Какие организмы состоят из гриба и водоросли

Особенности симбиоза гриба и водорослей

Самый загадочный симбиоз гриба и водоросли – отдел Лишайники. Организм, состоящий из двух компонентов, исследует наука, которая называется лихенология. До сих пор ученым не удалось установить природу их возникновения, а в лабораторных условиях их получают с большим трудом.

Особенности симбиоза гриба и водорослей

Состав организма

Ранее думали, что симбиоз грибов и водорослей в лишайнике представлен взаимовыгодным способом сосуществования двух организмов, при котором:

• грибы получают углеводы, производимые вторым компонентом в процессе фотосинтеза;
• водорослям необходимы минеральные вещества и покров, чтобы защититься от засухи.

Но позднее этот «благополучный»симбиотический организм новый статус. Взаимоотношения в нем организмов были признаны паразитическими. Потому что обнаружили, что в неблагоприятных условиях гриб становится паразитом. Водоросль может даже погибнуть, если гриб будет поедать не синтезируемые ею углеводы, а ее тело.

Ирина Селютина (Биолог):

В 1873 г. французский исследователь Е.Борне, изучая анатомическое строение лишайников, обнаружил внутри водорослевых клеток грибные отростки – гаустории, всасывающие органы гриба. Это позволяло думать, что гриб использует содержимое клеток водорослей, т.е. ведет себя как самый настоящий паразит. За прошедшие годы в слоевище лишайников было открыто и описано много различных форм абсорбционных, или всасывающих, гиф гриба.

Сейчас союз представляют по-другому: споры гриба выбирают себе «кормилицу», но последняя может противостоять объединению. Главное правило в симбиозе – взаимовыгодное сосуществование. Лишайник получится, если оба компонента испытывают трудности существования поодиночке: им не хватает питания, света, температуры. Благоприятные факторы не вынуждают их объединяться.

Вступающие во взаимодействие грибы по-разному ведут себя с водорослями. Образует гифы со всеми доступными видами, но некоторых из них просто съедаются. Синтез проявляется только со схожими классами. В сосуществовании оба организма меняют свое строение и внешний вид.

Строение организма

Структурно в лишайнике представлено 2 компонента: гифы грибов с вплетенными в них водорослями.

Водорослевый компонент – фикобионт, может быть представлен цианобактериями (сине-зелеными водорослями), зелеными или желто-зелеными водорослями. Грибной компонент, или микобионт – сумчатыми или базидиальными грибами.

Если расположение водорослей равномерное по всему слоевищу, его называют гомеомерным, а если только в верхнем слое – гетеромерным. Это так называемое слоевище, или таллом, или тело лишайника.

Внутреннее строение таллома лишайника включает в себя следующие составляющие:

1. Верхняя корка (корковий слой): образована плотно переплетающимися гифами. Она окрашена в разные цвета, благодаря наличию пигментов. Эта корка более толстая и обеспечивает защиту и поглощение води из воздуха.
2. Сердцевинный слой: формируется внутренними гифами гриба и зелеными клетками водорослей, с которыми связан фотосинтез, превращение и запас веществ.
3. Нижняя кожица (корковый слой): тонкая, снабжена выростами-ризоидами, благодаря которым тело лишайника крепится к субстрату. Помимо этого гифы выделяют кислоты, способные растворять субстрат и осуществляют поглощение минеральных веществ.

По внешнему виду выделяют следующие типы таллома:

Первые выглядят как тонкая корка, крепко сросшаяся с поверхностью. Листоватые держатся на пучках гифов – ризоидах. Кустистые выглядят как свисающий куст или борода.

Цвет может быть серый, бурый, зеленоватый, желтый или черный. Концентрация регулируется специфическими красящими веществами, содержанием железа, кислотами в окружающей среде.

Способы размножения и жизненный цикл

Лишайники устойчивы к отсутствию воды

В лишайнике способностью размножаться наделены оба компонента. Грибной воспроизводится вегетативно – частями таллома или с помощью спор. Отростки тела отрываются от слоевища и перемещаются животными, людьми или ветром. Так же распространяются споры.

Второй компонент делится вегетативно. Симбиотический комплекс улучшает способность к размножению. А некоторые виды практически не существуют вне пределов лишайника.

Ирина Селютина (Биолог):

Лишайники размножаются либо спорами, которые образует микобионт половым или бесполым способом, либо вегетативно.

При половом размножении на слоевищах лишайников в результате полового процесса образуются половые спороношения в виде плодовых тел (апотеции, у лишайников известныперитеции, гастеротеции).

Помимо спор, образующихся во время полового процесса, для лишайников присущи и бесполые спороношения – конидии, пикноконидии и стилоспоры, возникающие экзогенно на поверхности конидиеносцев.

При вегетативном размножении обычно идет отделение кусочков слоевища, которые могут быть оторваны порывами ветра или соредиями (микроскопически мелкими клубочками, состоящими из одной или нескольких клеток водоросли, окруженных гифами гриба) или изидиями (маленькими выростами на верхней поверхности слоевища).

Растут организмы медленно. Образует прирост за год от 0,25 до 10 мм. Зато они нетребовательны к условиям среды:

• растут на скалах, земле, стволах и ветках деревьев, на неорганике: стекле, металле;
• выдерживают обезвоживание.

Устойчивые к температурам от -47 до 80℃, 200 видов обитает в Антарктике. Около двух недель смогли прожить вне земной атмосферы. Лишайники являются индикаторами чистоты окружающей среды – в местах с сильным загрязнением они не встречаются.

Роль лишайников

Существует около 20 тыс. видов. Симбионт образует сетку распространения по всему миру. Особо значимы организмы в местностях тундры и лесов:

1. Служат пищей северным оленям.
2. Принимают участие в выветривании горных пород и почвообразовании.
3. Становятся местом для размножения и проживания ряда беспозвоночных животных.

Человек использует их:

1. Чтобы определить возраст скал, ведь сами лишайники живут до 4500 тыс. лет.
2. Для получения антибиотиков нужны виды цетрария, кладония, пармелия, уснея.
3. Из лобарии и эвернии получают аромовещества и фиксаторы запахов.
4. Источник сырья для промышленности (получение спирта, красителей).
5. Источник красителей и химических индикаторов (лакмус).
6. Лишайниковые кислоты используются в медицине как антибиотики (уснин).
7. Биоиндикаторы чистоты среды.

Манну лишайника едят в пустынях Среднего Востока, а в Японии умбликария съедобная считается деликатесом. Съедобны виды бриории Фремонта.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. Лишайники— это комплексные организмы, состоящие из гриба и водоросли

Лишайники— это комплексные организмы, состоящие из гриба и водоросли. Их автотрофные компоненты (водоросли) защищены от воздействий среды грибными симбионтами, что позволяет лишайникам выдерживать самые суровые условия.

Считается, что сожительство гриба и водоросли — симбиоз, однако гриб поглощает не только отмершие, но и живые клетки водорослей. Этот паразитизм гриба носит умеренный характер. Водоросли, интенсивно делясь, не уменьшаются в количестве.

В составе лишайников обнаружено около 20 000 видов грибов и около 26 родов фотосинтезирующих организмов. Чаще всего среди них встречаются зеленые водоросли (90%). Грибы, которые входят в состав лишайников, чаще всего относят к сумчатым или базидиомицетам.

Тело лишайников не имеет органов и представлено слоевищем(или талломом).

По внешнему виду выделяют 3 морфологических типа лишайников:

1) корковые (или накипные);

Накипныелишайники имеют вид корочки, плотно сросшейся с субстратом <письменный лишайник).

Листоватыелишайники имеют вид чешуи или листовидной пластинки, распростертой на субстрате <пельтигера, гипогимния).

Кустистыелишайники имеют вид прямостоячего или повисающего кустика <ягель, цетрария исландская).

По анатомическому строению различают 2 типа слоевища:

• гомеомерноеслоевище, когда гифы гриба и клетки водоросли распределены равномерно
по всему слоевищу.

• гетеромерноеслоевище, когда наружные слои образованы грибом, а внутренние —
водорослями.

Лишайники чрезвычайно широко распространены в природе. Они обитают по всему миру, от аридных пустынь до Арктики на голой почве, стволах деревьев, раскаляемых солнцем скалах, заборах и обдуваемых ветром альпийских пиках. Некоторые из них настолько малы, что не видны невооруженным взглядом, другие, например ягель, покрывают огромные площади ковром глубиной по щиколотку. Вид веррукария (Verrucaria serpuloides) постоянно погружен в морскую воду. Лишайники часто первыми поселяются на обнажающихся каменистых субстратах. В Антарктике их обитает более 350 видов, и только 2 вида высших растений! Кроме того, 7 видов лишайников сейчас встречаются на 86° южной широты, т.е. около самого Южного полюса. Их почвообразовательная деятельность на голых скалах — первая стадия биологической сукцессии в этих районах.

Окраска лишайников — от белой до черной через различные оттенки красного, оранжевого, коричневого, желтого и зеленого. Это позволяет использовать лишайники как источники красителей. До недавнего времени твид (шерстяной материал) окрашивали при помощи лишайников. Лишайники применяются в медицине и парфюмерии, а у некоторых народностей (например, у японцев) употребляются в пищу.

Размножение. Размножаются лишайники вегетативным способомпри помощи кусочков слоевища. Многие листоватые и кустистые лишайники размножаются соредиями и изидиями.

Соредиисостоят из одной или нескольких клеток водоросли, оплетенных гифами гриба.

Изидиипредставляют собой мельчайшие выросты слоевища в виде бугорков, которые прорастают в новые слоевища лишайников.

Кроме того, каждый из компонентов лишайников может размножаться самостоятельно: водоросли делятся или размножаются спорами (т.е. бесполым путем), а грибы – бесполым (конидии) и половым путем.

Лишайники могут выживать в неблагоприятных условиях среды. Одно время полагали, что секрет успеха связан с защитой водорослевого компонента грибом. Это важный фактор, но не всеобъемлющий. Еще одним важным фактором является способность лишайников быстро высыхать.Лишайники часто пребывают почти в обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2 до 10 % сухой массы. При высыхании фотосинтез прекращается. Это обусловлено тем, что верхняя кора лишайника, высыхая, становится толще и непрозрачнее, преграждая путь солнечной энергии. Влажный лишайник разрушается светом и экстремальными температурами, не влияющими на него в сухом виде. Смачиваясь дождем, лишайники очень быстро поглощают воду (в 3-35 раз больше собственной массы). Если сухой, хрупкий лишайник погрузить в воду, он станет через несколько минут мягким и гибким. Максимально жизнеспособен лишайник, если судить по фотосинтезу, после того как, пропитавшись водой, он начинает высыхать. Фотосинтез идет наиболее интенсивно при влажности 65-90% предельной влагоемкости. Ниже этого уровня скорость фотосинтеза падает. Во многих местообитаниях влажность лишайников сильно колеблется в течение суток, и у многих из них фотосинтез возможен в течение лишь нескольких часов, обычно рано утром после смачивания их туманом или росой. Следствие этого — очень низкая скорость роста лишайников, их радиус увеличивается на 0.1-10 мм в год. Таким образом, возраст зрелых лишайников может быть до 4 500 лет.

По-видимому, лишайники поглощают некоторые минеральные вещества из своего субстрата, но большая часть элементов улавливается ими из воздуха и дождевой воды.

Лишайники играют важную роль в функционировании экосистем. Они особо чувствительны к токсичным веществам, т.к. не могут выделять в среду впитанные ими элементы. Исходя из этого, лишайники используются как индикаторы для мониторинга окружающей среды. Наиболее резко лишайники реагируют на сернистый газ, который быстро разрушает и без того небольшое количество их хлорофилла. На этой же основе можно следить за присутствием тяжелых металлов или других загрязнителей вокруг промышленных центров.

Когда ядерные испытания проводились в атмосфере (сейчас под землей), лишайники использовались для контроля за выпадением радиоактивных осадков. Сейчас полагают, что их применение целесообразно в мониторинге радиоактивного загрязнения, возможного при
разрушении спутников, особенно когда это происходит в отдаленных районах, которые трудно обследовать другими средствами.

Лишайники

Содержание

1. Строение лишайника
2. Симбиоз
3. Размножение
4. Что такое «олений мох»?
5. Распространение
6. Значение лишайников
7. Что мы узнали?

Бонус

• Тест по теме

Строение лишайника

Тело лишайника называется слоевищем или талломом. По внешнему строению слоевища лишайники делят на три группы:

Рис. 1. Типы слоевищ лишайников.

Слоевище любых организмов царства грибов и лишайников образовано нитями грибницы, которые называются гифами. Между гифами в лишайнике находятся клетки водорослей. Чаще это одноклеточные зелёные водоросли, но у некоторых лишайников – нитчатые многоклеточные, те, что в свободном виде образуют тину в водоёмах.

Рис. 2. Внутреннее строение лишайника.

Симбиоз

Симбиозом называется совместная жизнедеятельность организмов разных видов, при которой каждый организм получает от другого пользу.

В лишайнике симбиоз протекает так. Водоросль производит органические вещества, которые потребляет гриб. Гриб с помощью гифов всасывает из окружающей среды воду с растворёнными в ней веществами и создаёт для водоросли влажную среду.

Данный симбиоз более выгоден для гриба. Гриб не может жить без водоросли, а водоросль может, и, в случае отделения от гриба, развивается быстрее.

Размножение

Лишайники чаще всего размножаются двумя способами:

• кусочками слоевища, которые случайно отламываются, а потом прорастают, образуя новый организм;
• специальными частицами, в которых клетки водорослей окружены гифами.

Такие частицы могут располагаться на поверхности лишайника либо внутри таллома. Со временем таллом лопается и частицы разлетаются. При прорастании они образуют новые талломы.

Рис. 3. Вегетативное размножение лишайников.

Кроме этого, гриб лишайника размножается спорами. Споры – это мелкие клетки гриба, которые после созревания вылетают из щелей лишайника. Встретив соответствующий вид водоросли, споры прорастают и образуют с ней новый лишайник.

Что такое «олений мох»?

«Олений мох», или ягель, – это не отдельный вид мха или лишайника. Ягель – это название целой группы видов лишайников, растущих в тундре.

Распространение

Лишайники встречаются по всей Земле, и в Антарктиде, и в пустынях, и в горах. В лесах их больше, чем в степях и пустынях.

Обязательными условиями для жизни лишайников являются достаточная освещённость и влажность. Освещённость важна для водоросли, так как в ней образование органических веществ идёт только на свету.

Значение лишайников

Лишайники тундры являются основным кормом северных оленей. Олени кочуют по тундре в поисках лучших пастбищ. Свиньи, овцы и коровы также могут поедать ягель.

Лишайниками питаются некоторые виды улиток. Отдельные виды съедобны и для человека. Также из лишайников получают краски и некоторые лекарства.

Интересные факты использования лишайников человеком:

• в качестве подгузников;
• для сохранения продуктов (за счёт подавления ими бактерий);
• для получения глюкозы (способ разработан в СССР в военное время);
• как источника витамина С.

Лишайник цетрария входит в рецепты многих блюд исландской традиционной кухни. Его добавляют в каши, супы, колбасу, творог, хлеб, а также в леденцы, употребляемые при болезнях горла.

Что мы узнали?

Готовя доклад или домашнее задание по биологии в 5 классе по теме «Лишайники» надо обратить внимание на следующее: лишайники это совместно живущие гриб и водоросль. Их отношения называются симбиозом, но для гриба они более выгодны. Лишайники неприхотливы и широко распространены. Пищевое значение лишайников для человека невелико, но в северных районах для животноводства лишайники незаменимы.

Лишайники — виды, особенности строения, размножения и питания

Лишайники — своеобразные комплексные организмы, слоевище которых представляет собой объединение гриба и водоросли, находящихся в сложных взаимоотношениях друг с другом, чаще — в симбиозе. Известно свыше 20 тыс. видов лишайников.

От других организмов, в том числе и от свободноживущих грибов и водорослей, они отличаются формой, строением, характером обмена веществ, особыми лишайниковыми веществами, способами размножения, медленным ростом (от 1 до 8 мм в год).

Особенности строения

Слоевище лишайников состоит из переплетенных грибных нитей — гиф, и расположенных между ними клеток (или нитей) водорослей.

Различают два основных типа микроскопической структуры слоевища:

На поперечном срезе лишайника гомеомерного типа имеется верхняя и нижняя кора, которая состоит из одного слоя клеток гриба. Вся внутренняя часть заполнена рыхло расположенными грибными нитями, между которыми расположены клетки водорослей без какого-либо порядка.

Строение лишайника

В лишайнике гетеромерного типа клетки водорослей сосредоточены в одном слое, который получил название гонидиального слоя. Ниже него находится сердцевина, состоящая из рыхло расположенных нитей гриба.

Наружными слоями лишайника являются плотные слои грибных нитей, которые называются корковыми слоями. С помощью грибных нитей, отходящих от нижнего коркового слоя, лишайник прикрепляется к субстрату, на котором произрастает. У некоторых видов нижняя кора отсутствует и он крепится к субстрату нитями сердцевины.

Водорослевой компонент лишайника состоит из видов, относящихся к отделам сине-зелёных, зеленых, жёлто-зелёных и бурых. Представители 28 родов из них вступают в симбиоз с грибами.

Большинство этих водорослей может быть и свободноживущими, но некоторые встречаются только в лишайниках и пока не обнаружены в свободном состоянии в природе. Находясь в слоевище, водоросли очень изменяются внешне, а также становятся более устойчивыми к высоким температурам, могут переносить длительное высушивание. При культивировании их на искусственных средах (отдельно от грибов) приобретают вид, характерный для свободноживущих форм.

Слоевище лишайников разнообразно по форме, размерам, строению, окрашено в различные цвета. Окраска слоевища обусловлена наличием пигментов в оболочках гиф и плодовых телах лишайников. Различают пять групп пигментов: зеленые, синие, фиолетовые, красные и коричневые. Обязательным условием для образования пигментов является свет. Чем ярче освещение в местах произрастания лишайников, тем ярче они окрашены.

Виды лишайников

Форма слоевища также может быть разнообразной. По внешнему строению слоевища лишайники делят на:

У накипных лишайников слоевище имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом. Толщина корочек различна — от едва заметной накипи или порошковидного налета до 0,5см, диаметр — от нескольких миллиметров до 20-30см. Растут накипные виды на поверхности почв, горных пород, коре деревьев и кустарников, обнаженной гниющей древесине.

Листоватые лишайники имеют форму листовидной пластинки, горизонтально расположенной на субстрате (пармелия, стенная золотянка). Обычно пластинки округлые, 10-20см в диаметре. Характерной особенностью листоватых видов является неодинаковая окраска и строение верхней и нижней поверхностей слоевища. У большинства из них на нижней стороне слоевища образуются органы прикрепления к субстрату — ризоиды, состоящие из собранных в тяжи гиф. Растут они на поверхности почвы, среди мхов. Листоватые лишайники по сравнению с накипными являются более высокоорганизованными формами.

Кустистые лишайники имеют форму прямостоящего или повисающего кустика и прикрепляются к субстрату небольшими участками нижней части слоевища (кладония, исландский лишайник). По уровню организации кустистые виды — высший этап развития слоевища. Их слоевища бывают разных размеров: от нескольких миллиметров до 30-50см. Повисающие слоевища кустистых лишайников могут достигать 7-8м. Примером может служить лишайник, свисающий в виде бороды с ветвей лиственниц и кедров в таежных лесах (бородатый лишайник).

Размножение

Размножаются лишайники в основном вегетативным путем. При этом от слоевища отделяются кусочки, разносятся ветром, водой или животными и в благоприятных условиях дают новые слоевища.

У листоватых и кустистых лишайников для вегетативного размножения в поверхностных или более глубоких слоях формируются специальные вегетативные образования: соредии и изидии.

Соредии имеют вид микроскопических клубочков, в каждом из которых находится одна или несколько клеток водоросли, окруженных гифами гриба. Соредии образуются внутри слоевища в гонидиальном слое листоватых и кустистых лишайников. Сформированные соредии выталкиваются из слоевища наружу, подхватываются и разносятся ветром. При благоприятных условиях она прорастают в новых местах и образуют слоевища. Размножаются соредиями около 30% лишайников.

Питание

Особенности питания лишайников связаны со сложным строением этих организмов, состоящих из двух компонентов, которые получают питательные вещества разными способами. Гриб – гетеротроф, а водоросль – автотроф.

Водоросль в составе лишайника обеспечивает его органическими веществами, полученными путем фотосинтеза. Гриб лишайника получает от водоросли высокоэнергетические продукты: АТФ и НАДФ. Гриб, в свою очередь, с помощью нитевидных отростков (гифа) выполняет роль корневой системы. Так лишайник получает воду и минеральные соединения, которые адсорбируются из почвы.

Также лишайники способны всем телом впитывать воду из окружающей среды, во время туманов и дождей. Для выживания им нужны азотистые соединения. Если водорослевый компонент таллома представлен зелеными водорослями, то азот поступает из водных растворов. Когда же фикобионтом выступают сине-зеленые водоросли, возможна фиксация азота из атмосферного воздуха.

Для нормального существования лишайников необходимы в достаточном количестве свет и влага. Недостаточная освещенность препятствует их развитию, так как замедляются фотосинтезирующие процессы и лишайники недополучают питательных веществ.

Светлые сосновые леса стали оптимальным местом для их жизни. Хотя лишайники и относят к наиболее устойчивым к засухе видам, все же вода им необходима. Только во влажной среде осуществляются дыхательные и обменные процессы.

Значение лишайников в природе и жизни человека

Лишайники очень чувствительны к вредным веществам, поэтому не растут в местах с высокой запыленностью и загазованностью воздуха. Так, их используют как индикаторы загрязненности.

Принимают участие в круговороте веществ в природе. Их фотосинтезирующая часть способна продуцировать органические вещества в местах, где другие растения не могут выжить. Важная роль лишайников в почвообразовании, они селятся на безжизненной скалистой поверхности и после отмирания образуют гумус. Так появляются благоприятные условия для роста растений.

Кормовые лишайники являются важным звеном в пищевой цепочке. К примеру, олени, косули, лоси питаются оленем мхом или ягелем. Служат материалом для гнезд птиц. Лишайниковая манна или Аспицилия съедобная используется в кулинарии.

Парфюмерная промышленность применяет их для придания стойкости духам, а текстильная – для покраски тканей. Известны также виды с антибактериальными свойствами, которые используют при изготовлении лекарств, для борьбы с туберкулезом, фурункулезом.

Источники:

http://fermoved.ru/gribyi/simbioz-vodorosli.html
http://studopedia.ru/4_162014_teoreticheskaya-chast.html
http://obrazovaka.ru/biologiya/lishayniki-stroenie-organizma.html
http://animals-world.ru/chto-takoe-lishajniki/