Przygotuj raport na temat symbiozy grzyba i glonu. Sztuczna synteza porostów

Symbioza - Jest to długotrwałe współżycie organizmów dwóch lub większej liczby różnych gatunków roślin lub zwierząt, gdy ich wzajemne powiązania są bardzo bliskie i zwykle wzajemnie korzystne. Symbioza zapewnia tym organizmom lepsze odżywianie. Dzięki symbiozie organizmom łatwiej jest przezwyciężyć niekorzystne skutki środowiska.

W krajach tropikalnych występuje bardzo interesująca roślina - myrmecodia. To jest roślina mrowiskowa. Żyje na gałęziach lub pniach innych roślin. Dolna część łodygi jest znacznie rozszerzona i wygląda jak duża cebula. Cała żarówka jest przesiąknięta komunikującymi się ze sobą kanałami. Osiedlają się w nich mrówki. Kanały te powstają podczas rozwoju pogrubionej łodygi i nie są obgryzane przez mrówki. W rezultacie mrówki otrzymują gotowy dom z rośliny. Ale roślina czerpie również korzyści z żyjących w niej mrówek. Faktem jest, że w tropikach są Mrówki ścinające liście. Wyrządzają ogromne szkody roślinom. Mrówki innego gatunku osiedlają się w myrmekodiach i toczą wojnę z mrówkami obcinającymi liście. Mieszkańcy myrmecodii nie pozwalają obcinaczom liści dotrzeć na jej szczyt i nie pozwalają im zjadać delikatnych liści. W ten sposób roślina zapewnia dom zwierzęciu, a zwierzę chroni roślinę przed wrogami. Oprócz myrmecodia w tropikach rośnie wiele innych roślin, które współpracują z mrówkami.

Roślina mrowisko - myrmecody: 1 - dwie rośliny osadzone na jednej gałęzi drzewa; 2 - przekrój łodygi myrmecodia.

Istnieją jeszcze bliższe formy symbiozy między roślinami i zwierzętami. Jest to na przykład symbioza jednokomórkowych glonów z amebami, słonecznikami, orzęskami i innymi pierwotniakami. Te jednokomórkowe zwierzęta są siedliskiem zielonych glonów, takich jak zoochlorella. Przez długi czas zielone ciała w komórkach najprostszych zwierząt uważano za organelle, tj. Stałe części samego jednokomórkowego zwierzęcia i dopiero w 1871 roku słynny rosyjski botanik L. S. Tsenkovsky ustalił, że istnieje współistnienie różnych prostych organizmów. Następnie zjawisko to nazwano symbiozą.

Zoochlorella, żyjąca w ciele najprostszej ameby zwierzęcej, jest lepiej chroniona przed niekorzystnymi wpływami zewnętrznymi. Ciało ameby jest przezroczyste, dlatego proces fotosyntezy w algach przebiega normalnie. Zwierzę otrzymuje z alg rozpuszczalne produkty fotosyntezy (głównie węglowodany - cukier) i się nimi odżywia. Ponadto podczas fotosyntezy glony uwalniają tlen, który zwierzę wykorzystuje do oddychania. Zwierzę z kolei dostarcza glonom związki azotowe niezbędne do ich odżywiania. Wzajemne korzyści dla zwierząt i roślin wynikające z symbiozy są oczywiste.

Glony w ciele zwierząt: 1 - ameba, a - glony zoochlorella, b - rdzeń ameby, c - kurczliwa wakuola ameby; 2 - kłącze paulinelli, a - rdzeń kłącza, b - algi zielone, c - pseudopodia kłącza.

Do symbiozy z glonami przystosowały się nie tylko najprostsze zwierzęta jednokomórkowe, ale także niektóre zwierzęta wielokomórkowe. Glony występują w komórkach hydr, gąbek, robaków, szkarłupni i mięczaków. Dla niektórych zwierząt symbioza z algami stała się tak konieczna, że ich Organizm nie może normalnie się rozwijać, jeśli w jego komórkach nie ma glonów.

Powyżej - symbioza w życiu roślin niższych. Porosty: 1 - cladonia; 2 - parmelia; 3 - ksaiatorium; 4 - łańcuchy i kuliste komórki glonów widoczne pod mikroskopem w przekroju plechy różnych porostów. Poniżej - rośliny z rodziny storczykowatych: 1 - epifityczne storczyki tropikalne z korzeniami powietrznymi (a) i wstążkowatymi (b); 2 - orchidea naziemna strefy umiarkowanej - pantofelek damski.

Symbioza jest szczególnie interesująca, gdy obaj uczestnicy są roślinami. Być może najbardziej uderzającym przykładem symbiozy dwóch organizmów roślinnych są porosty. Porosty są postrzegane przez wszystkich jako jeden organizm. W rzeczywistości składa się z grzyba i alg. Opiera się na splecionych strzępkach (nitkach) grzyba. Na powierzchni porostów strzępki te są ściśle ze sobą powiązane, a glony gniazdują pomiędzy strzępkami w luźnej warstwie pod powierzchnią. Najczęściej są to jednokomórkowe glony zielone. Mniej powszechne są porosty z wielokomórkowymi niebiesko-zielonymi algami. Komórki glonów są splecione ze strzępkami grzybów. Czasami na strzępkach tworzą się przyssawki, które wnikają do komórek glonów. Wspólne pożycie jest korzystne zarówno dla grzybów, jak i glonów. Grzyb dostarcza glonom wodę z rozpuszczonymi solami mineralnymi i otrzymuje od glonów związki organiczne wytwarzane przez siebie w procesie fotosyntezy, głównie węglowodany.

Symbioza tak dobrze pomaga porostom w walce o byt, że potrafią osiedlić się na glebach piaszczystych, na gołych, jałowych skałach, na szkle, na blasze, czyli tam, gdzie nie może istnieć żadna inna roślina. Porosty występują na Dalekiej Północy, w wysokich górach, na pustyniach - pod warunkiem, że jest światło: bez światła glony w porostach nie są w stanie wchłonąć dwutlenku węgla i giną. Grzyby i glony żyją w porostach tak blisko siebie, że tworzą jeden organizm, że najczęściej rozmnażają się razem.

