mamazinchik.ru

Особенности симбиоза гриба и водорослей

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.

Читать еще:  Как отличить гусей Линда от других пернатых

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.

Сожительство водорослей с другими организмами

Жизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров . 1974 .

Смотреть что такое “Сожительство водорослей с другими организмами” в других словарях:

ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РОДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ И ЭВОЛЮЦИЯ ВОДОРОСЛЕЙ — Вопрос о происхождении и эволюции водорослей очень сложен из за разнообразия этих растений, особенно их субмикроскопического строения и биохимических признаков. Решение этой проблемы затруднено, кроме того, плохой сохранностью большинства … Биологическая энциклопедия

Водоросль — Зелёная водоросль Ульва (Ulva lactuca) Водоросли (лат. Algae) гетерогенная экологическая группа преимущественно фототрофных одноклеточных, колониальных или многоклеточных организмов, обитающих, как правило, в водной среде, в систематическом… … Википедия

ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ (COELENTERATA) — ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Кишечнополостные самые низко организованные из числа настоящих многоклеточных животных. Тело кишечнополостных состоит из двух слоев клеток эктодермы и энтодермы, между которыми имеется более или менее… … Биологическая энциклопедия

РАСТЕНИЕ И СРЕДА — Жизнь растения, как и всякого другого живого организма, представляет сложную совокупность взаимосвязанных процессов; наиболее существенный из них, как известно, обмен веществ с окружающей средой. Среда является тем источником, откуда… … Биологическая энциклопедия

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЛИШАЙНИКОВ И ИХ МЕСТО В СИСТЕМЕ РАСТИТЕЛЬНОГО МИРА — В науке еще очень мало достоверных фактических данных о том, как и когда возникли лишайники. Многие высказывания по этой проблеме носят сугубо гипотетический характер. Причина такого положения проста у нас почти совсем нет данных по… … Биологическая энциклопедия

ВОДОРОСЛИ — (Algae), нередкое в обще ж и т и и наименование всяких водяных растений (в том числе и цветковых), а в наук е лишь нек рых групп низших растений, именно тех, к рые содержат хлоро фил и могут поэтому питаться самостоятельно за счет усвоения С02.… … Большая медицинская энциклопедия

СИМБИОЗ — или мутуализм, форма отношений между организмами (симбионтами) двух разных видов, приносящая обоюдную пользу. Степень выраженности симбиоза может быть разной, напоминая в этом отношении паразитизм, проявления которого тоже значительно варьируют.… … Энциклопедия Кольера

МОРСКАЯ БИОЛОГИЯ — наука, изучающая организмы морей и океанов. Морская биология обширная дисциплина, включающая множество направлений, поэтому сам термин понимается по разному в зависимости от того, кто им пользуется. Морским биологом можно назвать специалиста,… … Энциклопедия Кольера

Симбиоз — термин, неодинаково понимаемый учеными: одни понимают под С. явление сожительства между 2 и более организмами без взаимного вреда и противопоставляют ему паразитизм как такую форму сожительства, когда один организм живет на счет другого. По… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Симбиоз грибов с растениями и другими организмами

Способность грибов вступать в тесный симбиоз с другими организмами поистине уникальна. Ярче всего проявляется симбиоз грибов с корнями деревьев и других растений, результатом которого является микориза (в переводе с греческого – «грибокорень»). К слову, по этому же принципу паразитируют на древесных корнях и орхидеи. Не менее интересен симбиоз грибов и с различными видами насекомых: муравьями-листорезами, термитами, жуками-короедами и пилильщиками, осами и мухами.Группа грибов-симбионтов возникла в результате паразитизма, только такие грибы не губят своего хозяина, а вступают с ним в своеобразное «сотрудничество». От этого содружества выигрывает и гриб, и растение-хозяин.Ниже описано, в чем проявляется симбиоз грибов, и с какими организмами эти плодовые тела «сотрудничают» чаще всего.

Симбиоз грибов с корнями высших растений

Фото симбиоза грибов с корнями

Ярким примером симбиоза грибов является микориза — содружество грибов и высших растений (различных деревьев). При таком «сотрудничестве» выигрывает и дерево, и гриб. Поселяясь на корнях дерева, гриб выполнят функцию всасывающих волосков корня, и помогает дереву усваивать питательные вещества из почвы. При таком симбиозе от дерева гриб получает готовые органические вещества (сахара), которые синтезируются в листьях растения при помощи хлорофилла.

Читать еще:  Характеристика и описание картофеля Крымская Роза

Кроме того, при симбиозе грибов и растений грибница вырабатывает вещества типа антибиотиков, которые защищают дерево от различных болезнетворных бактерий и патогенных грибов, а также стимуляторы роста типа гиббереллина. Отмечено, что деревья, под которыми растут шляпочные грибы, практически, не болеют. Кроме того, дерево и гриб активно обмениваются витаминами (в основном, группы В и РР).

Многие шляпочные грибы образуют симбиоз с корнями различных видов растений. Причем установлено, что каждый вид дерева способен образовать микоризу не с одним видом гриба, а с десятками разных видов.

Лишайники: в чем проявляется симбиоз грибов и водорослей

На фото Лишайник

Другим примером симбиоза низших грибов с организмами других видов являются лишайники, которые представляют собой союз грибов (в основном аскомицетов) с микроскопическими водорослями. В чем же проявляется симбиоз грибов и водорослей, и как происходит такое «сотрудничество»?

До середины XIX века считалось, что лишайники являются отдельными организмами, но в 1867 году русские ученые-ботаники А. С. Фаминцын и О. В. Баранецкий установили, что лишайники — не отдельные организмы, а содружество грибов и водорослей. От этого союза выигрывают оба симбионта. Водоросли с помощью хлорофилла синтезируют органические вещества (сахара), которыми питается и грибница, а грибница снабжает водоросли водой и минеральными веществами, которые она высасывает из субстрата, а также защищает их от высыхания.

Благодаря симбиозу гриба и водоросли лишайники живут в таких местах, где не могут отдельно существовать ни грибы, ни водоросли. Они заселяют знойные пустыни, высокогорные районы и суровые северные регионы.

Лишайники являются еще более загадочными созданиями природы, чем грибы. В них меняются все функции, которые присущи отдельно живущим грибам и водорослям. Все процессы жизнедеятельности в них протекают очень медленно, они медленно растут (от 0,0004 до нескольких мм в год), и так же медленно старятся. Эти необычные создания отличаются очень большой продолжительностью жизни — ученые предполагают, это возраст одного из лишайников в Антарктиде превышает 10 тысяч лет, а возраст самых обычных лишайников, которые встречаются везде, не менее 50-100 лет.

Лишайники благодаря содружеству грибов и водорослей намного выносливее мхов. Они могут жить на таких субстратах, на которых не могут существовать ни один другой организм нашей планеты. Их находят на камне, металле, костях, стекле и многих других субстратах.

Лишайники до сих пор продолжают удивлять ученых. В них обнаружены вещества, которых больше нет в природе и которые стали известны людям только благодаря лишайникам (некоторые органические кислоты и спирты, углеводы, антибиотики и др.). В состав лишайников, образованных симбиозом грибов и водорослей, также входят дубильные вещества, пектины, аминокислоты, ферменты, витамины и многие другие соединения. Они накапливают различные металлы. Из более 300 соединений, содержащихся в лишайниках, не менее 80 из них нигде больше в живом мире Земли не встречаются. Каждый год ученые находят в них все новые вещества, не встречающиеся больше ни в каких других живых организмах. В настоящее время уже известно более 20 тысяч видов лишайников, и ежегодно ученые открывают еще по несколько десятков новых видов этих организмов.

Из этого примера видно, что симбиоз не всегда является простым сожительством, а иногда рождает новые свойства, которых не было ни у одного из симбионтов в отдельности.

В природе таких симбиозов великое множество. При таком содружестве выигрывают оба симбионта.

Установлено, что стремление к объединению больше всего развито у грибов.

Симбиоз грибов с насекомыми

Вступают грибы в симбиоз и с насекомыми. Интересным содружеством является связь некоторых видов плесневых грибов с муравьями-листорезами. Эти муравьи специально разводят грибы в своих жилищах. В отдельных камерах муравейника эти насекомые создают целые плантации этих грибов. Они специально готовят почву на этой плантации: заносят кусочки листьев, измельчают их, «удобряют» своими испражнениями и испражнениями гусениц, которых они специально содержат в соседних камерах муравейника, и только потом вносят в этот субстрат мельчайшие гифы грибов. Установлено, что муравьи разводят только грибы определенных родов и видов, которые нигде в природе, кроме муравейников, не встречаются (в основном, грибы родов фузариум и гипомицес), причем, каждый вид муравьев разводит определенные виды грибов.

Муравьи не только создают грибную плантацию, но и активно ухаживают за ней: удобряют, подрезают и пропалывают. Они обрезают появившиеся плодовые тела, не давая им развиться. Кроме того, муравьи откусывают концы грибных гиф, в результате чего на концах откусанных гиф скапливаются белки, образуются наплывы, напоминающие плодовые тела, которыми муравьи затем питаются и кормят своих деток. Кроме того, при подрезании гиф мицелий грибов начинает быстрее расти.

Читать еще:  Схема посадки кабачков

«Прополка» заключается в следующем: если на плантации появляются грибы других видов, муравьи их сразу удаляют.

Интересно, что при создании нового муравейника будущая матка после брачного полета перелетает на новое место, начинает копать ходы для жилища будущей своей семьи и в одной из камер создает грибную плантацию. Гифы грибов она берет из старого муравейника перед полетом, помещая их в специальную подротовую сумку.

Подобные плантации разводят и термиты. Кроме муравьев и термитов, «грибоводством» занимаются жуки-короеды, насекомые-сверлильщики, некоторые виды мух и ос, и даже комары.

Немецкий ученый Фриц Шаудин обнаружил интересный симбиоз наших обычных комаров-кровососов с дрожжевыми грибками актиномицетами, которые помогают им в процессе сосания крови.

Лишайники – симбиоз грибов и водорослей

Лишайники – больше, чем просто гриб и водоросль

Гуляя по лесу или городу, ты можешь заметить на коре деревьев, на камнях, стенах зданий и крышах домов образования, похожие на корку. Это лишайник. Его верхний слой состоит из плотно переплетённых гиф гриба, под которым находится ещё один слой из менее тесно переплетённых гиф, в которых заключены круглые водоросли.

Чаще всего лишайники образованы сумчатыми грибами (аскомицетами) и зелёными водорослями. Реже встречается симбиоз базидиальных грибов (базидиомицетов) и голубых водорослей (цианобактерий). Комбинация грибов с водорослями предположительно возникла в период развития жизни на суше. Обнаружены окаменелые находки лишайников, возраст которых составляет около 220 миллионов лет.

Симбиоз или вынуждённое сообщество?

Какую пользу получают грибы и водоросли друг от друга, до конца пока не выяснено. Можно сказать, что большие преимущества получает гриб. Он питается полисахаридами и другими углеводами, которые синтезируют водоросли в процессе фотосинтеза. От цианобактерий, способных связать атмосферный азот, гриб дополнительно получает азотистые соединения. Однако водоросли делятся питательными веществами не по доброй воле.

Гриб способен изменять проницаемость стенок клеток водоросли именно для тех продуктов, которые он хочет получить. Учёные пока не могут однозначно сказать, какую пользу от этого партнерства получают водоросли. Считается, что гриб поставляет водорослям воду и углекислый газ. Опыты показывают, что оба партнёра не всегда зависят друг от друга. В лабораторных условиях их удаётся выращивать отдельно. Один партнёр подавляет другого, если условия окружающей среды для первого более благоприятны.

Равнозначными партнёрами грибы и водоросли будут только в тех случаях, когда жизненные условия для обоих не очень благоприятны. С этой точки зрения симбиоз грибов и водорослей можно назвать вынужденным сообществом.

Мастера выживания

Вынужденное сообщество грибов и водорослей характерно для тех мест обитания, где другие растения не могут существовать. Лишайники встречаются в пустынях и полупустынях, в районах высокогорья, Антарктике и арктической тундре. Они являются важнейшим источником питательных веществ для карибу и северных оленей, хорошо переносят как влажность и засуху, так и жару и холод. Им хватает росы, которая выпадает в пустыне ночью в результате охлаждения воздуха.

С восходом солнца начинается процесс фотосинтеза. По мере нагревания воздуха слоевище лишайника засыхает и все жизненные функции значительно до следующего утра. Из-за постоянного замедления обмена веществ лишайники растут не так быстро.

В местах их обитания конкуренция со стороны других растений небольшая, что позволяет им успешно выживать и расти.

Биоиндикаторы

Высокая чувствительность лишайников к загрязнению воздуха стала наблюдаться с 70-х годов прошлого столетия. Во многих городах они стали исчезать. В ходе исследований было установлено, что сокращение растительных покровов лишайников приводит к тому, что люди чаще страдают заболеваниями верхних дыхательных путей.

Почему лишайники столь чувствительны к загрязнению воздуха? Вредные вещества беспрепятственно проникают в слоевище лишайника, лишенное защитного воскового слоя, которым обладают листья растений, а затем накапливаются в слоевище по причине отсутствия системы выделения. Из-за медленного обмена веществ восстановление проходит с большим трудом.

Лишайники используют в качестве биоиндикаторов степени загрязнения окружающей среды, особенно сернистым газом. Если воздух относительно чистый, лишайники встречаются в большом количестве, если же воздух сильно загрязнён, их число резко сокращается. Некоторые виды исчезают полностью.

Хлеб- тартар и антибиотики

Антибиотическое действие лишайников было известно ещё в Древнем Египте. Древние египтяне использовали их для мумификации тел умерших людей. До недавнего времени на основе кислот лишайников производили медицинские мази. Эти кислоты применяются и для лечения болезней растений, например, мучнистой росы.

В качестве продукта питания лишайники не имеют большого значения для человека. Однако стоит упомянуть хлеб-тартар, который готовили из особого вида лишайников, произраставших в степных регионах Кыргызстана, Крыма, Малой Азии, Ирана и Северной Африки. Видимо, этот хлеб идентичен манне небесной древних израильтян.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector