Cum mănâncă lichenii? Caracteristicile lichenilor, structura și reproducerea lor

Lumea naturii este unică și de neconceput de diversă. În fiecare an, oamenii de știință fac din ce în ce mai multe descoperiri, care ne dezvăluesc perspectivele extraordinare de a studia lumea din jurul nostru. Dar organismele vii destul de familiare, pe care oamenii le cunosc de-a lungul timpului, sunt încă capabile de surprindere. Luați, de exemplu, licheni. Ele sunt simple, dar caracteristicile activității lor de viață sunt foarte neobișnuite.

Știi cum mănâncă lichenienii? Acesta este într-adevăr un proces unic, care merită descris în detaliu.

Dificultăți în cunoaștere

În general, ele sunt destul de dificil de studiat, deoarece reprezintă o simbioză a unor organisme complet diferite. Fiecare lichen este format din simbioza algelor autotrofice și a ciupercii heterotrofice. Este clar că mai întâi trebuie să studiem biochimia și activitatea vitală a fiecărui organism separat. Această metodă de studiu a fiziologiei lor dă multe erori și erori și, prin urmare, oamenii de știință au un număr mare de întrebări, dintre care nu toate au răspunsuri. Totuși, cercetătorii au reușit încă să identifice modele comune.

Structura internă

În general, întregul corp de lichen este o intercalare masivă a hifelor fungice, în interiorul căreia există colonii de alge autotrofice. Astăzi în știință se disting următoarele tipuri de licheni:

• Soiuri homeome (Collema). Celulele coloniilor fotobionice (alge) sunt împrăștiate de-a lungul corpului într-un mod haotic.
• Heteromeric (Peltigera canina). În secțiunea transversală, este posibil să se vadă în mod clar straturile de talom (hifei) și alge.

Mai mult decât atât, există licheni, a căror structură se bazează pe ultimul principiu. În acest caz, întregul strat superior este format dintr-o rețea densă de țesuturi de ciuperci, care protejează corpul lichen de efectele negative ale mediului extern. În plus, ciuperca previne uscarea excesivă (dar nu întotdeauna ajută).

Pe următorul strat există o colonie de alge autotrofice. În centru este nucleul lichenului, care este un cordon strâns al hifelor întrețesute ale ciupercii și al coloniei autotrofului. Această "tijă" are o funcție dublă: pe de o parte, lichenul stochează apa în miez. Pe de altă parte, este un fel de schelet al unui anumit organism. În partea inferioară sunt rhizine. Acesta este un fel de ancoraj, cu care lichenul se lipeste de substrat. Trebuie reamintit faptul că nu se găsește un set complet la toate speciile.

Unele specii de licheni (cicanolipide) se caracterizează prin faptul că în structura lor există colonii foarte localizate de cianhidrat. La aceste specii, împărțirea în straturi este deosebit de pronunțată. Deci cum mănâncă lichenienii? Răspunsul la această întrebare este direct legat de caracteristici procesul de fotosinteză de la ei.

Despre procesul de fotosinteză

Există mii de studii care sunt dedicate în mod specific caracteristicilor fotosintezei în aceste organisme simbiotice. Deoarece aproximativ 10-15% din volumul lor este ocupat de alge, ceea ce le oferă aproape toate nutrienți există multe întrebări cu privire la intensitatea procesului. Destul de ciudat, dar cele mai simple măsurători au arătat fără echivoc că intensitatea fotosintezei în licheni este mult mai scăzută în comparație cu plantele autotrofice înalte. Astfel, atunci când se face o analogie cu cartofii obișnuiți, raportul va fi 1:16.

Dar cum să explicați o viață destul de confortabilă în astfel de condiții spartane? În general, nimic deosebit de complicat în acest sens. Faptul că planta mai mare autotrofe organismele cele mai vieții sale, „treaz“, în timp ce lichenii în unele locuri aproape întregul an sunt în stare semi-uscată, în animație suspendată. Desigur, ei au destule cantități de nutrienți suficienți pentru a susține viața.

Acesta este felul în care lichenii mănâncă. Gradul 7 în școlile de biologie poate studia acest subiect mai detaliat, dar în acest caz programul educațional standard nu oferă răspunsuri la multe întrebări importante. De exemplu, atunci când procesul de formare a substanțelor organice pentru alimente este mai lent și când - puțin mai rapid?

Ce determină intensitatea fotosintezei în licheni?

Trebuie remarcat faptul că intensitatea acestui proces depinde de o varietate de factori foarte diferiți. De asemenea, este important ca cloroplastele, atunci când sunt acoperite cu un strat dens de hife, să beneficieze de mult mai puțină lumină decât formarea similară în plantele autotrofice superioare și chiar în alge. În principiu, diferența nu este atât de semnificativă.

Trebuie notat faptul că valoarea maximă a procesului de fotosinteză este observată cu iluminare în intervalul 4000-23000 lux. Acest lucru se regăsește în principalele habitate ale licheniilor: tundra, stepa forestieră, pădurile nordice ușoare. În acele zone în care intensitatea luminii este semnificativ mai mare în corpul unui organism simbiotic începe generarea intensiva de pigment organic întuneric (parietina) și numai pentru substanțele lichen specifice (atranorina, de exemplu).

Fotosinteza rezultată Materie organică sunt complet similare cu cele ale plante superioare. Ele sunt folosite în scopuri trofice. Acesta este felul în care lichenii mănâncă. Clasa a șasea a școlii de învățământ general studiază procesele activității lor de viață foarte superficial, deși acest subiect este mare și extrem de interesant. Vă aducem la cunoștință informații extinse care ar putea fi interesante, dar și utile.

Procesul de respirație

Este ușor de ghicit că producția de nutrienți depinde direct de respirație. Spre deosebire de fotosinteza în licheni, este intensă: 0,2-2,0 mg CO 2 pe oră produce numai un gram de organism simbiotic. Dacă citiți cu atenție informațiile din partea de sus a articolului, probabil că ați realizat că aproximativ 85-90% din masa lichenului se află în greutatea micobioticului. Pentru a spune pur și simplu, în oxigen, partea fungică este mai necesară decât alga autotrofică. Deoarece lichenii mănâncă în condiții normale, nu prea regulat (cauza este o condiție climatică severă), o mare parte din substanțele nutritive sunt stocate în țesuturile lor.

Ca și fotosinteza, procesul de respirație depinde direct de procentul de apă.

Trebuie să știți că nivelul minim de respirație, necesar pentru a obține o anumită cantitate de energie din substanțele nutritive, lichenul păstrează aproape orice condiții (potrivite pentru viață, bineînțeles). Acest proces este posibil cu următoarele intervale de temperatură: -15 până la +30, +50 ° C. Dar regimul optimal de temperatură este în intervalul de la +15 la +20 ° С. Odată cu răcirea, folosirea oxigenului începe să predomine. Iar când temperatura este ridicată deasupra nivelurilor de +35, ambele procese sunt aproximativ egalizate.

Un caz în care lichenul (fotografia acestei specii are în articol), a adus într-unul din muzeele din Moscova, chiar expeditiei Royal Society arheologice, recâștigat în liniște mijloacele de trai prin plasarea unul dintre angajați în ghiveci cu sol ușor umed. Dar în acel moment fusese într-o cutie absolut uscată, închisă pentru expoziții de aproape 90 de ani și de cele mai multe ori era lipsit de lumină!

Nu este surprinzător că aceste organisme sunt atât de interesate de biologia modernă. Lichenii au probabil mai multe secrete, dezvăluirea cărora, probabil, va stimula în mod semnificativ dezvoltarea medicinei.

Oamenii de știință au demonstrat că principiile de bază ale respirației licheniene sunt supuse acelorași modele ca și în cazul plantelor autotrofice înalte. Dar există și diferențe, dintre care principala este o prioritate ușor diferită între absorbția oxigenului și eliberarea dioxidului de carbon. În plus, ele sunt rezistente fenomenal la efectele de uscare, temperaturi scăzute și ridicate. Nu fără motiv, mușchii și lichenii pot crește chiar și în condiții arctice.

Condiții de temperatură

Intervalul de temperaturi de la +10 la +25 grade Celsius este cel mai favorabil pentru fotosinteza în licheni. Dar abilitatea de a absorbi dioxidul de carbon în ele este menținută până la -25 grade. Aceasta este o trăsătură remarcabilă a lichenilor, care le distinge de plantele superioare și chiar de algele. La o temperatură de la -5 la -10 grade, intensitatea asimilării dioxidului de carbon este aproape mai mult decât în ​​condiții mai confortabile. În multe plante, în acest caz, se formează gheață în spațiul intercelular, care rupe pur și simplu celulele.

În schimb, lichenii pe copaci, ale căror trunchiuri distrug literalmente climatul nordic sever (înghețurile de crăpare), se simt grozav la începutul unui sezon cald.

Caracteristicile schimbului de apă

Cercetătorii au ajuns la concluzia că liameii diferă într-un tip special, de tip specific de metabolizare a apei. Faptul este că apa din corpul lor este cuprinsă în spații între hifele puternice. Când îngheață, nu aduce mult rău, iar procesul fotosintezei și alimentației continuă să apară. Cu toate acestea, chiar și cu o creștere a temperaturii de până la +35 grade Celsius sau mai mult, procesul de fotosinteză se oprește practic, ceea ce deosebește crucial liicinile de plante.

Cantitatea de apă care va fi suficientă pentru viața normală depinde de familie. Astfel, lichenii sunt capabili de fotosinteză și producția de substanțe organice pentru alimente aproape complet deshidratate. Cu cât corpul este mai gros, cu atât mai multă umiditate se poate acumula în el, cu atât mai puțin se evaporă.

Acest lucru este deosebit de important pentru licheni, deoarece în majoritatea cazurilor acestea cresc în condiții foarte dificile, când alimentarea cu apă mai mult sau mai puțin regulată nu este absolut garantată. În astfel de condiții, orice plantă ar fi murit. Lichen se simte bine chiar și în condiții de deserturi reale și în Arctica.

Reglementarea schimbului de lichide

Se poate înțelege că funcția de reglementare a metabolismului apei în aceste organisme este aranjată într-un mod complet diferit față de plantele superioare. Deoarece nu au practic sisteme specializate pentru acest lucru. De exemplu, absorbția apei în ele se produce extrem de rapid, dar numai în detrimentul absorbției sale obișnuite de către întreaga suprafață a corpului. Puteți efectua un simplu experiment: se toarnă o cantitate mică de apă pe masă și se pune o bucată de țesut sau hârtie igienică pe baltă.

După cum puteți vedea, apa absorbită instantaneu, deoarece structura de hârtie are o bună capacitate de absorbție. Același lucru se întâmplă și cu lichenii. Deci, am considerat episodul cu un specimen uscat de mult timp, care a fost odată adus de expediție. Când angajatul a pus lichenul într-o ghiveci de flori, el a absorbit imediat un astfel de volum de lichid, pe care a avut-o suficient pentru a restabili viața.

Unele licheni stufoase pot absorbi o cantitate uriașă de lichid, a cărui greutate este de până la 300%. Alte tipuri (colegii, leptogii) cresc în acest fel în dimensiune cu 400-3900%! Dacă vorbim despre conținutul minim de apă, aceasta reprezintă aproximativ 2% din greutatea materiei uscate a lichenului. Un astfel de lichen (fotografiile pe care le veți găsi în acest material) în aparență nu seamănă deloc cu un organism viu.

Despre viteza de eliberare a apei

Ca și în cazul hârtiei igienice, corpul organismului simbiotic dă apă foarte repede. În doar o oră, lichenul, care tocmai a absorbit aproape un litru de lichid, se poate usca până la o stare fragilă. Astfel, "productivitatea" acestor organisme este extrem de ciclică: producția de substanțe trofice se poate schimba drastic nu numai în timpul sezonului, ci și pentru o oră sau două ore!

În ultimii ani, oamenii de știință au aflat că unele specii de licheni care trăiesc în tundră (Evernia prunastri) pot folosi destul de literal "fâșii" de lumină solară, ocazional prin ruperea unui strat de zăpadă. Pur și simplu, nu se termină cu fotosinteza chiar și în timpul iernii.

Reproducerea lichenilor

În plus, trăsăturile lichenilor constau în prezența a trei moduri de reproducere:

• Vegetative.
• Sexuală.
• Asexuat.

O ciupercă, adică un micobiotic, se poate reproduce în toate modurile, în timp ce algele sunt capabile doar de diviziune autonomă. Sporii ciupercii sunt situați în saci speciali. Asociația lichenilor utilizează două grupuri principale de corpuri de fructe pentru apoptoză: apotecia și peritheca. Caracteristicile lor sunt după cum urmează:

• Apotezia este un pat comun de formă rotundă. Pe el sunt pungi, care se află între hifele normale și nesfârșite. Acest strat deschis este numit Hymenium.
• Peritetiumul este similar cu structura aproape complet închisă a unei forme sferice. Sporii sunt eliberați prin găuri speciale care se află pe suprafața sferei de fructe.

Unele specii pot forma, de asemenea, spori asexuali, pycnospores (pycnoconidia). Locul formării lor este pycnidia. Aceste pungi sunt sferice sau oarecum de forma de para, care sunt hifele extrem de specializate. Picnidia este ușor de recunoscut, deoarece arată ca niște puncte negre pe un pat.

Când sporii se trezesc, în condiții potrivite, acestea dau rapid naștere unor hife noi, care formează corpul unui nou lichen. Ei (hifele) penetrează, de asemenea, în celulele algelor autotrofice, după care se termină formarea unui nou organism.

valoare

În general, mușchii și lichenii sunt de o importanță enormă. În tundra și în deșertul arctic, ele sunt adesea singurele organismele autotrofice, care pot acumula substanțe nutritive în condiții extrem de nefavorabile. Pur și simplu, aceste organisme sunt sursa de hrană pentru acei puțini ierbivore care pot trăi în locuri atât de dure. În plus, numai lichenii pe copaci, chiar și în condițiile climatului nostru, ne permit adesea să supraviețuim iernii, de exemplu, cerbul și căpriorul.