Лишайники - удивительные живые образования, ставящие в тупик приверженцев строгой биологической систематики. Действительно, к какому таксону отнести организмы, которые, словно в результате эксперимента чокнутого ученого, являются союзом грибов (тоже «зависшими» между растениями и животными) с водорослями или цианобактериями ? Гифы гриба создают основу тела лишайника, внутренне же наполнение - это клетки водоросли. Благодаря им, точнее, их способности к фотосинтезу, этот странный организм получает энергию для продуцирования питательных веществ.

Окаменелые лишайники - редкая находка из-за уязвимости их тел, к достоверным относят девонские лишайники возрастом примерно в 400 миллионов лет. Сейчас группа насчитывает около 25 тысяч видов. Лишайники крайне неприхотливы, без потерь переносят холодный влажный климат, но также и жару с засухой.

Итак, какие характерные особенности присущи лишайникам?

Где обитают лишайники?

Встретить лишайники можно не только в лесах и горах Азии, Европы и обеих Америк, но даже в Антарктиде и Арктике. Им комфортно в огромных температурных границах: от –50 до +60 градусов. Фотосинтез не останавливается даже в мороз! Лишайники способны жить на голых камнях, довольствуясь малым количеством питательных веществ. На стекле, тканях и металле - тоже обитают лишайники!

Для их питания годится всё: капельки влаги из тумана, роса, частички пыли. Правда, лишайники крайне чувствительны к загрязненному воздуху - превышение вредных веществ их губит.

Выживать в сложных условиях среды листоватым видам лишайников помогают ризоиды , иногда снабженные специальными пластинками или каплями слизи для лучшего прикрепления к основе.

Строение и питание лишайников

1. Лишайник стенная золотянка (род ксанториевые) наверняка видели многие - он живет на стволах деревьев, на камнях, представляя собой совокупность крошечных воронок ярко-желтого цвета. Эту ксанторию относят к гетеромерным лишайникам, то есть тем, чье тело достаточно четко делится на несколько слоев. Если сделать тонкий срез ксантории, видны сплетенные гифы грибов в верхней и нижней частях (корках). Нижние гифы прикрепляют лишайник к коре дерева и прочим субстратам.
2. В средней части также присутствуют гифы, но сплетены они неплотно, и между ними находятся одноклеточные водоросли. А самый внутренний слой представлен гифами, между которыми лежат заполненные воздухом пустоты.
3. У гомеомерных лишайников (коллема, лептогиум) клетки водорослей не локализуются в одном слое, а распределены хаотично, иногда поодиночке, иногда образуя цепочки.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда -

Лишайники представляют для физиологических исследований сложный объект, так как состоят из двух физиологически противоположных компонентов - гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли. Поэтому приходится сначала отдельно изучать жизнедеятельность мико-и фикобионта, что делается с помощью культур, а затем жизнь лишайника как целостного организма. Процесс фотосинтеза у лишайников зависит от многих экологических факторов (освещенности, температуры, влажности и пр.). Хлоропласты клеток водорослей в слоевище под коровым слоем из гиф получают несколько меньше света, чем хлоропласты под эпидермисом в листьях высших растений. Коровый слой, покрывающий слоевище, выполняет функцию защиты от чрезмерно интенсивной радиации в открытых местах. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается у лишайников при освещенности в пределах 4000-23000 лк – такие показатели освещенности характкрны для большинства их местообитаний в тундрах, лесотундрах, светлых хвойных лесах. Там, где освещенность выше, слоевище защищено темными пигментами и лишайниковыми веществами.

Темпертурный оптимум фотосинтеза для большинства лишайников находится в пределах от –10 - +25. Для нормальной фотосинтетической активности слоевище должно содержать определенное количество воды, зависящее от анатомо-морфологического типа лишайника. В общем в толстых слоевищах оптимальное содержание воды для активного фотосинтеза ниже, чем в тонких и рыхлых слоевищах. Лишайники усваивают воду (в виде дождя, снега, тумана, росы и пр.) очень быстро, но пассивно всей поверхностью своего тела и отчасти ризоидами нижней стороны. Такое поглощение слоевищем воды представляет собой простой физический прцесс, как, например, впитывание воды фильтровальной бумагой. Лишайники способны впитывать воду в очень больших количествах, обычно до 100-300% от сухой массы слоевища, а некоторые слизистые лишайники (коллемы, лептогиумы и др.) даже до 800 3900%.

Минимальное содержание воды в лишайниках в природных условиях составляет примерно 2-15% от сухой массы слоевища. Отдача воды слоевищем происходит довольно быстро. Насыщенные водой лишайники на солнце через 30-60 мин теряют всю свою волду и делаются хрупкими. Из этого вытекает своеобразная «аритмичность» фотосинтеза лишайников – его продуктивность меняется в течение дня, времени года, ряда годов в зависимости от общих экологических условий, особенно гидрологических и температурных.

С фотосинтетической деятельностью непосредственно связано дыхание лишайников. Показано, что оно в общем ниже, чем у высших растений, и составляет в среднем 0,2 - 2,0 мг выделяемого углекислого газа на 1г сухой массы за 1 ч. Так как у большинства лишайников в слоевище по объему и массе преобладает грибгой компонент, то полагают, что интенсивность дыхания в основном обусловливается жизнедеятельностью микобионта. Дыхание зависит от содержания воды в слоевище и от температуры. Увеличение содержания воды сопровождается повышением интенсивности дыхания, и, наоборот. Амплитуда температуры, при которой возможно дыхание лишайников, широка: от –15 до +30, +50, при этом оптимум дыхания обыкновенно наблюдается в пределах от +15 до +20. При повышении температуры от 0 до +35`C интенсивность дыхания возрастает, а при +35`C поглощение и высвобождение углекислого газа уравновешиваются.

Важным компонентом в питании лишайников является азот. Те лишайники, которые имеют в качестве фикобионта зеленые водоросли, воспринимают соединения азота из водных растворов, когда их слоевища пропитываются водой. Возможно, что часть азотистых соединений берут и прямо из субстрата – почвы, коры деревьев и т.д. Что касается других компонентов питания, участвующих в обмене веществ, особенно минеральных элементов, то бросается в глаза способность лишайников накапливать в своем слоевище те вещества, которые в таких количествах для его нормальной жизнедеятельности, казалось бы, и не нужны. Биологический смысл такого накапливания не установлен.

Лишайники

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
Накипные (около 80% всех лишайников)	Вид корочки, тонкой плёнки, разных цветов тесно сросшихся с субстратом	В зависимости от субстрата, на котором произрастают накипные лишайники, различают: эпилитные эпифлеоидные эпигейные эпиксильные	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)
Листоватые	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 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

Размножаются лишайники главным образом кусочками слоевища, а также особыми группами клеток гриба и водоросли, во множестве образующимися внутри его тела. Под давлением их разросшейся массы тело лишайника разрывается, группы клеток разносятся ветром и дождевыми потоками. Кроме того, грибы и водоросли сохранили и свои собственные способы размножения. Грибы образуют споры, водоросли размножаются вегетативным путём.

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 - строение, размножение и способы питания

Лишайники - очень интересная и своеобразная группа низших растений. Лишайники (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 от 17000 до 26000 видов около 400 родов. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки и сотни новых неизвестных видов.

Рис.1. Лишайник Кладония звездчатая Cladonia stellaris

В лишайнике сочетаются два организма с противоположными свойствами: водоросль (чаще зеленая), которая в процессе фотосинтеза создает органическое вещество, и гриб, потребляющий это вещество.

Как организмы лишайники были известны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371 – 286 до н. э.), «отец ботаники», дал описание двух лишайников – уснеи (Usnea) и рочеллы (Rоссе11а). Последнюю уже тогда использовали для получения красящих веществ. 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. Первым на симбиотическую природу в 1866 году на примере одного из видов указал врач и миколог Антон де Бари. В 1869 году ботаник Симон Швенденер распространил эти представления на все виды. В том же году русские ботаники Андрей Сергеевич Фаминцын и Осип Васильевич Баранецкий обнаружили, что зеленые клетки в лишайнике - одноклеточные водоросли. Эти открытия были восприняты современниками как «удивительнейшие».

Лишайники делятся на три неравноценные группы:

1. К ней относится большее число лишайников, класс сумчатых лишайников, т. к. образованы сумчатыми грибами

2. Небольшая группа, класс базидиальных лишайников, т. к. образованы базидиальными грибами (менее устойчивые грибы)

3. “Несовершенные лишайники” получили свое название из-за того, что у них небыли обнаружены плодовые тела со спорами

Мир природы уникален и немыслимо многообразен. Каждый год ученые совершают все новые и новые открытия, которые раскрывают перед нами необыкновенные перспективы изучения окружающего нас мира. Но и вполне привычные живые организмы, о которых человек знает с незапамятных времен, до сих пор способны удивлять. Взять, к примеру, лишайники. Они просты, но особенности их жизнедеятельности весьма необычны.

Вы знаете, как питаются лишайники? Это действительно уникальный процесс, который стоит описать подробно.

Сложности познания

Вообще, они довольно сложно поддаются изучению, так как представляют собой симбиоз совершенно разных организмов. Каждый лишайник образован симбиозом автотрофной водоросли и гетеротрофного гриба. Понятно, что сначала приходится изучать биохимию и жизнедеятельность каждого организма в отдельности. Такой метод изучения их физиологии дает много ошибок и погрешностей, а потому ученые имеют огромное количество вопросов, далеко не на все из которых есть ответы. Впрочем, исследователи все же сумели выявить общие закономерности.

Внутреннее строение

В общем-то, все тело лишайника - это массивное переплетение грибных гиф, внутри которых располагаются колонии автотрофных водорослей. Сегодня в науке различают следующие типы лишайников:

• Гомеомерные разновидности (Collema). Клетки колоний фотобионта (водоросли) в хаотичном порядке разбросаны по телу.
• Гетеромерная (Peltigera canina). На поперечном срезе можно четко увидеть слои талома (гиф) и водорослей.

Больше всего существует лишайников, строение которых основано на последнем принципе. В этом случае весь верхний слой образован особенно плотным сплетением грибной ткани, которая защищает тело лишайника от негативных воздействий внешней среды. Кроме того, гриб предотвращает излишне быстрое высыхание (но помогает это далеко не всегда).

На следующем слое расположена колония автотрофных водорослей. В самом центре располагается сердцевина лишайника, которая представляет собой тугой тяж из переплетенных между собой гиф гриба и колонии автотрофа. У этого «стержня» двойственная функция: с одной стороны, лишайник запасает в сердцевине воду. С другой - это своеобразный скелет данного организма. В нижней части расположены ризины. Это своего рода крепления, при помощи которых лишайник цепляется за субстрат. Следует помнить, что полный набор встречается далеко не у всех видов.

Некоторые виды лишайников (цианолишайники) характеризуются тем, что в их структуре имеются сильно локализованные колонии циановодорослей. У этих видов разделение на слои особенно хорошо выражено. Так как питаются лишайники? Ответ на этот вопрос прямо связан с особенностями у них.

О процессе фотосинтеза

Существуют тысячи исследований, которые посвящены именно особенностям фотосинтеза у этих симбиотических организмов. Так как около 10-15% их объема занято водорослью, которая дает им практически все возникает много вопросов об интенсивности процесса. Как ни странно, но простейшие измерения однозначно показали, что интенсивность фотосинтеза у лишайников значительно ниже, если сравнивать их с высшими автотрофными растениями. Так, при проведении аналогии с обыкновенным картофелем соотношение составит 1:16.

Но как объяснить вполне комфортную жизнедеятельность в столь спартанских условиях? В общем-то, ничего особенно сложного в этом нет. Дело в том, что автотрофные высшие растительные организмы большую часть своей жизни «бодрствуют», тогда как лишайники в некоторых местностях едва ли не весь год пребывают в наполовину высушенном состоянии, в анабиозе. Разумеется, им вполне хватает мизерного количества питательных веществ для поддержания жизнедеятельности.

Вот как питаются лишайники. 7 класс в школах биологической направленности может изучать эту тему подробнее, но и в таком случае ответов на многие важные вопросы стандартная образовательная программа не дает. К примеру, когда процесс образования органических веществ для питания протекает медленнее, а когда - немного быстрее?

От чего зависит интенсивность фотосинтеза у лишайников?

Нужно отметить, что интенсивность этого процесса зависит от множества самых разнообразных факторов. Важно и то, что хлоропласты, будучи покрыты плотным слоем гиф, получают намного меньше света, чем аналогичные образования в высших автотрофных растениях и даже водорослях. В принципе, разница эта не так уж и значительна.

Следует знать, что максимальное значение процесса фотосинтеза наблюдается при освещенности в пределах 4000—23000 лк. Такую можно встретить в основных ареалах обитания лишайников: тундре, лесостепи, светлых северных лесах. В тех местностях, где интенсивность освещения значительно выше, в теле симбиотического организма начинается интенсивная выработка темного органического пигмента (париетина), а также специфических только для лишайников веществ (атранорина, к примеру).

Получаемые в результате фотосинтеза полностью аналогичны таковым у Они-то и используются в трофических целях. Вот как питаются лишайники. 7 класс общеобразовательной школы изучает процессы их жизнедеятельности весьма поверхностно, хотя это тема большая и чрезвычайно интересная. Предлагаем вашему вниманию расширенные сведения, которые могут оказаться не только интересными, но и полезными.

Процесс дыхания

Несложно догадаться, что выработка питательных веществ напрямую зависит от дыхания. В отличие от фотосинтеза у лишайников оно интенсивное: 0,2—2,0 мг СО₂ за час выделяет всего лишь один грамм симбиотического организма. Если вы внимательно читали информацию в верхней части статьи, то наверняка поняли, что около 85-90% массы лишайника приходится на вес микобионта. Проще говоря, в кислороде больше нуждается именно грибная часть, а не аутотрофная водоросль. Так как питаются лишайники в обычных условиях не слишком регулярно (причина - суровые климатические условия), немалая часть питательных веществ запасается в их тканях.

Как и фотосинтез, процесс дыхания напрямую зависит от процентного содержания воды.

Следует знать, что минимальный уровень дыхания, который необходим для получения некоторого количества энергии из питательных веществ, лишайник сохраняет почти при любых условиях (пригодных для жизни, конечно же). Данный процесс возможен при следующих диапазонах температур: от -15 до +30, +50 °С. Но оптимальный температурный режим находится в пределах от +15 до +20 °С. С похолоданием начинает преобладать использование кислорода. А при поднятии температуры свыше +35 градусов оба процесса приблизительно выравниваются.

Известен случай, когда лишайник (фото этого вида есть в статье), привезенный в один из московских музеев еще экспедицией Царского археологического общества, преспокойно восстановил свою жизнедеятельность, будучи помещенным одним из сотрудников в цветочный горшок с чуть влажной землей. А ведь к тому времени он уже почти 90 лет находился в абсолютно сухой, закрытой коробке для экспонатов и большую часть времени был лишен даже света!

Неудивительно, что этими организмами так интересуется современная биология. Лишайники наверняка имеют еще немало тайн, раскрытие которых, возможно, ощутимо подстегнет развитие медицины.

Ученые доказали, что основные принципы дыхания лишайников подчиняются тем же закономерностям, что и в случае с высшими автотрофными растениями. Но есть и различия, главным из которых является несколько другой приоритет между поглощением кислорода и выделением углекислого газа. Кроме того, они феноменально устойчивы к воздействию высушивания, низких и высоких температур. Недаром мхи и лишайники могут расти даже в условиях Арктики.

Температурный режим

Наиболее благоприятен для фотосинтеза у лишайников температурный интервал от +10 до +25 градусов по Цельсию. Но способность поглощать углекислоту у них сохраняется вплоть до -25 градусов. Это весьма примечательная особенность лишайников, которая отличает их от высших растений и даже водорослей. При температуре же от -5 до -10 градусов интенсивность усвоения углекислого газа едва ли не больше, чем в более комфортных условиях. У многих растений в этом случае в межклеточном пространстве образуется лед, который попросту разрывает клетки.

В отличие от них лишайники на деревьях, стволы которых буквально разрывает суровый северный климат (трескучие морозы), отлично себя чувствуют при наступлении теплого сезона.

Особенности водного обмена

Исследователи пришли к выводу, что лишайники отличаются особым, крайне специфичным типом водного обмена. Дело в том, что вода в их теле содержится в пространствах между прочными гифами. Когда она замерзает, особого вреда это не приносит, а процесс фотосинтеза и питания продолжает происходить. Однако уже при повышении температуры до +35 градусов по шкале Цельсия и более, процесс фотосинтеза практически останавливается, что кардинально отличает лишайники от растений.

Количество воды, которого будет достаточно для нормальной жизнедеятельности, зависит от семейства. Так, кустистые лишайники способны к фотосинтезу и производству органических веществ для питания почти при полном обезвоживании. Чем толще тело, тем больше в нем может накапливаться влаги, тем меньше она испаряется.

Это особенно важно именно для лишайников, так как в большинстве случаев они произрастают в очень сложных условиях, когда более-менее регулярное поступление воды совершенно не гарантировано. В таких условиях погибло бы любое растение. Лишайник же неплохо чувствует себя даже в условиях настоящих пустынь и Арктики.

Регуляция жидкостного обмена

Можно понять, что регуляторная функция водного обмена у этих организмов устроена совершенно иным образом, чем у высших растений. Так как у них практически нет никаких специализированных систем для этого. К примеру, усвоение воды у них происходит чрезвычайно быстро, но только за счет обыкновенного ее впитывания всей поверхностью тела. Можете провести простейший опыт: налейте на стол небольшое количество воды и положите на лужицу кусок салфетки или туалетной бумаги.

Как видите, вода мгновенно впиталась, так как структура бумаги обладает неплохой адсорбирующей способностью. То же самое происходит и в случае с лишайниками. Так, мы рассматривали эпизод с давным-давно высохшим экземпляром, который когда-то был привезен экспедицией. Когда сотрудник положил лишайник в цветочный горшок, тот попросту мгновенно впитал такой объем жидкости, которого ему хватило для восстановления жизнедеятельности.

Некоторые кустистые лишайники способны впитывать огромное количество жидкости, вес которой составляет до 300% от их собственного. Другие же виды (коллемы, лептогиумы) увеличиваются таким образом в размерах на 400-3900%! Если же говорить о минимальном содержании воды, то оно составляет приблизительно 2% от веса сухого вещества лишайника. Такой лишайник (фото вы найдете в этом материале) по виду совершенно не похож на живой организм.

О скорости отдачи воды

Как и в случае с туалетной бумагой, отдает воду тело симбиотического организма довольно-таки быстро. Всего через час лишайник, который только что впитал едва ли не литр жидкости, может высохнуть до ломкого состояния. Таким образом, «продуктивность» этих организмов крайне циклична: выработка трофических веществ может кардинально изменяться не только в течение сезона, но и на протяжении одного-двух часов!

В последние годы ученые узнали, что некоторые виды лишайников, обитающие в тундре (Evernia prunastri), вполне могут использовать буквально «крохи» солнечного света, изредка пробивающиеся сквозь слой снега. Проще говоря, у них фотосинтез не заканчивается даже зимой.

Размножение лишайников

Помимо этого, особенности лишайников заключаются в наличии сразу трех способов воспроизводства:

• Вегетативный.
• Половой.
• Бесполый.

Гриб, то есть микобионт, может размножаться всеми способами, тогда как водоросль способна исключительно к вегетативному делению. Споры гриба располагаются в особых сумках. Аскомицетные лишайники для процесса размножения используют две основных группы плодовых тел: апотеции и перитеции. Их характеристики следующие:

• Апотеций представляет собой обычное ложе округлой формы. На нем находятся сумки, которые располагаются в промежутках между обычными, не имеющими окончаний гифами. Этот открыто расположенный слой называется гимениумом.
• Перитеций похож на практически полностью закрытую структуру сферической формы. Споры высвобождаются через специальные отверстия, которые расположены на поверхности плодовой сферы.

Некоторые виды могут образовывать также бесполые споры, пикноспоры (пикноконидии). Местом их образования являются пикнидии. Это мешочки сферической или несколько грушевидной формы, которые представляют собой высокоспециализированные гифы. Пикнидии легко распознать, так как они похожи на черные точки, расположенные на ложе.

Когда споры просыпаются, они в подходящих условиях быстро дают начало новым гифам, образующим тело нового лишайника. Они (гифы) также проникают внутрь клеток автотрофных водорослей, после чего формирование нового организма фактически заканчивается.

Значение

Вообще, мхи и лишайники имеют колоссальное значение. В тундре и арктической пустыне они - зачастую единственные которые могут накапливать питательные органические вещества в крайне неблагоприятных условиях. Проще говоря, именно эти организмы являются источником пищи для тех немногочисленных травоядных животных, которые могут проживать в столь суровых местах. Кроме того, только лишайники на деревьях даже в условиях нашего климата зачастую позволяют пережить зиму, к примеру, лосям и косулям.

В настоящее время описано около 26 тыс. видов лишайников , в действительности же их число может достигать 40 тыс. Считается, что они были первыми организмами, которые начали заселять сушу. Изначально именно они сформировали почву на земле.

Лишайники - довольно сложный для исследования объект. Эти древние организмы, появившиеся, как считают учёные, более чем 400 000 000 лет тому назад, невероятно интересны для изучения.

Вконтакте

Сложность исследования лишайника заключается в том, что его нельзя даже определить как отдельный организм. Лишайник - это симбиоз - составной организм из двух организмов: гриба и водоросли . Лишайники обладают особыми биологическими свойствами, которые не присущи другим организмам. Своеобразный метаболизм, образование специфических лишайниковых веществ, в синтезе которых принимают участие оба компонента лишайника, способы размножения и так далее.

Отдельно существуя, водоросль не обладает теми свойствами, которые она приобретает, вступая в симбиоз с грибом. Причины возникновения постоянных водорослевогрибных организмов учёным пока ясны не до конца. Возможными причинами называют «голод» гриба, то есть условия недостатка питательных веществ, в результате чего грибы нашли себе партнёра в лице водорослей, которые обеспечивают их необходимыми органическими веществами. Также причиной соединения гриба и водоросли могла стать и сухость мест их обитания.

Строение

То, как устроены лишайники, можно подробно разглядеть под микроскопом. Нити гриба (гифы) оплетают колонии одноклеточных водорослей. Снаружи гифы гриба сплетаются более плотно, образуя так называемую кору, а внутри переплетение не такое плотное - эту часть называют сердцевиной.

Колонии водорослей стараются располагаться максимально близко к верхним и наружным частям. Это объясняется тем, что водоросль нуждается в солнечном свете, ведь она питается с помощью фотосинтеза .

Жизненные формы

В природе лишайники встречаются нам достаточно часто. Просто находясь в лесу, мы можем встретить множество представителей этого вида. В основном можно увидеть три вида:

1. Накипные. Чаще встречаются на камнях, прирастая к ним очень плотно.
2. Листоватые. Увидеть их можно на стволах деревьев. По форме они выглядят, как слоистые наросты.
3. Кустистые. Приподнимаются над местом, где они растут в виде «веточек».

Питание

Лишайник состоит из:

1. Автотрофного организма - водоросли.
2. Гетеротрофного - гриба.

Если описать коротко, то получится, что нити гриба поглощают воду (вода впитывается всей поверхностью организма, как губкой) и минеральные вещества (причём гриб способен в прямом смысле добывать их из голых скал, выделяя вещества, разрушающие породу), а в клетках водоросли в процессе фотосинтеза образуются органические вещества, которые, в свою очередь, поглощает гриб. Но, как оказывается на самом деле, всё происходит намного сложнее.

Учёным до сих пор не удалось до конца понять, каким же образом гриб способен стимулировать водоросль не только на выработку именно необходимых для его питания веществ, но и на выделение этих веществ в количествах больших, чем это происходит у отдельно существующей водоросли. Отдельно существующая водоросль выделяет в окружающую среду только 10−15% органических веществ, полученных ею в процессе фотосинтеза . Будучи же в составе лишайника, эта же водоросль будет выделять 80−85% синтезируемой органики, которая будет поглощаться грибом.

Предполагают, что гриб влияет на клетки водоросли какими-то химическими веществами, и данное воздействие увеличивает количество органических веществ, выделяемых водорослью. Также возможно и непосредственное физическое воздействие, происходящее путём контакта грибных гиф и клеток водоросли.

Пути передачи органических веществ от одного участника составного организма к другому тоже не до конца ясны. Не так давно учёным удалось узнать, в виде каких веществ происходит обмен органикой. В одном случае это глюкоза, в другом - многоатомные спирты.

Также важным компонентом является азот. В зависимости от того, какие виды водоросли входят в состав, этот элемент лишайник может добывать из:

1. Воздуха.
2. Воды.
3. Субстрата (камня, почвы, коры растений).

За распределением соединений азота устанавливается строгий контроль, и большинство этих веществ усваивается грибом.

Условия существования

Лишайники являются невероятно неприхотливыми организмами. Они могут расти, например, на голых камнях, многие произрастают в суровых условиях Крайнего Севера или пустынях.

Температурный диапазон жизни у этих организмов невероятно широк: от -70 до +60 градусов цельсия . Они способны существовать и в условиях отсутствия воды, высыхая, а потом возвращаясь к жизни.

Считается, что эти удивительные организмы, которые могут существовать почти что во всём диапазоне природных условий на нашей планете, не способны жить в условиях антропогенного загрязнения окружающей среды. Это относится не ко всем формам, но в целом химические вещества, активно выделяемые в процессе деятельности человека в окружающую среду, являются губительными для лишайников.

Самыми неприспособленными в этом смысле являются кустистые лишайники. При загрязнении воздуха они быстро погибнут. Чуть менее чувствительны листоватые. А вот накипные являются формой, которой удалось приспособиться и к неблагоприятным условиям. Они способны жить даже в городских условиях.