Какие вредные химические вещества могут накапливать лишайники кратко

Обновлено: 05.07.2024

В состав лишайников входят многие элементы и вещества. Все их можно разделить на две большие группы — первичные и вторичные. К первичным относятся те вещества, которые непосредственно принимают участие в клеточном обмене веществ; из них построено тело лишайников. К вторичным относятся конечные продукты обмена веществ, располагающиеся обычно на стенках гиф. Многие из этих вторичных лишайниковых веществ (в более старой литературе их называли лишайниковыми кислотами) специфичны для лишайников и не встречаются в организмах из других систематических групп.

Первичные вещества в лишайниках в общем те же, что и в других растениях. Оболочки гиф в лишайниковом слоевище составлены в основном углеводами, Часто обнаруживается в гифах хитин (С30 Н50 N4 O19). Характерной составной частью гиф является полисахарид лихенин (С6Н10О5)n, называемый лишайниковым крахмалом. Реже встречающийся изомер лихенина — изолихенин — найден, кроме оболочек гиф, в протопласте. Из высокомолекулярных полисахаридов в лишайниках, в частности в оболочках гиф, встречаются гемицеллюлозы, являющиеся, очевидно, резервными углеводами. В довольно большом количестве (3—5% от воздушно-сухой массы) встречаются низкомолекулярные углеводы — дисахариды (сахароза, α-трегалоза, умбилицин), полиспирты (эритрит, D-маннит, волемит, сифулит). В межклеточных пространствах у некоторых лишайников обнаружены пектиновые вещества, которые, впитывая в большом количестве воду, набухают и ослизняют слоевище. В лишайниках встречаются также многие ферменты — инвертаза, амилаза, каталаза, уреаза, зимаза, лихеназа, в том числе и внеклеточные. Из азотсодержащих веществ в гифах лишайников обнаружены многие аминокислоты — аланин, аспарагиновая кислота, глютаминовая кислота, лизин, валин, тирозин, триптофан и др. Фикобионт продуцирует в лишайниках витамины, но почти всегда в малых количествах.

Обнаружены аскорбиновая кислота (витамин С), биотин (Н), кобаламин (В12), никотиновая кислота (В5 или РР) и некоторые другие витамины.

Лишайники обладают удивительной способностью извлекать из окружающей среды и накапливать в своем слоевище различные элементы, в том числе и радиоактивные. В США после испытаний атомного оружия в умбиликарии (Umbilicaria mammulata) был обнаружен радиоактивный цезий в количестве, губительном для высших растений. В лишайниках накапливается намного больше цинка, кадмия, олова и свинца, чем в мхах и цветковых растениях.

Иногда наблюдается явный параллелизм между минеральным составом лишайников и содержанием веществ в субстрате. В Югославии были проведены химические анализы коры дуба и лишайников (эвернии), населявших стволы дубов, которые показали это с полной очевидностью (табл. III).

У некоторых лишайников, особенно растущих на камнях и скалах, накапливаются соли железа, придающие слоевищу ржаво-красный цвет (например, у ризокарпона — Rhizocarpon oederi). У многих видов в слоевище накапливается щавелевокислый кальций (СаС2O4), иногда в очень большом количестве. Например, у аспицилии съедобной (Aspicilia esculenta) он составляет до 66% от сухой массы. Биологическое значение этого вещества в слоевище лишайников неизвестно.

Фотосинтезирующие пигменты хлорофилл а и хлорофилл b встречаются в фикобионте лишайника в меньшем количестве, чем у высших растений. В последнее время в некоторых видах обнаружены каротины (β-каротин, γ-каротин) и ксантофиллы.

Вторичные лишайниковые вещества представляют большую группу органических соединений, относящихся к разным биосинтетическим группам. Сейчас их известно уже около 250, и каждый год химики обнаруживают еще 3—4 новых.

Из этого числа примерно 75 являются специфическими лишайниковыми веществами, т. е. встречаются только в лишайниках, остальные содержатся и в других организмах, особенно в грибах.

Количество вторичных лишайниковых веществ в слоевищах лишайпиков колеблется в довольно широких пределах, обычно их бывает 0,1—2% от воздушно-сухой массы, реже до 2—5%. Так, например, атранорин содержится в пределах 1,2—3%, фумарпротоцетрариевая кислота — 0,5—1,5%, гирофоровая кислота — 1—4%, салациновая кислота 4—6%, усниновая кислота — 0,2—4,0% и т. д. В некоторых исключительных случаях концентрация лишайниковых веществ в слоевище может быть очень высокой. Так, например, в пармелии окрашенной (Parmelia tinctorum) леканоровой кислоты содержится 36% от сухой массы.

Что касается генезиса лишайниковых веществ, то об этом известно еще очень мало. Ясно одно — эти вещества образуются микобионтом лишайника в симбиозе с фикобионтом, т. е. углеводы, синтезированные фикобионтом, превращаются в лишайниковые вещества микобионтом. Сам по себе гриб, выделенный из слоевища лишайника, почти никогда специфического лишайникового вещества не образует.

Несмотря на тщательное, в течение почти ста лет, изучение лишайниковых веществ, даже в настоящее время мы еще очень мало знаем об их биологическом значении. На этот счет имеется несколько объяснений, но большинство из них носит гипотетический характер.

Существует мнение, что вторичные вещества защищают лишайники от поедания животными. В то же время известно, что многие кустистые лишайники, содержащие горькие вещества, хороню поедают животные — северные олени, карибу, улитки, пауки и др.

Но лишайники весьма резистентны в отношении бактерий. Против них лишайниковые вещества выполняют, несомненно, защитную функцию.

Многие исследователи считают лишайниковые вещества резервом дополнительного питания, но экспериментальные данные этого не подтверждают — при ухудшении условий питания количество лишайниковых веществ в слоевище не уменьшается.

Иногда лишайниковые вещества рассматриваются как отходы обмена веществ, что также является сомнительным. Для этого они слишком многообразны в химическом отношении и появляются в одинаковой химической форме у систематически и экологически очень далеких видов.

Некоторые авторы считают, что биологическое значение лишайниковых веществ может заключаться в защите гиф от чрезмерного смачивания водой и обеспечении внутренней атмосферы для фотосинтеза. Но и это предположение не нашло фактического подтверждения. Более вероятно, что окрашенные лишайниковые вещества (пигменты) действуют как светофильтры, защищающие фикобионт от чрезмерной радиации. Установлено, что некоторые лишайники в более освещенных местообитаниях всегда содержат больше пигментов (например, париетина).

Интересные данные получены в последнее время в отношении функционального значения атранорина — вещества, содержащегося во многих лишайниках. Установлено, что оно чаще и в большем количество встречается у тенелюбивых и теневыносливых видов. Атранорин, генерируя коротковолновой свет, повышает эффективность фотосинтеза в фикобионте.

Некоторые экспериментальные данные показывают, что лишайниковые вещества способствуют передвижению углеводов, синтезируемых фикобионтом, в гифы микобионта. В этом может заключаться одна из важных функций лишайниковых веществ.

Лишайники часто бывают пионерами заселения свободных субстратов (поверхность скал и камней, древесины и пр.). Установлено, что лишайниковые вещества играют определенную роль и в этом процессе. Они разрушающе действуют на твердые минеральные субстраты и являются тем самым зачинателями почвообразовательного процесса.

Таким образом, очевидно, что лишайниковые вещества могут выполнять различные функции, ло пеобходимо приложить еще мпого усилий, чтобы окончательно раскрыть их биологическую роль.

Лишайниковые вещества имеют большое значение в систематике лишайников: определенные виды, группывидов или роды содержат определенные вещества. При распознавании видов многих родов, особенно морфологически близких, пеобходимо аналитически определять лишайниковые вещества. Для этого разработана методика микрокристаллизации веществ: под влиянием определенных реактивов образуются специфические для каждого вещества кристаллы, которые затем изучают под микроскопом и определяют по эталонам или фотоснимкам. Широко используются и другие, более сложные методы. В простейшем случае применяют реактивы — парафенилендиамин, КОН, Са(СlO)2, КОН + Са(СlO)2 и др., которые, реагируя с различными веществами, дают разную окраску коры или сердцевины слоевища лишайников. Цветные реакции широко используются при определении лишайников.

Среди лишайников имеется группа видов, у которых в разных частях ареала разный состав лишайниковых веществ (рис. 313), поэтому в последнее время в таксономии лишайников возникло особое направление — хемотаксономия (химическая таксономия).

Некоторые лихенологи считают химические вариации морфологически единого вида самостоятельными видами, другие же называют их просто химическими расами одного и того же вида.

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

Лишайники - это группа организмов тело которых образует два организма: водоросль и гриб.

2. Что такое симбиоз, какие организмы образуют лишайники?

Симбиоз – это взаимовыгодная форма отношений между организмами, когда оба извлекают пользу от совместного существования. Тело лишайника состоит из двух частей: автотрофной – представленной водорослью и гетеротрофной – представленной грибом.

3. На какие группы по внешнему строению делят слоевище лишайников?

Различают три типа слоевищ: накипные или корковые – покрывающие тонким плотным слоем место обитания; листоватое слоевище в форме пластинок, распростертых по субстрату и срастающихся с ним; кустистое слоевище – слоевище в виде столбиков или лент, сильно разветвленное и срастающееся с субстратом лишь у основания.

4. В чем особенности строения слоевища кустистых лишайников? Нарисуйте схему.

5. Каковы функции гриба и водоросли в организме лишайника?

Гифы гриба выполняют функцию корней: крепят лишайник к субстрату (выросту – ризоиды) и поглощают из окружающей среды воду и растворенные в ней минеральные вещества. А клетки водорослей выполняют роль фотосинтезирующей части, где проходит процесс фотосинтеза и накапливаются питательные вещества.

6. Как размножаются лишайники?

В основном лишайники размножаются вегетативно – частями слоевища. Однако они могут размножаться и спорами, которые образуются половым и бесполым путем.

7. Где обитают лишайники? Какие физические факторы среды ограничивают их распространение?

Лишайники встречаются во всех биогеографических зонах, особенно в умеренных и холодных областях, а также в горах. Лишайники способны выносить длительное высушивание и низкие температуры.

8. Расскажите о роли лишайников в природе. Какие вредные химические вещества могут накапливать лишайники?

Как автотрофные компоненты природных систем, лишайники аккумулируют солнечную энергию, образуя биомассу. В тоже время лишайники разлагают органические вещества до минеральных. В тундре лишайники служат кормом. Так же лишайники могут служить индикаторами чистоты воздуха, так как они способны накапливать в себе загрязняющие вещества.

9. В чем отличия симбиоза гриба и водоросли в лишайнике от симбиоза клубеньковых бактерий и растений, на корнях которых они поселяются?

В том что в лишайнике отсутствие одного из симбионтов приводит к гибели лишайника. Бактерии же просто обеспечивают бобовые растения атмосферным азотом.

10. Составьте развернутый план параграфа.

- общая характеристика типа;

- характеристика внешнего строения и типов слоевища (накипной, листоватый и кустистый);

Лишайники важны по нескольким причинам. Одна важная функция лишайников заключается в том, что они обеспечивают режим выживания в суровых условиях, где водоросли обычно не могут выжить. Так как гриб может защитить свои водоросли, эти обычно требующие воды организмы могут жить в сухом, солнечном климате, не умирая, пока есть редкие ливневые дожди или наводнения, чтобы они могли перезаряжать и хранить продукты питания в течение следующего периода засухи.

Один из способов, которыми лишайники напрямую приносят пользу людям, заключается в их способности поглощать все в своей атмосфере, особенно загрязнителей. Лишайники могут предоставить нам ценную информацию о окружающей среде вокруг нас. Любые тяжелые металлы или углерод или сера или другие загрязняющие вещества в атмосфере всасываются в лишайник.

Лишайник представляет собой зелено-голубые наросты, которые можно увидеть на стволах деревьев и ветвях. Они не убивают дерево и не разрушают его, а лишь показывают, что дерево стало старым, или болеет. Важно установить причину болезни, вылечить, или убрать дерево из сада, чтобы болезнь не распространялась дальше.

Лишайники растут на многих видах поверхностей, включая деревья, почву и камни. Виды, что растут на деревьях, нашли устойчивую поверхность, которая имеет достаточно солнечного света, влаги и минералов, чтобы поддерживать их. Они не будут расти в густой тени. Различные виды лишайников живут на субстратах, отличных от деревьев, где им достаточно питания.

По статистике, более 6% земной поверхности покрыто лишайниками. Существует более 20 000 различных видов, и они бывают разных цветов и форм. Они встречаются на всех континентах, от влажных лесов до замерзших районов и пустынных песков.

Места обитания

У лишайников есть определенные требования к их местам обитания. Хотя они могут встречаться на различных субстратах, каждый субстрат должен иметь отдельные компоненты в тех количествах, которые необходимы растущему лишайнику. Эти требования: вода, воздух, питательные вещества, свет и субстраты.

Лишайники. Видеоурок по биологии 5 класс

Приготовление лишайника. Мой эксперимент

Лишайник растущий везде - лишайник пармелия!

Если лишайник выглядит бледным, сухим и ломким, то он дремлет и ждет следующего дождя или тумана, прежде чем начнет фотосинтезировать.

Воздух

Лишайники нуждаются в чистом, свежем воздухе, чтобы выжить. Они поглощают все через свою кору. От полезных питательных веществ до вредных токсинов лишайники поглощают все это. Они также поглощают воду в воздухе, поэтому многие из них находятся в поясах тумана вдоль океанов и больших озер.

Очень немногие лишайники могут выжить вблизи заводов, рядом с автомагистралями и другими источниками загрязнения.

Питательные вещества

Как и все живое, лишайники нуждаются в питательных веществах, чтобы выжить и расти. Основные питательные вещества включают азот, углерод и кислород.

Подобно растениям, все лишайники фотосинтезируют. Им нужен свет, чтобы обеспечить себя энергией. В частности, водоросли в лишайнике производят углеводы, а грибы используют эти углеводы для роста и размножения.

Цвет лишайника также зависит от количества света, который он получает.

Субстрат

Важно! Хорошо, если на ваших камнях, деревьях и земле вокруг вашего дома растут лишайники. Это означает, что воздух, которым вы дышите, здоров и чист.

Почва является еще одним важным субстратом для лишайников. Она обеспечивает влажность, питательными веществами, пространством для роста и, в зависимости от местоположения, укрытие.

Почему лишайник растет на деревьях?

Люди часто связывают лишайник со старыми, гниющими или мертвыми деревьями и предполагают, что его гибель вызвана с лишайником. На самом деле, все наоборот: лишайники имеют тенденцию появляться на деревьях, которые уже находятся в упадке. Его редко можно увидеть на здоровых быстрорастущих деревьях.

Лишайник предпочитает солнечный свет и влагу, поэтому его часто можно встретить в солнечных местах, подверженных воздействию дождя. Если ваше дерево внезапно потеряло листья или ветки, это создает благоприятные условия для роста лишайников.

Таким образом, хотя лишайник никоим образом не наносит вреда дереву, его присутствие может указывать на нездоровое или умирающее дерево (вызванное другими причинами, такими как вредители, болезни или неправильная практика полива).

Вредит ли лишайник дереву?

Лишайник самодостаточный организм — он не берет никаких питательных веществ с дерева, на котором он находится, и поэтому не наносит вреда дереву (хотя некоторые люди считают его неприглядным). Он получает все необходимые питательные вещества от дождя и окружающего воздуха.

Поскольку лишайник не является растением, у него нет корней; вместо того, чтобы закапываться в кору, он прикрепляется к ее поверхности. Другими словами, лишайник не вредит вашему дереву.

Нужно ли лишайник удалять из дерева?

Нет абсолютно никакой необходимости удалять лишайник с дерева. На самом деле, удаление может принести больше вреда, чем пользы. Вы можете повредить кору, пытаясь удалить лишайник, в конечном итоге нанося ущерб дереву и создавая проходы для болезней и вредителей.

Однако, если вам действительно не нравится внешний вид лишайника, лучшее, что вы можете сделать, это предотвратить его появление в первую очередь. Сделать это можно, обеспечив деревья удобрениями, регулярно и должным образом обрезать, и надлежащим образом поливать в течение года.

Если вы заметите появление лишайника на одном из ваших деревьев, это может быть признаком того, что дерево заболело. Определите, что происходит и нужно ли лечение для сохранения здоровья дерева.

Есть ли у лишайника какие-либо преимущества?

Удивительно, но лишайник на самом деле имеет несколько преимуществ. Это естественный показатель качества воздуха — он поглощает все в окружающей среде, но процветает только тогда, когда качество воздуха чистое. На самом деле ученые используют лишайники как показатель качества воздуха в разных географических районах. Это также преобразовывает углекислый газ в кислород и поглощает любые загрязнители, которые находятся в области.

Лишайник использовался для красителей (есть некоторые очень красочные виды), украшения и даже для антибиотиков — вы можете найти его, например, в качестве ингредиента в своем дезодоранте или зубной пасте.

Многие виды диких животных также любят лишайники — олени используют их в качестве источника пищи, а птицы используют его в своих гнездах. Другие животные, такие как лягушки, наслаждаются ими, как закуской.

Читайте также: