Лишайники играют определенную роль в почвообразовании. Они выделяют кислоты, способствующие растворению субстрата, и тем самым участвуют в процессах выветривания. Вносят существенный вклад в процессы почвообразования.
Лишайники - одни из «пионеров» биоценозов - являются, как правило, первыми организмами, заселяющими субстрат в процессе первичной сукцессии. На скалах и утёсах лишайники являются важными первоначальными организмами.
Важна роль лишайники в жизни животных. Особенно важна роль лишайников в жизни животных в условиях Крайнего Севера, где растительность редка, в зимние месяцы они составляют около 90% от рациона оленей. Особенно важен для оленей ягель, который они при помощи копыт достают даже из-под снежного покрова. Лоси также используют этот источник питания.
Рис. Уснея длиннейшая
Для многих личинок бабочек, таких как представители рода Eilema, лишайник служит основным продуктом питания, их гусеницы кормятся исключительно на них. Кроме того, лишайник поедается беспозвоночными, такими как улитки, насекомые и клещи, использующими его в той или иной мере. Так же можно упомянуть сеноедов и личинок Mycobates parmelia.
Лишайниковая растительность используется многими животными как место обитания и укрытие от хищников. В больших количествах на них живут клещи и насекомые, одним из важных мест обитания они служат для тихоходок. Гусеницы различных ночных бабочек имеют окраску под цвет лишайника, другие подражают также и его очертаниям.
Многие птицы используют лишайники, особенно листоватые и кустистые формы, для гнездования, как например, ржанка бурокрылая, вьющая гнёзда на представителях родов Cladonia и Cetraria.
Лишайники с древних времен широко используются человеком. В Японии употребляется в пищу и даже служит предметом экспорта в страны Юго-Восточной Азии растущий на скалах листоватый лишайник гирофора съедобная. Съедобен и лишайник аспицилия съедобная, растущий в степной и полупустынной зонах. Он содержит до 55-65% щавелевокислого кальция. Однако усвояемость питательных веществ лишайников очень незначительна.
В результате взаимодействия гриба и водоросли, составляющих организм лишайника, образуются специфические вещества, которые в природе нигде больше не встречаются. Это так называемые лишайниковые кислоты.
Некоторые из этих кислот обладают антибиотическим действием, например усниновая кислота, образуемая 70 видами лишайников. Это сильный антибиотик, который под названием «бинан» введен в медицинскую практику для лечения некоторых заболеваний и рекомендован к применению в ветеринарии.
Лишайники используются в изготовлении лекарственных препаратов. С давних пор используются лишайники и как лечебное средство, на это указывал ещё Теофраст. Лишайники содержат широкий спектр ингредиентов, представляющих интерес для фармацевтики. Например, цетрария исландская добавляется в средства от кашля; в уснее был обнаружен антибиотик усниновая кислота, применяемый для лечения кожных и других болезней; полисахариды (саркома-180) интересны для онкологов. Некоторые лишайниковые вещества действуют как стимуляторы, поднимающие тонус организма (цетрария исландская «исландский мох»). В ее состав входит паралихестериновая кислота, обладающая тонизирующим действием.
Лишайники являются организмами-индикаторами (биоиндикаторы) для определения условий окружающей среды, в частности, качества воздуха (лихеноиндикация). При «пассивном мониторинге» учитывается частота встречаемости лишайников в какой-то местности, по которой делается вывод о качестве воздуха здесь. При «активном мониторинге» наблюдают конкретный вид лишайника, который высаживают в исследуемом месте и по воздействию на него окружающей среды (понижение жизнеспособности, изменение окраски талома, гибель) судят о её качестве.
В районах с интенсивным сельским хозяйством велико внесение удобрений, азотные соединения из которых распространяются с водой, делая реакцию почвы слабоосновной. Это ведёт к исчезновению видов лишайников, которые предпочитают кислые почвы. Лишайники служат также показателями наличия в воздухе токсичных тяжелых металлов. Накапливают лишайники и радиоактивные вещества. Поэтому они могут быть использованы для контроля за радиоактивными осадками после атмосферных ядерных испытаний.
Благодаря тому, что лишайники долго живут и растут с постоянной скоростью, по ним можно определить возраст породы (отступление ледника или время постройки нового здания). Чаще всего для этой цели используются жёлтые лишайники рода Rhizocaгрon. Так, в 1965 году с помощью этого метода был определён средний возраст монументов на острове Пасхи (почти 500 лет).
Долгое время из лишайников литорального рода Roccella и вида Pertusaria corallina получали ценный пурпурный краситель. Карл Линней упоминал в своём «Plantae tinctoriae» («Растения красящие») шесть лишайников-красителей. Evernia и Parmelia применяются в Шотландии и Скандинавии для окрашивания шерсти и ткани. Также интересно применение лишайника Xanthoparmelia camtschadalis жителями Нижнего Поволжья для окрашивания пасхальных яиц.
Из широко распространенного лишайника эверния сливовая («дубовый мох») извлечено вещество резиноид, обладающее ароматическими свойствами и являющееся хорошим закрепителем аромата. Этот препарат заменяет соответствующее импортное сырье для парфюмерной промышленности. Этот же лишайник и реже другой вид - эверния шелушащаяся - применялись в странах Северной Африки для ароматизации хлеба.
В перспективе при широком и углубленном изучении лишайники могут стать источниками ценных биологически активных веществ (медицинских препаратов и т. д.). Однако использование лишайников должно вестись планомерно, на заранее разработанной научной основе, чтобы не нанести непоправимый ущерб природе, в которой они играют свою определенную важную роль.
В природе значение лишайников велико, поскольку они способны расти даже там, где не могут жить растения. Первыми заселяя безжизненные субстраты, они участвуют в процессе почвообразования, что делает возможным дальнейшее поселение растений. Лишайники поглощают минеральные вещества из каменистого субстрата, включая их тем самым в биологический круговорот. Талломы лишайников создают условия для формирования сообществ различных организмов (среди них находят себе убежища различные беспозвоночные).
Биологические особенности лишайников определяют их возможность поселяться на бесплодных горных породах и способствовать выветриванию. Как автогетеротрофные организмы лишайники одновременно аккумулируют солнечную энергию, создавая органическое вещество, и разлагают органические и минеральные вещества. Выделения лишайников растворяют не только известковые, но и кремнеземистые соединения. В трещинах и углублениях разрыхленной породы задерживаются пылевые частицы, накапливается гумус. Первыми обычно поселяются накипные лишайники, вытесняемые позднее более крупными листоватыми и кустистыми, затем мхи, травы и, наконец, мелкие кустарники. Эта работа лишайников определяет их значение в природе.
Определенное воздействие на другие организмы оказывают различные вещества, выделяемые лишайниками. Это, прежде всего, лишайниковые кислоты, которые могут выделять только лишайники. Установлено, что деревья, покрытые лишайниками, в меньшей степени страдают от разрушительной деятельности грибов, питающихся древесиной, поскольку лишайники выделяют вещества, которые подавляют рост гриба.
Лишайники накапливают в себе значительное количество энергетически ценных веществ, что делает их весьма привлекательными для многих животных, питающихся ими. Особенно большое кормовое значение лишайники имеют в тундровых лесотундровых областях, где составляют значительную часть покрова. Именно лишайники являются основой рациона северных оленей - важных полудомашних животных оленеводческих народов Севера.
Участие лишайников в хозяйственной деятельности человека незначительно. Наиболее значимы тундровые лишайники. Наибольшее экономическое значение имеют виды лишайников, объединенные под названием «ягель». Это олений лишайник, неправильно называемый оленьим мхом (Caladonia rangiferina, C. alpestris, C.sylvatica, C.mitis), а также исландский мох (Cetraria islandica) и другие виды цетрарий и алекторий. Эти кустистые лишайники широко распространены в тнудре, где служат главным зимним кормом для северного оленя. Олени чувствуют запах лишайника под снегом и могут доставать его даже со значительной глубины. Вследствие очень медленного отрастания лишайников на восстановление пастбищ требуется 10-30 лет. Наиболее ценные оленьи пастбища-кладониевые.
К сожалению, промышленное производство, сопровождаемое вредными выбросами в атмосферу, приводит к сокращению численности лишайников, особенно в городах. Небрежное, а даже часто преступное отношение к природе в ходе освоения нефтяных и газовых месторождений влечет за собой загрязнение огромных территорий, от чего страдают, в первую очередь, лишайники. Даже обычный след от гусениц прошедшего по тундре вездехода наносит лишайниковому покрову раны, которые будут зарастать долгие десятилетия. Поэтому лишайники, столь удивительные и ни на кого не похожие организмы нуждаются в срочной и долговременной программе по их защите.
Роль лишайников в природе
Отдел Лишайники насчитывает более 20 тыс. видов, распространённых на земном шаре. Особенно значительную роль они играют в растительном покрове тундровых и лесных экосистем.
Поскольку лишайники распространены очень широко, они играют одну из решающих ролей в природе в качестве продуцентов биомассы.
Поселяясь на горных породах, они берут участие в их химическом выветривании. После их отмирания образуется небольшое количество гумуса, на котором уже могут поселиться другие растения. Потому их и называют «пионерами растительности».
Благодаря высокому содержанию углеводов лишайники являются очень ценным кормом для северных оленей, а также для марала и лося. (кладония оленья, исландский мох).
Значение лишайников в жизни человека
Различные виды лишайников имеют неодинаковую степень чувствительности к загрязнению атмосферы, потому эту особенность используют для биоиндикации уровня загрязнения окружающей естественной среды (лихеноиндикация).
Лишайники могут произрастать при самых разных условиях и влажности, и освещения, могут легко переносить длительную засуху, резкие колебания температуры, но по - разному реагируют на загрязнение воздуха.
Некоторые из лишайников не выдерживают даже малейшего загрязнения воздуха и гибнут - они не выдерживают высоко содержания в воздухе угарного газа, оксидов серы, азота, потому они и используются как биоиндикаторы.
Другие виды лишайников встречаются только в населённых пунктах, даже в густонаселённых промышленных городах.
Характерная биологическая особенность лишайников - образование так называемых лишайниковых кислот, откладывающихся на поверхности гиф в виде кристаллов, зёрнышек, палочек. Они обуславливают и цвет слоевища лишайников. Известно около 300 лишайниковых кислот, которые встречаются только в организме лишайников. Биологическое значение их ещё изучено недостаточно. Некоторые из них, очевидно, выполняют защитную функцию в качестве антибиотиков и токсинов, другие используют в парфюмерии как ароматические вещества и для фиксации запахов.
Замечание 1
Уснин, который добывают из кустистого лишайника уснеи бородатой, широко используют в медицине.
По возрасту слоевищ лишайников (может достигать нескольких сотен или даже тысяч лет) в геологии устанавливают возраст ледниковых морен, горных обвалов и т. п.
Их используют для получения антибиотиков и лекарственных средств(цетрария, кладония, пармелия, уснея, леканора), ароматических веществ и фиксаторов запахов (лобария, эверния сливовая).
Из лишайников получают сахар, спирт (цетрария исландская, некоторые виды кладоний), индикатор лакмус (леканора, рочелла), органические красители (охролехия, некоторые виды рочелл),
Трудно переоценить значение лишайников в природе и жизни человека. Ведь несмотря на свой крохотный размер, они являются важнейшим элементом в экосистеме Земли. Более того, за долгие годы исследований человек научился применять лишайники в различных сферах производства.
Но, к сожалению, не многие способны похвастаться тем, что знакомы с этим удивительным Дабы исправить это, расскажем о том, каково же истинное значение лишайников в природе и жизни человека.
Что такое лишайник?
Лишайник - это удивительный симбиоз грибов и водорослей. При этом лишайники вобрали в себя лучшие качества обоих семейств. Они довольно быстро поглощают воду, так как это свойственно грибам, а гены водорослей обеспечивают их механизмом фотосинтеза. Именно поэтому лишайник неприхотлив к среде обитания и может выжить даже в самом суровом климате.
Но каково же значение лишайников в природе и жизни человека? Начать следует с того, что эти растения существенно влияют на собственное место обитания. Это связано с тем, что лишайниковая кислота частично разрушает поверхность, тем самым понижая ее плотность и давая пробиться к свету более слабым растениям.
Экологическое значение лишайников в природе и в жизни человека
Как и любое растение, лишайники перерабатывают выпуская при этом кислород. Этот факт приобретает еще большее значение, если принимать во внимание, что упомянутые растения неплохо себя чувствуют в тех частях мира, где другие попросту не выживают.
Также лишайники являются отличными биодатчиками. Они моментально реагируют на Поэтому ученные, изучая экологическую ситуацию в регионе, первым делом берут на анализ образцы лишайников. К тому же эти растения удерживают внутри себя следовательно, благодаря им можно обнаружить даже незначительные всплески радиации.
Практическое значение лишайников в природе и жизни человека
Лишайники - это источник углеводов для многих животных. Например, дикие козы очень любят это лакомство, поэтому кочуют с места на место в его поисках. На Севере, где зима длится очень долго, лишайники стали основой рациона для таких зверей, как лось, олень, дикий кабан.
Но и среди людей есть те, кто не прочь полакомиться этим представителем флоры. Правда, не каждый вид лишайников можно использовать для этой цели. Так, съедобной считается лишайниковая манна, а также гирофора. Последняя, кстати, является основой для многих японских блюд.
Промышленное значение лишайников
Итак, роль лишайников в природе и жизни человека предельно ясна, но вот как быть с промышленной стороной вопроса? Наверное, ни для кого не секрет, что в последние годы это растение активно используют на многих производствах.
Так, дубовый мох и эвернию сливовую добавляют в духи, дабы придать им особые нотки. А некоторые сорта лишайника используют для создания красок. Причина тому - все то же свойство удерживать металлы.
Но куда важнее то, что из них делают многие лекарственные препараты. Например, пармелию используют для приготовления лекарства от эпилепсии, помогает при отравлении, а лобария снимает воспаление легких. К тому же некоторые сорта лишайника обладают антибактериальными свойствами.
Фотобионт обычно представлен зелеными водорослями (Chlorophyceae) или цианобактериями, а микобионт – сумчатыми (Ascomycetes) или, гораздо реже, трутовыми базидиальными (Basidiomycetes) грибами. Несмотря на «составную» природу лишайников, их выделяют в самостоятельную таксономическую группу со своими видовыми, родовыми и т.д. названиями, причем название присваивается по микобионту. Классифицируют лишайники по-разному, но в настоящее время их помещают в ту же группу, что и родственные микобионту грибы, не образующие лишайников. Фотобионт сохраняет свою таксономическую самостоятельность.
По строению тела (таллома, или слоевища) лишайники бывают накипными (корковыми), листоватыми и кустистыми. Они распространены по всему земному шару от тропиков до приполярных областей. Хорошо известны такие лишайники, как ягель, или олений мох (Cladonia rangiferina ), и виды Usnea , свешивающиеся с деревьев наподобие бород и очень похожие внешне на цветковые эпифитные растения рода Tillandsia .
Строение.
Симбиоз, т.е. сожительство фотобионта и гриба, возникает, если их совместимые виды случайно встречаются. Образование лишайников можно таким способом вызвать и в лабораторных условиях. При этом можно наблюдать, как растущие нити (гифы) гриба оплетают клетки фотобионта, и их масса (мицелий) изолирует клетки водоросли от внешней среды.
После возникновения такой ассоциации новый составной организм, а точнее его микобионт формирует таллом специфического строения, которое не встречается даже у таксономически близких грибов, живущих отдельно от фотобионта. Появляются структуры, аналогичные тем, что свойственны стеблям и листьям цветковых растений. В первую очередь это кора – обособленный поверхностный слой из плотно переплетенных гиф, позволяющий лишайникам быстро впитывать окружающую влагу в сырую погоду и так же быстро высыхать, что спасает их клетки от перегрева и переохлаждения. Поскольку полностью непроницаемая оболочка препятствовала бы газообмену, в коре имеются простые поры и щели, а также участки с рыхло расположенными клетками, напоминающие чечевички в коре деревьев. У некоторых родов лишайников имеются и высокоспециализированные поры, т.н. цифеллы и псевдоцифеллы, во многом сходные по своему строению с устьицами на листьях растений. Под корой находится более мощный слой рыхло переплетенных гиф с расположенными между ними клетками водоросли. Это сердцевина лишайника. Обычно клетки фотобионта сосредоточены на ее периферии – ближе к свету, образуя более или менее выраженный фотосинтезирующий слой. У многих лишайников, слоевище которых плотно прижато к субстрату, кора формируется только на верхней его стороне, и газообмен, вероятно, идет также непосредственно через сердцевину. У более сложно устроенных видов, в частности у кустистых лишайников, образуются особые нитевидные выросты, прикрепляющие их к субстрату подобно корням растений. Если эти выросты сформированы только гифами нижней коры, они называются ризоидами, а если они толще и включают в себя также сердцевинные гифы – ризинами. Однако их всасывающая способность существенной роли в жизни лишайников не играет.
Лишайники – многолетние организмы, поэтому они накапливают запасные вещества в форме полисахаридов или иных соединений, близких к углеводам (например, сахароспиртов). В коре и сердцевине лишайников образуются сложные жирные кислоты и производные таких соединений, как орсинол и антрахинон. Некоторые из этих веществ неприятны на вкус и делают лишайники несъедобными для животных. Другие, отличающиеся приятным ароматом, используются в парфюмерной промышленности, а некоторые – для производства красителей. Способность синтезировать те или иные соединения – важный систематический признак лишайников.
Грибы, образующие лишайники, размножаются как бесполым, так и половым путем.
Бесполое размножение.
Большинство лишайников способно регенерировать даже из мелких фрагментов родительского слоевища, лишь бы эти фрагменты содержали и фотобионт, и микобионт. У многих групп лишайников по краям или на верхней поверхности слоевища образуются особые выросты, похожие на листочки или веточки, т.н. изидии, которые легко отламываются и дают начало новому полноценному слоевищу. В других случаях одна или несколько клеток фотобионта в сердцевине лишайника окружаются несколькими слоями гиф, превращаясь в крошечную гранулу, называемую соредией. Скопления таких гранул, прорывая кору, появляются на поверхности в виде порошистых масс, разносимых ветром. Каждая соредия способна прорасти в новое слоевище. Иногда соредии формируются в строго определенных участках поверхности лишайников, называемых соралиями. Чем больше развито вегетативное размножение изидиями и соредиями, тем реже наблюдается половой процесс, а у некоторых лишайников он вообще неизвестен.
Половое размножение.
Хотя бесполое размножение лишайников достаточно эффективно, у грибов, образующих лишайники, широко распространен и половой процесс.
У сумчатых и базидиальных микобионтов наблюдается сложный половой процесс, типичный для этих грибов в целом. В общих чертах он сводится к следующему. В слоевище дифференцируются мужские и женские половые органы. Они входят в контакт друг с другом, и ядра из мужских органов мигрируют в женские. Там они сначала образуют пары с женскими ядрами (дикарионы), не сливаясь с ними. Вырастает множество дикариотических гиф, в клетках которых содержится по два разнополых ядра. Наконец, в клетках на концах этих гиф ядра сливаются, образуя зиготное ядро. Затем происходит мейоз, и в конечном итоге формируются гаплоидные споры. Они разносятся ветром и водой, прорастают в грибные гифы, а те в присутствии подходящего фотобионта образуют новый лишайниковый таллом.
Значение лишайников.
Лишайники настолько выносливы, что растут даже там, где отсутствует другая растительность, например в Арктике и Антарктике. Благодаря своей симбиотической природе они проникают в местообитания, непригодные для продолжительного независимого роста грибов и водорослей. Они первыми заселяют безжизненные субстраты, в частности камни, и начинают почвообразовательный процесс, необходимый для освоения этой среды растениями. Некоторые лишайники в сухих антарктических областях обнаружены даже внутри горных пород (криптоэндолитные формы).
Ряд лишайников служит важным кормом для животных, особенно на севере. Широко известные примеры – уже упоминавшийся ягель и т.н. исландский мох (Cetraria islandica ), который при нехватке другой пищи едят иногда и люди. Определенные виды лишайников считаются в Китае и Японии деликатесами.
Из лишайников можно получать красители, в частности лакмус, экстрагируемый из видов литорального рода Roccella . Его до сих пор широко применяют в химических лабораториях для быстрого и простого определения реакции среды: в кислой среде он краснеет, а в щелочной синеет. Другие лишайниковые красители в свое время использовали для окраски шерсти.
Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха, особенно к диоксиду серы (сернистому газу). При этом степень чувствительности варьирует у разных видов, поэтому их используют в качестве биоиндикаторов степени загрязненности окружающей среды.