Przez długi czas porosty mylono ze zwykłymi roślinami i zaliczano do mchów. Zielone komórki porostów pomylono z ziarnami chlorofilu zielonej rośliny. Dopiero w 1867 r. pogląd ten został zachwiany badaniami rosyjskich naukowców A. S. Famincyna i O. V. Baraneckiego. Udało im się wyizolować zielone komórki z porostu ksantorowego i ustalić, że mogą one nie tylko żyć poza ciałem porostu, ale także rozmnażać się przez podział i zarodniki. W związku z tym komórki porostów zielonych są niezależnymi glonami.

Wszyscy wiedzą na przykład, że borowików należy szukać tam, gdzie rosną osiki, a borowików - w lasach brzozowych. Okazuje się, że grzyby kapeluszowe nie bez powodu rosną w pobliżu niektórych drzew. Te „grzyby”, które zbieramy w lesie, to jedynie ich owocniki. Ciało samego grzyba - grzybnia lub grzybnia - żyje pod ziemią i składa się z nitkowatych strzępek, które wnikają w glebę (patrz artykuł „Grzyby”). Z powierzchni gleby rozciągają się aż do czubków korzeni drzew. Pod mikroskopem widać, jak strzępki, niczym filc, oplatają czubek korzenia.Nazywa się to symbiozą grzyba z korzeniami roślin wyższych mikoryza(przetłumaczone z greckiego - „korzeń grzyba”).

Zdecydowana większość drzew w naszych szerokościach geograficznych oraz wiele roślin zielnych (w tym pszenica) tworzy mikoryzę z grzybami. Naukowcy odkryli, że normalny wzrost wielu drzew jest niemożliwy bez udziału grzyba, chociaż istnieją drzewa, które mogą rozwijać się bez nich, na przykład brzoza i lipa. Symbioza grzyba z rośliną wyższą istniała u zarania flory lądowej. Pierwsze rośliny wyższe - psilotaceae - miały już organy podziemne ściśle związane ze strzępkami grzybów. Najczęściej grzyb oplata korzeń jedynie strzępkami i tworzy osłonkę, podobnie jak zewnętrzna tkanka korzenia. Mniej powszechne są formy symbiozy, gdy grzyb osiada w samych komórkach korzeni. Ta symbioza jest szczególnie wyraźna w przypadku storczyków, które na ogół nie mogą się rozwijać bez udziału grzyba.

Można założyć, że grzyb wykorzystuje do swojego odżywiania węglowodany (cukier) wydzielane przez korzenie, a roślina wyższa otrzymuje od grzyba produkty rozkładu azotowych substancji organicznych w glebie. Sam korzeń drzewa nie jest w stanie uzyskać tych produktów. Zakłada się również, że grzyby wytwarzają substancje witaminopodobne, które wspomagają wzrost roślin wyższych. Ponadto nie ulega wątpliwości, że szata grzybowa, która otula korzeń drzewa i ma liczne gałęzie w glebie, znacznie zwiększa powierzchnię systemu korzeniowego wchłaniającą wodę, co jest bardzo ważne w życiu rośliny.

W wielu praktycznych działaniach należy uwzględnić symbiozę grzyba i rośliny wyższej. Na przykład podczas sadzenia lasów, układania pasów ochronnych konieczne jest „zarażenie” gleby grzybami, które wchodzą w symbiozę z sadzonym gatunkiem drzewa.

Duże znaczenie praktyczne ma symbioza bakterii asymilujących azot z roślinami wyższymi z rodziny strączkowych (fasola, groch, fasola, lucerna i wiele innych). Na korzeniach roślin strączkowych zwykle pojawiają się zgrubienia - guzki, w których komórkach znajdują się bakterie wzbogacające roślinę, a następnie glebę, w azot (patrz artykuł „Jak działa i odżywia się roślina zielona”).

SYMBIOZA – rodzaj związku pomiędzy organizmami z różnych grup systematycznych – wzajemnie korzystne współżycie osobników dwóch lub więcej gatunków, na przykład glonów, grzybów i mikroorganizmów w organizmie porostu.[...]

Symbioza, czyli współżycie dwóch organizmów, to jedno z najciekawszych i wciąż w dużej mierze tajemniczych zjawisk w biologii, choć badania nad tym zagadnieniem mają już prawie stuletnią historię. Zjawisko symbiozy po raz pierwszy odkrył szwajcarski naukowiec Schwendener w 1877 roku podczas badań porostów, które, jak się okazało, są złożonymi organizmami składającymi się z glonów i grzybów. Termin „symbioza” pojawił się w literaturze naukowej później. Został on zaproponowany w 1879 roku przez De Bary’ego.[...]

SYMBIOZA [gr. symbioza] - długotrwałe współżycie organizmów różnych gatunków (symbionty), zwykle przynoszące im obopólne korzyści (np. porosty - grzyby C. i glony).[...]

Symbioza powstała w przyrodzie na następujących podstawach fizjologicznych: grzyb przyczepiający porost do podłoża dostarcza glonom wodę i rozpuszczone w nim minerały oraz układ enzymów; W procesie fotosyntezy algi wytwarzają węglowodany, które są wykorzystywane zarówno przez same glony, jak i grzyby. W dużej mierze glony pobierają z atmosfery wodę i pyły zawierające substancje nieorganiczne.[...]

Wśród symbioz nie najmniej miejsca zajmują symbiozy z udziałem glonów. Glony potrafią wchodzić w symbiotyczne relacje nie tylko między sobą, ale także z przedstawicielami różnych systematycznych grup organizmów, zarówno królestwa zwierząt, jak i roślin (bakterie, zwierzęta jednokomórkowe i wielokomórkowe, grzyby, mchy, paprocie, nagonasienne i okrytozalążkowe). Jednak lista takich glonów jest bardzo ograniczona.[...]

U sinic (cyjanobakterii) wiązanie azotu może zachodzić zarówno w postaciach wolno żyjących, jak i w symbiozie z grzybami (jako część niektórych porostów) lub z mchami, paprociami, a w jednym znanym przypadku z rośliną nasienną. Liście małej pływającej paproci wodnej Azolla mają mikroskopijne pory wypełnione symbiotycznymi niebiesko-zielonymi algami Apanaena, które aktywnie wiążą azot (Moore, 1969). Przez wiele stuleci paproć ta odgrywała ważną rolę na zalanych polach ryżowych na Wschodzie. Przed posadzeniem sadzonek ryżu zalane pola porastają paprocie, które wiążą wystarczającą ilość azotu, aby dostarczyć ryżowi w okresie dojrzewania. Metoda ta, w połączeniu ze stymulacją wolno żyjących sinic, pozwala na uprawę ryżu sezon po sezonie na tym samym polu bez konieczności stosowania nawozów. Podobnie jak w przypadku bakterii z brodawek roślin strączkowych, symbiotyczne niebiesko-zielone algi są bardziej wydajne niż wolno żyjące [przegląd wiązania azotu przez niebieskozielone algi autorstwa Petersa (1978)].[...]

Typowym przykładem symbiozy jest ścisłe współżycie grzybów i glonów, prowadzące do powstania bardziej złożonego organizmu roślinnego – porostu – lepiej przystosowanego do warunków naturalnych. Innym uderzającym przykładem symbiotycznego współżycia w glebie jest symbioza grzybów z roślinami wyższymi, gdy grzyby tworzą mikroorganizmy na korzeniach roślin. Obserwuje się wyraźną symbiozę pomiędzy bakteriami brodawkowymi a roślinami strączkowymi.[...]

Ale inne poglądy nadal się rozwijają. Niektórzy badacze podkreślają, że porosty posiadają szereg cech wskazujących na szczególny, wysoko rozwinięty rodzaj symbiozy, można powiedzieć „supersymbiozę”. Symbioza u porostów charakteryzuje się historycznym rozwojem i morfogenezą, co doprowadziło do pojawienia się określonych form życia i typów struktur, które nie występują pojedynczo ani u grzybów, ani w glonach. Porosty mają szereg specjalnych właściwości biologicznych, które nie są nieodłączne od innych grup organizmów. Są to ich metody rozmnażania za pomocą soredii i izydii, wyjątkowość metabolizmu, tworzenie specyficznych substancji porostowych, w syntezie których biorą udział oba bioskładniki plechy porostu itp. […]

Typowym przykładem bliskiej symbiozy, czyli mutualizmu między roślinami, jest współżycie glonów i grzybów, które tworzą specjalny integralny organizm porostów (ryc. 6.11).[...]

Zatem porosty są symbiozą grzybów i glonów. Ich gatunki praktycznie nigdy nie występują w stanie wolnym. Strzępki grzybów oplatają glony i absorbują przyswajane przez nie substancje, a glony czerpią ze strzępek wodę i minerały. Znanych jest ponad 20 tysięcy gatunków porostów, co wskazuje na ogromne znaczenie takiej symbiozy.[...]

Strefa pomiędzy północną granicą lasów a trwałym lodem nazywana jest zwykle tundrą. Jedną z najważniejszych roślin tundry jest porost reniferowy („mech jeleniowaty”) Otadonia. Zwierzęta te z kolei służą jako pokarm dla wilków i ludzi. Rośliny tundrowe zjadają także lemingi – puszyste gryzonie o krótkich ogonach przypominające miniaturowe niedźwiedzie – i kuropatwy. Przez całą długą zimę i krótkie lato lisy polarne i sowy śnieżne żywią się głównie lemingami i pokrewnymi gryzoniami. We wszystkich tych przypadkach łańcuchy pokarmowe są stosunkowo krótkie, a każda znacząca zmiana liczby organizmów na którymkolwiek z trzech poziomów troficznych jest silnie odzwierciedlona na innych poziomach, ponieważ praktycznie nie ma możliwości przejścia na inną żywność. Jak zobaczymy później, jest to jeden z powodów, dla których niektóre grupy organizmów arktycznych podlegają ostrym wahaniom liczebności - od nadmiaru po prawie całkowite wyginięcie. Warto zauważyć, że często zdarzało się to w przypadku cywilizacji ludzkich, które były zależne od jednego lub kilku kilku źródeł pożywienia (pamiętajcie „głód ziemniaczany” w Irlandii2). Na Alasce ludzie nieumyślnie spowodowali gwałtowne wahania liczby organizmów, wprowadzając domowe renifery z Laponii. W przeciwieństwie do rodzimych karibu, renifery nie migrują. W Laponii renifery są przenoszone z miejsca na miejsce, aby uniknąć nadmiernego wypasu, ale Indianie i Eskimosi z Alaski nie mają umiejętności pasterskich (dzikie karibu samodzielnie przemieszczają się z jednego pastwiska na drugie). W rezultacie renifery zubożyły wiele łąk, ograniczając także zasoby pożywienia dla karibu. Jest to wyraźny przykład tego, co się dzieje, gdy wprowadzana jest tylko część dobrze skoordynowanego systemu. Będziemy mieli okazję zauważyć, że wprowadzone zwierzęta często kończą się katastrofą, jeśli naturalne lub sztuczne mechanizmy kontrolne nie zostaną przeniesione wraz z nimi do nowego siedliska.[...]

Symbioza jest korzystna dla obu partnerów. W symbiozie obaj partnerzy są współzależni. Stopień tej współzależności może być bardzo różny: od protokooperacji, gdy każdy z partnerów może istnieć niezależnie w przypadku zniszczenia symbiozy, po mutualizm, gdy obaj partnerzy są tak współzależni, że usunięcie jednego z partnerów prowadzi do nieuniknionego śmierć obojga. Przykładem protokooperacji jest związek między krabami a ukwiałami, które przyczepiają się do krabów, kamuflując je i chroniąc je komórkami parzącymi. Jednocześnie wykorzystują kraby jako pojazdy i pochłaniają resztki pożywienia. Przypadki mutualizmu najczęściej występują u organizmów o różnych potrzebach. Bardzo często takie relacje powstają między autotrofami i heterotrofami. Jednocześnie zdają się uzupełniać. Uderzającym przykładem mutualizmu są porosty - jest to symbiotyczny system grzybów i glonów, którego połączenie funkcjonalne i morfologiczne jest tak bliskie, że można je uznać za szczególny rodzaj organizmu, w przeciwieństwie do żadnego z jego składników. Dlatego porosty zwykle klasyfikuje się nie jako symbiozy dwóch gatunków, ale jako odrębne gatunki organizmów żywych. Glony zaopatrują grzyba w produkty fotosyntezy, a grzyb będąc rozkładaczem zaopatruje glony w minerały, a ponadto jest podłożem, na którym żyje. Dzięki temu porosty mogą egzystować w niezwykle trudnych warunkach.[...]

Dość powszechnym zjawiskiem w relacjach pomiędzy różnymi gatunkami jest symbioza, czyli współistnienie dwóch lub więcej gatunków, w którym żaden z nich nie może żyć oddzielnie w danych warunkach. Całą klasę organizmów symbiotycznych reprezentują porosty - grzyby i glony żyjące razem. W tym przypadku grzyb porostowy z reguły w ogóle nie żyje pod nieobecność glonów, podczas gdy większość glonów tworzących porosty występuje również w postaci wolnej. W tym wzajemnie korzystnym współżyciu grzyb dostarcza wodę i minerały niezbędne glonom, a glony dostarczają grzybowi produkty fotosyntezy. To połączenie właściwości sprawia, że ​​te organizmy symbiotyczne są wyjątkowo bezpretensjonalne dla warunków życia. Potrafią osiedlać się na gołych kamieniach, korze drzew itp. Jednocześnie fakt, że porosty pozyskują znaczną część substancji mineralnych niezbędnych do życia z osiadającego na ich powierzchni pyłu, czyni je bardzo wrażliwymi na zawartość substancji toksycznych w powietrzu. Jedną z najbardziej wiarygodnych metod określenia poziomu toksyczności zanieczyszczeń zawartych w powietrzu jest uwzględnienie liczebności i różnorodności gatunkowej porostów na kontrolowanym obszarze, oznaczenie porostów.[...]

Szczególnym przypadkiem interakcji między mikroorganizmami – skrajnym przejawem symbiozy – są porosty. Są związkiem glonów i grzybów. Często towarzyszą im bakterie. Powiązania te są bardzo trwałe, omówione w specjalnym dziale, ale tak naprawdę są to mikroorganizmy.[...]

Porosty to złożone organizmy powstałe w wyniku symbiozy pomiędzy grzybami, zielonymi glonami lub cyjanobakteriami i Azotobacter (ryc. 4). Zatem porost jest organizmem złożonym, czyli grzybem 4-alga + azotobacter, którego istnienie zapewnia fakt, że strzępki grzyba odpowiadają za wchłanianie wody i minerałów, glony za fotosyntezę, a azotobacter do wiązania azotu atmosferycznego. Porosty są mieszkańcami wszystkich stref botanicznych i geograficznych. Rozmnażają się wegetatywnie, bezpłciowo i płciowo.[...]

Porosty to wyjątkowa grupa organizmów, reprezentująca symbiozę grzyba i jednokomórkowych glonów lub sinic. Grzyb chroni glony przed wysychaniem i zaopatruje je w wodę. Natomiast algi i sinice w procesie fotosyntezy tworzą substancje organiczne, którymi odżywia się grzyb.[...]

Taksonomia porostów podstawnych jest nadal słabo rozwinięta. Ostatnio badacze odkrywają coraz więcej nowych grzybów, które stale lub sporadycznie pozostają w symbiozie z glonami. W większości przypadków odkrycia te wskazują na fakultatywny charakter i ewolucyjną młodość takich symbiotycznych relacji.[...]

Porosty reprezentują wyjątkową grupę złożonych organizmów, których ciało zawsze składa się z dwóch składników - grzyba i glonu. Teraz każdy uczeń wie, że biologia porostów opiera się na zjawisku symbiozy - współżyciu dwóch różnych organizmów. Jednak nieco ponad sto lat temu porosty były dla naukowców wielką zagadką, a odkrycie ich istoty przez Simona Schwendenera w 1867 roku uznano za jedno z najbardziej niesamowitych odkryć tamtych czasów.[...]

Porosty torbacze są grupą bardzo starą filogenetycznie, wywodzą się z dość prymitywnych form saprofitycznych grzybów workowatych. Niektóre ascomycetes w symbiozie z glonami zielonymi i niebieskozielonymi, rzadziej z algami żółtozielonymi i brunatnymi, w procesie długiego rozwoju ewolucyjnego wytworzyły liczne i niezwykle różnorodne plechy porostów liściastych, skorupiastych i krzaczastych.[...]

Po drugie, porosty tworzą szczególne typy morfologiczne, formy życia, które nie występują osobno u grzybów i glonów tworzących plechę porostu, czyli porosty przeszły historyczny, długotrwały proces formacyjny oparty na symbiozie, który doprowadził do powstania specyficznych formy morfologiczne struktury zewnętrznej i wewnętrznej.[...]

Porosty podstawne różnią się od torbaczy wieloma cechami. Po pierwsze, ich owocniki żyją krótko, często rok, podczas gdy u torbaczy żyją długo – dziesiątki i setki lat. Po drugie, symbioza między podstawczakami i glonami nie doprowadziła do powstania specjalnych form życia ani izolacji morfogenetycznej. Porosty podstawne mają taki sam kształt zewnętrzny jak odpowiadające im grzyby wolno żyjące - mszyce lub pieczarki. W związku z tym przedstawiciele tej klasy nie są prawdziwymi porostami, ale pół-porostami. Po trzecie, w porostach podstawkowych nie stwierdzono specyficznych substancji porostowych, charakterystycznych dla wielu grup porostów torbaczy. [...]

W praktyce szeroko stosowana jest metoda oczyszczania ścieków przemysłowych, pozwalająca na oczyszczenie ich z wielu zanieczyszczeń organicznych. Utlenianie biologiczne przeprowadzane jest przez społeczność mikroorganizmów (biocenoza), w tym wiele różnych bakterii, pierwotniaków i szereg bardziej zorganizowanych organizmów - glony, grzyby itp., Połączonych w jeden kompleks złożonymi związkami (metabioza, symbioza i antagonizm ). Dominującą rolę w tym zbiorowisku odgrywają bakterie, których liczba waha się od 10 do 1014 komórek na 1 g suchej masy biologicznej (biomasy). Liczba rodzajów bakterii może sięgać 5-10, liczba gatunków – kilkadziesiąt, a nawet setki.[...]

Niezwykle charakterystyczne jest to, że chlorofil koncentruje się w komórkach w pewnych zorganizowanych ciałach - plastydach. A plastydy, podobnie jak sama komórka, rozmnażają się przez podział. W związku z tym niektórzy botanicy (m.in. A. Famintsin) próbowali uznać to podstawowe zjawisko za symbiozę, podobnie jak porosty, które są symbiozą zielonych alg i grzybów.[...]

Relacje wzajemne lub mutualizm są jednym ze sposobów realizacji łańcuchów pokarmowych. Ogólnie rzecz biorąc, łańcuchy pokarmowe oznaczają, że jeden gatunek odnosi korzyści, podczas gdy inny ponosi szkody. Jednak w naturze istnieje wiele przypadków, gdy gatunki wchodzą w wzajemnie korzystne relacje - zjawisko to nazywa się mutualizmem. Klasycznym przykładem są porosty, które w rzeczywistości nie są jednym, ale dwoma organizmami – grzybem i glonem. Grzyb zapewnia glonom ochronę, pozwalając im przetrwać w warunkach niskiej wilgotności, gdzie sam nie jest w stanie przetrwać, a algi jako producent dostarczają grzybowi zasobów pożywienia. Nawiasem mówiąc, same grzyby współistnieją z korzeniami drzew, gdzie procesy pozytywnego mutualizmu lub symbiozy są podobne do porostów; można także przypomnieć związek między ukwiałem a krabem pustelnikiem, roślinami kwiatowymi i owadami itp. [...]

Guzki nagonasiennych (rzędu Cycadales - sagowce, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - drzewa iglaste) mają rozgałęziony kształt koralowca, kulisty lub paciorkowaty. Są to pogrubione, zmodyfikowane korzenie boczne. Natura patogenu powodującego ich powstawanie nie została dotychczas wyjaśniona. Endofity nagonasiennych dzielą się na grzyby (phycomycetes), promieniowce, bakterie i algi. Niektórzy badacze sugerują istnienie wielu symbioz. Na przykład uważa się, że u sagowców azotobacter, bakterie guzkowe i glony biorą udział w symbiozie. Nie została rozwiązana również kwestia funkcji guzków u nagonasiennych. Wielu naukowców próbuje przede wszystkim uzasadnić rolę guzków jako wiążących azot. Niektórzy badacze uważają guzki podokarpowe za zbiorniki wody, a funkcje korzeni powietrznych często przypisuje się guzkom sagowców.

Próby podziału porostu na grzyba i algę podejmowano od dawna, ale najczęściej kończyły się one niepowodzeniem: nawet jeśli przestrzegano warunków sterylności, nie zawsze było pewne, czy powstała kultura jest symbiontem porostu, a nie organizmem wewnętrznym. pasożyt porostów. Ponadto eksperymentów zwykle nie można było powtórzyć, ale powtarzalność jest jednym z głównych wymagań eksperymentu. Jednak w połowie XX wieku opracowano standardową metodę i wyizolowano kilkadziesiąt grzybów porostowych (mykobiontów) i glonów porostowych (fotobiontów). Duża zasługa w tej pracy należy do amerykańskiego naukowca V. Akhmadzhyana.

Tak więc izolowane symbionty porostów osiedliły się w laboratoriach, w sterylnych probówkach i kolbach z pożywką. Mając do dyspozycji czyste kultury partnerów porostów, naukowcy zdecydowali się na najbardziej odważny krok - syntezę porostów w laboratorium. Pierwszy sukces na tym polu należy do E. Thomasa, który w 1939 roku w Szwajcarii uzyskał z myko- i fotobiontów kapilarę porostu Cladonia z wyraźnie widocznymi owocnikami. W przeciwieństwie do poprzednich badaczy Thomas przeprowadził syntezę w sterylnych warunkach, co budzi zaufanie do jego wyniku. Niestety, jego próby powtórzenia syntezy w 800 innych eksperymentach nie powiodły się.

Ulubionym obiektem badań V. Akhmadzhyana, który przyniósł mu światową sławę w dziedzinie syntezy porostów, jest grzebień Cladonia. Porost ten jest szeroko rozpowszechniony w Ameryce Północnej i otrzymał potoczną nazwę „brytyjscy żołnierze”: jego jaskrawoczerwone owocniki przypominają szkarłatne mundury angielskich żołnierzy podczas wojny kolonii północnoamerykańskich o niepodległość. Małe grudki wyizolowanego mykobiontu Cladonia crestata zmieszano z fotobiontem wyekstrahowanym z tego samego porostu. Mieszaninę umieszczono na wąskich płytkach mikowych, namoczono w roztworze mineralnej odżywki i utrwalono w zamkniętych kolbach. Wewnątrz kolb utrzymywano ściśle kontrolowane warunki wilgotności, temperatury i światła. Ważnym warunkiem doświadczenia była minimalna ilość składników pokarmowych w pożywce. Jak partnerzy porostów zachowywali się w bliskiej odległości od siebie? Komórki glonów wydzielały specjalną substancję, która „przyklejała” do nich strzępki grzybów, a strzępki natychmiast zaczęły aktywnie oplatać zielone komórki. Grupy komórek glonów utrzymywano razem poprzez rozgałęzienie strzępek w łuski pierwotne. Kolejnym etapem był dalszy rozwój pogrubionych strzępek na szczycie łusek i uwolnienie z nich materiału pozakomórkowego, a w efekcie utworzenie górnej warstwy skorupy ziemskiej. Jeszcze później warstwa glonów i rdzeń zróżnicowały się, podobnie jak w plechy naturalnego porostu. Eksperymenty te powtarzano wielokrotnie w laboratorium Akhmadzhyana i za każdym razem prowadziły do ​​pojawienia się pierwotnej plechy porostu.

W latach 40. XX wieku niemiecki naukowiec F. Tobler odkrył, że do kiełkowania zarodników Xanthoria wallae niezbędny jest dodatek substancji stymulujących: ekstraktów z kory drzew, alg, owoców śliwy, niektórych witamin lub innych związków. Sugerowano, że w naturze kiełkowanie niektórych grzybów jest stymulowane przez substancje pochodzące z alg.

Warto zauważyć, że aby zaistniał związek symbiotyczny, obaj partnerzy muszą otrzymywać umiarkowane lub nawet skromne odżywianie, ograniczoną wilgotność i oświetlenie. Optymalne warunki bytowania grzybów i glonów nie sprzyjają ich ponownemu zjednoczeniu. Co więcej, zdarzają się przypadki, gdy obfite odżywianie (na przykład sztucznym nawozem) doprowadziło do szybkiego wzrostu glonów w plechy, zakłócenia połączenia między symbiontami i śmierci porostu.

Jeśli zbadamy pod mikroskopem fragmenty plechy porostów, zobaczymy, że najczęściej glony po prostu sąsiadują ze strzępkami grzybów. Czasami strzępki są ściśle dociśnięte do komórek glonów. Wreszcie strzępki grzybów lub ich gałęzie mogą wnikać mniej lub bardziej głęboko w glony. Występy te nazywane są haustoria.

Współistnienie pozostawia także ślad w strukturze obu symbiontów porostów. Tak więc, jeśli wolno żyjące niebiesko-zielone algi z rodzajów Nostoc, Scytonema i inne tworzą długie, czasem rozgałęzione włókna, to w tych samych glonach w symbiozie włókna są albo skręcone w gęste kulki, albo skrócone do pojedynczych komórek. Ponadto różnice w wielkości i rozmieszczeniu struktur komórkowych obserwuje się u niebieskozielonych alg wolno żyjących i zlichenizowanych. Zielone algi również zmieniają się w stanie symbiotycznym. Dotyczy to przede wszystkim ich reprodukcji. Wiele zielonych alg, żyjących „na wolności”, rozmnaża się za pomocą ruchomych cienkościennych komórek - zoospor. Zoospory zwykle nie tworzą się w wzgórzu. Zamiast tego pojawiają się aplanospory – stosunkowo małe komórki o grubych ściankach, dobrze przystosowane do suchych warunków. Spośród struktur komórkowych zielonych fotobiontów największym zmianom ulega błona. Jest cieńszy niż ten sam glon „na wolności” i ma wiele różnic biochemicznych. Bardzo często wewnątrz komórek symbiotycznych obserwuje się ziarna przypominające tłuszcz, które znikają po usunięciu glonów z plechy. Mówiąc o przyczynach tych różnic, można założyć, że są one związane z jakimś działaniem chemicznym grzybiczego sąsiada glonów. Na sam mykobiont wpływa również jego partner w postaci glonów. Gęste grudki izolowanych mykobiontów, składające się z ściśle splecionych strzępek, wcale nie wyglądają jak grzyby zlichenizowane. Inna jest również wewnętrzna struktura strzępek. Ściany komórkowe strzępek w stanie symbiotycznym są znacznie cieńsze.

Zatem życie w symbiozie zachęca glony i grzyby do zmiany wyglądu zewnętrznego i struktury wewnętrznej.

Co konkubenci uzyskują od siebie nawzajem, jakie korzyści czerpią ze wspólnego mieszkania? Glony dostarczają grzybowi, sąsiadowi w symbiozie porostów, węglowodanów uzyskanych w procesie fotosyntezy. Alga, syntetyzując ten czy inny węglowodan, szybko i prawie całkowicie oddaje go swojemu grzybowemu „towarzyszowi”. Grzyb otrzymuje z alg nie tylko węglowodany. Jeśli niebiesko-zielony fotobiont wiąże azot atmosferyczny, następuje szybki i stały odpływ powstałego amonu do grzybiczego sąsiada glonów. Glony, oczywiście, po prostu mają możliwość szerokiego rozprzestrzenienia się na całej Ziemi. Według D. Smitha „najpospolitsza alga porostów, Trebuxia, bardzo rzadko żyje poza porostami. Wewnątrz porostu jest być może bardziej rozpowszechniona niż jakikolwiek inny rodzaj wolno żyjących glonów. Ceną za zajęcie tej niszy jest dostarczanie grzyb żywicielski z węglowodanami.”

Podczas korzystania z materiałów serwisu konieczne jest umieszczenie aktywnych linków do tego serwisu, widocznych dla użytkowników i robotów wyszukujących.

Królestwo roślin. Wodorost

Wodorosty - mieszkańcy wody. Żyją w zbiornikach z wodą czerwoną, słoną, zdarzają się też takie, które żyją na korze drzew.

Wodorost:

– jednokomórkowe (chlamydomonas, chlorella)

– wielokomórkowe (ulotrix, spirogyra).

Grupa glonów zawiera sekcje: Zielona, ​​Brązowa, Czerwona. Glony są producentami pierwotnej materii organicznej. Glony utrzymują poziom tlenu w atmosferze. Z alg pozyskiwanych jest wiele substancji chemicznych potrzebnych człowiekowi:

– alginiany;

– ziemia okrzemkowa;

– wodorosty służą do celów spożywczych, porfir to prawdziwy przysmak;

– jednokomórkowa alga Chlorella została wykorzystana jako obiekt laboratoryjny w badaniach kosmicznych.

Ludzie używają alg na farmie i je jedzą.

Oprócz korzyści glony mogą wyrządzić pewne szkody, na przykład, gdy pozostałości rozkładają się w zbiorniku, gromadzi się ogromna liczba bakterii tlenowych, co prowadzi do gwałtownego wyczerpania się zapasów tlenu w wodzie. W rezultacie rozpoczyna się śmierć wszystkich innych organizmów zbiornika.

Królestwo roślin. Porosty

Porosty to niezwykłe rośliny. Nie mają wyraźnie określonych liści i łodyg, rozprzestrzeniają się za pomocą zarodników. Przez długi czas naukowcy nie mogli rozwikłać tajemnicy porostu - „rośliny sfinksa”, jak to nazwał K. A. Timiryazev. Wreszcie udało się ustalić, że porosty nie są wcale samodzielnymi organizmami, ale... połączeniem grzyba i glonu! Wywierając na siebie korzystny wpływ, te dwie rośliny połączyły się tak całkowicie, że uzyskano unikalny organizm. Niektórzy naukowcy nawet nie chcieli uwierzyć w tak niesamowity fakt. Jednak ich wątpliwości rozwiały się, gdy możliwe stało się przeprowadzenie „sztucznej syntezy” porostów z wchodzących w ich skład grzybów i alg.

Korzyści, jakie grzyb czerpie z współżycia z algami, są oczywiste. Glony odżywiają się i swojego współmieszkańca substancjami organicznymi, które syntetyzują za pomocą życiodajnych promieni słonecznych z dwutlenku węgla pochłoniętego z powietrza lub wody.

Grzyby dostarczają glonom soli mineralnych. Dodatkowo wnikając strzępkami i oplatając glony miejsca ich wzrostu, pomagają im utrzymać się na twardej powierzchni gleby, kory drzew, skał oraz chronią je przed zimnem i suszą. Dlatego porosty są tak wytrwałe: z łatwością wytrzymują upał i mróz.

W przyrodzie często można spotkać takie współżycie różnych organizmów, oparte na wzajemnych korzyściach. Nazywało się to symbiozą.

Porosty różnią się wyglądem i kolorem. Są krzaczaste, liściaste i łuskowate.

Ciało porostu - plechy - to pojedynczy organizm składający się z grzyba i glonów żyjących w symbiozie. Czasami na nitkach grzybów pojawiają się przyssawki, które wnikają w komórki glonów.

Porosty pochłaniają wilgoć całą powierzchnią ciała, głównie wilgoć pochodzącą z deszczu, rosy i mgły. Dzięki temu mogą osiedlać się na nagich, jałowych skałach, na szklanych powierzchniach, na dachach, na pustyniach, wszędzie tam, gdzie jest światło. Bez światła fotosynteza nie zachodzi w komórkach glonów i porosty obumierają.

Rozmnażanie jest wegetatywne (przez kawałki plechy lub grupy komórek grzybów i glonów). Grzyb symbiotyczny może rozmnażać się niezależnie poprzez zarodniki.

Porosty – wskaźniki czystości powietrza, pokarm dla jeleni, surowce dla przemysłu chemicznego, niektóre nadają się do spożycia.

Królestwo roślin. Mchy

Mchy po raz pierwszy pojawiły się na Ziemi ponad 350 milionów lat temu – znacznie wcześniej niż dinozaury. Należą do grupy tzw. mszaków, do której zaliczają się także mniej znane wątrobowce i antoceroty.

Są to z reguły rośliny nisko rosnące, o wysokości nie większej niż kilka centymetrów, pełzające po ziemi. Zdecydowana większość mchów nie ma specjalnych tkanek transportujących składniki odżywcze i wodę z jednej części rośliny do drugiej. Nie mają prawdziwych korzeni, łodyg i liści. Zatem „korzenie” mchu służą jedynie do utrzymywania go w jednym miejscu. Woda i składniki odżywcze wchłaniane są całą powierzchnią rośliny. Mchy nie mają ani kwiatów, ani nasion. Zamiast tego na szczycie rośliny zwykle pojawiają się małe kapsułki zawierające zarodniki na długich, cienkich łodygach – tak zwana sporogonia. Z zarodników wyrastają rośliny, w których powstają żeńskie i męskie komórki rozrodcze - jaja i plemniki. Z kolei zapłodnione jaja dają początek nowej generacji roślin tworzących zarodniki. Cykl obejmuje zatem naprzemienność pokoleń płciowych i bezpłciowych (gametofit i sporofit).

Rośliny wieloletnie, niskie, Ciało stanowi plecha pokryta wąskimi zielonymi liśćmi, nie ma korzeni. Przystosowane są do życia w wilgotnych miejscach i przyczepiają się do nich cienkimi, nitkowatymi wyrostkami łodygi – ryzoidami. Odżywianie - chlorofil. Absorpcja wody następuje na całej powierzchni ciała.

Odżywianie autotroficzne - chlorofil występuje w chloroplastach komórek zielonych.

Rozmnażaj się bezpłciowo – zarodniki i płciowe – fuzja gamet męskich i żeńskich. Pokolenie płciowe - gametofit, łodyga z liśćmi tworzącymi komórki płciowe (gamety) jest bardziej wyraźne niż pokolenie bezpłciowe - sporofit, na którym tworzą się zarodniki.

Następuje przemiana pokoleń. We wszystkich roślinach jedno pokolenie zawsze dominuje nad drugim. To pokolenie nazywa się dominującym. Mchy to jedyne rośliny lądowe, u których gametofit dominuje nad sporofitem.

Zamierające części mchów tworzą torf. Bagna i lasy, w których rosną mchy, służą jako zbiorniki wilgoci i wpływają na reżim wodny terytorium.



Wszystkie żywe organizmy na planecie są podzielone na królestwa. Klasyfikacja opierała się na obecności jądra. Istnieje królestwo prokariotów, które nie mają jądra komórkowego. Należą do nich bakterie i sinice (cyjanę). Królestwo eukariontów obejmuje organizmy posiadające jądro: grzyby, rośliny i zwierzęta. Pomimo tego, że bakterie, grzyby, rośliny (glony i wyższe), zwierzęta stanowią odrębne królestwa, to jednak istnieją między nimi cechy wspólne.

Bakterie i cyjanki są klasyfikowane jako prokarioty. Ich główne różnice to:

• brak jasno określonego rdzenia;
• brak organelli błonowych;
• obecność mezosomów (rodzaj występu błony w środku komórki);
• małe rybosomy w porównaniu do eukariontów;
• Bakterie mają jeden chromosom, sinice mają kilka chromosomów zlokalizowanych w cytoplazmie;
• brak jąder;
• brak mitochondriów;
• ściana komórkowa bakterii składa się z mureiny, a ściana komórkowa cyjanków składa się z celulozy;
• wici wyróżniają się prostą budową i małą średnicą;
• Nie ma procesu płciowego, rozmnażanie odbywa się poprzez podział.

W niesprzyjających warunkach wiele mikroorganizmów tworzy zarodniki, które mogą leżeć latami w oczekiwaniu na odpowiednie warunki do życia i rozwoju. Rośliny i grzyby również wytwarzają zarodniki, ale potrzebują ich do rozmnażania. Istnieją drobnoustroje, które żywią się jak rośliny i są autotrofami, a niektóre żywią się jak zwierzęta i są heterotrofami. W przeciwieństwie do innych organizmów żywych, których życie nie jest możliwe bez obecności tlenu, istnieją mikroorganizmy, które potrafią żyć w środowisku beztlenowym, a tlen, wręcz przeciwnie, jest dla nich destrukcyjny.

Bakterie to najliczniejsze stworzenia na planecie, a większość z nich jest wciąż niezbadana.

królestwo roślin

Klasyfikacja opiera się na ich głównej różnicy - odżywianiu autotroficznym. Potrafią przekształcać substancje nieorganiczne w organiczne. Aby to zrobić, potrzebują energii słonecznej. Jest to również charakterystyczne dla cyjanobakterii. Dzięki roślinom i cyjanobakteriom powietrze na planecie zostaje wzbogacone w tlen, tak niezbędny dla innych żywych organizmów. Rośliny są źródłem pożywienia dla wielu innych organizmów. Dzielą się na dwa podkrólestwa: algi i wyższe. Glony nie mają korzeni, łodyg i liści, w przeciwieństwie do form wyższych.

Szczególne miejsce zajmują prymitywne glony (pirofity), których komórkom brakuje histonów w chromosomach, a ich budowa jest zbliżona do nukleoidu bakterii. Ściana komórkowa niektórych glonów, podobnie jak u zwierząt i grzybów, zbudowana jest z chityny. Algi czerwone różnią się od innych gatunków tym, że ich komórki nie mają wici. Istnieją różnice w cechach strukturalnych i procesach biochemicznych.

królestwo grzybów

Przez długi czas naukowcy spierali się, czy klasyfikować grzyby do odrębnego królestwa, czy nie. W wyniku długich debat zostały one jednak zidentyfikowane oddzielnie, ponieważ mają wiele wspólnego zarówno z roślinami, jak i zwierzętami.

Ich sposób żywienia jest taki sam jak u zwierząt - heterotroficzny. Podobnie jak zwierzęta, brakuje im plastydów i mają chitynę w ścianach komórkowych. W wyniku procesów metabolicznych powstaje mocznik. Grzyby, podobnie jak rośliny, wchłaniają składniki odżywcze poprzez wchłanianie. Są nieruchome i mają wzór wzrostu podobny do roślin.

Niektóre grzyby rozmnażają się jak bakterie ─ bezpłciowo, inne jak rośliny ─ wegetatywnie, inne jak zwierzęta ─ płciowo. Wiele z nich, podobnie jak drobnoustroje, przetwarza martwe żywe organizmy, pełniąc tym samym rolę „sanitariuszy”. Wiele z nich jest korzystnych i wykorzystuje się je do produkcji antybiotyków, hormonów i witamin.

W zależności od sposobu spożywania substancji organicznych dzieli się je na trzy typy:

Porosty

Wielu naukowców nalega na zaklasyfikowanie porostów jako odrębnego królestwa. Jest tego kilka powodów. Mogą to być symbionty:

• grzyby i algi;
• bakterie, grzyby i glony.

Ze względu na wygląd dzieli się je na trzy grupy:

• korowe (które wyrastają na kamieniach i mocno zrastają się z powierzchnią);
• liściaste (przymocowane do powierzchni łodygą);
• krzaczasty (przymocowany do gleby, drzew, krzewów w postaci krzaków).

Ciało porostu nazywa się plechą i różni się ono rozmiarem, kolorem, kształtem i strukturą u różnych gatunków. Plecha może mieć od kilku centymetrów do metra.

Porosty rosną bardzo powoli, ale ich żywotność może wynosić od setek do tysięcy lat.

W wyniku symbiozy powstaje pojedynczy organizm. Ponadto strzępki grzyba są ściśle powiązane z komórkami glonów. Zatem porost łączy dwa zupełnie różne organizmy pod względem struktury i sposobu odżywiania. Grzyby tworzące symbiozę z glonami nie występują w przyrodzie osobno, ale gatunki glonów uczestniczące w symbiozie można również spotkać jako odrębny żywy organizm.

Porosty mają unikalny sposób odżywiania się: grzyby pobierają rozpuszczone minerały, a sinice tworzą materię organiczną i uczestniczą w procesie fotosyntezy. Porosty mogą rozmnażać się przez zarodniki lub dzieląc plechę.

Wrażliwość porostów na zanieczyszczone środowisko czyni je wskaźnikami czystości. Wiele gatunków wykorzystuje się do żywienia zwierząt i do celów leczniczych.

Królestwo zwierząt

Królestwo zwierząt dzieli się na dwa podkrólestwa: pierwotniaki i wielokomórkowe. Chociaż pierwotniaki składają się z jednej komórki, podobnie jak bakterie, mają wszystkie cechy zwierząt. Istnieją gatunki pierwotniaków, które żerują autotroficznie na świetle, a przy jego braku przechodzą w heterotrofię. Pierwotniaki mogą rozmnażać się zarówno bezpłciowo (podział komórek), jak i płciowo (koniugacja).

Wspólną cechą zwierząt i roślin jest metabolizm i struktura komórkowa. Główną różnicą jest sposób jedzenia. Zwierzęta są heterotrofami, to znaczy żywią się gotowymi związkami organicznymi i nie są w stanie syntetyzować substancji nieorganicznych. W większości są to osoby mobilne.

Bardziej złożona struktura komórek eukariotycznych sugeruje, że otrzymały one te ulepszenia w wyniku ewolucji. Jednoczesne istnienie na Ziemi zarówno prokariontów, jak i eukariontów sugeruje, że procesy biologiczne są charakterystyczne dla wszystkich form życia. Wszystkie żywe organizmy żyją w całkowitej interakcji ze sobą, a zniknięcie przynajmniej jednego z gatunków doprowadziłoby do nieodwracalnych konsekwencji. Na planecie jest miejsce na wszelkiego rodzaju łańcuchy ekologiczne.