Отдел Лишайники: общая характеристика, их природа, экологическое значение, строение, экологические группы, биоморфы.

Лишайники - группа низших растений, насчитывают около 23 тысяч видов. Талломы состоят из 2х компонентов - водорослевый (фикобионт) и грибной (микобионт). Они вступают в симбиотические отношения и совместно образуют новый организм с новыми свойствами. Систематика лишайников основывается на систематике грибов (лихенезированные грибы). По систематике Маттика (1954г) тип лихенс делился на 2 класса - Ascolichens Hymelichens. В первый класс включают лишайники в состав которых входят сумчатые грибы, а во второй класс - базидиальные. Класс Ascolichens подразделяется на 2 подкласса: Pyrenocarpeae - когда у грибов образуются плодовые тела типа перитеция и Gimenocarpeae - плодовые тела апотеции.

Экологические группы:

В зависимости от типа предпочитаемого субстрата выделяют 4 группы лишайников: 1. эпифитные лишайники (на растениях - коре деревьев или кустарников). 2.эпиксильные лишайники (на обнаженной древесине). 3.эпигейные (на почве). 4.эпилитные (на камнях). Тело лишайника (таллом или слоевище) не расчленяется на корень, стебель, листья. По внешнему строению выделяют накипные, чешуйчатые, листоватые, кустистые лишайники. В этом списке они перечислены в порядке возрастания сложности строения.

Внешнее и внутреннее строение лишайников. У накипных лишайников слоевище представляет собой накипь или корочку, причем нижняя поверхность плотно срастается с субстратом. Слоевище чашуйчатых лишайников представляет собой чашуйки и почти листоватые лопасти. Слоевище листоватых лишайников имеет пластинчатую форму и горизонтально распростерт по субстрату. К субстрату они прикрепляются при помощи ризодидов или ризин. У кустистых лишайников слоевище состоит из плоских или округлых веточек. На поверхности лишайников могут развиваться чашуйки (филлокладии), нитевидные выросты (фибриллы), могут образоваться разрывы коры (макулы). По внутреннему строению лишайники делятся на 2 типа: Лишайники с гомеомерными талломами и лишайники с гетеромерными талломами. В талломе с гомеомерным строением клетки водоросли распадаются хаотично среди грибных гиф по всей толще слоевища. В гетеромерном талломе клетки водорослей находятся у верхней поверхности таллома.

Размножение:

Вегетативный способ размножения: Размножение с участием специально предназначенных частей лишайника - соредии и изидии.

Половое размножение: осуществляет только гриб. В результате полового процесса на слоевище образуются плодовые тела: апотеции и перитеции, чаще всего - апотеции. У лишайников апотеций имеет обычно вид блюдца в котором различают центральную часть - диск и периферическую часть - край. Развиваются чаще всего на верхней части слоевища на концах лопастей.

Типы апотециев лишайников:

- Биотеровые апотеции - у которых нет слоевищного края, но вокруг диска развивается собственный край, не имеющие водоросли, они имеют мягкую консистенцию и бывают окрашены в различные цвета кроме черного;

- Лейконоровый апотеций - апотеций, характеризующийся наличием вокруг диска слоевищного края, сод.водоросли, слоевищный край всегда иначе окрашен чем диск;

- Лезидиевый апотеций - отсутствует слоевищный край, но вокруг диска развивается собственный край, состоящий только из грибных гиф.

Практическое использование:

Лишайники как мохообразные играют существенную роль в растительном покрове в Северных и Высокогорных областях. Лишайники являются пионерами зарастания каменистых субстратов. Осваивая их они прокладывают дорогу другим растениям.

1.Медицина (в талломе лишайников образуется специальные вещества, которые в природе больше нигде не встречаются - кислоты: усниновая кислота (70 видов лишайников) - антибиотик бинан, рекомендуется использовать в ветеренарии. Встречаются вещества, поднимающие тонус организма - паралихестириновая кислота.

2.В парфюмерии - эверния сливовая, дубовый мох - содержит резиноид - обладает ароматическими свойствами, является закрепителем аромата: шипр, кремль, кармен. + эверния используются в странах Африки для ароматизации хлеба.

3.Для получения красителей - ксантория настенная - для получения коричневой краски. Для получения желтого - ксантопармелия блуждающая.

4.Употребляется в пищу - лишайниковая манна - используется в пищу степными кочевниками.

5.В с/х используется в фитопатологии: усниновую кислоту используют против заболевания томатов, салициловую кислоту используют против грибов разрушающих древесину.

6.Как индикаторы горных пород. Проявляют четкую приуроченность к определенному субстрату в том числе к горным породам.

7. Индикаторы загрязнения окружающей среды. Раздел биоиндикации, в котором состояние окружающей среды определяется по лишайникам - лихеноиндикация. В основном используются эпифитные лишайники, в 2 направлениях: слежение за газовым состоянием атмосферы и контроль загрязнения тяжелыми металлами, поступающие с осадками. Наибольшее негативное влияние на индикаторы оказывают влияние SO2, NO,NO2,CO,CO2. Обычно эти соединения воздействуют на физиологический баланс между грибом и водорослью, что приводит к гибели слоевищ. Кроме того нарушается физиологические процессы, поэтому появляются бурые пятна. Установлено, что первыми при повышении концентрации токсических веществ в атмосфере исчезают кустистые, затем листоватые, затем накипные. Современная лихеноиндекация делится на направления - активная и пассивная. Активная - основывается на переносе слоевищ эпифитных лишайников из чистых территорий в загрязненные и слежением за ответными реакциями лишайников на изменение внешних условий. Пассивная - заключается в изучении состояния лишайников в условиях их произрастания. При этом внимание уделяется относительной численности лишайников. Для оценки чистого воздуха в исследуемом районе устанавливают классы полиотолерантности - отделенные группы видов лишайников, члены которых одинаково реагируют на концентрацию токсических веществ в воздухе. Существует 10 классов полиотолирантности. Далее вычисляют специальные лихеноиндикационные индексы, которые отражают влияние загрязнения воздуха на лишайники.

 

Выход растений на сушу как важнейший этап в развитии растительного мира. Особенности жизни растений в наземных условиях, приспособления растений к наземному образу жизни. Первые наземные растения. Особенности их строения и биологии.

Около 400—350 миллионов лет назад большую поверхность Земли занимали водные бассейны и внешние условия благоприятствовали росту и развитию широко расселившихся разнообразных водорослей.

Поверхность материков и дно океана со временем изменялись. Поднимались новые материки, уходили под воду возникшие раньше. Колебание земной коры приводило к тому, что на месте морей возникала суша.

Переход растений к наземному образу жизни связан с пересыханием отдельных участков земной поверхности.

Отступавшая морская вода задерживалась во впадинах. Они то пересыхали, то вновь наполнялись водой. Иссушение происходило постепенно. Некоторые водоросли приспособились к обитанию в наземных условиях.

Климат в то время на земном шаре установился ровный — влажный и теплый. Начался переход растений от водного к наземному образу жизни. Условия жизни на суше вызвали усложнение строения растений. Некоторые древние многоклеточные водоросли, изменившись в своем строении, дали начало первым наземным растениям — псилофитам, позднее полностью вымершим.

Псилофиты — это небольшие травянистые и деревянистые зеленые растения, которые росли по берегам водоемов. У них имелся разветвленный орган, похожий на стебель, покрытый щетинками. Подземная часть стебля напоминала корневище с ризоидами. Корней у псилофитов, как и у водорослей, не было. От водорослей псилофиты отличались наличием стебля, более сложным внутренним строением. Они размножались спорами.

От псилофитов, по-видимому, произошли мхи и папоротникообразные, достигшие расцвета около 300 миллионов лет назад.

В период господства на Земле папоротникообразных климат в течение круглого года был теплым и влажным. Условия благоприятствовали не только росту, но и размножению папоротников, плаунов и хвощей: вода, необходимая для оплодотворения яйцеклеток сперматозоидами, всегда была в изобилии.

В конце каменноугольного периода климат Земли почти повсеместно стал суше и холоднее. Гигантские древовидные папоротники, хвощи и плауны начали вымирать. Погибшие растения постепенно превращались в каменный уголь. От некоторых древних папоротникообразных произошли первые хвойные.

Доказательством происхождения голосеменных растений от древних папоротникообразных является сходство между этими растениями: у тех и других есть корень, стебель и листья. Древовидные папоротники имели большое внешнее сходство с деревьями голосеменных растений.

Первоначальными голосеменными растениями были семенные папоротники, впоследствии полностью вымершие. Семена у семенных папоротников образовывались на листьях и лежали открыто; отсюда и название «голосеменные растения». Семенные папоротники были представлены крупными и мелкими деревьями, а также лианами. От семенных папоротников произошли голосеменные растения. А условия жизни продолжали меняться и дальше. Климат становился еще суше и холоднее. Только на небольшой части материков он продолжал оставаться теплым и влажным.

Там, где климат становился более суровым, древние голосеменные растения постепенно вымирали. На смену им появились хорошо знакомые вам современные голосеменные — сосны, ели, пихты и другие хвойные. растения.

В условиях постепенно усиливающейся сухости воздуха и похолодания климата в конце каменноугольного периода нежные заростки папоротников при прорастании их на почве оказались в неблагоприятных условиях, поэтому многие погибали. Сохранялись только те, которые успевали сформироваться еще на листе в местах, где они образовывались из спор. Это привело к возникновению семени — более крупного, чем спора, зачатка, снабженного питательной тканью для развивающегося зародыша.

Первыми семенными растениями оказались голосеменные, более приспособленные к жизни в условиях сухого, прохладного климата, сменившего влажный и теплый каменноугольный период.

Приспособленность голосеменных растений к жизни на суше выразилась прежде всего в том, что процесс размножения у них перестал зависеть от наличия воды во внешней среде. Семенные папоротники — первые голосеменные растения — оказались более приспособленными к новой среде обитания, хотя по внешнему виду они сначала были очень похожими на папоротники, жившие в теплом, влажном климате каменноугольного периода и размножавшиеся спорами.

Покрытосеменные растения появились на Земле около 130 миллионов лет назад от древних видов голосеменных. В числе первых цветковых растений можно было встретить и такие, потомки которых живут в наше время.

Выход растений из воды на сушу знаменовал собой начало нового, исключительно важного этапа в развитии не только растительного мира, но и в истории всего живого населения Земли.

Условия наземного существования не только резко отличны от условий жизни в воде, они гораздо изменчивей и разнообразней.

Всё дальнейшее развитие органического мира пошло по пути приспособления к этой новой и гораздо более сложной среде. Действительно, в воде растение поглощало пищу всей поверхностью своего тела, на суше же необходимо иметь специальные органы для поглощения воды и минеральных веществ из почвы, с одной стороны, и газообразных веществ — углекислоты и кислорода — из Атмосферы, с другой. В воде растение не нуждалось в тканях: механических, придающих прочность и устойчивость телу растения, защищающих тело растения с поверхности, в так называемых покровных и в проводящих воду. На суше же необходимость придать телу прочность, укрепить его в вертикальном положении и обеспечить проведение значительных количеств воды с растворёнными в ней минеральными солями могла быть разрешена лишь путём построения соответственных систем тканей в теле растения. В воде растению не угрожало высыхание, на суше же борьба с этой угрозой встала как первейшая жизненная необходимость; у растения должна была выработаться специальная покровная ткань, защищающая от высыхания все органы растения и особенно его нежные органы размножения. Одним словом, всё, что было приобретено растениями в течение длительной жизни в водной среде, должно было резко измениться в процессе приспособления к жизни на суше, в новых, резко изменённых условиях.

Только после выхода растений на сушу и известного развития зелёной наземной флоры на суше мог начать свое развитие и животный мир, который до этого развивался также в водной среде. С появлением наземной флоры могли поселиться на суше и другие гетеротрофные организмы, как бактерии и грибы, зависимые в своём питании от автотрофных растений.