microbik.ru
1 2
Научно – практическая конференция НОУ «Поиск»

МОУ «Утускунская СОШ»


Секция биологии

Лишайники – «барометры» чистоты воздуха

Выполнил: Косинцев Данил,

Учащийся 7 класса МОУ «Утускунская СОШ»

Руководитель: учитель биологии

Куликова Лидия Васильевна


Утускун - 2009
Содержание

1.Введение…………………………………………………………………..3

2.Глава 1. Внутреннее строение лишайников…………………………….4-6

3.Глава 2. Внешнее строение лишайников …………………………….7-8

4.Глава 3. Размножение лишайников………………………………………9

5.Глава 4. Распространение лишайников…………………………………..10-13

6.Глава 5. Хозяйственное использование лишайников……………………14-18

7.Глава 6. Трансплантация лишайников как метод лихеноиндикации…...19-28

8.Глава 7. Охрана лишайников………………………………………………29

9. Заключение………………………………………………………………….30

10. Список литературы…………………………………………………………31

11. Приложение…………………………………………………………………32

-3-

Введение

На уроках биологии в 6 классе после изучения темы «Лишайники», меня заинтересовали эти необычные живые организмы. Ведь лишайники являются настолько своеобразной группой живых организмов, что у исследователей до сих пор нет единого мнения об их положении в системе органического мира. Согласно одной точке зрения, лишайники – это самостоятельный таксон, согласно другой – это биологическая, а не систематическая группа.

Цель работы: изучить особенности строения лишайников, их роли в изучении окружающего мира.

Задачи:

  1. Выяснить, какое строение имеют лишайники.

  2. Выявить взаимовыгодную связь между грибом и водорослью.

  3. Выяснить, как влияет чистота окружающей среды на распространение лишайников.

  4. Изучить методы, применяемые учеными, с использованием лишайников для изучения состава воздуха.

  5. Выяснить охраняются ли редкие виды лишайников.


-4-

Глава 1.Внутреннее строение лишайников.

Симбиоз – распространенное явление в природе. Понятие о симбиозе было сформулировано во второй половине прошлого столетия немецким ученым Г.А. де Барии. Особенно симбиозом заинтересовались после работ А.С. Фаминцына по лишайникам. Им было установлено, что лишайник представляет собой сожительство (симбиоз) двух организмов – гриба и водоросли.

Опыт: Определение строения лишайника.

Истолченный в ступке лишайник увлажняют и выдерживают в банке при температуре 20 С через 10-12 суток грибница темнеет, а затем сгнивает. Одноклеточные водоросли во влажной среде размножаются и в виде зеленого налета находятся на дне и стенках банки. Это позволяет выяснить, из чего состоит лишайник: из одноклеточной зеленой водоросли и грибницы гриба. Приспособление жить совместно в симбиозе выработалось в результате длительного исторического развития на Земле.

Лишайники – это группа живых организмов, тело которых образовано двумя организмами – грибом (микобионтом) и водорослью (зеленой и сине-зеленой - фикобионтом), находящимися в симбиозе. Взаимосвязи между двумя компонентами лишайника весьма сложны. Происходит постоянный обмен веществ между этими организмами. Гриб предохраняет водоросль от избыточного освещения и высушивания, доставляет воду и минеральные вещества, а водоросль обеспечивает гриб синтезируемыми ею, органическими веществами.

В разрезе слоевища любого крупного лишайника, например золотянки, под микроскопом заметны бесцветные гифы гриба, между которыми вкраплены клетки водорослей. Иногда можно увидеть вздутия, которые образуются на гифах и проникают внутрь клеток водорослей. Сверху лишайники покрыты

-5-

корой. Кора позволяет всасывать влагу из воздуха и защищает лишайник от переохлаждения или перегрева. Под корой гифы более рыхлые, между ними

располагаются клетки водоросли. Обычно клетки фотобионта сконцентрированы по периферии – ближе к свету – образуя фотосинтезирующий слой. По анатомическому строению различают лишайники гомеомерные (в которых водоросли распределены более или менее равномерно по всему телу) и гетеромерные (водоросли находятся только под слоем коры). Некоторые лишайники симбиотируют также с бактериями, за счёт чего получают азот прямо из воздуха, или паразитируют на мхах и других лишайниках.

Не следует, однако, думать, что перед нами полностью взаимовыгодное сожительство. Гриб – более сильный организм, часто угнетающий и даже уничтожающий клетки водорослей. Однако изредка имеет место и обратное явление. Исследования последних лет показали, что взаимоотношения гриба и водоросли в лишайниках носят очень сложный характер и до конца не выяснены. Во–первых, лишайники очень трудно поддерживать в живом состоянии в лаборатории. Во – вторых, растут они чрезвычайно медленно, до 2 -3 мм в год. Например, оленья кладония вырастает на год не более чем на 2 мм. Кустик высотой 10 см. имеет возраст около 30 лет.

Нужно лет двадцать, чтобы вырастить взрослый лишайник в лаборатории. И только в 1980 году американские ученые сумели «соединить» водоросль и гриб, выращенный из споры.

Лишайники иногда путают со мхами. Действительно, они похожи на мхи. Такие же мелкие, также поселяются на деревьях и на почве в лесу. Какое же различие между ними? Лучше всего их различать, пожалуй, по цвету. Лишайники никогда не имеют того яркого зеленого цвета, какой бывает у мхов. Окраска их вообще очень разнообразна. Природа не поскупилась здесь на краски. Они бывают и совершенно черными, и чисто – белыми, кроваво – красными и бирюзовыми, канареечно – желтыми, и пепельно – серыми.

-6-

Огненно – оранжевыми и коричневатыми. Но только одного цвета не дала им природа – чистого зеленого.

-7-

Глава 2. Внешнее строение лишайников.

По строению тела (слоевища) различают накипные (корковые) они похожи на накипь, особенно часто встречающиеся в горах, где почти сплошь покрывают камни и скалы. Они имеют серую, черную и беловатую окраску. Такие лишайники не соберешь голыми руками, настолько плотно прилегают они к камням. С большим трудом их можно соскоблить ножом. Вегетативное тело накипных лишайников наиболее примитивно, оно бывает зернистым, пористым или в виде корочек.

По форме лишайники также очень разнообразны. Одни из них похожи на кустики самой различной внешности, другие на пластинки причудливых очертаний. Но больше всего таких, которые напоминают тонкие корочки и плотно прирастают к камням и скалам, к коре деревьев и стенам зданий. Оторвать их нельзя – можно только соскоблить ножом. Это так называемые накипные, или корковые, лишайники.

Более развиты листовые лишайники, имеющие вид более или менее рассечённых пластинок. На коре деревьев часто встречаются лишайники в виде пластинок разной формы и разного цвета, похожие на сухие листья. Их называют листоватыми лишайниками. Наиболее заметна стенная золотянка ярко – желтого цвета, обычно растущая на коре осин. Листоватые лишайники поселяются на почве или на деревьях. Иногда под их сильно разросшимся покровом на плодовых деревьях размножаются насекомые – вредители и создаются условия для развития грибов – паразитов.

Высоко организованы кустистые лишайники, имеющие вид кустиков, свисающих нитей или прямостоящих выростов. В тундрах нашего Севера очень распространен ягель, или «Олений мох». В сухих сосновых борах разные виды лишайников образуют сплошной ковер из ветвистых беловатых или розоватых «кустиков». Разнообразнейшие кустистые лишайники растут сплошным ковром в хвойных лишайниковых борах и тундре (олений мох) или свисают косматыми бородами с ветвей деревьев.

-8-

В сухую погоду они хрустят под ногами. Образно называют такие боры «беломошниками», что, конечно, не точно, так как здесь растут не мхи, а лишайники. Все перечисленные лишайники относятся к кустистым лишайникам, потому что они внешне похожи на кустики.

-9-

Глава3. Размножение лишайников.

Размножение лишайников осуществляется половым и бесполым (вегетативным) способами. В результате полового процесса образуются споры гриба лишайника, которые развиваются в закрытых плодовых телах – перитециях, имеющих узкое выводное отверстие вверху, или в апотециях, широко открытых к низу. Проросшие споры, встретив соответствующую своему виду водоросль. Образуют с ней новое слоевище.

Вегетативное размножение заключается в регенерации слоевища из небольших его участков (обломков, веточек). В сухую погоду лишайники становятся очень хрупкими, ломкими. Достаточно малейшего прикосновения, как от них отламываются мелкие кусочки. Такие осколки, если они достаточно малы, подхватывает ветер и переносит на новое место. Там из них вырастают новые растения, похожие на материнские.

У многих лишайников есть специальные выросты - изидии, которые легко отламываются и дают начало новому слоевищу. В других лишайниках образуются крошечные гранулы (соредии) эти гранулы образуются внутри слоевища, в которых клетки водоросли окружены плотным скоплением гиф. Под давлением их разросшейся массы тело лишайника разрывается, эти гранулы легко разносятся ветром.


-10-

Глава 4. Распространение лишайников.

Лишайники – одни из самых нетребовательных к почве растений. Они первыми поселяются на голых, бесплодных скалах, где не может существовать никакое другое растение, прекрасно развиваются на коре деревьев, заборах и других предметах. Их находили даже на стеклах старых, давно не обитаемых домов, на рельсах заброшенных железных дорог, на черепах животных, лежавших где – нибудь на лугу. Лишайники живут в самых суровых условиях, где ни грибы, ни водоросли порознь не могут развиваться.

Лишайники растут не только в лесах. В нашей стране их можно встретить в разных природных зонах, начиная от тундры и кончая пустыней. Есть типично степные, и даже пустынные лишайники.

Флора лишайников наиболее богата, конечно, не в степях и пустынях и даже не в лесах. Царство лишайников – высокогорные области и тундра. Именно здесь они особенно многочисленны и пышно развиваются. Этому благоприятствует большая влажность воздуха, характерная для данных районов, насыщенность атмосферы водяными парами. Для жизнедеятельности лишайников такие условия – наилучшие.

Лишайники, как и мхи, живут от дождя до дождя. Активная жизнь у этих растений бывает лишь тогда, когда они смочены водой. Только в эти влажные периоды водоросль вырабатывает органические вещества и тем увеличивает живую массу всего растения. В остальное время, когда дождя нет, и лишайники подсыхают, жизнь в них совершенно замирает. Они переходят в состояние покоя.

Влажные лишайники имеют яркую, сочную окраску, чувствуется, что растение живет полной жизнью. Тело лишайника мягкое, упругое. Но стоит только растениям высохнуть, как они тускнеют и их краски блекнут, а сами кустики им пластинки сморщиваются и выглядят очень жалко.

-11-

Лишайники – растения – пионеры. Лишайники имеют очень древнюю историю: они появились на Земле более ста миллионов лет назад.

Поистине эти растения сказочно живучи! Они селятся на голых камнях, на обледеневших северных скалах, на песках, обожженной солнцем Сахары. Они живут всюду: в безжизненной Антарктиде, на кручах Тибета, в полярной тундре. В лесах Дальнего Востока. Они переносят жестокую стужу, годами мокнут в воде, не боятся горячих лучей солнца, живой пылью летают над пустыней. Но стоит им только попасть во влажное место, как они оживают. Нередко лишайники первыми поселяются в совершенно бесплодных местах, где не растут никакие другие растения. Занимая эти бесплодные участки. Лишайники, как растения – пионеры, идут впереди. Используя перегной после их отмирания. Могут укрепляться на этих местах и другие растения.

В дальневосточной тайге, например, встречаются десятки видов лишайников. Достаточно провести несколько дней в лесу, чтобы увидеть разнообразные лишайники во всей непритязательной их красоте. Вот на черных осиновых стволах голубеет пармелия, похожая на покоробившуюся эмалевую краску. По сухим еловым стволам ползут белые трубочки кладонии. А расплющенное золото на снежных березах! А кровавый кармин по серым стволам ольхи.

В сосновых борах на песчаной почве, часто среди зарослей лиловатого вереска встречается исландский лишайник. Часто неправильно называемый «исландским мхом». Он образует дерновники. А иногда сплошной хрустящий ковер, состоящий из курчавых кустиков с коричневыми лентовидными лопастями и с белой подкладкой. Исландский лишайник содержит растворимого крахмала (лихенина) 44% и сахара 3%. Это растение едят не только олени. Но и жители северных стран.

Лишайники растут на почве (эпигейные), камнях (эпилитные) или древесных Форма их тела (слоевища) очень разнообразна. Накипные лишайники
-12-

напоминают тончайшие корочки, которые плотно срастаются с корой деревьев или с поверхностью камней и скал.

Обмен веществ у лишайников также особенный, не сходный ни с водорослями, ни с грибами. Благодаря сочетанию в одном организме гриба и водоросли лишайники обладают рядом уникальных свойств.

Во – первых, это их способность расти там, где никакое другое растение не может поселиться и выжить: на камнях и скалах в самых суровых условиях Арктики или высокогорий, на беднейших почвах тундр, торфяных болотах, на песках. На таких малопригодных для жизни предметах, как стекло, железо, кирпичи, черепица, кости. Лишайники находили на смоле, фаянсе, фарфоре, коже, картоне, линолеуме, древесном угле, войлоке, полотняных и шелковых тканях и даже на старинных пушках! Именно лишайники первыми осваивают непригодную для других организмов среду обитания, например вулканические лавы, разлагая их. За это лишайники получили название «пионеров растительности». Они прокладывают дорогу другим растениям. Вслед за лишайниками поселяются мхи и зеленые травянистые растения. Лишайники легко переносят пятидесятиградусные морозы в тундре, а в пустынях Азии и Африки – шестидесятиградусную жару. Легко переносят они и сильное высыхание. Для нормальной жизнедеятельности им нужен свет и влага, которую они впитывают всем телом. Получать влагу они могут во время дождей или поглощать пары влаги из воздуха (роса, туман и т.д.). В

сильную жару лишайники высыхают и кажутся безжизненными, легко ломаются и крошатся. Но с появлением влаги они снова как бы оживают. Вторая особенность лишайников – их крайняя медленный рост. В силу крайне малой скорости накопления органических веществ ежегодный прирост слоевища невелик и составляет в среднем 1,5 – 7 мм в год. Средний возраст лишайников от тридцати до восьмидесяти лет, а отдельные экземпляры, как это удалось установить по косвенным данным, доживают до шестисот лет. Имеются сведения. Что некоторые лишайники насчитывают

-13-

даже около двух тысяч лет, а антарктический корковый лишайник - как минимум 10 000 лет. Наряду с секвойей и остистой сосной лишайники можно считать самыми долгоживущими организмами.

-14-

Глава 5. Хозяйственное использование лишайников.

В жизни человека многие лишайники находят практическое применение. К числу их относится и цетрария. В некоторых странах в голодные годы её кустики использовали в пищу. Их размалывали и добавляли к другим пищевым продуктам. Лишайники образуют особые вещества, больше нигде в природе не встречающиеся. Это лишайниковые кислоты. Некоторые из них обладают стимулирующим, или антибиотическим, действием, например, усниновая кислота. Вероятно, поэтому ряд лишайников издавна применялся в народной медицине как противовоспалительное, вяжущее или тонизирующее средство – отвары «исландского мха», например.

Лишайники – многолетние организмы; они накапливают полисахариды и мирные кислоты.

Некоторые виды лишайников накапливают довольно много крахмала и небольшое количество сахара. Поэтому при переработке из них получают патоку и спирт. Стволы дубов часто обживаются лишайником, который известен под названием « дубовый мох»! Издавна парфюмеры считают «дубовый мох» незаменимым в производстве пудр, приготовления различных косметических экстрактов и настоев. В Египте и Турции «дубовый мох» с давних пор употреблялся ещё для ароматизации хлеба. Лишайник, который называют «исландским мхом», служит человеку даже пищей. В Исландии он растёт на самых сухих местах, которые занимает обычно вереск, или в хвойных лесах. Его заготавливают в большом количестве как сырьё для получения превосходной медицинской глюкозы. Скалистые берега южной части Атлантического океана и стран Средиземноморья обжиты лишайниками рогеллами. Из него получают лакмус – специальный реактив, который используется в химических лабораториях для определения реакции раствора.


-15-

Ягель – основное растение тундры и корм северных оленей. Растет очень медленно – 1 – 3 мм в год. Сейчас особо остро стоит вопрос об охране этих лишайников. Необходимо упорядоченное передвижение транспорта. Регулируемый выпас оленей.

Из лишайников получают краску. Ныне устаревший мужской одеколон «Шипр» также изготавливался с использованием лишайников. Особенно любим, был мужчинами из – за, хорошо выраженного ранозаживляющего эффекта.

В Норвегии в неурожайные 1807 – 1814 годы высушенный лишайник мололи и ели. Для нейтрализации лишайниковых кислот и смягчения горького вкуса слоевища лишайника выщелачивали в свежей древесной золе. Лишайник цетрарию в Скандинавии добавляли в муку для приготовления корабельных сухарей, чтобы улучшить их сохранность, что связано с антибиотическим действием лишайников.

В Канадской Арктике листовой лишайник Umbieicara muehlenbeerqii также используется как экстремальный источник пищи. Он неоднократно спасал жизни потерпевших аварию пилотов. Так, в 1972 году один летчик, прожил в тундре 232 дня питаясь, глюкозой и слоевищами этого лишайника. Лишайники использовались в качестве добавок при производстве пива. Знаменитый путешественник академик И. Г. Гмелин в 18 веке в одном сибирском монастыре наблюдал, как лишайник Lobaria pulmonaria (ныне занесен в Красную книгу) употребляли как заменитель хмеля, причем вкус был таким же.

В Южной Африке при изготовлении медового пива используют листоватый лишайник Parmelia hottentotta, он придаёт особый вкус напитку. Необычно используют в Мавритании другой вид пармелии – добавляют в табак в соотношении 1:10 для получения особого аромата. Примечательно, что лишайник этот там не растет, и его специально доставляют с побережья караванами. Некоторые виды пармелий из Индии являются важной

-16-

составной частью различных приправ и продаются только в этой стране, но и в других, в частности в Саудовской Аравии.

Есть ли в мире чудеса? Казалось бы, наукой давно уже доказано, что никаких чудес на свете не бывает. Однако вера в чудо ещё прочно держится у суеверных людей.

По преданию, несколько тысяч лет назад еврейский народ бежал из Египта. Блуждавшие в пустыне толпы израильтян терпели лишения и бедствия, но всякий раз их спасало какое – нибудь чудо. Одно из чудес – манна, которая по воле Бога упала и спасла всё племя от голодной смерти.

Однако не только у израильтян, но и у других восточных народов существуют предания о том, что «манна небесная» спасла многие племена и семьи кочевников. Но самое удивительное, манна и сейчас еще иногда падает с неба. Если спросить у жителя пустынь, какой – нибудь страны Ближнего Востока. «Это, правда, - ответит он, - случается, что в пустыне с неба неожиданно падает съедобный продукт – манна, которой можно питаться и людям, и животным. Мы печем из нее лепешки и кормим ею скакунов и верблюдов».

А что думают об этом ученые?

В пустынях и сухих степях Юго-Западной Азии и Северной Африки растет удивительный лишайник – леканора съедобная. Лишайник леканора серо – охристой морщинистой корочкой покрывает камни. На изломе такая корочка чисто – белого цвета. В голодные годы местные жители собирают съедобный лишайник. Толкут его и из полученной муки пекут хлеб.

Это и есть знаменитая манна.

Зрелые корочки лишайника растрескиваются, свертываются в шарики и отстают от камня. Шарики, или манные зерна, очень легкие. Они бывают величиной и с горошину, и с булавочную головку. Сильный ветер легко


- 17-

подхватывает зерна манны и переносит на большие расстояния, насыпая целые кучи манны там, где час назад не было ни зерна.

Местами этот лишайник, снесенный в одно место ветром и дождями, залегает слоем в 10 – 12 см толщиной.

Следующий вариант этой же легенды.

Древняя легенда рассказывает. Как однажды много дней толпа народа брела по пустыне, по колено, утопая в сыпучем песке. Все припасы, взятые с собой, были съедены. Люди падали от изнеможения и истощения на горячий песок.

Утром, когда солнце стало накалять песок, неожиданно поднялся ветер. И вдруг путешественники заметили, как по песку, подгоняемые ветром, катятся серые комочки. Ветер поднимал их кверху, и казалось, что они падают с неба.

- Манна, манна! С неба падает манна! Все бросились собирать эту «манну»: брали пригоршнями серые комочки, ели их сухими, варили кашу и пекли лепешки.

В легенде рассказывается, что «манна» упала с неба. Многие представляют себе эту «манну» манной крупой, которая, как известно, получается из размолотой твердой пшеницы. «Манна» же, как доказал в 1772 году русский ботаник Паллас, - это лишайник, перекатываемый ветром по пустыням Африки и Малой Азии. Он встречается в киргизских степях и в Туркмении. Паллас назвал этот лишайник лихэн эскулентус – лишайник съедобный.

Лишайник съедобный нагревается в пустыне до 70 С и не погибает. Он может высохнуть, а потом опять ожить, впитав влагу из воздуха.

Это интересный пример так называемого кочующего кустарника. Он совершенно не прикреплен к почве и свободно перекатывается ветром по просторам пустыни. Бывают случаи, когда сильные вихревые потоки воздуха, смерчи, подхватывают и поднимают высоко вверх довольно большие куски леканоры. Вращаясь в центре вихревой воронки, лишайник

-18-

переносится ветром на значительные расстояния. А когда смерч ослабевает, растение ликаноры падают на землю – сыплется настоящий лишайниковый дождь. Точнее даже не дождь, а град, так как отдельные растения ликаноры представляют собой шарик размером чуть меньше вишни.


-19-



следующая страница >>