия
Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название « лишаи ». Латинское название происходит от др.-греч. λειχήν (лат. lichen ) и переводится как «лишай», что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей.
История исследования, систематическое положение
Первые описания известны из «Истории растений» Теофраста, который указал два лишайника — Usnea и Rocella, которую уже тогда использовали для получения красящих веществ. Теофраст предполагал, что они представляют собой наросты деревьев или водоросли. В XVII веке было известно только 28 видов. Французский врач и ботаник Жозеф Питтон де Турнефор в своей системе выделил лишайники в отдельную группу в составе мхов. Хотя к 1753 году было известно свыше 170 видов, Карл Линней описал только 80, охарактеризовав их как «скудное крестьянство растительности», и включил вместе с печёночниками в состав «наземных водорослей».
Началом лихенологии (науки о лишайниках) принято считать 1803 год, когда ученик Карла Линнея Эрик Ахариус опубликовал свой труд «Methodus, qua omnes detectos lichenes ad genera redigere tentavit» («Методы, с помощью которых каждый сможет определять лишайники»). Он выделил их в самостоятельную группу и создал систему, основанную на строении плодовых тел, в которую вошли 906 описанных на то время видов.
Сегодня лихенология является самостоятельной дисциплиной, смежной с микологией и ботаникой.
Жозеф Питтон де Турнефор впервые объединил лишайники в отдельную группу (в составе мхов)
Эрик Ахариус — «отец лихенологии», выделил лишайники в самостоятельную группу и впервые систематизировал их
Симон Швенденер — первооткрыватель симбиотической природы лишайников
Происхождение
Микобионт, фотобионт и их симбиоз
Лишайники — это симбиотические организмы, тело которых (таллом) образовано соединением грибных (микобионт) и водорослевых и/или цианобактериальных (фотобионт) клеток во внешне кажущемся однородным организме.
Лишайники, состоящие из гриба одного вида и цианобактерии (сине-зелёной водоросли) (цианолишайник, например, Peltigera horizontalis) или водоросли (фиколишайник, например, Cetraria islandica) одного вида, называют двухкомпонентными; лишайники, состоящие из гриба одного вида и двух видов фотобионтов (одной цианобактерии и одной водоросли, но никогда не двух водорослей или двух цианобактерий), называют трёхкомпонентными (например, Stereocaulon alpinum). Водоросли или цианобактерии двухкомпонентных лишайников питаются автотрофно. В трёхкомпонентных лишайниках водоросль питается автотрофно, а цианобактерия, по-видимому, питается гетеротрофно, осуществляя азотфиксацию. Гриб питается гетеротрофно ассимилятами партнера(ов) по симбиозу. Единого мнения о возможности существования свободноживущих форм симбионтов в настоящее время не достигнуто. Имелся опыт выделения всех компонентов лишайников в культуру и последующая реконструкция исходного симбиоза.
Из известных видов грибов в образовании лишайников участвует около 20 %, в основном это аскомицеты (
0,4 %), некоторые из них, не имея полового размножения, формально относятся к дейтеромицетам. Существуют также актинолишайники, в которых место гриба занимают мицелярные прокариоты актиномицеты. Фотобионт в 85 % представлен зелёной водорослью, встречаются 80 видов из 30 родов, наиболее важным из которых является Trebouxia (входит в состав более чем 70 % видов лишайников). Из цианобактерий (в 10—15 % лишайников) участвуют представители всех крупных групп, кроме Oscillatoriales, наиболее распространён Nostoc. Часты гетероцистные формы Nostoc, Scytonema, Calothrix и Fischerella. В талломе лишайника клетки цианобионта могут структурно и функционально модифицироваться: увеличивается их размер, изменяются форма, уменьшается количество карбоксисом и количество материала оболочек, замедляется рост и деление клеток.
