«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха»





Скачать 392.74 Kb.
Название«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха»
страница1/4
Дата публикации07.07.2013
Размер392.74 Kb.
ТипРеферат
100-bal.ru > Физика > Реферат
  1   2   3   4


Муниципальное общеобразовательное учреждение

средняя образовательная школа №4


«Лишайники - биондикаторы чистоты воздуха»

Выполнила

учащийся 8 «А» класса:

Мелкова Олеся

Научный руководитель:

Петина Оксана Викторовна

сроки проведения работы: 2012 год

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.......................................................................................................... 3

1. Общая характеристика лишайников...................................................... 4

1.1. Строение лишайников...................................................................... 4

1.1.1. Грибной компонент лишайников (микобионт).................... 5

1.1.2. Водорослевый компонент (фикобионт)................................ 8

1.1.3. Взаимоотношение гриба и водоросли в теле лишайника.... 10

1.1.4. Морфология слоевища лишайников..................................... 13

1.1.5. Анатомия слоевища лишайников.......................................... 15

1.2. Биоразнообразие лишайников (экологические группы)............... 19

1.3. Роль микроорганизмов в лишайниковом симбиозе....................... 23

1.4. Хозяйственное значение лишайников……………………………. 26

2. Лишайники как индикаторы загрязнения окружающей среды………. 29

3. Место и методика исследования............................................................. 31

3. Результаты исследования......................................................................... 33

Выводы………………………………………………………………………. 35

Список литературы.......................................................................................... 36

ВВЕДЕНИЕ

Глобальный экологический кризис - печальная реальность наших дней. Если с 1850 по 1950 годы каждые десять лет био­сфера теряла один вид растений, то, начиная с 2000 года, один вид уничтожается каждый час, а 23 гектара леса — каж­дую минуту! Под угрозой уничтожения находятся 30 тысяч ви­дов растений, повсеместно деградирует почвенный покров пла­неты, сокращаются запасы пресной воды, в южных районах плодородные земли превращаются в пустыни, в тундрах при нефтяных разработках полностью уничтожается растительный покров (Петров, Абрамов, 1994).

В этих условиях ученым-биологам все труднее становится работать, ведь для изучения требуется изъятие из природы некоторых видов, а это в последнее время становится невозможным.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИШАЙНИКОВ

Лишайники представляют своеобразную груп­пу комплексных организмов, тело которых всег­да состоит из двух компонентов — гриба и водо­росли. Сейчас каждый школьник знает, что в основе биологии лишайников лежит явление симбиоза — сожительства различных ор­ганизмов. Но еще немногим более ста лет назад лишайники были для ученых великой загадкой, и открытие Симоном Швенденером в 1867 г. их сущности оценивалось как одно из наиболее удивительных открытий того времени.

Однако как организмы лишайники были из­вестны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371—286 до н.э.), «отец ботаники», дал описа­ние двух лишайников — уснеи (Usnea) и ро-челлы (Roccella). Последнюю уже тогда исполь­зовали для получения красящих веществ. По­степенно количество известных видов лишай­ников возрастало. Правда, в те времена их на­зывали нередко то мхами, то водорослями, то даже «хаосом природы» и «убогой нищетой расти­тельности».

Сейчас известно более 20 000 лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описыва­ют десятки и сотни новых неизвестных видов.

В настоящее время лихенология (лат. lic­hen — лишайник)— наука о лишайниках — изучает сложный комплекс проблем, связанных с возникновением, филогенией, строением, сис­тематикой, биохимией, физиологией, распрост­ранением и экологией лишайников (Жизнь растений, 1977).

1.1. Строение лишайников

Чем же лишайники отличаются от других растений?

Во-первых, специфичный признак лишайни­ков—симбиотическое сожительство двух разных организмов — гетеротрофного гриба (микобионт) и автотрофной водоросли (фикобионт). Не всякое сожительство гриба и водоросли образует ли­шайник. Лишайниковое сожительство должно быть постоянным и исторически выработавшим­ся, а не случайным, кратковременным. В приро­де бывают случаи, когда гриб и водоросль об­разуют временное смешанное скопление, но это еще не лишайник. В настоящем лишайнике гриб и водоросль вступают в тесные взаимоот­ношения, грибной компонент окружает водо­росли и может даже проникать в их клетки.

Во-вторых, лишайники образуют особые морфологические типы, жизненные формы, не встречающиеся отдельно у слагающих лишайниковое слоевище грибов и водорослей, т.е. лишайники прошли исторический, длительный формообразующий процесс на основе симбиоза, приведший к формированию специфичных мор­фологических форм внешнего и внутреннего строения.

В-третьих, для лишайников в целом и каж­дого из их компонентов в отдельности харак­терен особый тип метаболизма. Физиология гриба и водоросли в слоевище лишайника во многом отличается от физиологии свободно-живущих грибов и водорослей.

В-четвертых, весьма специфична биохимия лишайников, образование в них вторичных продуктов обмена — лишайниковых веществ, не встречающихся в других группах орга­низмов.

Наконец, лишайники существенно отлича­ются от других групп организмов, в том числе и от свободноживущих грибов и водорослей, особой биологией: способами размножения, мед­ленным ростом, отношением к экологическим условиям и др. На основе этих специфических свойств ли­шайникам можно дать следующее определение: лишайниками являются организмы, тело (слоевище) которых постоянно состоит из двух компо­нентов — автотрофного фикобионта и гетеро­трофного микобионта, образующих единое симбиотическое сожительство, отличающееся осо­быми морфологическими типами и особыми физиолого-биохимическими процессами (Жизнь растений, 1977).

1.1.1. Грибной компонент (микобионт)

Представители трех классов грибов — аскомицетов, базидиомицетов и фикомицетов, всту­пив в контакт с водорослями, дали начало обра­зованию лишайников. О близости с грибами говорит строение вегетативного тела лишайни­ков и их плодовых тел. Вегетативное тело ли­шайников, называемое, как у всех низших растений, талломом или слоевищем, целиком состоит из переплетения грибных гиф. Водо­росли же либо разбросаны в беспорядке среди грибных гиф по всей толще слоевища, либо расположены отдельным дифференцированным слоем несколько ниже его верхней поверхности.

Как известно, вегетативное тело обычных грибов, состоящее из грибных гиф и называе­мое грибницей или мицелием, в большинстве случаев развивается целиком внутри субстрата, а на поверхности мы видим лишь плодовые тела гриба. В отличие от этого вегетативное тело лишайников, также образованное грибными гифами, целиком живет в воздушной среде (исключение составляет лишь небольшая груп­па лишайников, слоевище которых развивается внутри камня или древесного субстрата). Ли­шайники иногда даже называют воздушными грибами.

Гифы, образующие слоевище ли­шайника, представляют собой простые или раз­ветвленные тонкие (шириной 3—10 мкм) нити, растущие вершиной. Гифа покрыта двухслой­ной оболочкой, под которой находится прото­плазма. Обычно гифы бывают поделены попереч­ными перегородками на клетки. У большинства лишайников в центральной части поперечных перегородок имеется одно маленькое отверстие, называемое перфорацией. Через перфо­рацию протягивается тончайший цитоплазматический тяж, который носит название плазмодесмы. Плазмодесма соединяет протопласты соседних клеток. У некоторых лишайников поперечная перегородка имеет не одну, а три перфорации, расположенные на равных расстоя­ниях друг от друга. Кроме того, перфорации образуются не только на поперечных перегород­ках гиф, но и на их продольных стенках, в результате плазмодесмами соединяются прото­пласты двух параллельно расположенных со­седних гиф.

Протоплазма лишайников слегка зерниста. В вегетативных клетках почти всегда имеется одно ядро, но у некоторых видов бывает по два или по многу ядер в одной клетке.

У целого ряда лишайников оболочки гиф могут сильно разбухать и ослизняться. Это происходит за счет содержания во внешних слоях оболочек пектиновых веществ, легко растворимых в воде углеводов. Особенно сильно ослизняются и набухают при увлажнении гифы так называемых слизистых лишайников, в слоевище которых водорослевым партнером обычно бывает сине-зеленая водоросль. Гифы обычных грибов, как правило, не обладают этой способ­ностью, исключение составляют лишь дрожалковые грибы.

Интересные, специфичные для лишайниковых гиф образования, которые у свободноживущих грибов в природных условиях не встре­чаются,—так называемые жировые клетки или жировые гифы. Они развивают­ся обычно в нижней части слоевища, в местах прикрепления к субстрату. Жировые клетки имеют зеленоватую окраску, обусловленную содержанием жира. Они, как правило, крупнее обычных клеток и имеют вздутую мешковидную, иногда почти шаровидную форму. Было замечено, что чаще всего жи­ровые клетки встречаются у лишайников, расту­щих на известковом субстрате, особенно в слое­вищах, глубоко погруженных в известняк. В слоевищах лишайников, которые произрастают на гранитных породах и на древесном субстрате, жировые клетки образуются очень редко. Более того, если лишайник растет на горной породе смешанного состава, то жировые клетки можно заметить только в гифах, проходящих через участки карбонатсодержащих пород, а в гифах того же слоевища на бескарбонатных участках жировые клетки отсутствуют. Это позволило сделать вывод, что образование жира обуслов­ливает углекислота, освобождающаяся при раз­ложении карбонатов гифами лишайников. Одна­ко это пока лишь одна из гипотез, пытающихся объяснить возникновение этих специфичных для лишайников образований.

