жизнь, смерть, рабство, еда — Российская газета
Лишайник — это не отдельный организм, а симбиоз гриба и водоросли. На этом факте вот уже полтора века настаивает наука, с этой догмой знаком любой, кто проходил биологию в школе. Но новые исследования показывают, что все может быть еще сложнее.
Они везде
Каждый из нас сталкивался с лишайниками. Они растут повсюду, занимая до 8% поверхности планеты (это больше территории России). Некоторые живут в горах Антарктиды, стойко перенося зимние вьюги и 60-градусный мороз. Другие сплошным ковром покрывают пустыни, где выпадает меньше 100 мм осадков в год, а на камнях можно жарить яичницу.
Они есть в лесу, в тундре, на токсичных свалках и даже у нас дома. Все, что им нужно: свет, немножко воды и поверхность, на которой можно закрепиться. В арсенале лишайников широкий ассортимент кислот, позволяющий им с равным успехом разъедать камень, железо и резину. Они растут медленно, но верно: в среднем на 2-3 мм в год.
Особенно много лишайников в нашей стране.
— В России лишайники составляют огромную долю биоразнообразия, хотя люди зачастую не понимают этого, — говорит американский биолог Тоби Сприбилл. В 2016 году он опубликовал в Science статью, перевернувшую традиционные представления о лишайниках. — В более низких широтах, к примеру в тропиках, обитают тысячи видов птиц, насекомых, деревьев… Но в холодном климате эти группы малочисленны, поскольку лишь немногие виды переносят подобные температуры. Например, лишайники. Они составляют большую часть биоразнообразия тундры и тайги и могут многое рассказать как о состоянии окружающей среды, так и о грядущих глобальных изменениях.
Умбиликария съедобная (Umbilicaria esculenta). Этот лишайник растёт преимущественно на скалах. В Китае, Корее и Японии после соответствующей обработки его употребляют в пищу. Получившееся блюдо выглядит не очень аппетитно, но говорят, что оно вкусно и полезно. Один из представителей рода Кладония (Cladonia), включающего около трехсот видов лишайников.
Фото: «Кот Шрёдингера»
Союз нерушимый
Если кому-то придет в голову поставить памятник дружбе и сотрудничеству, его стоит изваять в виде лишайника. Четыреста с лишним миллионов лет продолжается этот союз представителей разных царств живой природы.
Разумеется, пришли к такой модели не сразу. На лишайники обратили внимание еще в Античности. Первым был Теофраст, ученик Аристотеля. Он описал два вида и отметил, что один из них используется в качестве красителя. Теофраст полагал, что лишайники — растения, хотя и очень странные, что-то вроде наземных водорослей. Эта концепция продержалась две тысячи лет и была поставлена под сомнение только в середине XIX века, с развитием микроскопии и практики экспериментов.
В 1827 году немецкий ботаник Карл Валльрот заметил, что в лишайниках встречаются как клетки, напоминающие водорослевые, так и совершенно непохожие на те, что должны быть у представителя царства растений. А в 1852 году французский миколог Луи Рене Тюлан обнаружил у них половые органы, свойственные грибам. Спустя 14 лет немецкий микробиолог Антон де Бари выяснил, что некоторые лишайники содержат структуры, напоминающие водоросль Nostocae, пронизанную гифами — нитями, из которых состоят грибы. Он же ввел термин «симбиоз» для описания таких структур.
В 1867 году российские биологи Андрей Фаминцын и Осип Баранецкий установили, что зеленые клетки лишайников — это одноклеточные водоросли, способные жить самостоятельно. Наконец, в том же 1867-м швейцарский ботаник Симон Швенденер сделал предположение о двойственной природе всех лишайников.
Споры вокруг смелой гипотезы были жаркими. Появилось даже слово «альголихеноманы» (от лат. alga — водоросль; греч. λειχήν — лишайник; греч.
Выяснить, кто прав, помог бы эксперимент: нужно было разделить лишайник на чистые культуры гриба и водоросли, а потом собрать обратно. Но сделать это никак не получалось: практически все опыты проваливались, а редкие успехи не удавалось воспроизвести. Спор тянулся долго и закончился лишь к началу ХХ века, когда лихенологи старой школы в большинстве своем умерли и сторонникам симбиотической теории была засчитана техническая победа.
Фото: «Кот Шрёдингера»
Неравное сожительство
Полученная в итоге модель выглядит так. Большая часть тела лишайника — это гриб. Водоросли живут только в верхних слоях и синтезируют для всего организма пищу: спирты или сахара. Гриб взамен снабжает водоросль водой по специальным трубочкам, защищает и вообще создает «тепличные условия».
Выглядит идиллически, но не все так просто. Например, каждый компонент лишайника размножается и прорастает отдельно. Но вот гриб, как правило, без водоросли не выживет и в лаборатории. Водоросль же, за парой исключений, уцелеет даже в дикой природе. Не в том аду, где жил бы полноценный лишайник, конечно, но в почве, в лужах, на коре деревьев — вполне.
Кстати, сами по себе водоросли не стали бы производить вещества, которыми кормится гриб в лишайнике. Грибы химически заставляют их это делать. А при ухудшении условий и вовсе убивают и съедают клетки водорослей, высасывая их через те же трубочки, через которые поили водой. При этом пожирание водорослей можно оправдать: они быстро восстановят численность, а значит, лишайник в целом переживет трудный период. В общем, это сложные и неоднозначные отношения с легким рабовладельческим уклоном.
Иногда, впрочем, что в подчиненной роли выступают и сами грибы. Так, в недавней работе биологов из МГУ им. М.В. Ломоносова описаны растения, неспособные к фотосинтезу и получающие все необходимое от грибов, которые они содержат почти так же, как грибы в лишайниках — водоросли.
Но в нашем случае гриб — главный. Поэтому биологи выделяют две основные группы: асколишайники, образованные грибами-аскомицетами, и базидиолишайники, сформированные базидиомицетами. Казалось, что наука окончательно разобралась с устройством мира лишайников. Но не тут-то было!
В 2009 году группа исследователей из Хельсинского университета под руководством Саары Велмалы провела сравнительный анализ двух лишайников из рода Bryoria. Один из них, B. tortuosa, — яркий, желтоватый и содержит много ядовитой вульпиновой кислоты: с его помощью раньше травили волков и лисиц. Второй, B. fremontii, — коричневый, съедобный и кислоты содержит мало. Из него готовят целый ряд блюд в Северной Америке. К обоим лишайникам ученые применили молекулярные методы и сравнили ДНК грибного компонента. Оказалось, что они идентичны, а значит, никаких двух видов нет. В 2014 году та же группа проверила водоросли, содержащиеся в обоих лишайниках. И снова обнаружила полное совпадение. Ситуация, когда один и тот же вид съедобен и смертельно ядовит, явно противоречит здравому смыслу.
Исландский мох (Cetraria islandica). Растет и в Европе, и в Азии, и даже в Африке. Издавна использовался как лекарство от инфекций. Фото: «Кот Шрёдингера»
Сообразим на троих?
В июле 2016 года в журнале Science вышла статья американского биолога Тоби Сприбилла. Он вырос в Монтане (США) в бедной семье, которая жила в трейлерном парке. Вокруг были леса, а школы не было. Тоби сам читал книги, гулял по лесу и мечтал стать ученым-естествоиспытателем. В 19 лет он устроился на работу в лесничество. Через несколько лет накопил денег и уехал учиться в Геттингенский университет (Германия), руководство которого согласилось закрыть глаза на отсутствие сертификата о школьном образовании. Потом была аспирантура Грацского университета и возвращение домой (в 2011 году), но уже не в трейлерный парк, конечно, а в Университет Монтаны. Сприбилл наконец получил возможность изучать природу, которая вдохновила его.
В 2015-м Тоби заинтересовался лишайниками Briorya и решил установить, чем вызваны различия в концентрации кислоты.
Вместе с коллегами он принялся искать гены, ответственные за ее производство. По идее, они должны были быть активны у B. tortuosa и выключены у B. fremontii. Однако анализ ничего не дал. Это было очень странно. Кислота есть, но ее никто не производит — как такое может быть? Ученые раскинули сети шире и стали искать источник ядовитой кислоты по всему царству грибов. И тут же нашли четкие сигналы. Их источником оказались грибы-базидиомицеты — группа, родственная Briorya примерно настолько же, насколько мы родственны медузам.
Сначала все решили, что это случайность — нечто, занесенное в ходе эксперимента. Такое в молекулярной биологии случается нередко. Нашли исследователи, к примеру, в утконосе гены герани, кашалота или человека, тихо выругались — и начали все заново. Однако сигналы обнаруживались в каждом опыте. Более того, они оказались четко связаны не только с общим количеством кислоты, но и с ее распределением по разным частям лишайника. Оставалось предположить, что кислоту и правда синтезирует дополнительный гриб.
Сприбилл понял, что напал на след. Группа проанализировала всю коллекцию лишайников, набранную им за годы научной карьеры: около 45 тысяч образцов со всего мира. Чужеродные базидиомицетные гены снова нашлись! Причем сразу в 52 разных родах с шести континентов. Получалось, что множество видов лишайников из хорошо изученных семейств содержат дополнительный компонент, которой не могли найти с XIX века. На протяжении 150 лет поколения исследователей смотрели на гриб и не видели его!
Тоби с коллегами приготовили препараты лишайников, в которых гарантированно присутствовали базидиомицеты, засели за микроскопы и… Ничего не нашли. Совсем. Ни в одной из серий наблюдений. В переплетениях гиф аскомицетов зеленели водоросли и не было ничего больше. Лишь после того как исследователи придумали метод сортировки клеток по РНК, стало ясно, в чем дело. Оказалось, что базидиомицеты в этих лишайниках одноклеточные. При этом располагаются они в верхнем слое тела лишайника, почти на поверхности. И тот, кто смотрит на препарат, видит множество одинаковых кружочков — поперечных срезов гиф аскомицета.
Фото: «Кот Шрёдингера»
Работа, проделанная группой Сприбилла, вызывает восхищение у специалистов по всему миру. Некоторые уже окрестили ее важнейшей вехой в лихенологии со времен открытия двойственной природы лишайников. Удастся ли в ближайшее время закрыть спор XIX века, воспроизведя полноценный лишайник в лаборатории? Достаточно ли для этого добавить третий компонент? Ожидает ли нас рождение новой ветви биохимической промышленности, использующей лишайники, ранее нерентабельные из-за медленного роста?
Совершенно точно можно сказать, что мы стали лучше понимать лишайники, и так же точно — что нам придется переписать их систематику. Об экономическом значении открытия сейчас сложно сказать что-то конкретное — новые эксперименты по ресинтезу еще не поставлены. Но мы определенно стали ближе и к лишайниковым лекарствам, и к лишайниковой еде.
Для чего нужны лишайники
Еда для человека — употребление лишайников в пищу не ограничено B. fremontii. В Исландии принято печь хлеб с добавлением Cetraria islandica, а в Японии с удовольствием едят Umbilicaria esculenta.