Отношения фотобионта и гриба можно описать как контролируемый паразитизм со стороны последнего. Контакт между компонентами лишайника может быть различен:
Во взаимоотношениях компонентов наблюдается тонкий баланс, так, деление клеток фотобионта согласовано с ростом гриба. Микобионт получает от фотобионта питательные вещества, производимые тем в результате фотосинтеза. Гриб же создаёт водоросли более оптимальный микроклимат: защищает её от высыхания, экранирует от ультрафиолетового излучения, обеспечивает жизнь на кислых субстратах (поставляя фосфаты) смягчает действие ряда других неблагоприятных факторов. Из зелёных водорослей поступают многоатомные спирты, такие как рибит, эритрит или сорбит, которые легко усваиваются грибом. Цианобактерии поставляют в гриб в основном глюкозу, а также азотсодержащие вещества, образуемые благодаря осуществляемой ими фиксации азота. Потоки веществ из гриба в фотобионт не обнаружены.
Внешнее строение
Лишайники окрашены в широком диапазоне цветов от белого до ярко-жёлтого, коричневого, сиреневого, оранжевого, розового, зелёного, синего, серого, чёрного.
По внешнему виду различают лишайники:
Это деление не отражает филогенетические связи, существует много переходных форм между ними. Ханс Трасс разработал шкалу жизненности лишайников, отражающую условия их существования и основывающуюся на степени развитости таллома и способности к половому размножению.
Накипный лишайник Diploschistes scruposus
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Лишайники
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.
Что представляет собой лишайники с точки зрения взаимоотношений организмов
Лишайники представляют собой симбиоз гриба и водоросли, т. е. не могут считаться единым организмом, так как его отдельные части имеют разные геномы.
Строение лишайника
Вегетативное тело лишайника называется талломом.
Гифы гриба образуют основу таллома, формируя нижнюю кору, прикреплённую к субстрату, и поверхностный коровый слой, обуславливая форму и окраску лишайника.
Под слоем водорослей грибные гифы расположены рыхло, большие промежутки между ними заполнены воздухом — это сердцевина. За сердцевиной следует нижняя кора, которая по строению подобна верхней. Через нижнюю кору из сердцевины проходят пучки гиф (ризоиды), которые прикрепляют лишайник к субстрату.
У корковых лишайников нижней коры нет и грибные гифы сердцевины срастаются непосредственно с субстратом.
Рис. Строение лишайника
Функция зоны водорослей:
Лишайники образуют в основном:
Такие симбиозы определённых видов гриба и водоросли настолько устойчивы, что воспринимаются как определённый вид организмов.
Классификация лишайников
По форме таллома лишайники делятся на:
Рис. Накипной лишайник Рис. Листоватый лишайник
Рис. Кустистый лишайник
Размножение лишайников
У лишайников встречается вегетативное, половое и бесполое размножение.
В обоих случаях в состав отделяемой структуры входит и грибной, и водорослевый компонент.
Особенности экологии лишайников
Лишайники характеризуются очень медленным ростом: от долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. Скорее всего, это связано с небольшим относительным объёмом автотрофных водорослей, синтезирующих органические вещества.
Наибольшей скоростью роста обладают лишайники тропических лесов, наименьшей — обитатели скал и тундры.
Низкая скорость роста приводит к тому, что лишайники в основном растут в тех местах, где не встречают конкуренции со стороны растений. Прежде всего это горные области, где они являются первопроходцами на камнях и скалах, создавая первичные почвы. Не встречают лишайники конкурентов и в тундре, где из-за мёрзлых грунтов не могут развиваться корни растений. Часто лишайники растут как эпифиты в кронах деревьев.
Способность гриба поглощать и удерживать воду позволяет лишайникам существовать в крайне сухих условиях. Они могут поглощать воду не только во время дождей, но и из тумана, и насыщенного водяным паром воздуха.
Интересно, что возраст слоевища нередко насчитывает несколько сотен и тысяч лет.
Значение лишайников
Использование лишайников человеком: