Pripremite izvještaj o simbiozi gljive i alge. Umjetna sinteza lišajeva

simbioza - To je dugotrajna kohabitacija organizama dvije ili više različitih vrsta biljaka ili životinja, kada su njihovi međusobni odnosi vrlo bliski i obično obostrano korisni. Simbioza ovim organizmima obezbjeđuje bolju ishranu. Zahvaljujući simbiozi, organizmi lakše savladavaju štetne efekte okoline.

U tropskim zemljama postoji vrlo zanimljiva biljka - mirmekodija. Ovo je biljka mravinjak. Živi na granama ili deblima drugih biljaka. Donji dio njegove stabljike je jako proširen i izgleda kao veliki luk. Cijela sijalica je prožeta kanalima koji međusobno komuniciraju. U njima se naseljavaju mravi. Ovi kanali nastaju tokom razvoja zadebljane stabljike, a mravi ih ne grizu. Shodno tome, mravi dobijaju gotov dom od biljke. Ali biljka takođe ima koristi od mrava koji žive u njoj. Činjenica je da u tropima ima Mravi sekači lišća. Nanose veliku štetu biljkama. Mravi druge vrste naseljavaju se u mirmekodiji i ratuju sa mravima rezačima listova. Stanovnici mirmekodije ne dozvoljavaju rezačima lista da dosegnu njen vrh i ne dozvoljavaju im da jedu njene nježne listove. Tako biljka životinji pruža dom, a životinja štiti biljku od njenih neprijatelja. Osim mirmekodije, u tropima rastu mnoge druge biljke koje su u suradnji s mravima.

Biljka mravinjak - mirmekodija: 1 - dvije biljke smještene na jednoj grani drveta; 2 - dio stabljike mirmekodije.

Postoje još bliži oblici simbioze između biljaka i životinja. Ovo je, na primjer, simbioza jednoćelijskih algi s amebama, sunčanicama, cilijatima i drugim protozoama. Ove jednoćelijske životinje nose zelene alge, kao što je zooklorela. Zelena tijela u ćelijama najjednostavnijih životinja dugo su se smatrala organelama, odnosno stalnim dijelovima same jednoćelijske životinje, a tek je 1871. poznati ruski botaničar L. S. Tsenkovsky ustanovio da postoji kohabitacija različitih jednostavnih organizama. Kasnije je ovaj fenomen nazvan simbioza.

Zoochlorella, koja živi u tijelu najjednostavnije životinjske amebe, bolje je zaštićena od štetnih vanjskih utjecaja. Tijelo amebe je prozirno, tako da se proces fotosinteze odvija normalno u algi. Životinja prima topljive proizvode fotosinteze (uglavnom ugljikohidrate - šećer) iz algi i hrani se njima. Osim toga, tokom fotosinteze, alge oslobađaju kisik, a životinja ga koristi za disanje. Zauzvrat, životinja algi opskrbljuje dušičnim spojevima potrebnim za njihovu prehranu. Očigledna je obostrana korist za životinje i biljke od simbioze.

Alge u tijelu životinja: 1 - ameba, a - alga zoohlorela, b - jezgro amebe, c - kontraktilna vakuola amebe; 2 - rizom paulinele, a - jezgro rizoma, b - zelene alge, c - pseudopodije rizoma.

Ne samo najjednostavnije jednostanične životinje, već i neke višećelijske životinje prilagodile su se simbiozi s algama. Alge se nalaze u ćelijama hidre, spužvi, crva, bodljokožaca i mekušaca. Za neke životinje je simbioza s algama postala toliko neophodna njihov Organizam se ne može normalno razvijati ako u njegovim ćelijama nema algi.

Iznad - simbioza u životu nižih biljaka. Lišajevi: 1 - kladonija; 2 - parmelija; 3 - ksaiatorium; 4 - lanci i sferične ćelije algi, vidljive kroz mikroskop u presjeku talusa različitih lišajeva. Ispod - biljke iz porodice orhideja: 1 - epifitske tropske orhideje sa zračnim (a) i trakastim (b) korijenjem; 2 - kopnena orhideja umjerenog pojasa - Ženska papuča.

Simbioza je posebno zanimljiva kada su oba učesnika biljke. Možda najupečatljiviji primjer simbioze dvaju biljnih organizama je lišaj. Svi percipiraju lišajeve kao jedan organizam. U stvari, sastoji se od gljive i algi. Zasnovan je na isprepletenim hifama (nitima) gljive. Na površini lišaja ove su hife čvrsto isprepletene, a alge se gnijezde među hifama u labavom sloju ispod površine. Najčešće su to jednoćelijske zelene alge. Manje su česti lišajevi sa višećelijskim plavo-zelenim algama. Ćelije algi su isprepletene gljivičnim hifama. Ponekad se na hifama formiraju odojke i prodiru u ćelije algi. Kohabitacija je korisna i za gljive i za alge. Gljiva algama opskrbljuje vodu s otopljenim mineralnim solima, a od algi prima organske spojeve proizvedene tokom fotosinteze, uglavnom ugljikohidrate.

Simbioza toliko dobro pomaže lišajevima u borbi za egzistenciju da se mogu nastaniti na pjeskovitom tlu, na golim, neplodnim stijenama, na staklu, na limovima, odnosno tamo gdje nijedna druga biljka ne može postojati. Lišajevi se nalaze na krajnjem sjeveru, u visokim planinama, u pustinjama - sve dok ima svjetlosti: bez svjetla, alge u lišajevima ne mogu apsorbirati ugljični dioksid i umiru. Gljive i alge žive tako blisko zajedno u lišajevima, toliko su jedan organizam da se čak i najčešće razmnožavaju zajedno.