Корм для животных — пожалуй, самые известные лишайники — ягель (Cladonia) и исландский мох (Cetraria islandica) — широко распространены в тундре. Это основная пища северных оленей. Без них разведение этих животных было бы невозможно.
Лекарство — лишайники используются в медицине с древнейших времен. Изначально их применяли, исходя из принципа подобия: похожий на легкие лишайник должен лечить от легочных болезней. Позже люди заметили, что лишайники обладают антимикробным действием. Начиная с середины XX века выделенные из лишайников вещества стали активно применять в фармакологии для лечения заболеваний кожи, легких, сердца. Некоторые из них интересны для исследований в области онкологии.
Парфюмерия — широко известен резиноид — продукт переработки дубового мха (Mousse de chene), который можно применять и как ароматизатор, и как фиксатор запаха.
В космосе живут грибы — CNews
| Поделиться Эксперименты на орбите показали, что лишайник прекрасно выживает в условиях открытого космоса. Перспектива обнаружить на астероидах или спутниках планет поросшие лишайником поляны перестает быть чистой фантастикой. Неожиданно выяснилось, что в открытом космосе способны длительное время существовать даже сложные живые организмы такие, как лишайник. Эксперименты, проведенные ESA на борту российской космической лаборатории «Фотон-М2», показали, что лишайники прекрасно приспособлены к выживанию в не очень гостеприимных условиях открытого космоса.
Лишайники (Lichenes) это специализированная группа грибов, находящихся в постоянном сожительстве с водорослями.
Некоторые ботаники рассматривают лишайники в качестве самостоятельной группы низших растений. Лишайник представляет собой весьма сложный организм ассоциацию огромного числа грибковых клеток, поддерживающих между собой симбиотические отношения. По мнению ученых, лишайник можно рассматривать как не просто организм, а полноценную, хотя и очень простую, экосистему.
Лишайники являются так называемыми «экстремофилами», и их способность выживать в самых, казалось бы, неблагоприятных условиях хорошо известна на Земле. Тем не менее, выживший в условиях открытого космоса лишайник нечто трудно вообразимое. Беспрецедентность открытия еще и в том, что лишайник, в отличие от бактерии, представляет собой несравненно более сложный организм. Он является многоклеточным, макроскопическим образованием-эукариотом.
Эксперимент Lichen (лишайник) проводился на борту российского спутника «Фотон» в научном модуле ESA Biopan, располагавшемся на внешней поверхности аппарата.
В рамках эксперимента капсула с образцами живых организмов Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans открывалась, подвергая их воздействию космического пространства во всей совокупности факторов одновременно вакуума, невесомости, колебаний температуры в широких пределах, а также космической радиации. В совокупности лишайник провел в космосе 14,6 суток, после чего возвратился на Землю в спускаемом аппарате.
Исследования проведших в открытом космосе две недели образцов привели ученых ESA к неожиданному, но в целом оптимистичному результату. Как сообщает Space Daily, все образцы выжили. Все сохранили способность к фотосинтезу.
Неожиданное открытие позволяет по-новому оценить возможность транспортировки живой материи в космическом пространстве на астрономические расстояния на поверхности небесных тел например, метеоритов. Остается неясным, правда, способен ли лишайник перенести совсем уж экстремальные условия при вхождении метеорита в плотные слои атмосферы планеты.
Однако он может долгое время переносить путешествие в космосе, а это уже немало.
Более того это означает, что лишайник вполне может жить на существенно более комфортабельной поверхности Марса или, к примеру, некоторых спутников Сатурна. Шансов найти жизнь за пределами Земли становится все больше.
Новые типы атак можно выявлять даже без сигнатур и правил корреляции
БезопасностьВпрочем, российские эксперты в области лихенологии (науки о лишайниках) не склонны видеть в данной новости что-то экстраординарное. Как рассказала CNews д-р Евгения Мучник, старший научный сотрудник Института лесоведения РАН, еще в прошлом году (август 2004 г.) на 5-м Симпозиуме IAL (Международная Ассоциация Лихенологов) этот материал был в списке докладов. «Вызвал, конечно, определенный интерес, но не более того», — отмечает д-р Мучник. Она также подчеркивает, что необходимо различать понятия «выживать» и «жить», то есть осуществлять все процессы жизнедеятельности – дыхание, рост, размножение.
«Способность лишайников к выживанию в экстремальных условиях, то есть к почти полному торможению всех жизненных процессов, известна довольно давно, — говорит эксперт. — Несколько десятков лет уже опытам с замораживанием в жидком азоте той же ксантории настенной на несколько дней, после чего лишайник разморозили и его жизнедеятельность восстановилась в полном объеме. Есть еще такой вид – рамалина тощеобразная, обитающая в пустыне Негев. Большую часть своей жизни этот вид проводит, фактически, в анабиозе, почти в абсолютно сухом состоянии. Пару раз за год условия влажности позволяют лишайнику начать (и вскоре закончить снова) жизненные процессы».
Тем не менее, подчеркивает наш собеседник, лишайники — организмы, питающиеся автотрофно, за счет фотосинтеза одного из компонентов – фотобионта (им может быть зеленая водоросль или цианобактерия, или даже оба этих организма одновременно). «Даже школьникам известно, что фотосинтез — это процесс получения с помощью солнечной энергии из углекислого газа и воды органических веществ, которые и расходуются в процессах жизнедеятельности, — говорит Евгения Мучник.
— Следовательно, лишайникам для жизни (а не выживания!) необходимы, как минимум, углекислый газ, вода, солнечный свет. Легонько намекнем также на необходимость такого биогенного элемента, как азот, не говоря уже об остальных немаловажных, макро- и микроэлементах. Где же все это найдется в открытом космосе или на астероидах без атмосферы?»
Проведенные на борту космической лабораториии эксперименты являются, прежде всего, попыткой выяснить механизмы устойчивости к экстремальным условиям существования: низкотемпературному, радиационному и другому стрессу, полагает эксперт. «Вспомнив, что чуть ли не все живые организмы на Земле в настоящее время подвержены разнообразным стрессам, вы поймете, что это чрезвычайно важно, — подчеркивает лна. — Гораздо важнее, чем сакраментальный вопрос: «Есть ли жизнь на Марсе?» Так что, прекрасные надежды на возможность жизни в открытом космосе или на астероидах – увы! – пока беспочвенны…»
Как начать работать с большими данными без капитальных затрат
ОблакаТестовые задания по биологии «Грибы, лишайники»
Царство Грибы
Выберите правильный ответ.
1. Грибы изучает наука:
A. Микология
Б. Экология
B. Микробиология
Г. Биология
2. По каким из перечисленных признаков грибов сближает их I – с растениями, II – с животными:
A. Образование мочевины
Б. Неограниченный рост
B. Неподвижность
Г. Наличие хитина в оболочке клеток
Д. Наличие гликогена
Е. Питание за счет всасывания
3. Грибы размножаются:
A. Вегетативно Б. Спорами В. Половым путем
4. У грибов споры развиваются в:
A. Гифах Б. Спорангиях B. Почках Г. Микоризе
6. Микориза – это:
A. Название гриба
Б. Грибокорень
B. Разновидность грибницы
Г. Спора
7. Установите последовательность процессов при размножении гриба:
A. Прорастание споры
Б. Деление клеток
B. Созревание споры
Г. Образование плодового тела
Д. Образование гифов
Е. Образование грибницы
9. Выживание гриба в неблагоприятных условиях обеспечивается:
A.
Запас питательных веществ откладывается в клетках утолщенных частей грибницы
Б. Образуется спора
B. Запасается большое количество воды
Г. Происходит замедление процессов обмена веществ
10. К классу базидиомицеты относятся:
A. Сыроежка
Б. Трутовик
B. Звездовик
Г. Картофельный гриб
11. Какой гриб поражает злаковые культуры и может вызвать отравление человека, попадая в муку?
A. Спорынья
Б. Пеницилл
B. Фитофтора
Г. Дрожжи
12. Образует плесень на пищевых продуктах:
A. Мукор
Б. Пеницилл
B. Спорынья
Г. Фитофтора
Вставьте пропущенное слово.
13. Грибница, расположенная в почве, называется …, наружная часть грибницы – это …
14. Псевдомицелий образуется у … в результате …
15. Найдите ошибку в утверждении.
Клетка гриба имеет клеточную стенку, цитоплазму, ядро, митохондрии, хлоропласты, рибосомы, эндоплазматическую сеть, слабо развитый аппарат Гольджи, вакуоли.
16. Из предложенных терминов отразите схематично явление «симбиоз», стрелками покажите взаимосвязь:
I. Грибница
II. Почва
III. Вода и минеральные вещества
IV. Органические вещества
V. Корни деревьев
Выберите верное утверждение.
19.
1. Царство грибов включает не менее 100 тыс. видов.
2. Шляпочные грибы содержат пигмент.
3. Клети грибов содержат запасное вещество – гликоген.
4. Грибница, или мицелий, состоит из тонких ветвящихся нитей – гиф.
5. Одноклеточные грибы – дрожжи.
6. У большинства видов грибов мицелий разделен перегородками, в которых есть поры.
7. Гифы, объединяясь в пучки, образуют крупные тяжи, достигающие несколько метров в длину, которые выполняют проводящую функцию.
8. Клетки грибов не содержат мембранных органоидов.
9. Наследственный, или генетический аппарат клетки гриба находится в ядрах.
10. У одноклеточных грибов во время почкования образуется ложный мицелий.
11. Грибы размножаются спорами и вегетативно.
12. Споры грибов образуются в спорангиях, которые образуются на гифах.
13. Род Мукор относится к классу Хитридиомицетов.
14. Сыроежки относятся к классу Аскомицеты.
15. Дрожжи относятся к классу Несовершенные грибы.
16. Подосиновик и подберезовик относятся к классу Базидиомицетов.
ОТДЕЛ ЛИШАЙНИКИ
Вставьте пропущенное слово.
1. Закончите определение.
А. Лишайник – это симбиотический организм, состоящий из гетеротрофного компонента – … и автотрофного компонента – …
Б. Тело лишайников называется …
2. Лишайники – индикаторы окружающей среды – они требовательны к … …
3. Лишайники размножаются … и …
Найдите соответствие.
4. Из перечня жизненных форм лишайников определить:
I. Накипные
II. Листоватые
III. Кустистые
А. Кладония
Б. Исландский мох
В.
Ценея
Г. Ягель
Е. Ксантория настенная
5. Из предложенных терминов составьте схему симбиоза лишайников, стрелками укажите взаимосвязь:
I. Вода
II. Минеральные вещества
III. Органические вещества
IV. Фотосинтез
V. Грибница
VI. Водоросли
Выберите правильный ответ.
7. Наиболее сложно организованный тип слоевища у лишайников:
A. Кустистых
Б. Листоватых
B. Накипных
8. Лишайники – это организмы, питающиеся:
A. Гетеротрофно
Б. Автотрофно
B. Автогетеротрофно
Г. Хемотрофно
9. В теле лишайника водоросли находятся:
A. Вдоль нижнего коркового слоя
Б. В сердцевине
B. Между сердцевиной и нижним корковым слоем
Г. Между сердцевиной и верхним корковым слоем
10. Лишайники крепятся к грунту с помощью:
A. Ризоидов
Б. Гифов
B. Ризоидов и гифов
Г. Специального клейкого вещества
11. Лишайники встречаются в:
A.
Холодных областях Земли
Б. Умеренных широтах
B. Горах
Г. Все утверждения верны
Выберите верное утверждение.
12.
1. Лишайники – это группа симбиотических организмов.
2. Два компонента лишайников: водоросль – гетеротрофный организм и гриб – автотрофный организм.
3. Для каждого вида лишайников характерны определенные гриб и водоросль.
4. Наиболее сложно устроены накипные лишайники.
5. Слоевище многих лишайников имеет нижний и верхний корковые слои из плотно сплетенных грибных нитей.
6. Сердцевину лишайников образуют грибные нити и водоросли.
7. Гриб обеспечивает водоросль водой и растворенными органическими веществами.
8. Для лишайника характерны новые биологические качества, не свойственные водорослям и грибам вне симбиоза.
9. Лишайники растут на почве, скальных выходах горных пород, деревьях и требовательны к чистому воздуху.
10. Лишайники устойчивы к низким температурам, отсутствия влаги и незначительным содержаниям углекислого газа в атмосфере.
11. Лишайники размножаются частями слоевища, т. е. вегетативно.
12. Лишайники могут размножаться спорами, которые образуются половым и бесполым путем.
13. Лишайники аккумулируют солнечную энергию, преобразуют органические вещества до неорганических, преобразуют горные породы в почву, пригодную для расселения растений.
Царство Грибы
Ответы грибы и лишайники
1. А. 2. I – Б, В, Е. II – А, Г, Д. 3. А, Б. 4. А. 5. А. Грибницей, корнями деревьев. Б. Корневые волоски. 6. Б. 7. А ? Б ? Д ? Е ? Г ?В. 8. Б = В ? А = Г. 9. А. 10. А, Б, В. 11. А. 12. А, Б. 13. Мицелий, плодовое тело. 14. Дрожжей. Почкование. 15. Хлоропласты.
16.
17.
18. I – В. II – Б. III – Г. IV – А. V – Д. 19. 1, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12, 16.
Отдел Лишайники
1. А. Грибницы. Водоросли. Б. Слоевище. 2. Качеству воздуха. 3. Частями слоевища. Спорами. 4. I – Е. II – Д. III – А, Б, В.
5.
6.
Биологическая и хозяйственная роль лишайников
7. А. 8. В. 9. Г. 10. А. 11. Г. 12. 1, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 13.
|
Лишайник является единым организмом, имеющим в составе одноклеточные водоросли и гриб. Данный симбиоз исключительно полезен для существования всего организма в целом. Ведь пока гриб поглощает воду и с растворенными минеральными солями, водоросль производит органические вещества из углекислого газа и воды в процессе фотосинтеза под действием солнечного света. Лишайник – неприхотливый организм. Это дает лишайникам возможность селиться первыми в местах, где нет никакой другой растительности. После них появляется перегной, на котором могут жить и другие растения. Лишайники, встречающиеся в природе, чрезвычайно разнообразны по внешнему виду и окраске. На старых елях часто можно увидеть висящие взлохмаченные бороды лишайников, которые называются вислянка, или бородач. Лишайники широко распространены. Они неприхотливы, поэтому обитают в различных, подчас суровых условиях. Лишайники можно встретить на голых скалах и камнях, на коре деревьев, на заборах, иногда даже на почве. В северных регионах, а конкретнее, в тундре лишайники заселяют огромные площади, к примеру, олений лишайник. Также часто можно встретить лишайники в горах. В строении лишайников есть особенности, позволяющие объединить их в отдельную группу. Если рассмотреть тонкий срез лишайника под микроскопом, то заметно, что его структурными элементами являются прозрачные нити, между которыми присутствуют округлые зеленые клетки. Ученые выяснили, что бесцветные нити являются грибницей гриба, а зеленые клетки не что иное, как одноклеточные водоросли. Взаимосвязь двух организмов в теле лишайника позволяет ему выгодно приспосабливаться к условиям окружающей среды. Благодаря грибнице, происходит всасывание воды и углекислого газа, а в организме водоросли образуются органические вещества. В некоторых случаях гриб может питаться водорослями, которые находятся в теле лишайника. Лишайник поглощает жидкость всей поверхностью тела, в основном, после дождей, а также из росы и тумана. А питательные вещества всасываются отовсюду – из воздуха, почвы и даже из оседающей пыли. Все виды лишайника не нуждаются в создании особых благоприятных условий для жизни. Они неприхотливы и выносливы. В период засухи лишайник высыхает до такой степени, что от малейшего прикосновения ломается, а после дождя оживает вновь. Именно в связи с такими особенностями жизнедеятельности лишайники встречаются в таких бесплодных местностях, где другие растения не способны выжить. Лишайники играют важную роль в природе и хозяйстве человека. Так как лишайники неприхотливы, они первыми поселяются на участках, где нет другой растительности. Закончив свой жизненный цикл на оголенных скалах и камнях, лишайники отмирают, оставляя после себя перегной, на котором могут развиваться другие представители царства растений. Таким образом, в данном случае значение лишайников в том, что они создают почву для жизнедеятельности других растений. Олений лишайник имеет наибольшее значение в хозяйстве человека. Этот лишайник, произрастающий в тундре на громадной территории, является основным кормом для северных оленей. |
А на коре некоторых деревьев, в частности, осины, иногда прикреплены оранжевые пластинки округлой формы лишайника стенной золотянки. Олений лишайник представляет собой сероватые белесые небольшие кустики. Это растение произрастает в сухих сосновых лесах, а в сухую погоду издает характерный хруст, если по нему пройтись.
Таким образом, один организм лишайника объединяет два разных организма – водоросль и гриб, которые настолько тесно взаимодействуют, что формируют цельный организм.
Краткий конспект подготовки к ЗНО по биологии №8 «Грибы. Лишайники»
Подготовка к ЗНО. Биология.
Конспект 8. Грибы. Лишайники.
Царство Грибы
Представители царства грибы одновременно обладают свойствами и растений и животных:
Признаки растений:
1.
наличие хорошо выраженной клеточной стенки
2. неподвижность в вегетативном состоянии
3. размножение спорами
4. способность к синтезу витаминов
5. поглощение пищи путем всасывания (адсорбции)
Признаки животных:
1. гетеротрофность
2. наличие в составе клеточной стенки хитина, характерного для наружного скелета членистоногих
3. отсутствие в клетках хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов
4. накопление гликогена как запасного вещества;
5. образование и выделение продукта метаболизма – мочевины
Мицелий – вегетативное тело гриба – система тонких разветвленных ниток (гифов), которые находятся на поверхности или внутри субстрата.
Систематика:
1. Отдел Миксомицеты. Вегетативным телом миксомицетов является плазмодий – голый, лишенный оболочки, комочек цитоплазмы с большим количеством ядер. При наступлении неблагоприятных условий из плазмодия образуются покоящиеся споры.
Размножение миксомицетов осуществляется зооспорами, которые образуются при прорастании покоящихся спор.
Представители: лептодерма, диахея.
2. Отдел Оомицеты. Имеют многоядерный неклеточный мицелий. Бесполое размножение зооспорами с двумя жгутиками. Половой процесс проходит по типу оогамии (слияние морфологически различных половых клеток – оогония и антеридия). Большинство ведёт паразитический образ жизни.
Представитель: фитофтора.
3. Отдел Зигомицеты. Имеют неклеточный мицелий. Половой процесс – зигогамия, слияние двух морфологически одинаковых клеток с образованием зигоспоры. Бесполое размножение осуществляется неподвижными спорами без жгутиков.
Представитель: мукор
4. Отдел Аскомицеты. Имеют многоклеточный септированный мицелий. В цикле развития присутствует сумчатое спороношение в результате полового процесса. Представители: дрожжи, спорынья, трюфель.
5. Отдел Базидиомицеты. Спорообразующие органы называются базидии.
К базидиальным грибам относятся шляпочные грибы, лисичковые грибы, трутовые, головеневые, ржавчинные грибы (последние 2 – паразиты растений).
Представитель: мухомор, масленок, подосиновик.
6. Отдел Дейтеромицеты. Имеют многоклеточную грибницу, но развиваются только в гаплоидной стадии. Распространяются и сохраняются спороношением. Сюда также относят грибы, которые не имеют никакого спороношения и развиваются в виде бесплодного (стерильного) мицелия, в результате чего размножаются только вегетативно.
Представитель: пеницилл.
Лишайники
Симбиоз гриба и водоросли.
Симбиоз – сосуществование двух организмов.
В случае лишайника гриб является умеренным паразитом водоросли.
Паразитизм – способ сосуществования организмов, при котором организм-паразит живет в/на организме-хозяине, используя его ресурсы, и тем самым нанося вред хозяину.
Лихенология – наука, изучающая лишайники.
Лихеноиндикация – биоиндикация уровня загрязненности среды с использованием лишайников
Гаустории – гифы гриба, проникающие в клетку водоросли.
Микобионт – грибной компонент лишайника.
Фикобионт – водорослевый компонент лишайника.
Вегетативное тело лишайника – слоевище — образовано переплетенными гифами гриба, среди которых размещены клетки водоросли. Они размещены либо равномерно (гомомерно) либо только в верхнем слое (гетеромерно).
Образования для вегетативного размножения:
1. Изидии – выросты поверхности солевища, содержащие оба компонента лишайника.
2. Соредии – мелкие пылеподобные частицы, состоящие из нескольких клеток водоросли и оплетенные гифами гриба. Формируются внутри таллома.
Формы лишайников:
1. Накипные. Имеют вид корочки, плотно сросшейся с субстратом на скалах, деревьях и т.
д.
Представители: пирунелла блестящая, верукария скальная.
2. Листоватые. Имеют вид уплощенной листовой пластинки, прикрепленной к субстрату пучками гифов.
Представители: колема вялая, пельтигера пупырчатая.
3. Кустистые. Имеет вид куста или свисающей бороды.
Представители: сферефорус круглый, рочелла фукоидная.
Онлайн-тест подготовки к ЗНО по биологии №8 «Грибы. Лишайники»
О лишайниках
В Северной Америке насчитывается около 3600 видов лишайников, и это только те, о которых мы знаем! Каждый год делаются новые открытия. Лишайники встречаются по всей Северной Америке и по всему миру. Они встречаются в огромном разнообразии сред обитания и климата, от пустыни Сонора в Национальном лесу Коронадо до альпийской тундры Аляскинских гор в Национальном лесу Чугач и в тропических лесах национального леса Эль-Юнке в Пуэрто-Рико.
Что такое лишайники?
Вы когда-нибудь видели лишайник и знали, что это лишайник? Не многие люди знают, что такое лишайники, а кто знает? Кажется, будто они с другой планеты! Лишайники — необычные организмы, и нет двух одинаковых.
Лишайники — сложная форма жизни, представляющая собой симбиотическое партнерство двух отдельных организмов, гриба и водоросли. Доминирующим партнером является гриб, который придает лишайнику большинство его характеристик, от формы слоевища до плодовых тел.Водоросль может быть зеленой или сине-зеленой водорослью, также известной как цианобактерия. Многие лишайники содержат оба типа водорослей.
Что такое грибы?
Грибы — это разнообразная группа организмов, находящихся в своем собственном царстве (грибах), отдельно от растений. Грибы не содержат хлорофилла или каких-либо других средств производства собственной пищи, поэтому они полагаются на другие организмы для питания. Грибы широко известны своей ролью в разложении органических веществ.Они также необходимы для выживания окружающей экосистемы, например, для установления партнерских отношений с растениями и деревьями для получения питательных веществ и выживания.
Лишайники — еще одно такое партнерство грибов для получения питательных веществ от другого организма.
Партнер водорослей фотосинтезирует и обеспечивает грибок пищей, чтобы он мог расти и распространяться.
Sclerotia veratri , чашечный гриб. Эти типы грибов являются наиболее частым партнером грибов в биологии лишайников.Фото Криса Вагнера, Лесная служба США.
Что такое водоросли?
Водоросли находятся в другом царстве (Протиста) отдельно от растений и грибов. Есть несколько видов водорослей: зеленые, коричневые, красные, золотые. Они могут выжить в соленой и пресной воде сами по себе и в любой окружающей среде, когда они являются частью лишайниковых родств.
Хотя цианобактерии называют сине-зелеными водорослями, на самом деле они являются бактериями и являются частью царства бактерий, Monera.«Синий» в общем названии указывает на то, что им нужно жить в воде, а «зеленые водоросли» относятся к их фотосинтетическим способностям, как зеленые водоросли.
Peltigera britannica , лишайник собачий.
Обратите внимание на ярко-зеленую поверхность, сквозь которую просвечивают зеленые водоросли. Присмотритесь, и вы увидите темные пятна. Эти пятна — очаги цианобактерий. Фото Карен Диллман, Лесная служба США.
Чем не являются лишайники
Разве лишайник не покрывает скалы и деревья мхом? Когда люди думают о лишайниках, многие из них думают о них как о разновидности мха.Это не могло быть дальше от истины.
Хотя и мох, и лишайники называют несосудистыми растениями, только мхи являются растениями. Мхи входят в группу несосудистых растений, называемых мохообразными. Считается, что мхи являются предками растений, которые мы видим сегодня, таких как деревья, цветы и папоротники. С другой стороны, лишайники никоим образом не похожи на мхи или другие представители растительного мира.
Cladina arbuscula , лишайник, также известный как олений мох.На этом снимке он окружен настоящим мхом.
Этот вид редко встречается в Колорадо. Фото Гей Остин, Лесная служба США.
Посмотрите внимательно на этот мох. Обратите внимание, насколько он похож на лист. Структуры наверху производят споры. Они являются основным способом размножения мха. Фото Чарльза Пирса, Michigan Wildflowers.
Хотя мхи очень примитивны, они все же имеют структуры, похожие на растения, которые выглядят и функционируют как листья, стебли и корни.У них есть хлоропласты по всему телу, и они могут фотосинтезировать со всех сторон своих структур.
Лишайники, напротив, совершенно разные. У них нет корней, стеблей или листьев, а их хлоропласты содержатся только в водорослях на верхней поверхности лишайника.
Alectoria sarmentosa , волосы ведьмы, лишайник, на деревьях Дугласа на северо-западе Тихого океана. Помните, что лишайники нельзя путать с мхом.Фото любезно предоставлено Лесной службой США.
Xanthoparmelia sp., Лишайник, на скале с мхом. Можете ли вы сказать, что это лишайник, а какой мох? Фото Дуга Лэдда.
Что общего у лишайников и мхов, так это размер и среда обитания. Фактически, мхи удерживают воду, которую лишайники используют для продления цикла своего роста. Вот почему на большинстве изображений с лишайниками на фотографиях присутствует мох.
Итак, в следующий раз, когда вы увидите кучу «мшистых» вещей, свисающих с дерева или сидящих на камне, спросите себя: «Это лишайник или мох?»
Почему лишайники важны?
Лишайники важны по нескольким причинам.Одно из наиболее очевидных — это то, что они красивы на вид. Насколько очаровательным был бы Тихоокеанский Северо-Запад без длинных занавесей Alectoria sarmentosa (ведьминские волосы), свисающих с ветвей старых елей Дугласа и ситкинской ели? Насколько красочными были бы скалы и скалы в Скалистых горах без красных, желтых и зеленых оттенков корки лишайников? Без этих живых существ, свисающих с деревьев или цепляющихся за камни, наши природные территории выглядели бы довольно скучно и немного безжизненно.
Alectoria sarmentosa . Фото Карен Диллман.
Валуны, покрытые лишайниками. Фото Дуга Лэдда.
Другая важная функция лишайников заключается в том, что они обеспечивают способ выживания в суровых условиях, в которых водоросли обычно не могут выжить. Поскольку грибок может защитить свои водоросли, эти обычно требующие воды организмы могут жить в сухом солнечном климате, не умирая, при условии, что время от времени идут ливни или наводнения, позволяющие им перезарядиться и сохранить пищу для следующего периода засухи.Поскольку лишайники позволяют водорослям жить во всем мире в самых разных климатических условиях, они также предоставляют средства для преобразования углекислого газа в атмосфере посредством фотосинтеза в кислород, который всем нам нужен для выживания.
Один из способов, которым лишайники приносят прямую пользу людям, — это их способность поглощать все, что есть в атмосфере, особенно загрязняющие вещества.
Лишайники могут предоставить нам ценную информацию об окружающей среде. Любые тяжелые металлы, углерод, сера или другие загрязнители в атмосфере абсорбируются слоевищем лишайника.Ученые могут извлечь эти токсины и определить их уровни в нашей атмосфере. Национальная база данных о лишайниках и качестве воздуха и Информационная служба лесной службы США предоставляют дополнительную информацию о биомониторинге лишайников и о том, как он помогает федеральным управляющим земельными ресурсами выполнять федеральные и ведомственные обязанности по обнаружению, картированию, оценке тенденций и оценке воздействия загрязнителей воздуха на окружающую среду.
Лишайник, мох и грибы | matthiasbaldwinpark
Лишайники, мхи и грибы
Помимо деревьев, кустарников, цветов и трав в парке есть и другие живые организмы.
Лишайники покрывают многие скалы и деревья. Хотя они выглядят как пятна краски, это живые сообщества, состоящие из двух типов организмов.
Первый является фотосинтетическим и производит пищу, и этот организм представляет собой либо одноклеточные безъядерные цианобактерии, либо одноклеточные ядерные водоросли. Оба они способны поглощать углекислый газ и воду из воздуха и, используя энергию солнца, производить сахар. Вторая часть партнерства — это грибок, партнер, который обеспечивает точку опоры на камне или дереве в обмен на немного сахара.Несколько разных видов лишайников на цоколе возле западного конца грядки в марте.
Один бледный, приподнятый и шелушащийся. Другой маленький и зеленый.
Плинтус, показанный выше, крупным планом.
Лишайник можно спутать с пятнистыми футлярами яиц мухи, но последние имеют тенденцию быть приподнятыми и более линейными, без шелушения.
Интересные кольца серого лишайника на самом восточном постаменте в апреле
Коричневый лишайник на одной стороне самого восточного постамента в апреле
Белое пятно лишайника на коре дерева медовой акации в северо-восточном треугольнике в марте.
Шершавая кора трех медоносов кажется излюбленным субстратом для лишайников.
Мхи — это настоящие многоклеточные растения, у которых отсутствуют семена и тонкие трубки, по которым вода проходит вокруг более высоких растений. Листья сахарного клена на вершине дерева, в 60 футах от земли, получают воду для своего сахарного рецепта из земли через корни. Вода по сверхтонким трубкам подводится к вершине дерева. Эти трубы отсутствуют во мхе, что объясняет, почему они, как правило, очень короткие.То, что на деревьях в парке похоже на мох, на самом деле лишайник, но ранней весной трещины в вертикальных скалах собирают достаточно влаги, чтобы поддерживать мох.
Лишайник, а не мох, растет на южной стороне дерева саранчи в северо-восточном треугольнике.
В тенистых влажных лесах на коре деревьев можно встретить густые мягкие массы мха, но в Болдуин-парке я их пока не видел.
Густой, бархатистый мох, растущий на верхних поверхностях каменного постамента слева.
Лишайники раскалывают достаточно породы, чтобы образовалась почва в микросреде, а прохладный влажный воздух обеспечивает воду. Когда воздух становится суше и горячее, мох исчезает из виду до следующего года.
Грибы — это грибы (множественное число от грибка). Это не растения, и они более тесно связаны с людьми, чем с растениями. Как и у людей, клетки грибов имеют ядра, и, как и мы, они не могут самостоятельно готовить себе пищу. Мы видели, что в лишайнике грибы могут образовывать взаимовыгодные партнерские отношения.Мы также увидели здесь, что грибы, приросшие к корням деревьев и других растений, могут образовывать взаимовыгодные отношения. Другой образ жизни грибка — это разложение, поедание мертвых вещей в окружающей среде, таких как пень.
Тип грибка, называемый ржавчиной, обсуждается на нашей странице боярышника здесь. Если вам нравится гриб, известный как трюфель, искаженный фундук (Corylus avellana) является деревом-хозяином для многих видов трюфелей.
Трюфели — это плодовые тела грибка на корнях, микоризы.
По крайней мере, три вида грибов, растущих на стороне пня в юго-западном треугольнике в августе 2020 года.
Гриб, который вы видите на поверхности, является репродуктивной структурой для большей массы грибковых волокон, которых вы не видите.
Ботаника 101 Бонус
В Болдуин-парке буквально тонны грибов. Их просто не видно, потому что они находятся под землей и представляют собой очень тонкие пряди, переплетенные с крошечными корневыми волосками дерева.Термин «микориза» от греческих слов «гриб» и «корень» — это термин, используемый для обозначения этих грибов в этой связи.
В 1988 г. Э. И. Ньюман опубликовал статью, в которой рассматривал грибковые мицелиальные связи не только на корнях одного растения, но и между ними. В 1997 году Сюзанна Симард опубликовала статью в научном журнале Nature, в которой она исследовала экологию подземных почв.
Она показала, что у грибов и деревьев есть симбиотические отношения, в которых они помогают корням усваивать питательные вещества.Это было известно. Грибы также обеспечивают связь между разными деревьями в обмен на долю пищи, производимой листьями деревьев. По словам Симарда, грибы и деревья «выковали свою двойственность в единство, тем самым образовав лес». Деревья в растительном сообществе, например, в Болдуин-парке, не находятся в жестком соперничестве друг с другом, но разделяют социалистические наклонности, питая и защищая друг друга за счет собственных средств через подземные грибковые связи.Тонкие грибковые волокна растут, смешиваясь с корнями дерева, а также соединяют деревья под землей, обеспечивая перенос углеродсодержащих питательных веществ и информации: «широкая древесная паутина».
Эктомикоризный грибок переплетается с тонкими корнями дерева и помогает этим корням поглощать питательные вещества и воду в обмен на пищевой продукт дерева.
Грибы также разрушают мертвый материал и возвращают питательные вещества в почву, как показано слева.
Грибы являются репродуктивными структурами гриба и обычно являются единственной частью гриба, видимой над землей.
LICHEN BASICS — Североамериканская микологическая ассоциация
ОСНОВЫ ЛИШАНИИ
Лишайники — удивительные организмы. Они все вокруг нас, и мы их почти не замечаем. Найденные на почве, коре деревьев, камнях и даже под водой, они на самом деле являются двумя организмами, живущими вместе (симбиоз). Основным компонентом является гриб (микобионт), поэтому они классифицируются как грибы, подавляющее большинство которых составляют аскомицеты. Другой компонент является фотосинтетическим (фотобионт) и может представлять собой зеленые водоросли или цианобактерии (когда-то известные как сине-зеленые водоросли), а иногда и то и другое вместе.Фотобионт может производить пищу — сахар. Грибок может убить часть клеток водорослей или проникнуть в клетки водорослей для получения пищи. Итак … симбиотические отношения на самом деле являются контролируемым паразитизмом.
Однако клетки водорослей защищены от повреждения излишним светом. Лишайники — это грибы, которые начали выращивать, и они известны как лихенизированные грибы.
Безусловно, эти сложные организмы могут населять множество условий и субстратов, которые сдерживают другие виды видов, поэтому они известны как организмы-первопроходцы в экологической сукцессии.
Чтобы помочь организовать лишайники для идентификации, они классифицируются по форме роста слоевища (вегетативное тело лишайника). Существует четыре основных формы роста: корковидная, листовая, кустистая и чешуйчатая.
| Рисунок 1A: Ржавый лишайник на скале — Дымчатый валунный лишайник, Porpidia albocaerulescens | Рисунок 1B: Ракообразный лишай на коре — участки полового плодоношения удлиненные (lirellae script 418 1C: Ржавый лишай на цементе — Тротуарный лишайник, Caloplaca feracissima |
Ржавые лишайники (см.
Рисунки 1A, 1B, 1C) разнообразны, но всегда прочно прикреплены к субстрату.Чтобы удалить лишай в целости, необходимо удалить часть субстрата. Крестовидные лишайники не имеют нижнего слоя слоевища.
| Рисунок 2A: Листовой лишайник на ветке — Кованый щитовой лишай, Parmelia sulcata | Рисунок 2B: Листовой лишайник на надгробии — Солнечный лишайник (прибрежный штат Мэн), Xanthoria sp. |
Листовые лишайники (см. Рисунки 2A, 2B) имеют лиственный вид с нижним слоем, который позволяет снимать с субстрата.
| Рисунок 3A: Фруктовый лишайник на дереве — Волчий лишай, Letharia vulpina | Рисунок 3B: Фруктовый лишайник — Бородатый лишайник, Usnea strigosa |
рисунки 3A, 3B) без верхнего или нижнего слоев.| Рисунок 4A: Британские солдаты, Cladonia cristatella | Рисунок 4B: Пороховой рог обыкновенный, Cladonia cf.coniocraea |
Плосковидные лишайники имеют небольшие чешуевидные лепестки, похожие на черепицу. Некоторые лишайники представляют собой комбинации чешуйчатой и кустистой кожи, например виды Cladonia (см. Рисунки 4A, 4B).
Когда лишай размножается половым путем, именно грибковый компонент образует структуры, называемые апотециями или перитециями. На поверхности слоевища апотеции выглядят как чашечки или диски. Перитеции представляют собой структуры в форме колб, в основном внедренные в слоевище.Внутри этих половых структур вы найдете аски, содержащие споры грибка. При высвобождении споры должны найти клетки водорослей, чтобы лихенизировать. Структура спор важна для идентификации корковых лишайников.
Иногда корковые лишайники называют микролишайниками, потому что для правильной идентификации вам нужен составной микроскоп. Полевые справочники по макролишайникам (листовым и кустистым) обычно сначала определяют вид по субстрату, затем по форме роста, а затем по цвету. Еще одна особенность, которую очень важно наблюдать с 10-кратной лупой, касается того, как лишайники размножаются бесполым путем вегетативным путем (основная репродуктивная стратегия).Соредии — это вегетативные отростки, содержащие клетки водорослей и гифы грибов. Они образуются в трещинах слоевища (соралии) и могут разноситься ветром, насекомыми, птицами и водой. При увеличении соредии могут выглядеть пудровыми или похожими на крошечные кристаллы. Другие пропагулы выглядят как вертикальные пальцы или коралловые выступы и представляют собой разрастания верхнего слоя (верхнего слоя коры) с водорослями под ним. Эти выступы, которые называются изидиями, могут отламываться и расходиться. Для идентификации также используются точечные химические тесты: K = 10% КОН, C = отбеливатель, PD = пара-фенилендиамин.
Кроме того, для идентификации могут быть полезны ТСХ (тонкослойная хроматография) и наблюдение за реакцией на длинноволновый УФ-свет (см. Brodo, Lichens of North America, pages 103-110).
Некоторые из наиболее интересных фактов о лишайниках (перечисленных ниже) связаны с их связями с экосистемой и с тем, как люди использовали их в истории и в настоящее время.
| Рисунок 5: Один из оленьих лишайников, Cladonia stellaris | Рисунок 6: Гнездо колибри с рубиновым горлом |
Eco-Connections
- чувствительность к SO2 и др.). , горные козлы, вилорогие антилопы, северные белки-летяги, западные полевки, дикая индейка, слизни, улитки, клещи, коллембол, некоторые гусеницы
- гнездовой материал для 50 видов птиц (рис. 6)
- фоновый камуфляж для ящериц, некоторых бабочек, древесные лягушки; личинки златоглазки покрывают крылья лишайниками
- песок и стабилизаторы почвы (микробиотические корки)
Рис. 7. Пряность Kal Paasi | Рис. 8: Окрашенная в пурпурный цвет шерсть от Ochrolechia sp. — фотография сделана на Международном симпозиуме по грибным волокнам в Дании, 2005 |
Потребление человеком
- Пища для салиш (племя западного побережья)
- Японский деликатес — Umbilicaria esculenta
- еда во время голода — Cetraria islandica измельченная и добавленная в муку
- специя, используемая в Индии — Кал Пааси (рис. 7)
- одежда — подвесные лишайники западного побережья, вытканные в мокасины, леггинсы
- королевский пурпурный краситель из Охролехия (cudbear) ( Рисунок 8) и Roccella (orchil)
- лакмусовый пигмент
- коричневые пигменты для твидов Harris и ковров навахо
- закрепителей духов из Evernia prunasti
- антибиотические свойства Usnea, Cethenraria
902 vulpina,
добавлен в приманку для отравления волков - декор: макет поезда, ландшафтный дизайн и композиция из цветов- Cladonia spp.
.jpg)
| Рисунки 9A и 9B: Кружевной лишай — Ramalina menziesii |
Познакомьтесь с лишайниками. Это удивительные организмы. Их можно изучать в любое время года и при любых погодных условиях. Поздравления Калифорнии. В 2016 году они стали первым штатом, у которого был «государственный лишайник», Ramalina menziesii, — кружевной лишай (рисунки 9A и 9B).
ССЫЛКИ
- Бродо, Шарнофф и Шарнофф.2001. Лишайники Северной Америки. Yale Univ. Нажмите.
- Hinds and Hinds. 2007. Макролишайников Новой Англии. NY Botanical Garden Press.
- Макмаллин и Андерсон. 2014. Обыкновенные лишайники северо-востока Северной Америки. Нью-Йорк Ботанический сад
- Нэш, Томас. 2008. Биология лишайников. Издательство Кембриджского университета.
- Первис, Уильям. 2000. Лишайники. Музей естественной истории.
- Валевски, Джо. 2007. Лишайники Северного леса. Норт-Вудс Натуралист.
2000. Лишайники. Музей естественной истории.NAMA © 2016 Текст и фото Дороти Смаллен
Грибы и лишайники »Ботанический сад Нью-Йорка
Хотя летопись окаменелостей ранних грибов скудна, грибы существуют на Земле по крайней мере 350 миллионов лет, а, возможно, и намного, намного дольше. Грибы, исторически считавшиеся растениями, теперь, как известно, имеют общие черты как с растениями, так и с животными, но на самом деле являются их собственной линией. Невероятно важные для окружающей среды благодаря своей способности разлагать органические вещества и выделять углерод и другие элементы, грибы повсюду в большом количестве, в том числе в почве, воздухе, водоемах, а также внутри и на телах растений, животных, и люди.Исследования в области грибов в саду сосредоточены в первую очередь на Agaricales и Boletales (грибы, клубни и родственные группы).
Лишайники тоже не совсем растения.
Как описал их один лихенолог: «Лишайники — это грибы, которые открыли сельское хозяйство». Живя как сложный организм в симбиотических отношениях, лишайники состоят из грибов и водорослей или цианобактерий. Гриб обеспечивает убежище от экстремальных условий для водорослей или цианобактерий, в то время как водоросли или цианобактерии — оба являются фотосинтетическими — обеспечивают грибам сахар, которым он может питаться.Эти удивительные симбиотические организмы также способны метаболически отключаться при неблагоприятных условиях и часто являются первыми колонизаторами в некоторых из самых суровых мест на Земле. Лишайники существуют уже более 300 миллионов лет.
Градиенты биоразнообразия в обязательных симбиотических организмах: тематическое исследование лишайников в горячей точке глобального разнообразия (размеры NSF)
Обследования и пересмотр грибов-грибов
Создание глобального консорциума мохообразных и лишайников: краеугольные камни криптобиотических сообществ
Биоразнообразие лишайников на прибрежной равнине Срединно-Атлантического океана
Биология сохранения лишайников
Консорциум по сбору макрогрибов: открытие ресурса биоразнообразия для Понимание взаимодействия биотических веществ, круговорота питательных веществ и жизнедеятельности человека в коста-риканте
Консорциум по коллекциям микрогрибов: сетевой подход к оцифровке мелких грибов с большим воздействием на функционирование и здоровье экосистем
Систематика Gyroporus
Что такое лишайник? — Лишайниковый сайт
Если вы прочитаете не более этой страницы, вы получите хорошее базовое представление о лишайниках.
Большая часть остальной части веб-сайта состоит из расширений представленных здесь тем, и вы можете получить доступ ко многим из этих расширений, щелкнув встроенные ссылки.
Лишайник — это не единичный организм. Скорее, это симбиоз между разными организмами — грибом и водорослью или цианобактериями. Цианобактерии иногда до сих пор называют «сине-зелеными водорослями», хотя они довольно сильно отличаются от водорослей. Негрибковый партнер содержит хлорофилл и называется фотобионтом .Грибковый партнер может быть обозначен как микобионт . Хотя большинство лишайников состоит из одного микобионта и одного фотобионта, это не универсально, поскольку есть лишайники с более чем одним партнером-фотобионтом. Под микроскопом видно, что грибковый партнер состоит из нитчатых клеток, и каждая такая нить называется гифой . Эти гифы расширяются и могут ветвиться, но имеют постоянный диаметр. Среди фотобионтов есть те, которые также имеют нитевидную структуру, в то время как другие состоят из цепочек или скоплений более или менее шаровидных клеток.
Учитывая, что они содержат хлорофилл, водоросли и цианобактерии могут производить углеводы с помощью света в процессе фотосинтеза. Напротив, грибы не производят собственных углеводов. Каждому грибку требуется существующее органическое вещество, из которого он может получать углерод. В лишайнике часть углеводов, производимых фотобионтом, конечно, используется фотобионтом, но часть «собирается» микобионтом.
Во всем мире известно более 20 000 видов, из Австралии — более 3 000 видов.Научные исследования австралийских лишайников проводились в течение последних двух столетий, хотя прогресс в течение первых полутора столетий с момента заселения европейцами был несколько неустойчивым. Вы можете узнать больше на странице ИСТОРИЯ АВСТРАЛИЙСКОЙ ЛИХЕНОЛОГИИ.
Лишайники растут почти во всех частях земного мира, от свободных ото льда полярных районов до тропиков, от тропических лесов до пустынных районов, свободных от подвижных песчаных дюн. Хотя в основном наземные, известно несколько водных лишайников.
Поверхности (или субстрата ), на которых растут лишайники, варьируются от естественных (например, почва, камень, дерево, кость) до искусственных (битум, бетон, стекло, холст, металл — вот лишь несколько примеров) .
Лишайники обладают структурами, не образованными ни одним из партнеров, и производят химические вещества, которые обычно отсутствуют, когда гриб или фотобионт культивируются отдельно, и поэтому лишайники представляют собой больше, чем сумму их частей. Фактически, лишайники синтезируют более 800 веществ, многие из которых не встречаются в природе.Хотя грибы, образующие лишайники, не встречаются в природе как независимые организмы, ряд фотобионтов можно найти в свободноживущих формах. Можно отдельно культивировать двух партнеров в лаборатории, но повторно синтезировать лишайник. Успех был достигнут, когда гриб и фотобионт подвергаются стрессу (например, из-за снижения уровня воды и питательных веществ), что позволяет предположить, что изначально лишайниковые партнерства формировались для преодоления невзгод.
Наряду с важной экологической ролью лишайники также использовались людьми в качестве пищи, лекарств и для окрашивания тканей.Например, для изготовления твида Харриса традиционно использовались лишайники. Больше по теме на странице ЛИШАНИИ И ЛЮДИ.
Классификация и идентификация Лишайники относятся к грибам (иногда их называют лишайниковыми грибами ). Грибки, включенные в лишайники, в основном являются аскомицетами, с очень небольшим количеством базидиомицетов. Если вы не знакомы с терминами аскомицет или базидиомицет, вы найдете краткие объяснения в ПРАКТИЧЕСКОМ ИЗУЧЕНИИ ОСНОВЫ ГРИБОВ.Хотя ряд видов лишайников можно легко идентифицировать в полевых условиях, точная идентификация многих лишайников требует изучения их макроскопических и микроскопических структур (таких как репродуктивные структуры, споры и клеточные особенности), а также химических тестов. Химические реактивы могут быть применены к тканям лишайника и отмечены наличие или отсутствие изменения цвета, но такие «точечные» тесты являются грубыми, а хроматографические методы дают более точные анализы.
Полезность химических тестов заключается в том, что химические вещества часто видоспецифичны.
Больше об этих предметах можно найти на страницах КЛАССИФИКАЦИЯ и ХИМИЯ ЛИШЕНОВ.
Формы приростаЛишайники обладают разнообразными формами роста, и для обозначения этих форм используются термины. Вот три наиболее часто встречающихся типа:
Fruticose лишайники прямостоячие или висячие и заметно трехмерные. Род Usnea (справа) является примером. Crustose лишайники заметно двумерны и прочно прикреплены к субстрату всей своей нижней поверхностью, что делает невозможным увидеть нижнюю поверхность коркового лишайника.Ржавый лишай очень похож на тонкую корочку на субстрате. Ярко-оранжевый Caloplaca является примером. Листовые лишайники можно рассматривать как нечто среднее между корковыми и кустистыми. | (щелкните изображение, чтобы увеличить) |
Хотя очевидно, что они трехмерны, они растут в более или менее листовой форме, но часто имеют лопастной вид. Они не прикрепляются к субстрату всей своей нижней поверхностью. В самом деле, некоторые листовые лишайники прикрепляются к субстрату только по центру, а остальные рыхлые, что позволяет легко видеть как нижнюю, так и верхнюю поверхности. Xanthoparmelia substrigosa (ниже) является примером. Эти три формы роста составляют большинство родов, которые, вероятно, увидит большинство людей. Также стоит упомянуть концепцию плоского лишайника , поскольку род Cladonia очень широко распространен и часто демонстрирует плоскоклеточную форму роста.Но виды этого рода также производят прямостоячие кустистые структуры, называемые podetia — иногда с появлением довольно простых стеблей, иногда расширяющихся на верхушке и, таким образом, имеющих несколько трубчатую форму.
На этой фотографии вы можете увидеть колонию Cladonia , растущую на почве. На почве много чешуек, но можно увидеть и несколько прямостоячих подеций с более широкими вершинами. Более того, по краям некоторых более широких вершин можно увидеть развитие дополнительных подеций.Вот увеличенный вид части предыдущей фотографии в увеличенном масштабе. Вы также можете видеть, что сами подетии также имеют чешуйчатые чешуйки. Cladonia — не единственный род чешуекрылых лишайников, просто очень часто встречающийся. Колония чешуйчатого лишайника выглядит как россыпь мелких чешуек или чешуек на субстрате. Биссоидный лишай имеет несколько тонкий вид, похожий на вату, в некоторой степени вырванную наружу. Лепроза лишайников имеет порошкообразный или зернистый вид.У некоторых лишайников можно встретить комбинации форм роста. Например, некоторые виды имеют корки в центре, но несколько листовые по краям. На всякий случай, такой лишай называется плакодиоидом или плакоидом , и примером может быть Placopsis perrugosa .
|
Один лихенолог отметил, что микромобития, в которой он обнаружил дискоидную форму, возможно, заболочена после дождя, но в остальном она высохла, и дискоидная форма могла быть ответом на это МИКРООБИТАЕМОСТЬ. Типичные формы Siphula coriacea были обнаружены в других местах той же области. Все эти выражения можно назвать с пользой неточными описательными терминами. Они так же полезны, как и такие выражения, как «кустарник» и «дерево», когда говорят о растениях. Они неточны в том смысле, что иногда бывает трудно поместить конкретный образец в определенную форму роста «голубятню». Точно так же иногда вы можете задаться вопросом, какой из кустов или деревьев лучше всего подходит для описания того или иного растения.Что насчет биссоидных лишайников? Логично предположить, что биссоидная форма роста трехмерна (как и комок ваты), и поэтому биссоидный лишай на самом деле представляет собой очень нежный кустистый лишай.
Некоторые лихенологи считают чешуйчатую и плакодиоидную формы просто вариантами корочки. Как видите, существует множество терминов (больше, чем перечислено выше) и некоторые споры о границах между ними. Об этих проблемах полезно знать, так как разные книги или веб-сайты могут использовать некоторые термины в немного разных смыслах, но нет смысла увязать в терминологии.Для большинства целей достаточно использовать термины корковый, листовой, кустистой и чешуйчатый, как они определены выше.
В целом, определенный вид будет демонстрировать одну и ту же форму роста, независимо от того, где он растет. Иногда по какой-то причине (возможно, генетической, возможно, окружающей среды) виды, которые обычно, скажем, являются корковыми, могут расти в кустистой форме. Такие случайные, но существенные различия в форме роста у одного вида хорошо известны многим садоводам. Вид растений, которые обычно растут как дерево, можно найти, скажем, в распростертой форме.Часто такие варианты растений высоко ценятся в садоводстве и размножаются вегетативно для сохранения формы варианта и продаются как сорта рассматриваемых видов.
Вы можете встретить термины макро-лишайник и микролишайник . Это еще два примера довольно неточных терминов. Грубо говоря, макро-лишайник — это листовой или кустистый, а все остальные — микролишайники. Обратите внимание, что это не имеет ничего общего с размером, несмотря на впечатление, которое производят приставки macro и micro.Вид, который обычно растет как листовая форма, скажем, сантиметрового диаметра, будет макро-лишайником, тогда как корковый вид, который обычно вырастает до более чем 10 сантиметров в диаметре, будет микролишайником.
Строение слоевища На фотографии Usnea выше вы можете увидеть гладкий круглый диск. Если вы посмотрите на эту фотографию листового лишайника Paraparmelia lithophiloides , вы увидите, что большая его часть от серого до черноватого, но есть также несколько коричневых дисков.В этих дисках, называемых apothecia , грибковый партнер производит споры, а апотеции являются частью процесса размножения грибов.
Основная часть каждого лишайника (то есть ветви в Usnea и участки от серого до черноватого в Paraparmelia lithophiloides ) называется слоевищем и известна как вегетативная часть лишайника. Слоевище состоит из клеток грибов и фотобионтов, которые настолько хорошо соединены, что создается впечатление, будто вы смотрите только на один организм.В большинстве лишайников это слоевище, которое является доминирующим, а когда говорят о формах роста лишайников, всегда описывается слоевище.
Чуть позже мы поговорим об апотециях и других спорообразующих структурах. А пока остановимся на слоевище Paraparmelia lithophiloides . Это листовой лишай, поэтому он более или менее плоский по форме, поэтому давайте посмотрим, как выглядит слоевище в поперечном сечении. Верхняя поверхность состоит из уплотненных гиф, и эта полоса уплотненных гиф называется корой головного мозга .Ниже коры находится полоса фотобионтных клеток, а под ней — мозговое вещество , область свободно расположенных гиф.
Именно в мозговом веществе гриб накапливает питательные вещества, которые он «собрал» из фотобионта. Под мозговым веществом находится нижняя поверхность слоевища, состоящая из уплотненных гиф и составляющая другую кору. Из нижней части коры корнеобразные пучки гиф, называемые ризинами , прикрепляют слоевище к субстрату. Подобные структуры встречаются у многих листовых лишайников.
Таллом Paraparmelia lithophiloides имеет верхнюю и нижнюю части коры, что является нормой для листовых лишайников. С другой стороны, корковый лишай лишен нижней коры. О верхней и нижней сторонах ветвей кустистого лишайника говорить бессмысленно. В таких лишайниках любая кора будет составлять крайнюю полосу каждой ветви, причем фотобионтные клетки обычно непосредственно направляются внутрь от коры, а мозговое вещество занимает центральную область внутри ветви.
Хотя кора (или две) и ризины являются особенностями, которые вы найдете у очень многих лишайников, есть виды, у которых отсутствуют ризины или кортикальный слой.
Ярким примером лишайника без ризинов является Xanthoparmelia convoluta , Бродячий лишайник, который свободно сидит на почве и может перемещаться ветром или водой. У видов с ризинами плотность ризин варьируется от вида к виду. У одних видов ризин мало и они редко расположены, в то время как у других ризины могут быть довольно плотными.В зависимости от вида кора головного мозга может быть любой, от очень скудной до очень хорошо развитой. У большинства лишайников клетки фотобионта расположены в одну полосу, но у небольшого числа родов клетки фотобионта случайным образом разбросаны по слоевищу.
Более подробную информацию можно найти на странице ФОРМА И СТРУКТУРА.
Воспроизведение, распространение и распространение Лишайники могут воспроизводиться бесполым (или вегетативным) путем несколькими способами. Оторвавшийся от слоевища лишайника фрагмент может перерасти в новый слоевище.Это способ вегетативного размножения, при этом новый слоевище генетически идентичен слоевище, из которого произошел фрагмент.
Многие лишайники в сухом состоянии хрупкие и поэтому легко фрагментируются, например, если какое-нибудь животное наступит на сухой слоевище. Очевидно, что фрагментация особенно легко происходит с листовыми и корковыми видами. Фрагментацию можно охарактеризовать как «случайное» вегетативное размножение. Существуют и другие, более специализированные способы вегетативного размножения. На поверхности слоевища могут быть мельчайшие порошкообразные гранулы (называемые soredia ), каждая соредия состоит из нескольких фотобионтных клеток, окруженных грибковыми волокнами.Кроме того, в слоевище могут образовываться крошечные, простые или разветвленные колючие выросты (называемые isidia ), опять же смесь клеток грибов и фотобионтов. Изидии легко разрушаются, и они, и соредии легко диспергируются и содержат все необходимое для образования новых слоевищ. Есть виды, которые не производят ни соредий, ни изидий, другие производят и то и другое, а третьи производят только одну из двух.
Только грибной партнер размножается половым путем, причем споры часто образуются в долгоживущей структуре, похожей на блюдце, называемой apothecium , которая легко видна невооруженным глазом у многих видов.Вместо апотециев различные лишайники производят свои грибковые споры в перитециях: перитеций представляет собой небольшую и, как правило, черную полусферическую пустулу, внутри которой образуются аски. Группа лишайников с поразительной структурой образования спор — это так называемые лишайники graphid , которые производят свои грибковые споры в удлиненных и узких апотециях, которые называются лирелл . Лиреллы выглядят как короткие каракули на слоевище, а термин графид происходит от классического греческого слова, обозначающего «письмо».
Более подробную информацию вы найдете на странице РЕПРОДУКТИВНЫЕ СТРУКТУРЫ.
Споры или вегетативные побеги могут распространяться различными агентами.
Споры грибов довольно мелкие, и легко понять, что, будучи выброшенными в воздух, они могут быть легко унесены даже легким ветерком. Очевидно, вода является еще одним потенциальным рассеивающим агентом, а животные — третьим. Например, перелетные птицы могут случайно захватить вегетативные побеги и унести их на значительные расстояния.
Проявляются различные схемы распределения. Есть эндемичные австралийские виды, австралийские виды, гондванские виды, биполярные виды, практически космополитические виды и множество других видов. Более подробная информация о распространении лишайников представлена в разделе БИОГЕОГРАФИЯ ЛИХЕНОВ. Некоторые из широко распространенных видов, несомненно, широко распространены естественным путем, в то время как другие были рассеяны людьми непреднамеренно.
Чем не лишайник Существуют различные организмы, которые, хотя и не лишайники, могут быть ошибочно приняты за лишайники.Иногда только новичок в изучении лишайников может быть сбит с толку, но в других случаях даже опытному лихенологу нужно будет исследовать образец под микроскопом, чтобы быть уверенным.
Подробнее об этом читайте на странице «ЧТО НЕ ЛИШЕН».
Существует несколько кожных заболеваний, в названии которых используется слово «лишайник», и некоторые примеры: плоский лишай, красный плоский лишай, рубцевидный лишай, склеротический лишай и простой хронический лишай. Симптомы могут включать в себя одно или несколько из воспаления, зуда, повреждений, сыпи или утолщения кожи, и эти медицинские условия не имеют никакого отношения к лишайникам на этом веб-сайте, кроме названия. Английское слово lichen происходит от классического греческого слова, которое уже было двоякое значение: одно означает организмы, растущие на деревьях, а другое — гнойничковое заболевание кожи.
Лишайник под любым другим названием …… все равно лишайником.
В далеком прошлом английское слово «мох» и аналогичные слова в некоторых других европейских языках использовались в очень общем смысле для обозначения множества нецветущих организмов. Эти организмы включали мхи (в современном понимании), а также лишайники.
В результате у некоторых лишайников есть английские общие названия — мхи!
|
Я перечислил их ниже — сначала общее название, а затем название вида лишайников.
- Борода Мох — Usnea barbata
- Канарский мох — Parmotrema perlatum
- Чаша из мха — Cladonia pyxidata
- Исландский мох — Cetraria islandica
- Джафна Мох — Alectoria sarmentosa
- Оленей мох — Cladina rangifera, , поедаемый оленями и карибу зимой
- Velvet Moss — Umbilicaria grisea , когда-то известная под названием Gyrophora murina
- Белый мох — термин, который использовался для ряда видов лишайников
Лишайники отличаются от мхов.
Лишайники классифицируются вместе с грибами, но мхи — это растения, и вы можете узнать о них больше на веб-сайте мохообразных Австралийского национального ботанического сада.
Экология лишайников — большая тема. На данный момент мы рассмотрим различные аспекты с помощью очень кратких резюме. Все эти аспекты (плюс некоторые другие) более подробно описаны в разделе «ЭКОЛОГИЯ ЛИШЕНОВ».
Азот составляет около 80% объема земной атмосферы и необходим для жизни, однако большинство организмов не могут напрямую использовать атмосферный азот.Цианобактерии относятся к числу организмов, которые могут напрямую использовать атмосферный азот, и такие организмы, как говорят, способны фиксировать атмосферного азота. Таким образом, лишайники с цианобактериальными фотобионтами фиксируют атмосферный азот. После фиксации азот может стать доступным для растений после гибели и разложения слоевища лишайников или через дефекацию травоядных животных после употребления таких лишайников.
Некоторое количество азота может быть выщелочено из лишайника и попадет в ловушку другими эпифитами (для последующего высвобождения в результате тех же процессов гибели или потребления) или попадет в почву.Различные исследования показали, что лишайники могут быть важным источником азота для растений.
Даже если лишайники не фиксируют азот, они могут вносить значительный вклад в круговорот питательных веществ. Лишайники поглощают минеральные вещества через слоевища. Подумайте о лесах, где деревья усыпаны густыми сообществами эпифитных лишайников. Большая площадь поверхности такого плотного эпифитного роста является очень эффективным средством улавливания тумана и дождя (а также питательных веществ, таких как нитрат аммония, присутствующих в дожде или тумане).ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УЛИТКОВ NEGEV показывает, что даже в засушливых районах лишайники могут вносить значительный вклад в питательные вещества.
Некоторые позвоночные животные поедают лишайники. Самый известный случай этого — северный олень и карибу Северной Америки и Евразии.
Плутоногие виды Cladina rangifera поедаются этими животными зимой, когда растительности мало. Животные все еще худеют зимой, но лишайник необходим для их зимнего выживания.
Некоторые лишайники являются очень эффективными вяжущими веществами для песка и почвы и могут помочь в стабилизации дюн и борьбе с эрозией.В засушливых и субзасушливых районах лишайники в сочетании с мохообразными могут создавать обширные БИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЧВЕННЫЕ КОРЫ на почве, и такие корки помогают поддерживать нижележащую структуру почвы.
Колонии лишайников предоставляют ниши для многочисленных беспозвоночных, часто очень крошечных беспозвоночных, которые затем поедаются более крупными беспозвоночными, которые, в свою очередь, поедаются другими существами. Таким образом, такие колонии лишайников косвенно важны в различных пищевых цепочках.
Лишайники — одни из первых организмов, заселяющих бесплодные поверхности (например,г. дорожные вырубки, обнажения горных пород и вулканический пепел) и подготовить эти области для более поздних растений, улавливая влагу и переносимый ветром органический мусор, а затем внося свой вклад в органические отложения, когда они сами умирают и разлагаются.
В начале этой страницы я упомянул, что лишайники растут почти во всех частях земного мира и что есть даже несколько водных видов. Подробнее об этом можно узнать на странице ОБИТАНИЯ, но при поиске лишайников важно думать не только о широких средах обитания, таких как тропические леса, соляной кустарник и т. Д., Но и о МИКРО-ОБИТАНИЯХ.Например, некоторые лишайники в тропических лесах будут расти только на листьях цветущих растений, в то время как другие будут расти только на коре деревьев — это два различных микро-среды обитания в макро-среде обитания тропических лесов! Итак, пройдя несколько метров, вы, возможно, пройдете через множество микроструктур, каждое из которых обеспечивает разные условия роста и является хозяином разных видов лишайников. Между прочим, думая о местах обитания лишайников, не думайте, что вам нужно ехать в экзотические места, чтобы увидеть большое разнообразие видов. Есть много ГОРОДСКИХ ЛИШЕЙ, хотя разнообразие городских территорий уменьшается по мере увеличения загрязнения.
Лишайники обладают отличной способностью концентрировать питательные вещества из очень разбавленных источников и без разбора поглощать многие токсичные вещества из атмосферы (например, диоксид серы, фториды и тяжелые металлы). Многие виды лишайников очень чувствительны к загрязнению воздуха, особенно к загрязнению диоксидом серы. Большинство видов лишайников, встречающихся в районах, содержащих диоксид серы, демонстрируют повышенную концентрацию серы в слоевищах. Сера повреждает хлорофилл, и при достаточно высоком уровне серы фотобионт погибает, тем самым вызывая гибель грибкового компонента, поскольку он не может выжить в одиночку.Как правило, кустистые лишайники наименее устойчивы, а корковые лишайники — наиболее устойчивы к загрязнению воздуха. Различные виды демонстрируют разные уровни чувствительности к загрязнителям, и, отмечая виды, встречающиеся на территории, и их состояние здоровья, можно контролировать уровни загрязнителей.
Идея использования лишайников в качестве датчиков загрязнения была впервые высказана, по крайней мере, в 1859 г. и получила более систематическое развитие в 1866 г. финским лихенологом В. Ниландером в результате его исследований лишайников близ Парижа.Больше на странице ЗАГРЯЗНЕНИЕ И ЛИШАНИИ.
Как лишайники объясняют (и заново объясняют) мир
Наука иногда карикатурно изображается как полностью объективное стремление, которое позволяет нам понять мир через призму нейтрального эмпиризма. Но выводы, которые ученые делают на основе своих данных, и сами вопросы, которые они решают задать, зависят от их представлений о мире, культуре, в которой они работают, и словаря, который они используют. Ученый Тоби Сприбилль однажды сказал мне: «Мы можем задавать только те вопросы, на которые у нас есть воображение.И он должен знать, потому что ни одна группа организмов не иллюстрирует этот принцип лучше, чем та, которой одержим Сприбилль: лишайники.
Лишайники растут на коре, камнях или стенах; в лесах, пустынях или тундре; в виде коралловых ветвей, крошечных чашечек или листовидных листьев.
Они выглядят как растения или грибы, и долгое время биологи так считали. Но 150 лет назад швейцарский ботаник Симон Швенденер выдвинул радикальную гипотезу о том, что лишайники представляют собой сложные организмы — грибы, живущие вместе с микроскопическими водорослями.
Это была правильная гипотеза не в то время. Само понятие о различных организмах, живущих так близко друг к другу или внутри друг друга, было неслыханным. То, что они сосуществовали для их взаимной выгоды, было еще более нелепо. Это было всего через десять лет после того, как Чарльз Дарвин опубликовал свой шедевр « О происхождении видов », и многие биологи были охвачены идеей о природе как гладиаторской арене, сформированной конфликтом. На фоне этого духа времени концепция сожительства и кооперации организмов не нашла поддержки.Лихенологи десятилетиями отвергали и высмеивали «двойную гипотезу» Швенденера. И сам он ошибочно утверждал, что гриб поработил водоросль или заключил ее в тюрьму, лишив ее питательных веществ.
Как позже показали другие, это не так: оба партнера предоставляют друг другу питательные вещества.
Сегодня такие отношения называются «симбиозом» и считаются скорее нормой, чем исключением. Кораллы полагаются на полезные водоросли в своих тканях. На людей влияют триллионы микробов в нашем кишечнике.Растения растут благодаря грибам на их корнях. Все мы живем в симбиозе, но немногие организмы делают это в такой же крайней степени, как лишайники. Если бы люди проводили свою жизнь в условиях полного отсутствия микробов, у них было бы много проблем со здоровьем, но они, несомненно, остались бы людьми. Но без водоросли лишайниковый гриб не похож на лишайник. Это совершенно другая сущность. Лишайник — это организм , созданный симбиозом . Он формируется только тогда, когда встречаются два его партнера.
Или нет?
Лишайниковые грибы в основном принадлежат к группе, называемой аскомицетами.Но в 2016 году Сприбилле и его коллега Веера Туовинен из Уппсальского университета обнаружили, что в самой большой и наиболее богатой видами группа лишайников обитает второй гриб из совсем другой группы под названием Cyphobasidium .
(Для простоты я назову эти два гриба аскосом и цифосом). Весь организм напоминает буррито с начинкой из аско, обернутой оболочкой, богатой водорослями и цифосом.
Для многих это открытие изменило правила игры. «Эти открытия опровергают парадигму двух организмов», — сказала мне в то время Сара Уоткинсон из Оксфордского университета.«Учебные определения лишайников, возможно, придется пересмотреть». Но некоторые лихенологи возражали против такой схемы, утверждая, что с конца 1800-х годов они знали, что в лишайниках присутствуют и другие грибы. «Это правда, — возразил Сприбилль, — но эти грибы были описаны в терминах, которые изображали их вторичными по отношению к основному симбиозу аско-водорослей». Ему казалось, что лишайники, которые он изучал, имеют трех основных партнеров.
Но, возможно, и это еще не все.
Посмотрите на кору хвойных деревьев на Тихоокеанском северо-западе, и вы быстро заметите волчьи лишайники — зеленый теннисный мяч и сильно разветвленный, как нервная система какого-то брошенного пришельца.
Когда Туовинен посмотрела на них под микроскопом, она обнаружила группу грибковых клеток, которые не были ни асками, ни цифосами. ДНК лишайников рассказывала похожую историю: были гены грибов, которые не принадлежали ни к одной из двух ожидаемых групп. Оказалось, что волчьи лишайники содержат еще грибов , известных как Tremella .
Прочтите: Этот гриб использует вирус для управления разумом животного?
Это не совсем новое. За прошедшие годы другие лихенологи обнаружили Tremella у волчьих лишайников, но только в трех экземплярах и только в контексте аномальных опухших структур, называемых галлами.«Считалось, что это паразит», — говорит Туовинен. «Но мы обнаружили его у совершенно обычных волчьих лишайников, у которых нет никаких шишек». Тремелла находится прямо там, в раковине лишайникового буррито, рядом с кифосом. Кажется, он очень близко контактирует с водорослями, что намекает на какие-то интимные отношения.
И везде . Туовинен проанализировал более 300 образцов волчьих лишайников из США и Европы и почти во всех обнаружил Tremella .
Волчьи лишайники являются одними из наиболее интенсивно изучаемых из всех лишайников, так как же можно было упустить такой повсеместный компонент? Проблема, по словам Туовинена, в том, что под обычным микроскопом «все грибковые клетки выглядят одинаково». Она увидела это только тогда, когда пометила лишайники светящимися зондами, предназначенными для распознавания генов Tremella . И она знала, что делать это, только после того, как нашла эти гены среди ДНК волчьего лишая. По ее словам, более ранние генетические исследования могли упустить их, потому что они были специально сосредоточены на генах асков.«На данный момент не было причин ожидать чего-либо другого, основываясь на этих знаниях», — говорит она.
Это захватывающее открытие, — говорит Эрин Трипп, лихенолог из Университета Колорадо в Боулдере, но все еще неясно, что на самом деле делает Tremella .
Скорее всего, утверждает она, это инфекция, хотя и очень распространенная. Альтернативой является то, что Tremella является основной частью лишайника. «Это, конечно, было бы очень захватывающе, », — говорит Трипп, но чтобы продемонстрировать это, команде нужно было бы попытаться восстановить волчьи лишайники с Tremella или без него или, в качестве альтернативы, использовать методы редактирования генов, чтобы отключить грибок и проверьте, как реагируют лишайники.«Без такого рода экспериментального подхода кажется преждевременным предполагать, что Tremella представляет собой третьего, четвертого или любого другого симбионта».
Туовинен согласен с тем, что не следует преувеличивать роль Tremella . Но она утверждает, что лихенологи слишком легко преуменьшают значение таких организмов. В лишайниках описано более 1800 видов неаско-грибковых грибов, и на них нанесены термины, подразумевающие какой-то внешний вид: комменсалистический .
Парасимбиотики . Эндолихеническая . Лишайниковый . Если это не ascos, «мы почему-то решили, без тестирования, что это части лишайника, которые можно исключить», — говорит Туовинен. «Мы действительно этого не знаем».
Прочитано: бывший анархист-строитель, ставший всемирно известным ученым
«При работе с этими организмами язык имеет большое значение», — добавляет Сприбиль, ныне работающий в Университете Альберты. «Если мы настроим наш язык так, чтобы наше определение лишайника было фиксированным, а эти другие элементы были внешними, мы настроили себя так, чтобы обнаружить, что они внешние.Он считает, что исследователи должны отказаться от «императива классификации» и принуждения загонять организмы в фиксированные ведра. Он подозревает, что взаимоотношения между всеми компонентами лишайника, вероятно, сильно зависят от контекста — в одних условиях полезны, в других — нейтральны, а в других — вредны.
Это урок, который должны учитывать и другие исследователи симбиоза. Существует тенденция классифицировать бактерии в микробиоме животного как хорошие или плохие, как полезные мутуалисты или вредные патогены.Но такие ярлыки подразумевают врожденный характер, которого, скорее всего, не существует. Одни и те же микробы могут быть доброкачественными или злокачественными в разных контекстах или, возможно, даже в одно и то же время. Биология беспорядочная, как и лишайники.
Трипп соглашается с тем, что «мы, как сообщество биологов-лишайников, должны пересмотреть роль всех симбионтов в микрокосме лишайников». Независимо от того, как описывать Tremella и другие грибы, ассоциированные с лишайниками, ясно, что они действительно влияют на форму и функцию лишайника в целом. Как, , они это делают, — это «великая нерешенная проблема» лихенологии, — говорит Энн Прингл из Университета Висконсина в Мэдисоне. «Взаимодействуют ли множественные виды грибов мутуалистически? Друг с другом? С водорослями? Есть паразиты? Наверное, ответ на все вопросы — да.
Тем не менее, данные подтверждают формирующийся консенсус: лишайники — это не только организмы, но и экосистемы ».
Сколько партнеров у лишайника? «Не знаю, но думаю, это зависит от лишайника», — говорит Сприбилль.«Я не ожидаю, что будет какая-то одна конфигурация, которая делает лишайник, лишайник». Это особенно вероятно, потому что лишайники эволюционировали много раз из разных линий аскосов, которые независимо друг от друга формировали партнерские отношения с разными водорослями на протяжении сотен миллионов лет. Ожидать, что все они будут придерживаться одного и того же основного плана, — все равно что ожидать, что птицы будут такими же, как рыбы.
Нам особенно трудно их понять, потому что они сильно отличаются от знакомых нам организмов.В отличие от животных и растений, лишайники действительно не имеют тканей. Они не вырастают из эмбрионов, а образуются путем слияния. Различные комбинации создают разные формы — хрупкие или гибкие, плоские или круглые — и эти черты, вероятно, так же важны для них, как крылья, ноги или глаза для животных.
«Мы не понимаем их потребностей», — говорит Сприбилль. «В отсутствие этого трудно сказать, какие конфигурации находятся в пределах возможного». И мы можем задавать только те вопросы, на которые у нас есть воображение.
В лишайнике присутствует не один, не два, а три грибка
До 2016 года считалось, что лишайник представляет собой партнерство между одной водорослью и одним грибком, классические симбиотические отношения. Затем последовало наблюдение, что на самом деле лишайник является местом обитания двух типов грибов — аскомицетов и недавно идентифицированных дрожжей базидиомицетов.
Команда, сделавшая это открытие, теперь нашла третьего грибкового партнера в лишайнике. Сегодня (17 января) в журнале Current Biology Вира Туовинен из Университета Альберты и ее коллеги описывают волчьих лишайников ( Letharia ), которые состоят из водорослей и трех типов грибов: аскомицетов и двух базидиомицетов.
«Что это конкретно означает для общего симбиоза — большой вопрос», — говорит соавтор Ханна Йоханнессон из Упсальского университета в пресс-релизе.
«То, что мы находим сейчас, в основном то, что исследователи с 1800-х годов хотели бы знать — кто основные игроки, какую функцию они выполняют, все карты на столе».
См. «Классический пример пересмотренного симбиоза».
Ученые изучали, какие виды геномов появляются в лишайниках, когда они увидели, что один тип грибов, базидиомицет под названием Tremella , постоянно всплывает.Ранее ученые наблюдали только Tremella в галлах или наростах на лишайниках. «Считалось, что это паразит», — рассказывает Туовинен « The Atlantic ». «Но мы обнаружили его у совершенно обычных волчьих лишайников, у которых нет никаких шишек».
На этом рисунке показан состав коры волчьего лишая: Tremella lethariae помечены зеленым, Letharia vulpina (гриб аскомицет) и аутофлуоресценция водорослей — красным, Cyphobasidium гриб помечены желтым, и ядра клеток в синем.
V. tuovinen et al., curr biol , doi: 10.