Благодаря воздушному образу жизни и сим­биозу с водорослями у гриба появилась тенден­ция к развитию сложной вегетативной струк­туры. Как правило, микобионт лишайников образует сложно устроенные талломы, с хорошо дифференцированными анатомическими слоями, с особыми органами прикрепления, которые встречаются лишь у лишайников (Жизнь растений, 1977).

1.1.2. Водорослевый компонент (фикобионт)

Водоросли, встречающиеся в слоевище ли­шайников, называют фикобионтом лишайников. По своему систематическому положению они относятся к различным отделам: к сине-зеле­ным (Cyanophyta), зеленым (Chlorophyta), жел­то-зеленым (Xanthophyta) и бурым (Phaeophyta) водорослям. Долгое время считали, что каждому виду лишайника соответствует определенный вид водоросли. Однако, как показали дальней­шие исследования, сравнительно небольшое количество водорослей оказались способными существовать в симбиозе с грибом. Только самые неприхотливые из них, обладающие высокой устойчивостью по отношению к факторам внеш­ней среды, приспособились к жизни в окруже­нии грибных гиф. Экспериментальные исследо­вания показали, что лишайниковый гриб при образовании слоевища, как правило, не про­являет избирательной способности по отноше­нию к водорослям. Если взять чистую культуру гриба, выделенного из слоевища лишайника, и поместить в нее какую-либо свободноживущую водоросль (несвойственную данному лишайнику, а другого типа), то грибные гифы начнут разра­статься, давая сложные переплетения, как в на­чале образования слоевища. Однако слоевище в таком случае все-таки не развивается. Большин­ство водорослей, введенных в культуру лишайникового гриба, рано или поздно погибает: мно­гие не могут перенести воздействия гиф гриба, причиной гибели других является недостаток света. Водоросли, окруженные со всех сторон грибной тканью, получают гораздо меньше све­та, чем это необходимо для их нормальной жиз­недеятельности. И если водоросль не может приспособиться к осуществлению процесса фо­тосинтеза при минимальной световой интенсив­ности, она неизбежно погибает. Значит, при образовании слоевища лишайников не гриб выбирает себе подходящего партнера из числа водорослей. Все зависит от того, сможет ли водоросль существовать в тесном контакте с грибом и при этом нормально жить и разви­ваться.

Как показало изучение лишайниковых фикобионтов, проведенное в последние годы, в слоевище лишайников встречаются представители 28 родов водорослей. Из сине-зеленых водорос­лей наиболее обычным фикобионтом в слоевище лишайников являются водоросли рода носток и глеокапса. Встречаются и другие сине-зеленые: хроококкус (Chroococcus) и гиелла (Hyella), калотрикс (Calothrix), дихотрикс (Dichothrix) и ривулярия (Rivularia), спитонема (Scytonema) и стигонема (Stigonema). Из зеленых водорос­лей в слоевище лишайников встречаются пред­ставители хлорококковых и улотриксовых.

Существует взаимосвязь между географиче­ским распространением лишайников и преоб­ладанием в их слоевищах определенных водорос­лей. Так, в умеренной зоне земного шара около 8% лишайников имеют фикобионтом сине-зеле­ные водоросли, 9% лишайников — нитчатые или пластинчатые зеленые водоросли типа трентеполии и 83% лишайников — хлорококковые зеленые водоросли. В тропических и субтро­пических странах увеличивается количество лишайников, в слоевище которых встречается водоросль трентеполия. Так, в тропиках от 5 до 10% лишайников содержат в слоевищах сине-зеленые водоросли. 45—48% лишайни­ков — нитчатые зеленые водоросли типа трентеполии и такое же количество лишайников имеют фикобионтом остальные зеленые водо­росли.

Водоросли в слоевище лишайника очень сильно изменяют свой внешний облик. Особен­но это касается нитчатых водорослей, которые под влиянием гриба распадаются на отдельные клетки и часто деформируются до неузнавае­мости. Размножаются водоросли внутри слоевища обычно делением и апланоспорами. Подвижных клеток размножения, характерных для свободноживущих водорос­лей, они не образуют. Но в лаборатории, в усло­виях культуры, фикобионты лишайников, как правило, принимают свой обычный, присущий им в свободноживущем состоянии облик и обра­зуют подвижные зооспоры и гаметы.

