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 благополучныйсимбиотический 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:
- 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.
- Сердцевинный слой: формируется внутренними гифами гриба и зелеными клетками водорослей, с которыми связан фотосинтез, превращение и запас веществ.
- 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:
- накипные,
- листоватые,
- кустистые.
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, м 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:
- Служат пищей северным оленям.
- Принимают участие в выветривании горных пород и почвообразовании.
- Становятся местом для размножения и проживания ряда беспозвоночных животных.
Человек использует их:
- Чтобы определить возраст скал, ведь сами лишайники живут до 4500 тыс. лет.
- Для получения антибиотиков нужны виды цетрария, кладония, пармелия, уснея.
- Из лобарии и эвернии получают аромовещества и фиксаторы запахов.
- Источник сырья для промышленности (получение спирта, красителей).
- Источник красителей и химических индикаторов (лакмус).
- Лишайниковые кислоты используются в медицине как антибиотики (уснин).
- Биоиндикаторы чистоты среды.
Манну лишайника едят в пустынях Среднего Востока, а в Японии умбликария съедобная считается деликатесом. Съедобны виды бриории Фремонта.
ЛИШАЙНИК – симбиоз гриба и водоросли / Lichen (макросъемка, увеличение)Общие сведения о лишайникахСимбиоз. Популярная наука с Анной Урманцевой.
Заключение
Симбиотический союз двух организмов исследуется до сих пор. Если ранее удавалось получать в лаборатории лишь 1 организм на 800 попыток, то сейчас благодаря открытиям изучение продвигается быстрее. В удачном варианте оба организма получают выгоду от сосуществования.