Dugo vremena, lišajevi su pogrešno smatrani običnim biljkama i klasifikovani su kao mahovine. Zelene ćelije u lišajevima pogrešno su zamenjene zrncima hlorofila zelene biljke. Tek 1867. godine ovo gledište poljuljano je istraživanjem ruskih naučnika A. S. Famintsyn i O. V. Baranetsky. Bili su u stanju da izoluju zelene ćelije iz ksantorijumskog lišaja i utvrde da ne samo da mogu da žive izvan tela lišaja, već i da se razmnožavaju deobom i sporama. Shodno tome, ćelije zelenog lišaja su nezavisne alge.

Svi znaju, na primjer, da vrganje treba tražiti tamo gdje rastu jasike, a vrganje - u brezovim šumama. Ispostavilo se da klobuk pečurke rastu u blizini određenih stabala s razlogom. Te “pečurke” koje skupljamo u šumi samo su njihova plodna tijela. Tijelo same gljive - micelij ili micelij - živi pod zemljom i sastoji se od hifa nalik na niti koje prodiru u tlo (vidi članak "Gljive"). Od površine tla protežu se do vrhova korijena drveća. Pod mikroskopom se može vidjeti kako hife, poput filca, prepliću vrh korijena.Simbioza gljive s korijenjem viših biljaka naziva se mikoriza(prevedeno s grčkog - "korijen gljive").

Velika većina drveća na našim geografskim širinama i mnogo zeljastih biljaka (uključujući pšenicu) formiraju mikorizu sa gljivama. Naučnici su otkrili da je normalan rast mnogih stabala nemoguć bez sudjelovanja gljiva, iako postoje stabla koja se mogu razviti i bez njih, na primjer, breza i lipa. Simbioza gljive sa višom biljkom postojala je u zoru kopnene flore. Prve više biljke - psilotaceae - već su imale podzemne organe usko povezane s gljivičnim hifama. Najčešće, gljiva samo prepliće korijen sa svojim hifama i formira ovojnicu, poput vanjskog tkiva korijena. Manje uobičajeni su oblici simbioze, kada se gljiva naseli u samim ćelijama korijena. Ova simbioza je posebno izražena kod orhideja, koje se uglavnom ne mogu razviti bez sudjelovanja gljive.

Može se pretpostaviti da gljiva za svoju ishranu koristi ugljikohidrate (šećer) koje luči korijenje, a viša biljka od gljive prima produkte razgradnje dušičnih organskih tvari u tlu. Sam korijen drveta ne može dobiti ove proizvode. Pretpostavlja se i da gljive proizvode tvari slične vitaminima koje pospješuju rast viših biljaka. Osim toga, nema sumnje da pokrivač gljiva, koji obavija korijen drveta i ima brojne grane u zemljištu, uvelike povećava površinu korijenskog sistema koji upija vodu, što je vrlo važno u životu biljke.

Simbiozu gljive i više biljke treba uzeti u obzir u mnogim praktičnim aktivnostima. Tako, na primjer, prilikom sadnje šuma, prilikom postavljanja zaštitnih pojaseva, neophodno je “zaraziti” tlo gljivama koje ulaze u simbiozu sa vrstama drveća koje se sadi.

Od velike je praktične važnosti simbioza bakterija koje asimiliraju dušik sa višim biljkama iz porodice mahunarki (pasulj, grašak, pasulj, lucerna i mnoge druge). Na korijenu biljke mahunarke obično se pojavljuju zadebljanja - kvržice, čije stanice sadrže bakterije koje obogaćuju biljku, a zatim i tlo dušikom (pogledajte članak „Kako djeluje i hrani se zelena biljka“).

SIMBIOZA - vrsta odnosa između organizama različitih sistematskih grupa - obostrano korisna kohabitacija jedinki dvije ili više vrsta, na primjer algi, gljivica i mikroorganizama unutar tijela lišaja.[...]

Simbioza, ili kohabitacija dvaju organizama, jedan je od najzanimljivijih i još uvijek u velikoj mjeri misteriozni fenomen u biologiji, iako proučavanje ovog pitanja ima istoriju dugu skoro jedan vek. Fenomen simbioze prvi je otkrio švicarski naučnik Schwendener 1877. proučavajući lišajeve, koji su, kako se pokazalo, složeni organizmi koji se sastoje od alge i gljive. Termin „simbioza“ se kasnije pojavio u naučnoj literaturi. Predložio ga je 1879. De Bary.[...]

SIMBIOZA [gr. simbioza kohabitacija] - dugotrajna kohabitacija organizama različitih vrsta (simbionti), koja im obično donosi obostranu korist (npr. lišajevi - C. gljive i alge).[...]

Simbioza je nastala u prirodi na sledećim fiziološkim osnovama: gljiva koja vezuje lišaj za podlogu obezbeđuje algi vodu i minerale rastvorene u njoj, kao i sistem enzima; Tokom procesa fotosinteze, alge proizvode ugljikohidrate koje koriste i same alge i gljive. U velikoj mjeri, alge primaju vodu i prašinu koja sadrži neorganske tvari iz atmosfere.[...]

Među simbiozama, simbioze koje uključuju alge ne zauzimaju najmanje mjesto. Alge su sposobne da stupaju u simbiotske odnose ne samo međusobno, već i sa predstavnicima različitih sistematskih grupa organizama kako životinjskog tako i biljnog carstva (bakterije, jednoćelijske i višećelijske životinje, gljive, mahovine, paprati, golosjemenjače i kritosjemenke). Međutim, lista takvih algi je vrlo ograničena.[...]

Kod plavo-zelenih algi (cijanobakterija) fiksacija dušika se može dogoditi i u slobodnoživućim oblicima i u simbiozi s gljivama (kao dio nekih lišajeva), ili s mahovinama, paprati, a u jednom poznatom slučaju i sa sjemenskom biljkom. Listovi male plutajuće vodene paprati Azolla imaju mikroskopske pore ispunjene simbiotskim plavo-zelenim algama Apanaena, koje aktivno fiksiraju dušik (Moore, 1969.). Vjekovima je ova paprat igrala važnu ulogu u poplavljenim pirinčanim poljima na istoku. Prije sadnje sadnica pirinča, poplavljena polja zarastu paprati, koja fiksira dovoljno azota da opskrbi pirinač tokom perioda zrenja. Ova metoda, zajedno sa stimulacijom slobodnoživućih plavo-zelenih algi, omogućava da se pirinač uzgaja iz sezone u sezonu na istom polju bez potrebe za gnojivom. Kao i kod bakterija iz kvržica mahunarki, simbiotske modrozelene alge su efikasnije od slobodnoživućih [pregled fiksacije azota plavo-zelenim algama od strane Petersa (1978)].[...]

Tipičan primjer simbioze je bliska kohabitacija između gljiva i algi, što dovodi do stvaranja složenijeg biljnog organizma - lišaja - koji je više prilagođen prirodnim uvjetima. Još jedan upečatljiv primjer simbiotske kohabitacije u tlu je simbioza gljiva sa višim biljkama, kada gljive formiraju mikroorganizme na korijenu biljaka. Uočena je jasna simbioza između bakterija kvržica i mahunarki.[...]

Ali druga gledišta se nastavljaju razvijati. Neki istraživači naglašavaju da lišajevi imaju niz karakteristika koje ukazuju na posebnu, visoko razvijenu vrstu simbioze, moglo bi se reći "supersimbioza". Simbiozu u lišajevima karakterizira povijesni razvoj i morfogeneza, što je dovelo do pojave specifičnih životnih oblika i tipova strukture koji se ne nalaze pojedinačno ni u gljivama ni u algama. Lišajevi imaju niz posebnih bioloških svojstava koja nisu svojstvena drugim grupama organizama. To su njihovi načini razmnožavanja uz pomoć soredije i isidije, jedinstvenost metabolizma, stvaranje specifičnih supstanci lišaja u čijoj sintezi sudjeluju obje biokomponente talusa lišaja, itd. [...]

Tipičan primjer bliske simbioze, odnosno mutualizma između biljaka, je kohabitacija alge i gljive, koje čine poseban integralni organizam lišajeva (slika 6.11).[...]

Dakle, lišajevi su simbioza gljivica i algi. Njihove vrste se praktički nikada ne nalaze u slobodnom stanju. Hife gljivica prepliću alge i upijaju supstance koje asimiliraju, a alge dobijaju vodu i minerale iz hifa gljiva. Poznato je više od 20 hiljada vrsta lišajeva, što ukazuje na veliki značaj ovakve simbioze.[...]

Zona između sjeverne granice šuma i trajnog leda obično se naziva tundra. Jedna od najvažnijih biljaka tundre je jelenski lišaj („jelenska mahovina“) Otadonia. Ove životinje, zauzvrat, služe kao hrana za vukove i ljude. Biljke tundre jedu i lemingi - pahuljasti kratkorepi glodari koji podsjećaju na minijaturne medvjede - i jarebice. Tokom duge zime i kratkog ljeta, arktičke lisice i snježne sove hrane se uglavnom lemingima i srodnim glodavcima. U svim ovim slučajevima lanci ishrane su relativno kratki, a svaka značajna promjena u broju organizama na bilo kojem od tri trofička nivoa snažno se odražava na drugim nivoima, budući da praktično nema mogućnosti za prelazak na drugu hranu. Kao što ćemo kasnije vidjeti, to je jedan od razloga zašto su neke grupe arktičkih organizama podložne naglim fluktuacijama u broju - od prevelike količine do gotovo potpunog izumiranja. Zanimljivo je primijetiti da se to često dešavalo ljudskim civilizacijama koje su ovisile o jednom ili nekoliko izvora hrane (sjetite se „gladi od krompira“ u Irskoj2). Na Aljasci su ljudi nehotice izazvali oštre fluktuacije u broju organizama unoseći domaće sobove iz Laponije. Za razliku od autohtonih karibua, sobovi ne migriraju. U Laponiji se irvasi premeštaju s mesta na mesto kako bi se izbegla prekomerna ispaša, ali Indijanci i Eskimi sa Aljaske nemaju stočarske veštine (divlji karibui sami prelaze sa jednog pašnjaka na drugi). Kao rezultat toga, sobovi su iscrpili mnoge travnjake, smanjujući zalihe hrane i za karibue. Ovo je jasan primjer šta se dešava kada se uvede samo dio dobro koordiniranog sistema. Imat ćemo prilike primijetiti da unesene životinje često postaju katastrofa ako se prirodni ili umjetni mehanizmi kontrole ne prenesu s njima u novo stanište.[...]

Simbiotski odnos je obostrano koristan za oba partnera. U simbiozi su oba partnera međusobno zavisna. Stepen ove međuzavisnosti može biti vrlo različit: od protokooperacije, kada svaki od partnera može postojati samostalno ako se simbioza uništi, do uzajamnosti, kada su oba partnera toliko međuzavisna da uklanjanje jednog od partnera vodi ka neizbježnom smrt obojice. Primjer protokooperacije je odnos između rakova i morskih anemona, koji se vežu za rakove, kamufliraju i štite ih svojim ubodnim stanicama. Istovremeno, koriste rakove kao vozila i upijaju ostatke svoje hrane. Slučajevi mutualizma najčešće se javljaju kod organizama sa različitim potrebama. Vrlo često, na primjer, takvi odnosi nastaju između autotrofa i heterotrofa. Istovremeno se čini da se međusobno nadopunjuju. Upečatljiv primjer mutualizma je lišaj - to je simbiotski sistem gljiva i algi, čija je funkcionalna i morfološka povezanost toliko bliska da se mogu smatrati posebnom vrstom organizma, za razliku od bilo koje njegove komponente. Stoga se lišajevi obično ne klasificiraju kao simbioze dvije vrste, već kao zasebne vrste živih organizama. Alga opskrbljuje gljivu produktima fotosinteze, a gljiva, kao razlagač, opskrbljuje algu mineralima i osim toga je supstrat na kojem žive. Ovo omogućava lišajevima postojanje u izuzetno teškim uslovima.[...]

Prilično česta pojava u odnosima između različitih vrsta je simbioza, odnosno koegzistencija dvije ili više vrsta, u kojoj nijedna od njih ne može živjeti odvojeno pod datim uvjetima. Cijelu klasu simbiotskih organizama predstavljaju lišajevi - gljive i alge koje žive zajedno. U ovom slučaju, lišajeva gljiva u pravilu uopće ne živi u nedostatku algi, dok se većina algi koje čine lišajevi također nalazi u slobodnom obliku. U ovoj obostrano korisnoj kohabitaciji, gljiva opskrbljuje vodom i mineralima potrebnim za alge, a alge opskrbljuju gljivu proizvodima fotosinteze. Ova kombinacija svojstava čini ove simbiotske organizme izuzetno nepretencioznim za životne uslove. Sposobni su da se nasele na golom kamenju, na kori drveća itd. Istovremeno, činjenica da lišajevi dobijaju značajan deo mineralnih materija neophodnih za život iz prašine koja se taloži na njihovoj površini čini ih veoma osetljivim na sadržaj. otrovnih materija u vazduhu. Jedna od najpouzdanijih metoda za određivanje nivoa toksičnosti nečistoća sadržanih u zraku je uzimanje u obzir broja i raznolikosti vrsta lišajeva u kontroliranom području, indikacija lišajeva.[...]

Poseban slučaj interakcije između mikroorganizama - ekstremna manifestacija simbioze - su lišajevi. Oni su asocijacija algi i gljiva. Često ih prate i bakterije. Ove asocijacije su vrlo stabilne, o njima se govori u posebnom odjeljku, ali su, u stvari, mikrobne.[...]

Lišajevi su složeni organizmi nastali kao rezultat simbioze između gljiva, zelenih algi ili cijanobakterija i Azotobacter (slika 4). Prema tome, lišaj je kombinovani organizam, odnosno gljiva 4-alga + azotobakter, čije postojanje osigurava činjenica da su hife gljive odgovorne za apsorpciju vode i minerala, alge za fotosintezu i azotobacter za fiksaciju atmosferskog azota. Lišajevi su stanovnici svih botaničkih i geografskih zona. Razmnožavaju se vegetativnim, aseksualnim i seksualnim putem.[...]

Lišajevi su jedinstvena grupa organizama, koja predstavlja simbiozu gljive i jednoćelijskih algi ili cijanobakterija. Gljiva štiti alge od isušivanja i opskrbljuje ih vodom. A alge i cijanobakterije, kroz proces fotosinteze, formiraju organske supstance kojima se gljiva hrani.[...]

Taksonomija bazidijalnih lišajeva je još uvijek slabo razvijena. U posljednje vrijeme istraživači pronalaze sve više novih gljiva koje su stalno ili povremeno u simbiozi s algama. U većini slučajeva, ovi nalazi ukazuju na fakultativnu prirodu i evolucijsku mladost takvih simbiotskih odnosa.[...]

Lišajevi predstavljaju jedinstvenu grupu složenih organizama čije se tijelo uvijek sastoji od dvije komponente - gljive i alge. Sada svaki školarac zna da se biologija lišajeva temelji na fenomenu simbioze - kohabitacije dva različita organizma. Ali prije nešto više od sto godina, lišajevi su bili velika misterija za naučnike, a otkriće njihove esencije od strane Simona Schwendenera 1867. ocijenjeno je kao jedno od najnevjerovatnijih otkrića tog vremena.[...]

Torbarski lišajevi su filogenetski vrlo drevna grupa; nastali su od prilično primitivnih oblika saprofitnih askomicetnih gljiva. Neki askomiceti u simbiozi sa zeleno-plavo-zelenim, rjeđe sa žuto-zelenim i smeđim algama, u procesu dugog evolucijskog razvoja, formirali su brojne i izuzetno raznolike tali od lisnatih, korastih i žbunastih lišajeva. [...]

Drugo, lišajevi formiraju posebne morfološke tipove, životne oblike koji se ne nalaze odvojeno u gljivama i algama koje čine stelj lišajeva, odnosno lišajevi su prošli istorijski, dugotrajni proces formiranja zasnovan na simbiozi, koji je doveo do formiranja specifičnih morfološki oblici spoljašnje i unutrašnje strukture [...]

Bazidijalni lišajevi se razlikuju od torbara po nizu karakteristika. Prvo, njihova plodna tijela su kratkog vijeka, često jednogodišnja, dok kod torbara postoje dugo - desetine i stotine godina. Drugo, simbioza bazidiomiceta i algi nije dovela do stvaranja posebnih oblika života ili morfogenetske izolacije. Bazidijalni lišajevi imaju isti vanjski oblik kao i odgovarajuće slobodnoživuće gljive - ahidloforne ili agarične. Shodno tome, predstavnici ove klase nisu pravi lišajevi, već polulišajevi. Treće, specifične supstance lišajeva, tako karakteristične za mnoge grupe tobolčarskih lišajeva, nisu pronađene u bazidiocijalnim lišajevima. [...]

Metoda prečišćavanja industrijskih otpadnih voda se široko koristi u praksi, što omogućava njeno prečišćavanje od mnogih organskih nečistoća. Biološku oksidaciju provodi zajednica mikroorganizama (biocenoza), uključujući mnoge različite bakterije, protozoe i niz visokoorganiziranih organizama - alge, gljive itd., međusobno povezanih u jedinstven kompleks složenim odnosima (metabioza, simbioza i antagonizam ). Dominantnu ulogu u ovoj zajednici imaju bakterije, čiji broj varira od 10 do 1014 ćelija na 1 g suhe biološke mase (biomase). Broj bakterijskih rodova može doseći 5-10, broj vrsta - nekoliko desetina, pa čak i stotina.[...]

Izuzetno je karakteristično da je hlorofil koncentrisan u ćelijama u određenim organizovanim tijelima - plastidima. A plastidi se, kao i sama ćelija, razmnožavaju diobom. S tim u vezi, neki botaničari (uključujući A. Famincin) pokušali su da ovu osnovnu pojavu smatraju simbiozom, poput lišajeva, koji su simbioza zelenih algi i gljiva.[...]

Mutualistički odnosi ili mutualizam jedan su od načina na koji se lanci ishrane implementiraju. Općenito, lanci ishrane impliciraju da jedna vrsta ima koristi, a druga šteti. Međutim, u prirodi postoji mnogo slučajeva kada vrste ulaze u uzajamno korisne odnose - ovaj fenomen se naziva uzajamnost. Klasičan primjer su lišajevi, koji zapravo nisu jedan, već dva organizma – gljiva i alga. Gljiva algi pruža zaštitu, omogućavajući joj opstanak u uvjetima niske vlažnosti gdje ona sama ne može preživjeti, a alga, kao proizvođač, opskrbljuje gljivu izvorima hrane. Inače, same gljive koegzistiraju s korijenjem drveća, gdje su procesi pozitivnog uzajamnosti ili simbioze slični lišajevima; može se prisjetiti i odnosa morske anemone i rakova pustinjaka, cvijeća biljaka i insekata, itd.[...]

Kvržice golosemenjača (redovi Cycadales - cicas, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - četinari) imaju razgranati koraljni, sferni ili perlasti oblik. Oni su zadebljani, modificirani bočni korijeni. Priroda patogena koji uzrokuje njihovo stvaranje još nije razjašnjena. Endofiti golosemenjača klasifikovani su kao gljive (fikomicete), aktinomicete, bakterije i alge. Neki istraživači sugeriraju postojanje više simbioza. Na primjer, vjeruje se da u cikasima, azotobacter, nodules bakterije i alge učestvuju u simbiozi. Pitanje funkcije nodula kod golosjemenjača također nije riješeno. Brojni naučnici pokušavaju prvenstveno potkrijepiti ulogu nodula kao fiksatora dušika. Neki istraživači smatraju da su kvržice podokarpa rezervoari vode, a funkcije zračnog korijena često se pripisuju cikasnim nodulama.

Pokušaji da se lišaj podijeli na gljivu i algu pravljeni su već duže vrijeme, ali su najčešće završavali neuspjehom: čak i ako su se pridržavali uvjeta steriliteta, nije uvijek bilo sigurno da je nastala kultura simbiont lišaja, a ne unutrašnji parazit lišajeva. Osim toga, eksperimenti se obično ne mogu ponoviti, ali ponovljivost je jedan od glavnih zahtjeva za eksperiment. No, sredinom 20. stoljeća razvijena je standardna metoda i izolovano je nekoliko desetina lišajevih gljiva (mikobionta) i lišajevih algi (fotobionta). Velike zasluge za ovaj rad pripadaju američkom naučniku V. Akhmadzhyanu.

Dakle, izolirani simbionti lišaja nastanili su se u laboratorijima, u sterilnim epruvetama i tikvicama s hranjivom podlogom. Imajući na raspolaganju čiste kulture lišajeva partnera, naučnici su se odlučili na najhrabriji korak - sintezu lišajeva u laboratoriji. Prvi uspjeh u ovoj oblasti pripada E. Thomasu, koji je 1939. godine u Švicarskoj od miko- i fotobionta dobio kapilaru lišaja Cladonia sa jasno vidljivim plodnim tijelima. Za razliku od prethodnih istraživača, Thomas je sintezu izvodio u sterilnim uvjetima, što ulijeva povjerenje u njegov rezultat. Nažalost, njegovi pokušaji da ponovi sintezu u 800 drugih eksperimenata su propali.

Omiljeni predmet istraživanja V. Akhmadzhyana, koji mu je donio svjetsku slavu u području sinteze lišajeva, je češalj Cladonia. Ovaj lišaj je rasprostranjen u Sjevernoj Americi i dobio je zajednički naziv "britanski vojnici": njegova svijetlocrvena plodna tijela podsjećaju na grimizne uniforme engleskih vojnika tokom rata sjevernoameričkih kolonija za nezavisnost. Male grudice izolovanog mikobionta Cladonia crestata pomiješane su s fotobiontom ekstrahiranim iz istog lišaja. Smjesa je stavljena na uske ploče liskuna, natopljena mineralnom hranjivom otopinom i fiksirana u zatvorenim tikvicama. Unutar tikvica održavani su strogo kontrolirani uvjeti vlažnosti, temperature i svjetlosti. Važan uslov eksperimenta bila je minimalna količina nutrijenata u podlozi. Kako su se lišajevi partneri ponašali u neposrednoj blizini? Stanice algi su lučile posebnu tvar koja je na njih "zalijepila" hife gljiva, a hife su odmah počele aktivno preplitati zelene stanice. Grupe ćelija algi držane su zajedno grananjem hifa u primarne ljuske. Sljedeća faza bila je daljnji razvoj zadebljanih hifa na vrhu ljuski i njihovo oslobađanje izvanćelijskog materijala, a kao rezultat toga, formiranje gornjeg sloja kore. I kasnije su se sloj algi i jezgra razlikovali, baš kao u talusu prirodnog lišaja. Ovi eksperimenti su ponovljeni mnogo puta u Akhmadzhyanovom laboratoriju i svaki put su doveli do pojave primarnog talusa lišaja.

40-ih godina 20. vijeka njemački naučnik F. Tobler otkrio je da je za klijanje spora Xanthoria wallae potrebno dodavanje stimulativnih supstanci: ekstrakta kore drveta, algi, plodova šljive, nekih vitamina ili drugih jedinjenja. Pretpostavlja se da u prirodi klijavost nekih gljiva stimulišu supstance koje dolaze iz algi.

Važno je napomenuti da za ostvarivanje simbiotske veze oba partnera moraju dobiti umjerenu ili čak oskudnu ishranu, ograničenu vlažnost i osvjetljenje. Optimalni uslovi za postojanje gljiva i algi ne stimulišu njihovo ponovno ujedinjenje. Štoviše, postoje slučajevi kada je obilna prehrana (na primjer, umjetnim gnojivom) dovela do brzog rasta algi u talusu, prekida veze između simbionta i smrti lišajeva.

Ako pod mikroskopom pregledamo dijelove steljke lišajeva, možemo vidjeti da je najčešće alga jednostavno uz hife gljiva. Ponekad su hife usko pritisnute uz ćelije algi. Konačno, gljivične hife ili njihove grane mogu prodrijeti manje ili više duboko u alge. Ove projekcije se nazivaju haustorije.

Koegzistencija također ostavlja otisak na strukturu oba simbionta lišaja. Dakle, ako slobodno živeće modrozelene alge iz rodova Nostoc, Scytonema i drugih formiraju dugačke, ponekad razgranate filamente, tada se u istim algama u simbiozi ili uvijaju u guste kuglice ili skraćuju na pojedinačne ćelije. Osim toga, uočene su razlike u veličini i rasporedu ćelijskih struktura kod slobodnoživućih i liheniziranih plavo-zelenih algi. Zelene alge se također mijenjaju u simbiotskom stanju. To se prvenstveno odnosi na njihovu reprodukciju. Mnoge zelene alge, koje žive "u slobodi", razmnožavaju se mobilnim stanicama tankih stijenki - zoosporama. Zoospore se obično ne formiraju u talusu. Umjesto toga, pojavljuju se aplanospore - relativno male ćelije sa debelim zidovima, dobro prilagođene suvim uslovima. Od staničnih struktura zelenih fotobionta, membrana je podvrgnuta najvećim promjenama. Tanja je od one iste alge "u divljini" i ima niz biohemijskih razlika. Vrlo često se unutar simbiotskih ćelija uočavaju zrna nalik masti, koja nestaju nakon što se alge uklone iz talusa. Govoreći o razlozima ovih razlika, možemo pretpostaviti da su one povezane sa nekom vrstom hemijskog dejstva gljivičnog suseda algi. Sam mikobiont je također pod utjecajem svog partnera alge. Guste grude izoliranih mikobionata, koje se sastoje od blisko isprepletenih hifa, uopće ne liče na lihenizirane gljive. Unutrašnja struktura hifa je također različita. Ćelijski zidovi hifa u simbiotskom stanju su mnogo tanji.

Dakle, život u simbiozi potiče alge i gljive da mijenjaju svoj vanjski izgled i unutrašnju strukturu.

Šta sugrađani imaju jedni od drugih, kakve koristi imaju zajednički život? Alga opskrbljuje gljivu, svog susjeda u simbiozi lišajeva, ugljikohidratima dobijenim tokom procesa fotosinteze. Alga, nakon što je sintetizirala jedan ili drugi ugljikohidrat, brzo i gotovo u potpunosti ga daje svom "pratiocu" gljiva. Gljiva ne prima samo ugljikohidrate iz algi. Ako plavo-zeleni fotobiont fiksira atmosferski dušik, dolazi do brzog i postojanog odljeva rezultirajućeg amonijaka do gljivičnog susjeda algi. Alge, očigledno, jednostavno dobijaju priliku da se šire širom Zemlje. Prema D. Smithu, "najčešća alga u lišajevima, Trebuxia, vrlo rijetko živi izvan lišajeva. Unutar lišajeva je možda raširenija od bilo kojeg roda slobodnoživućih algi. Cijena za zauzimanje ove niše je snabdijevanje gljiva domaćin sa ugljikohidratima.”

Prilikom korištenja materijala stranice potrebno je postaviti aktivne linkove na ovu stranicu, vidljive korisnicima i robotima za pretraživanje.

Biljno carstvo. Morske alge

morske alge - stanovnika vode. Žive u rezervoarima sa crvenom vodom, slanom vodom, a ima i onih koji žive na kori drveća.

morske alge:

– jednoćelijski (hlamidomonas, hlorela)

– višećelijski (ulotrix, spirogyra).

Grupa algi sadrži sekcije: Zelena, Smeđa, Crvena. Alge su proizvođači primarne organske materije. Alge održavaju nivo kiseonika u atmosferi. Mnoge hemikalije potrebne ljudima dobijaju se iz algi:

– alginati;

– kieselgur;

– kelpa se koristi za hranu, porfir je prava poslastica;

– jednoćelijska alga Chlorella korišćena je kao laboratorijski objekat u svemirskim istraživanjima.

Ljudi koriste alge na farmi i jedu ih.

Osim dobrobiti, alge mogu uzrokovati i određenu štetu, na primjer, kada se ostaci razgrade u rezervoaru, nakuplja se ogroman broj aerobnih bakterija, što dovodi do oštrog iscrpljivanja rezervi kisika u vodi. Kao rezultat, počinje smrt svih drugih organizama rezervoara.

Biljno carstvo. Lišajevi

Lišajevi su neobične biljke. Nemaju jasno definisane listove i stabljike, raspršuju se pomoću spora. Dugo vremena naučnici nisu mogli razotkriti misteriju lišaja - "biljke sfinge", kako ju je nazvao K. A. Timiryazev. Konačno, bilo je moguće utvrditi da lišajevi uopće nisu samostalni organizmi, već... kombinacija gljive i alge! Djelujući blagotvorno jedna na drugu, ove dvije biljke su se tako potpuno spojile da je nastao jedinstveni organizam. Neki naučnici su čak odbili da poveruju u tako neverovatnu činjenicu. Ali njihove sumnje su prestale kada je bilo moguće izvesti "vještačku sintezu" lišaja iz njegovih sastavnih gljiva i algi.

Prednosti koje gljiva dobija od suživota sa algama su očigledne. Alga hrani sebe i svoje sustanovnike organskim tvarima koje sintetizira uz pomoć životvornih sunčevih zraka iz ugljičnog dioksida apsorbiranog iz zraka ili vode.

Gljive opskrbljuju alge mineralnim solima. Osim toga, prodirući hifama i isprepletenim algama u mjesta njihovog rasta, pomažu im da ostanu na tvrdoj površini tla, kore drveća, stijena i štite ih od hladnoće i suše. Zbog toga su lišajevi tako izdržljivi, lako podnose vrućinu i mraz.

Takva kohabitacija različitih organizama, zasnovana na obostranoj koristi, često se nalazi u prirodi. To se zvalo simbioza.

Lišajevi se razlikuju po izgledu i boji. Žbunasti su, lisnati i ljuskavi.

Tijelo lišaja, talus, je jedan organizam koji se sastoji od gljive i alge koji žive u simbiozi. Ponekad se na nitima gljiva pojavljuju odojke, koje prodiru u ćelije algi.

Lišajevi upijaju vlagu po cijeloj površini tijela, uglavnom vlagu od kiše, rose i magle. To im omogućava da se naseljavaju na golim, neplodnim stijenama, na staklenim površinama, na krovovima, u pustinjama, gdje god ima svjetlosti. Bez svjetlosti, fotosinteza se ne događa u ćelijama algi i lišajevi umiru.

Razmnožavanje je vegetativno (djelićima steljke ili skupinama stanica gljivica i algi). Moguće je da se simbiotska gljiva samostalno razmnožava sporama.

lišajevi – indikatori čistoće vazduha, hrana za jelene, sirovine za hemijsku industriju, nešto se može jesti.

Biljno carstvo. Mahovine

Mahovine su se prvi put pojavile na Zemlji prije više od 350 miliona godina - mnogo ranije od dinosaurusa. Spadaju u grupu takozvanih briofita, koja uključuje i manje poznate jetrenjake i antocerote.

To su, u pravilu, biljke niskog rasta, visine ne više od nekoliko centimetara, koje puze po tlu. Velika većina mahovina nema posebna tkiva koja prenose hranjive tvari i vodu iz jednog dijela biljke u drugi. Nemaju pravog korijena, stabljike ili listova. Dakle, "korijeni" mahovine imaju za cilj samo da ga drže na jednom mjestu. Vodu i hranjive tvari apsorbira cijela površina biljke. Mahovine nemaju ni cvetove ni seme. Umjesto toga, male kapsule koje nose spore na dugim tankim peteljkama - takozvana sporogonija - obično se pojavljuju na vrhu biljke. Iz spora rastu biljke u kojima se formiraju ženske i muške reproduktivne stanice - jajašca i spermatozoida. Oplođena jaja, zauzvrat, daju početak nove generacije biljaka koje stvaraju spore. Ciklus tako uključuje izmjenu spolnih i aseksualnih generacija (gametofita i sporofita).

Višegodišnje biljke niskog rasta, Tijelo je talus, prekriven uskim zelenim listovima, nema korijena. Prilagođeni su životu na vlažnim mjestima i pričvršćeni su tankim nitistim izraslinama stabljike - rizoidima. Ishrana - hlorofil. Apsorpcija vode se dešava na cijeloj površini tijela.

Autotrofna ishrana - hlorofil se nalazi u hloroplastima zelenih ćelija.

Razmnožavaju se aseksualno – spore i seksualne – fuzije muških i ženskih gameta. Polna generacija - gametofit, stabljika sa listovima koja formira polne ćelije (gamete) je izraženija od aseksualne generacije - sporofita, na kojoj se formiraju spore.

Dolazi do smjene generacija. Jedna generacija uvijek prevladava nad drugom u svim biljkama. Ova generacija se naziva dominantnom. Mahovine su jedine kopnene biljke u kojima gametofit dominira sporofitom.

Umirući dijelovi mahovine formiraju treset. Močvare i šume u kojima rastu mahovine služe kao rezervoari vlage i utiču na vodni režim teritorije.



Svi živi organizmi na planeti podijeljeni su u kraljevstva. Klasifikacija je zasnovana na prisustvu jezgra. Postoji carstvo prokariota koji nemaju jezgro. To uključuje bakterije i plavo-zelene alge (cijanea). Kraljevstvo eukariota uključuje one organizme koji imaju jezgro: gljive, biljke i životinje. Unatoč činjenici da bakterije, gljive, biljke (alge i više), životinje čine odvojena carstva, među njima postoje i zajedničke karakteristike.

Bakterije i cijanidi su klasifikovani kao prokarioti. Njihove glavne razlike su:

• nedostatak jasno definisanog jezgra;
• odsustvo membranskih organela;
• prisustvo mezozoma (neka vrsta izbočenja membrane u sredinu ćelije);
• mali ribozomi u poređenju sa eukariotima;
• Bakterije imaju jedan hromozom, cijanobakterije imaju nekoliko hromozoma koji se nalaze u citoplazmi;
• odsustvo nukleola;
• nema mitohondrija;
• stanični zid bakterija sastoji se od mureina, a zid cijanida sastoji se od celuloze;
• flagele se odlikuju jednostavnom strukturom i malim promjerom;
• Ne postoji seksualni proces; reprodukcija se događa diobom.

U nepovoljnim uslovima mnogi mikroorganizmi formiraju spore, koje mogu ležati godinama čekajući pogodne uslove za život i razvoj. Biljke i gljive također proizvode spore, ali su im potrebne za reprodukciju. Postoje mikrobi koji se hrane poput biljaka i autotrofi su, a neki se hrane kao životinje i heterotrofi. Za razliku od drugih živih organizama, čiji je život nemoguć bez prisustva kiseonika, postoje mikroorganizmi koji su u stanju da žive u anaerobnom okruženju, a kiseonik je, naprotiv, za njih destruktivan.

Bakterije su najbrojnija stvorenja na planeti, a većina njih je još uvijek neistražena.

biljno carstvo

Klasifikacija se temelji na njihovoj glavnoj razlici - autotrofnoj ishrani. Sposobni su pretvoriti neorganske tvari u organske. Za to im je potrebna solarna energija. Ovo je također karakteristično za cijanobakterije. Zahvaljujući biljkama i cijanobakterijama, vazduh na planeti je obogaćen kiseonikom koji je toliko neophodan drugim živim organizmima. Biljke su izvor hrane za mnoge druge organizme. Podijeljeni su u dva potkraljevstva: alge i viša. Alge nemaju korijenje, stabljike i listove, za razliku od viših oblika.

Posebno mjesto zauzimaju primitivne alge (pirofiti), čijim stanicama nedostaju histoni u hromozomima, čija je struktura bliska nukleoidu bakterija. Stanični zid nekih algi je napravljen od hitina, poput onih kod životinja i gljiva. Crvene alge se razlikuju od ostalih vrsta po tome što njihove ćelije nemaju flagele. Postoje razlike u strukturnim karakteristikama i biohemijskim procesima.

carstvo pečuraka

Dugo su se naučnici prepirali oko toga da li svrstati gljive u posebno carstvo ili ne. Kao rezultat dugih rasprava, oni su ipak identificirani odvojeno, jer imaju mnogo zajedničkog i s biljkama i sa životinjama.

Njihov način ishrane je isti kao i kod životinja - heterotrofni. Baš kao i životinje, nemaju plastide i imaju hitin u ćelijskim zidovima. Kao rezultat metaboličkih procesa nastaje urea. Gljive, kao i biljke, apsorbuju hranljive materije apsorpcijom. Oni su nepokretni i imaju obrazac rasta sličan onom kod biljaka.

Neke se gljive razmnožavaju poput bakterija ─ aseksualno, neke poput biljaka ─ vegetativno, neke poput životinja ─ spolno. Mnogi od njih, poput mikroba, obrađuju mrtve žive organizme, igrajući tako ulogu „bolnika“. Mnogi od njih su korisni i koriste se u proizvodnji antibiotika, hormona i vitamina.

Ovisno o načinu na koji konzumiraju organske tvari, dijele se na tri tipa:

Lišajevi

Mnogi naučnici insistiraju na klasifikovanju lišajeva kao posebnog carstva. Postoji nekoliko razloga za to. Oni mogu biti simbionti:

• gljive i alge;
• bakterije gljive i alge.

Na osnovu izgleda dele se u tri grupe:

• kortikalni (koji rastu na kamenju i čvrsto rastu zajedno s površinom);
• lisnati (pričvršćen za površinu stabljikom);
• žbunasti (pričvršćen za tlo, drveće, grmlje u obliku grmlja).

Tijelo lišajeva naziva se talus, koji se razlikuje po veličini, boji, obliku i strukturi među različitim vrstama. Talus može biti od nekoliko centimetara do jednog metra.

Lišajevi rastu veoma sporo, ali njihov životni vek može biti od stotina do hiljada godina.

Kao rezultat simbioze, dobija se jedan organizam. Štoviše, hife gljive su usko isprepletene sa stanicama algi. Dakle, lišaj kombinuje dva potpuno različita organizma u strukturi i načinu ishrane. Gljive koje čine simbiozu sa algama ne nalaze se zasebno u prirodi, ali se vrste algi koje sudjeluju u simbiozi mogu naći i kao zaseban živi organizam.

Lišajevi imaju jedinstven način ishrane: gljive apsorbuju otopljene minerale, a cijanobakterije formiraju organsku materiju i učestvuju u procesu fotosinteze. Lišajevi se mogu razmnožavati ili sporama ili dijeljenjem steljke.

Osjetljivost lišajeva na zagađenu okolinu čini ih pokazateljima čistoće. Mnoge vrste se koriste za ishranu životinja i u medicinske svrhe.

životinjsko carstvo

Životinjsko carstvo je podijeljeno na dva potcarstva: protozoa i višećelijska. Iako se protozoe sastoje od jedne ćelije, baš kao i bakterije, imaju sve karakteristike životinja. Postoje vrste protozoa koje se autotrofno hrane na svjetlu, a u njegovom odsustvu prelaze na heterotrofiju. Protozoe se mogu razmnožavati i aseksualno (ćelijska dioba) i spolno (konjugacija).

Ono što je zajedničko životinjama i biljkama je metabolizam i ćelijska struktura. Glavna razlika je način ishrane. Životinje su heterotrofi, odnosno hrane se gotovim organskim spojevima i nisu u stanju sintetizirati anorganske tvari. Uglavnom su mobilni.

Složenija struktura eukariotske ćelije sugerira da su ova poboljšanja primili kao rezultat evolucije. A istovremeno postojanje na Zemlji i prokariota i eukariota sugerira da su biološki procesi karakteristični za sve oblike života. Svi živi organizmi žive u potpunoj interakciji jedni s drugima, a nestanak barem jedne vrste doveo bi do nepovratnih posljedica. Na planeti postoji mjesto za sve vrste ekoloških lanaca.