Як харчуюцца лішайнікі? Асаблівасці лішайнікаў, іх будова і размнажэнне

Свет прыроды унікальны і неймаверна шматстайны. Кожны год навукоўцы здзяйсняюць усе новыя і новыя адкрыцці, якія раскрываюць перад намі незвычайныя перспектывы вывучэння навакольнага нас свету. Але і цалкам звыклыя жывыя арганізмы, аб якіх чалавек ведае з спрадвечных часоў, да гэтага часу здольныя здзіўляць. Узяць, да прыкладу, лішайнікі. Яны простыя, але асаблівасці іх жыццядзейнасці вельмі незвычайныя.

Вы ведаеце, як харчуюцца лішайнікі? Гэта сапраўды унікальны працэс, які варта апісаць падрабязна.

Складанасці пазнання

Наогул, яны даволі складана паддаюцца вывучэнню, так як ўяўляюць сабой сімбіёз цалкам розных арганізмаў. Кожны лішайнік утвораны сімбіёзам аўтатрофныя багавінне і гетеротрофного грыба. Зразумела, што спачатку даводзіцца вывучаць біяхімію і жыццядзейнасць кожнага арганізма ў асобнасці. Такі метад вывучэння іх фізіялогіі дае шмат памылак і хібаў, а таму навукоўцы маюць велізарную колькасць пытанняў, далёка не на ўсе з якіх ёсць адказы. Зрэшты, даследчыкі ўсё ж здолелі выявіць агульныя заканамернасці.

Унутраная будова

У увогуле-то, усё цела лішайніка – гэта масіўнае перапляценне грыбных гиф, усярэдзіне якіх размяшчаюцца калоніі автотрофных водарасцяў. Сёння ў навуцы адрозніваюць наступныя тыпы лішайнікаў:

• Гомеомерные разнавіднасці (Collema). Клеткі калоній фотобионта (багавінне) ў хаатычным парадку раскіданыя па целе.
• Гетеромерная (Peltigera canina). На папярочным зрэзе можна выразна ўбачыць пласты талома (гиф) і водарасцяў.

Больш за ўсё існуе лішайнікаў, будова якіх заснавана на апошнім прынцыпе. У гэтым выпадку ўвесь верхні пласт утвораны асабліва шчыльным спляценнем грыбны тканіны, якая абараняе цела лішайніка ад негатыўных уздзеянняў знешняга асяроддзя. Акрамя таго, грыб прадухіляе залішне хуткае высыханне (але дапамагае гэта далёка не заўсёды).

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

На наступным пласце размешчана калонія автотрофных водарасцяў. У самым цэнтры размяшчаецца асяродак лішайніка, якая ўяўляе сабой тугі цяжкі танк з пераплеценых паміж сабой гиф грыба і калоніі автотрофа. У гэтага «стрыжня» дваістая функцыя: з аднаго боку, лішайнік запасяць ў асяродку ваду. З другога – гэта своеасаблівы шкілет дадзенага арганізма. У ніжняй частцы размешчаны ризины. Гэта свайго роду мацавання, пры дапамозе якіх лішайнік чапляецца за субстрат. Варта памятаць, што поўны набор сустракаецца далёка не ў усіх відаў.

Некаторыя віды лішайнікаў (цианолишайники) характарызуюцца тым, што ў іх структуры маюцца моцна лакалізаваныя калоніі циановодорослей. У гэтых відаў падзел на пласты асабліва добра выказана. Так як харчуюцца лішайнікі? Адказ на гэтае пытанне прама звязаны з асаблівасцямі працэсу фотасінтэзу ў іх.

Аб працэсе фотасінтэзу

Існуюць тысячы даследаванняў, якія прысвечаны менавіта асаблівасцям фотасінтэзу ў гэтых сымбалічнай арганізмаў. Так як каля 10-15% іх аб'ёму занята водарасць, якая дае ім практычна ўсе пажыўныя рэчывы, узнікае шмат пытанняў аб інтэнсіўнасці працэсу. Як ні дзіўна, але самыя простыя вымярэння адназначна паказалі, што інтэнсіўнасць фотасінтэзу ў лішайнікаў значна ніжэй, калі параўноўваць іх з вышэйшымі автотрофными раслінамі. Так, пры правядзенні аналогіі з звычайным бульбай суадносіны складзе 1:16.

Але як растлумачыць цалкам камфортную жыццядзейнасць ў такіх спартанскіх умовах? Увогуле-то, нічога асабліва складанага ў гэтым няма. Справа ў тым, што аўтатрофныя вышэйшыя раслінныя арганізмы большую частку свайго жыцця «не спяць», тады як лішайнікі у некаторых мясцовасцях ледзь ці не ўвесь год знаходзяцца ў напалову высушаным стане, у анабіёзу. Зразумела, ім цалкам хапае мізэрнага колькасці пажыўных рэчываў для падтрымання жыццядзейнасці.

Вось як харчуюцца лішайнікі. 7 клас у школах біялагічнай накіраванасці можа вывучаць гэтую тэму больш падрабязна, але і ў такім выпадку адказаў на многія важныя пытанні стандартная адукацыйная праграма не дае. Да прыкладу, калі працэс адукацыі арганічных рэчываў для харчавання працякае павольней, а калі – трохі хутчэй?

Ад чаго залежыць інтэнсіўнасць фотасінтэзу ў лішайнікаў?

Трэба адзначыць, што інтэнсіўнасць гэтага працэсу залежыць ад мноства самых разнастайных фактараў. Важна і тое, што хларапласты, будучы пакрытыя шчыльным пластом гиф, атрымліваюць нашмат менш святла, чым аналагічныя адукацыі ў вышэйшых аўтатрофныя расліны і нават багавінні. У прынцыпе, гэтая розніца не так ужо і значная.

Варта ведаць, што максімальнае значэнне працэсу фотасінтэзу назіраецца пры асветленасці ў межах 4000—23000 лк. Такую можна сустрэць у асноўных арэале пражывання лішайнікаў: тундры, лесастэпы, светлых паўночных лясах. У тых мясцовасцях, дзе інтэнсіўнасць асвятлення значна вышэй, у целе сімбіятычнага арганізма пачынаецца інтэнсіўная выпрацоўка цёмнага арганічнага пігмента (париетина), а таксама спецыфічных толькі для лішайнікаў рэчываў (атранорина, да прыкладу).

Атрыманыя ў выніку фотасінтэзу арганічныя рэчывы цалкам аналагічныя такім у вышэйшых раслін. Яны-то і выкарыстоўваюцца ў трафічных мэтах. Вось як харчуюцца лішайнікі. 7 клас агульнаадукацыйнай школывывучае працэсы іх жыццядзейнасці вельмі павярхоўна, хоць гэта тэма вялікая і надзвычай цікавая. Прапануем вашай увазе пашыраныя звесткі, якія могуць быць не толькі цікавымі, але і карыснымі.

Працэс дыхання

Нескладана здагадацца, што выпрацоўка пажыўных рэчываў напрамую залежыць ад дыхання. У адрозненне ад фотасінтэзу ў лішайнікаў яно інтэнсіўнае: 0,2—2,0 мг СО₂ за гадзіну вылучае усяго толькі адзін грам сімбіятычнага арганізма. Калі вы ўважліва чыталі інфармацыю ў верхняй частцы артыкула, то, напэўна, зразумелі, што каля 85-90% масы лішайніка прыпадае на вагу микобионта. Прасцей кажучы, у кіслародзе больш мае патрэбу менавіта грыбная частка, а не аутотрофная водарасць. Так як харчуюцца лішайнікі ў звычайных умовах не занадта рэгулярна (прычына - суровыя кліматычныя ўмовы), немалая частка пажыўных рэчываў запасіцца ў іх тканінах.

Як і фотасінтэз, працэс дыхання напрамую залежыць ад працэнтнага ўтрымання вады.

Варта ведаць, што мінімальны ўзровень дыхання, які неабходны для атрымання некаторай колькасці энергіі з пажыўных рэчываў, лішайнік захоўвае амаль пры любых умовах (прыдатных для жыцця, вядома ж). Гэты працэс магчымы пры наступных дыяпазонах тэмператур: ад -15 да +30, +50 °С. Але аптымальны тэмпературны рэжым знаходзіцца ў межах ад +15 да +20 °С. З пахаладаннем пачынае пераважаць выкарыстанне кіслароду. А пры павышэнні тэмпературы звыш +35 градусаў абодва працэсу прыблізна выраўноўваецца.

Вядомы выпадак, калі лішайнік (фота гэтага віду ёсць у артыкуле), прывезены ў адзін з маскоўскіх музеяў яшчэ экспедыцыяй Царскага археалагічнага таварыства, спакойна аднавіў сваю жыццядзейнасць, быўшы змешчаным адным з супрацоўнікаў у кветкавы гаршчок з ледзь вільготнай зямлёй. А бо да таго часу ён ужо амаль 90 гадоў знаходзіўся ў абсалютна сухі, закрытай скрынцы для экспанатаў і вялікую частку часу быў пазбаўлены нават святла!

Нядзіўна, што гэтымі арганізмамі так цікавіцца сучасная біялогія. Лішайнікі, напэўна, маюць яшчэ нямала таямніц, раскрыццё якіх, магчыма, адчувальна падштурхне развіццё медыцыны.

Навукоўцы даказалі, што асноўныя прынцыпы дыхання лішайнікаў падпарадкоўваюцца тым жа заканамернасцям, што і ў выпадку з вышэйшымі автотрофными раслінамі. Але ёсць і адрозненні, галоўным з якіх з'яўляецца некалькі іншы прыярытэт паміж паглынаннем кіслароду і вылучэннем вуглякіслага газу. Акрамя таго, яны фенаменальна устойлівыя да ўздзеяння высушвання, нізкіх і высокіх тэмператур. Нездарма імхі і лішайнікі могуць расці нават ва ўмовах Арктыкі.

Тэмпературны рэжым

Найбольш спрыяльны для фотасінтэзу ў лішайнікаў тэмпературны інтэрвал ад +10 да +25 градусаў па Цэльсіі. Але здольнасць паглынаць вуглекіслату ў іх захоўваецца аж да -25 градусаў. Гэта вельмі характэрная асаблівасць лішайнікаў, якая адрознівае іх ад вышэйшых раслін і нават багавіння. Пры тэмпературы ад -5 да -10 градусаў інтэнсіўнасць засваення вуглякіслага газу ледзь ці не больш, чым у больш камфортных умовах. У многіх раслін у гэтым выпадку ў міжклеткавым прасторы ўтворыцца лёд, які папросту разрывае клеткі.

У адрозненне ад іх лішайнікі на дрэвах, ствалы якіх літаральна раздзірае суровы паўночны клімат (траскучыя маразы), выдатна сябе адчуваюць пры надыходзе цёплага сезона.

Асаблівасці воднага абмену

Даследчыкі прыйшлі да высновы, што лішайнікі адрозніваюцца асаблівым, вельмі спецыфічным тыпам воднага абмену. Справа ў тым, што вада ў іх целе змяшчаецца ў прасторах паміж трывалымі гифами. Калі яна замярзае, асаблівай шкоды гэта не прыносіць, а працэс фотасінтэзу і харчавання працягвае адбывацца. Аднак ужо пры павышэнні тэмпературы да +35 градусаў па шкале Цэльсія і больш, працэс фотасінтэзу практычна спыняецца, што кардынальна адрознівае лішайнікі ад раслін.

Колькасць вады, якога будзе дастаткова для нармальнай жыццядзейнасці, залежыць ад сямейства. Так, кусцістыя лішайнікі здольныя да фотасінтэзу і вытворчасці арганічных рэчываў для харчавання амаль пры поўным абязводжванні. Чым тоўшчы цела, тым больш у ім можа назапашвацца вільгаці, тым менш яна выпараецца.

Гэта асабліва важна менавіта для лішайнікаў, так як у большасці выпадкаў яны растуць у вельмі складаных умовах, калі больш-менш рэгулярнае паступленне вады зусім не гарантавана. У такіх умовах загінула б любое расліна. Лішайнік ж нядрэнна адчувае сябе нават ва ўмовах сапраўдных пустыняў і Арктыкі.

Рэгуляцыя вадкаснага абмену

Можна зразумець, што рэгуляторная функцыя воднага абмену ў гэтых арганізмаў ўладкованая зусім іншым чынам, чым у вышэйшых раслін. Так як у іх практычна няма ніякіх спецыялізаваных сістэм для гэтага. Да прыкладу, засваенне вады ў іх адбываецца надзвычай хутка, але толькі за кошт звычайнага яе ўбірання ўсёй паверхняй цела. Можаце правесці найпросты вопыт: наліце на стол невялікая колькасць вады і пакладзеце на лужынку кавалак сурвэткі або туалетнай паперы.

Як бачыце, вада імгненна впиталась, так як структура паперы валодае нядрэнны адсарбуецца здольнасцю. Тое ж самае адбываецца і ў выпадку з лішайнікамі. Так, мы разглядалі эпізод з даўным-даўно высахлых асобнікам, які калі-то быў прывезены экспедыцыяй. Калі супрацоўнік паклаў лішайнік ў кветкавы гаршчок, той папросту імгненнаувабраў такі аб'ём вадкасці, якога яму хапіла для аднаўлення жыццядзейнасці.

Некаторыя кусцістыя лішайнікі здольныя ўбіраць вялікая колькасць вадкасці, вага якой складае да 300% ад іх ўласнага. Іншыя ж віды (коллемы, лептогиумы) павялічваюцца такім чынам у памерах на 400-3900%! Калі ж казаць аб мінімальным змесце вады, то яно складае прыблізна 2% ад вагі сухога рэчыва лішайніка. Такі лішайнік (фота вы знойдзеце ў гэтым матэрыяле) з выгляду зусім не падобны на жывы арганізм.

Аб хуткасці аддачы вады

Як і ў выпадку з туалетнай паперай, аддае ваду цела сімбіятычнага арганізма даволі-такі хутка. Усяго праз гадзіну лішайнік, які толькі што ўвабраў ледзь ці не літр вадкасці, можа высахнуць да санкцый стану. Такім чынам, «прадуктыўнасць» гэтых арганізмаў вельмі цыклічная: выпрацоўка трафічных рэчываў можа кардынальна змяняцца не толькі на працягу сезону, але і на працягу аднаго-двух гадзін!

У апошнія гады навукоўцы даведаліся, што некаторыя віды лішайнікаў, якія насяляюць у тундры (Evernia prunastri), цалкам могуць выкарыстоўваць літаральна «драбкі» сонечнага святла, зрэдчас прабіваюцца скрозь пласт снегу. Прасцей кажучы, у іх фотасінтэз не заканчваецца нават зімой.

Размнажэнне лішайнікаў

Акрамя гэтага, асаблівасці лішайнікаў заключаюцца ў наяўнасці адразу трох спосабаў ўзнаўлення:

• Вегетатыўны.
• Палавы.
• Бясполаю.

Грыб, то ёсць микобионт, можа размнажацца усімі спосабамі, тады як водарасць здольная выключна да вегетатыўнага дзялення. Спрэчкі грыба размяшчаюцца ў адмысловых торбах. Аскомицетные лішайнікі для працэсу размнажэння выкарыстоўваюць дзве асноўныя групы пладовых тэл: апотеции і перитеции. Іх характарыстыкі наступныя:

• Апотеций ўяўляе сабой звычайнае ложа круглявай формы. На ім знаходзяцца сумкі, якія размяшчаюцца ў прамежках паміж звычайнымі, якія не маюць канчаткаў гифами. Гэты адкрыта размешчаны пласт называецца гимениумом.
• Перитеций падобны на практычна цалкам закрытую структуру сферычнай формы. Спрэчкі вызваляюцца праз спецыяльныя адтуліны, якія размешчаны на паверхні пладовай сферы.

Некаторыя віды могуць утвараць таксама бясполае спрэчкі, пикноспоры (пикноконидии). Месцам іх адукацыі з'яўляюцца пикнидии. Гэта мяшэчкі сферычнай або грушападобнай формы, якія ўяўляюць сабой высокаспецыялізаваная гифы. Пикнидии лёгка распазнаць, так як яны падобныя на чорныя кропкі, размешчаныя на ложку.

Калі спрэчкі прачынаюцца, яны ў падыходных умовах хутка даюць пачатак новым гифам, якія ўтвараюць цела новага лішайніка. Яны (гифы) таксама пранікаюць ўнутр клетак автотрофных водарасцяў, пасля чаго фарміраванне новага арганізма фактычна сканчаецца.

Значэнне

Наогул, імхі і лішайнікі маюць каласальнае значэнне. У арктычнай тундры і пустыні яны – часта адзіныя аўтатрофныя арганізмы, якія могуць назапашваць арганічныя пажыўныя рэчывы ў вельмі неспрыяльных умовах. Прасцей кажучы, менавіта гэтыя арганізмы з'яўляюцца крыніцай ежы для тых нешматлікіх траваедных жывёл, якія могуць пражываць у гэтак суровых месцах. Акрамя таго, толькі лішайнікі на дрэвах нават ва ўмовах нашага клімату часцяком дазваляюць перажыць зіму, да прыкладу, ласям і косулям.