Лишайниковые водоросли очень устойчивы к воздействию высокой температуры, способны переносить длительное высушивание. Опыты показали, например, что водоросль коккомикса в слоевище одного из лишайников выдерживала высушивание в течение 23 недель, а после нор­мализации условий восстанавливала все про­цессы своей жизнедеятельности. В культуре же этот фикобионт погибал без воды уже через 5 недель.

Все эти данные показывают, что в связи с особенностями жизни в контакте с грибом лишайниковые водоросли претерпевают не только морфологические, но и физиологические изме­нения (Жизнь растений, 1977).

1.1.3. Взаимоотношения гриба и водоросли в теле лишайника

Вопрос взаимоотношения гриба и водоросли в слоевище лишайника занимал умы ученых еще в конце прошлого столетия, да и в наше время продолжает волновать лихенологов. Со дня открытия С. Швенденера прошло более 100 лет. За этот период появилось не менее де­сятка теорий, пытающихся объяснить отноше­ния между грибом и водорослью, однако среди них нет ни одной общепризнанной и оконча­тельно доказанной. С. Швенденер, обна­ружив, что лишайник состоит из гриба и водо­росли, предположил, что гриб в слоевище па­разитирует, на водоросли. Однако он ошибоч­но отвел грибу роль хозяина, а водоросли — раба.

Но уже в те времена некоторые ученые выд­винули мысль о двустороннем паразитизме компонентов лишайника — гриба на водоросли и водоросли на грибе. При этом было высказа­но предположение, что гриб и водоросль в слоевище лишайника находятся в полном морфо-физиологическом единстве и связаны между собой так же, как корни и листья цветковых растений. Такое сравнение, безусловно, было совсем необоснованным.

Наибольшее распространение среди ученых того времени получила теория мутуалистического симбиоза. Сторонники этой теории счита­ли, что в слоевище лишайника гриб и водоросль находятся во взаимовыгодном симбиозе: водо­росль «снабжает» гриб органическими вещест­вами, а гриб «защищает» водоросль от чрезмер­ного нагревания и освещения и «обеспечивает» ее водой и неорганическими солями.

О том, что в слоевище лишайника происхо­дит обмен веществами между грибом и водо­рослью, ученые стали говорить сразу после от­крытия двойственной природы лишайников. Однако некоторые экспериментальные под­тверждения этим предположениям были полу­чены лишь за последние три десятилетия. При­менение новейших методов физиологических исследований с использованием меченых атомов углерода и азота, особых красящих веществ и некоторых других позволило установить, что гриб получает вещества, ассимилируемые водо­рослью, и ведет себя в слоевище лишайника как паразитический организм. Однако для существования как самого гриба, так и лишай­ника в целом необходимо, чтобы водоросль, окруженная со всех сторон грибными гифами, все-таки могла жить и более или менее нормаль­но развиваться. Если гриб начнет проявлять себя слишком активно, поражать все без исклю­чения водоросли и, использовав их содержимое, уничтожать их, это в конце концов может при­вести к гибели всех водорослей слоевища. Но тогда, уничтожив весь свой запас питания, по­гибнет и сам гриб, а значит, перестанет сущест­вовать и лишайник.

Гриб должен использовать лишь часть водо­рослей, оставляя резерв — здоровые и нормаль­ные водоросли, содержимым которых он мог бы питаться.

Ученые отмечают, что степень паразитизма гриба на водоросли различна не только у раз­ных видов лишайников, но даже в одном и том же слоевище. Резкий паразитизм обнаружен лишь у примитивных лишайников. Гаустории, проникающие глубоко внутрь протопласта во­доросли, пока что были найдены лишь у наибо­лее просто организованных форм, в слоевище которых еще нельзя различить оформленных дифференцированных слоев. В слоевищах более высокоорганизованных лишайников часть кле­ток водорослей поражена грибными гифами, а остальные продолжают нормально жить и раз­виваться. Обычно у высокоорганизованных форм лишайников паразитизм гриба на водо­росли носит весьма умеренный характер: преж­де чем гриб убьет пораженные им клетки, успе­вает вырасти одно или несколько поколений водорослей.

Отношения между мико- и фикобионтом в слоевище лишайника не сводятся только к па­разитизму гриба на водоросли. Ученые пред­полагают, что эти отношения гораздо сложнее. Еще в начале нашего века крупнейший русский лихенолог А.А. Еленкин, изучая анатоми­ческое строение лишайников, обнаружил в их слоевище некральные зоны водорослей — скоп­ления отмерших, потерявших зеленую окраску клеток, расположенные несколько ниже зоны живых водорослей. К этим бесцветным мертвым клеткам водорослей тоже тянулись грибные гифы. Это привело А. А. Еленкина к мысли, что гриб в слоевище лишайника вначале прояв­ляет себя как паразитический организм, пора­жая живые клетки водоросли и используя их содержимое. Затем, убив водоросль, гриб пере­ходит к сапрофитному способу питания, погло­щая и ее мертвые остатки. Таким образом, гриб в слоевище лишайника ведет себя и как паразит, и как сапрофит. И отношения между грибом и водорослью в слоевище лишайника А.А. Еленкип назвал эндопаразитосапрофи-тизмом.

Таким образом, ученые считают, что водо­рослевый и грибной компоненты лишайника находятся в очень сложных взаимоотношениях. Микобионт ведет себя как паразит и сапро­фит на теле водоросли, а фикобионт, в свою оче­редь, паразитирует на лишайниковом грибе. При этом паразитизм фикобионта всегда носит более умеренный характер, чем паразитизм гриба.

У ряда лишайников, в слоевище которых встречаются нитчатые улотриксовые водоросли, можно наблюдать еще один тип контакта. Как правило, в таком случае нити водорослей бы­вают целиком покрыты грибными гифами. При­чем лишь иногда гифы образуют на поверхности водорослевой нити рыхлую сетку. Чаще же они располагаются очень густо и, срастаясь своими стенками, образуют сплошной чехол. Отдельная лопасть такого лишайника имеет вид тончайшего волоса. Под микроскопом она напоминает полую трубку, стенки которой образованы сросшимися грибными гифами; внутри трубки тянется нить водоросли (Жизнь растений, 1977).
  1   2   3   4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Щение воздуха. Нормы чистоты воздуха. Способы защиты чистоты атмосферы (ландшафтные, биологические, технические, архитектур­ные)....
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconОтчет о проведении акции «Урок чистоты» по мбоу «Абалачевская сош»
Рт в школе проведена эколого –просветительская акция «Урок чистоты». Главными задачами «Урока чистоты являются повышение уровня экологических...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconКонспект урока «Влажность воздуха. Способы определения влажности...
Цель урока: ввести понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы и ознакомить с приборами для измерения влажности...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconМоу «Северная средняя общеобразовательная школа» Открытый урок в...
Цель: определять температуру воздуха по термометру: описать систему нагревания воздуха; объяснять причину изменения температуры воздуха;...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconВетер
Сформировать понятие «насыщенный и ненасыщенный воздух», «абсолютная и относительная влажность воздуха»; выявить зависимость количества...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» icon«Весёлый урок о здоровье»
Ными героями состоялся спор, разрешить который помогали загадки, игры, спортивные упражнения. Все вместе путешествовали по маршруту...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Рт в школе проведена эколого –просветительская акция «Урок чистоты». Главными задачами «Урока чистоты являются повышение уровня экологических...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Сегодня во всех школах республики проходит четвертый и итоговый в этом году «Урок чистоты». «Урок чистоты» республиканская, эколого-просветительская...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconОтопление, вентиляция и кондиционирование воздуха
...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconИзучение свойств Атмосферы земли
Образовательная: обеспечить усвоение учащимся основных физических свойств воздуха; состава воздуха; типов облаков
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconФизика 7 класс
Цель урока: ввести понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы и ознакомить с приборами для измерения влажности...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconОпределение запыленности воздуха в районе мбоу «сош №29»
Экологическая характеристика воздуха в районе моу сош №29 имени Д. Б. Мурачева г. Белгорода
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconПлан работы для студентов на 1 семестр года
...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Сформировать понятия «насыщенный и ненасыщенный воздух», «абсолютная и относительная влажность воздуха». Выявить зависимость количества...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconПрограмма по формированию навыков безопасного поведения на дорогах...
Тема урока Свойства поверхностного слоя жидкости. Смачиваемость. Капиллярность. Влажность воздуха. Психрометр и гигрометр. Лабораторная...
«Лишайники биондикаторы чистоты воздуха» iconТема: Принцип действия и устройство электрических звуковых сигналов
Обогрев сидений, стекла. Кондиционирование воздуха с электрическим приводом. Передовая технология управления температурой. Электрический...


Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск