Čo tvorí symbiózu medzi hubou a riasou. Symbióza: príklady v prírode

Fotografia symbiózy húb s koreňmi

Nápadným príkladom hubovej symbiózy je mykoríza – spoločenstvo húb a vyšších rastlín (rôzne stromy). Z takejto „spolupráce“ profituje strom aj huba. Huba, ktorá sa usadzuje na koreňoch stromu, plní funkciu absorbovania koreňových chĺpkov a pomáha stromu absorbovať živiny z pôdy. Touto symbiózou dostáva huba zo stromu hotové organické látky (cukry), ktoré sa pomocou chlorofylu syntetizujú v listoch rastliny.

Okrem toho pri symbióze húb a rastlín mycélium produkuje látky, ako sú antibiotiká, ktoré chránia strom pred rôznymi patogénnymi baktériami a patogénnymi hubami, ako aj rastové stimulanty, ako je giberelín. Zistilo sa, že stromy, pod ktorými rastú čiapočky, prakticky neochorejú. Okrem toho si strom a huba aktívne vymieňajú vitamíny (hlavne skupiny B a PP).

Mnohé klobúčkové huby tvoria symbiózu s koreňmi rôznych druhov rastlín. Okrem toho sa zistilo, že každý druh stromu je schopný tvoriť mykorízu nie s jedným typom huby, ale s desiatkami rôznych druhov.

Na fotografii lišajník

Ďalším príkladom symbiózy nižších húb s organizmami iných druhov sú lišajníky, ktoré sú spojením húb (hlavne askomycét) s mikroskopickými riasami. V čom spočíva symbióza húb a rias a ako k takejto „spolupráci“ dochádza?

Do polovice 19. storočia sa verilo, že lišajníky sú samostatné organizmy, no v roku 1867 ruskí botanici A. S. Famintsyn a O. V. Baranetsky zistili, že lišajníky nie sú samostatné organizmy, ale spoločenstvo húb a rias. Z tohto spojenia ťažia obaja symbionti. Riasy si pomocou chlorofylu syntetizujú organické látky (cukry), ktorými sa mycélium živí a mycélium zásobuje riasy vodou a minerálmi, ktoré vysáva zo substrátu a zároveň ich chráni pred vysychaním.

Vďaka symbióze húb a rias žijú lišajníky na miestach, kde huby ani riasy nemôžu existovať oddelene. Obývajú horúce púšte, vysoké hory a drsné severné oblasti.

Lišajníky sú ešte tajomnejšie stvorenia prírody ako huby. Menia všetky funkcie, ktoré sú vlastné oddelene žijúcim hubám a riasam. Všetky životne dôležité procesy v nich prebiehajú veľmi pomaly, pomaly rastú (od 0,0004 do niekoľkých mm za rok) a tiež pomaly starnú. Tieto nezvyčajné tvory sa vyznačujú veľmi dlhou dĺžkou života - vedci naznačujú, že vek jedného z lišajníkov v Antarktíde presahuje 10 000 rokov a vek najbežnejších lišajníkov, ktoré sa nachádzajú všade, je najmenej 50 - 100 rokov.

Vďaka spolupráci húb a rias sú lišajníky oveľa odolnejšie ako machy. Môžu žiť na substrátoch, na ktorých nemôže existovať žiadny iný organizmus na našej planéte. Nachádzajú sa na kameni, kovoch, kostiach, skle a mnohých iných substrátoch.

Lišajníky stále udivujú vedcov. Obsahujú látky, ktoré sa v prírode už nevyskytujú a do povedomia ľudí sa dostali až vďaka lišajníkom (niektoré organické kyseliny a alkoholy, sacharidy, antibiotiká a pod.). Zloženie lišajníkov, ktoré vzniklo symbiózou húb a rias, zahŕňa aj triesloviny, pektíny, aminokyseliny, enzýmy, vitamíny a mnohé ďalšie zlúčeniny. Zhromažďujú rôzne kovy. Z viac ako 300 zlúčenín obsiahnutých v lišajníkoch sa najmenej 80 z nich nenachádza nikde inde v živom svete na Zemi. Vedci v nich každým rokom nachádzajú nové a nové látky, ktoré sa nenachádzajú v žiadnych iných živých organizmoch. V súčasnosti je už známych viac ako 20 tisíc druhov lišajníkov a každý rok vedci objavia niekoľko desiatok ďalších nových druhov týchto organizmov.

Z tohto príkladu je zrejmé, že symbióza nie je vždy jednoduchým spolužitím a niekedy dáva vznik novým vlastnostiam, ktoré žiadny zo symbiontov jednotlivo nemal.

Takýchto symbióz je v prírode veľmi veľa. S takýmto partnerstvom vyhrávajú obaja symbionti.

Zistilo sa, že túžba po zjednotení sa najviac rozvíja v hubách.

Do symbiózy s hmyzom vstupujú aj huby. Zaujímavou asociáciou je spojenie medzi niektorými druhmi plesní a listorezavcami. Tieto mravce špecificky chovajú huby vo svojich domovoch. V oddelených komorách mraveniska vytvára tento hmyz celé plantáže týchto húb. Na tejto plantáži špeciálne pripravujú pôdu: navozia kúsky listov, rozdrvia ich, „oplodnia“ ich výkalmi a výkalmi húseníc, ktoré špeciálne chovajú v susedných komorách mraveniska, a až potom vložia najmenšie. hubové hýfy do tohto substrátu. Zistilo sa, že mravce chovajú iba huby určitých rodov a druhov, ktoré sa okrem mravenísk nikde v prírode nevyskytujú (hlavne huby rodov Fusarium a Hypomyces) a každý druh mravcov chová určité druhy húb.

Mravce nielen vytvárajú hubovú plantáž, ale sa o ňu aj aktívne starajú: hnojia, prerezávajú a odburiňujú. Odrezávajú vznikajúce plodnice, čím bránia ich rozvoju. Mravce navyše odhrýzajú konce hubových hýf, v dôsledku čoho sa na koncoch odhryznutých hýf hromadia bielkoviny, ktoré vytvárajú uzlíky pripomínajúce plodnice, ktorými sa potom mravce živia a kŕmia svoje mláďatá. Navyše, keď sú hýfy orezané, mycélium húb začne rásť rýchlejšie.

„Odburiňovanie“ je nasledovné: ak sa na plantáži objavia huby iných druhov, mravce ich okamžite odstránia.

Zaujímavosťou je, že pri vytváraní nového mraveniska budúca kráľovná po svadobnom lete odletí na nové miesto, začne kopať tunely pre dom svojej budúcej rodiny a v jednej z komôr vytvorí hubovú plantáž. Pred letom odoberie hubové hýfy zo starého mraveniska a umiestni ich do špeciálneho suborálneho vrecka.

Na podobných plantážach sa chovajú aj termity. Okrem mravcov a termitov sa do „chovu húb“ zapájajú aj kôrovce, nudný hmyz, niektoré druhy múch a ôs a dokonca aj komáre.

Nemecký vedec Fritz Schaudin objavil zaujímavú symbiózu našich obyčajných krv sajúcich komárov s kvasinkovými hubami aktinomycetes, ktoré im pomáhajú v procese sania krvi.

Všetky zložky živočíšneho a rastlinného sveta sú úzko prepojené a vstupujú do zložitých vzťahov. Niektoré sú pre účastníkov prospešné alebo dokonca životne dôležité, napríklad lišajníky (výsledok symbiózy huby a riasy), iné sú ľahostajné a ďalšie škodlivé. Na základe toho je zvykom rozlišovať tri typy vzťahov medzi organizmami – neutralizmus, antibióza a symbióza. Ten prvý v skutočnosti nie je ničím výnimočný. Ide o vzťahy medzi populáciami žijúcimi na rovnakom území, na ktorých sa navzájom neovplyvňujú a neinteragujú. Antibióza a symbióza sú však príklady, ktoré sa vyskytujú veľmi často; sú dôležitými zložkami prirodzeného výberu a podieľajú sa na divergencii druhov. Pozrime sa na ne podrobnejšie.

Symbióza: čo to je?

Ide o pomerne bežnú formu vzájomne výhodného spolužitia organizmov, v ktorej je existencia jedného partnera bez druhého nemožná. Najznámejším prípadom je symbióza huby a riasy (lišajníkov). Okrem toho prvý prijíma fotosyntetické produkty syntetizované druhým. A riasy extrahujú minerálne soli a vodu z hýf huby. Žiť oddelene je nemožné.

Komenzalizmus

Komenzalizmus je vlastne jednostranné používanie jedného druhu iným bez toho, aby naň malo škodlivý vplyv. Môže mať niekoľko foriem, ale existujú dve hlavné:

Všetky ostatné sú do určitej miery modifikáciami týchto dvoch foriem. Napríklad entoikia, v ktorej jeden druh žije v tele druhého. Pozorujeme to u kaprovitých rýb, ktoré využívajú ako domov kloaku holotúrií (druh ostnatokožca), ale mimo nej sa živia rôznymi malými kôrovcami. Alebo epibióza (niektoré druhy žijú na povrchu iných). Najmä vráskavce sa na keporkakoch cítia dobre, pričom ich vôbec nerušia.

Spolupráca: popis a príklady

Spolupráca je forma vzťahu, v ktorom organizmy môžu žiť oddelene, ale niekedy sa spájajú pre spoločný prospech. Ukazuje sa, že ide o voliteľnú symbiózu. Príklady:

Vzájomná spolupráca a spolužitie v zvieracom prostredí nie sú ničím výnimočným. Tu sú len niektoré z najzaujímavejších príkladov.

Symbiotický vzťah medzi rastlinami

Symbióza rastlín je veľmi častá a ak sa pozorne pozriete na svet okolo nás, môžete to vidieť aj voľným okom.

Symbióza (príklady) zvierat a rastlín

Príkladov je veľmi veľa a mnohé vzťahy medzi rôznymi prvkami rastlinného a živočíšneho sveta sú stále nedostatočne pochopené.

Čo je to antibióza?

Symbióza, ktorej príklady sa nachádzajú takmer na každom kroku, vrátane ľudského života, ako súčasť prirodzeného výberu, je dôležitou súčasťou evolúcie ako celku.

Za posledných 100 rokov od Bornea bolo v lišajníkovom taluse objavených a popísaných mnoho rôznych foriem absorpčných alebo sacích hýf húb. Tieto hýfy sa tesne pritláčajú k bunke riasy alebo do nej prenikajú a slúžia, ako sa verí, na prenos látok, ktoré riasy tvoria v dôsledku svojej životnej aktivity, do hubovej zložky.

Huba by mala využiť len časť rias a nechať si rezervu – zdravé a normálne riasy, ktorých obsahom by sa mohla živiť.

Vedci zaznamenali kuriózne ochranné reakcie lišajníkových rias. Napríklad súčasne s prienikom haustória do bunky rias sa táto bunka rozdelila. V tomto prípade deliaca rovina spravidla prechádzala presne cez oblasť obsadenú haustóriom a dcérske bunky vytvorené ako výsledok tohto procesu boli bez haustórií. Zistilo sa tiež, že huba zvyčajne napáda riasy, ktoré už dosiahli určitý stupeň zrelosti. U mladých rastúcich rias dochádza k energetickému ukladaniu látok v bunkovej membráne a k jej rýchlemu zhrubnutiu. Táto hrubá bunková stena fykobionta bráni prenikaniu absorpčných orgánov huby. Väčšinou je však ochranná reakcia rias proti aktivite hubovej zložky veľmi slabá.

Všetky názory vyjadrené na túto tému však stále zostávajú iba dohadmi a väčšinou neboli experimentálne potvrdené: lišajníky sa ukázali ako veľmi zložitý objekt pre fyziologický výskum. Vedci sa ešte nenaučili, ako pestovať a udržiavať lišajník v umelých podmienkach. Kontakt medzi hubou a riasou, ktorý je tak ľahko dosiahnuteľný v prírode (len si spomeňte na rozmanitosť lišajníkov!), nie je možné reprodukovať v laboratóriu. Naopak, keď sa lišajníky prenesú do laboratória, tento kontakt sa ľahko preruší a rastlina jednoducho uhynie. Z času na čas sa objavia správy o úspešných pokusoch s pestovaním lišajníkov v laboratórnych podmienkach, no zatiaľ sú tieto správy ojedinelé a nie vždy spoľahlivé.

Za jednu z príčin neúspechu takýchto pokusov možno považovať extrémne pomalý rast lišajníkov. Lišajníky sú viacročné rastliny. Typicky je vek dospelých stielok, ktoré možno vidieť niekde v lese na kmeňoch stromov alebo na pôde, najmenej 20-50 rokov. V severných tundrách dosahuje vek niektorých huňatých lišajníkov rodu Cladonia 300 rokov. Kôrovité lišajníky rastú len o 0,2-0,3 mm za rok.

Frutikózne a listové lišajníky rastú o niečo rýchlejšie - ich stélka sa zvyšuje o 2-3 mm za rok. Preto pestovanie dospelého lišajníka v laboratóriu trvá najmenej 20 rokov a možno aj celý život výskumníka. Je ťažké uskutočniť takýto dlhodobý experiment!

Preto sa fyziologické charakteristiky lišajníkov, vrátane vzťahov medzi komponentmi, zvyčajne študujú pomocou kultúr izolovaných myko- a fykobiontov. Táto metóda je veľmi sľubná, pretože umožňuje dlhodobé a reprodukovateľné experimenty. Bohužiaľ, údaje získané touto metódou nemôžu plne odrážať procesy, ktoré sa vyskytujú v celom lišajníkovom taluse.

A čo viac, nemáme právo predpokladať, že v prírode, v prirodzených podmienkach, v lišajníkoch sa tieto procesy vyskytujú presne tak, ako v kultúrach izolovaných symbiontov. Preto všetky teórie snažiace sa vysvetliť vzťahy medzi zložkami lišajníkov zostávajú len dohadmi.

Úspešnejšie bolo štúdium foriem kontaktu medzi hubovými hýfami a bunkami rias v lišajníkovcom. Ako ukázali štúdie využívajúce elektrónovú mikroskopiu, v lišajníkovom talu možno nájsť najmenej päť typov kontaktu medzi hubovými hýfami a bunkami rias (obr. 289).

Najčastejšie sú jednotlivá bunka riasy a bunka hubovej hýfy vo vzájomnom priamom kontakte. V tomto prípade huba vytvára špeciálne absorpčné, sacie orgány, ktoré prenikajú do vnútra bunky riasy alebo sú tesne pritlačené k jej škrupine.

V súčasnosti sa medzi absorpčnými orgánmi huby v lišajníkovom taluse rozlišuje niekoľko typov: haustoria, impresoria a apresoria.

Haustoria sú bočné výrastky hubových hýf, ktoré prenikajú cez bunkovú membránu riasy a prenikajú do jej protoplastu (obr. 289, 2). Zvyčajne sa v bunke rias vyvinie jedno haustórium, ale niekedy môžu byť aj dve. V lišajníkovom taluse sa haustoria nachádzajú vo veľkom počte a existujú dlho. Zistilo sa, že v membránach mladých haustórií nie sú žiadne usadeniny celulózy, ktoré by mohli brániť výmene medzi bunkou rias a hýfou húb. Staré haustoria sú takmer vždy pokryté dosť hrubou vrstvou celulózy. Existujú intracelulárne (intracelulárne) a intramembranózne (intratekálne) haustoria.

Vo viac organizovaných lišajníkoch sa tvoria iba intramembranózne haustóriá. Prerazia bunkovú membránu riasy a dostanú sa k jej protoplastu, ale nepreniknú hlboko do nej, ale zostávajú v bunkovej membráne riasy (obr. 289, 5). Najväčší počet intramembranóznych haustórií sa tvorí v lišajníkovom talu na jar, na začiatku vegetačného obdobia. S nástupom jesene ustupujú ďaleko od protoplastu rias.

Iný typ hubových sacích orgánov - impresorium - sú tiež bočnými výrastkami hubových hýf, ktoré však na rozdiel od haustórií neprelamujú bunkovú membránu rias, ale vtláčajú ju dovnútra (obr. 289, 6, 7). Impressoria sú zaznamenané v mnohých lišajníkoch, napríklad v rozšírených peltiger(Peltigera).

Zaujímavosťou je, že v stélkach rastúcich na vlhkých stanovištiach sa impresória takmer nevyvíjajú, pričom u tých istých druhov na suchých stanovištiach sa tvoria vo veľkom. Počas dlhotrvajúceho sucha sa zvyšuje aj počet Impressoria. Predpokladá sa, že v suchých obdobiach a na suchých stanovištiach huba v záujme uspokojenia nutričných potrieb zväčšuje svoju saciu plochu zvyšovaním počtu a veľkosti impresórií.

Na rozdiel od haustórií a impresórií, ktoré sú tvorené laterálnymi výbežkami hýf, sú apresórie tvorené vrcholom hubovej hýfy. Takýto vrchol hýfy je zvonku tesne pritlačený k bunkovej membráne riasy, pričom nikdy neprenikne ani do jej protoplastu, ani do jej vnútornej vrstvy (obr. 289, 8).

Ale v starších častiach talu môžete nájsť veľa mŕtvych, sfarbených buniek - huba nakoniec zabije riasy.

Rovnaký typ kontaktu medzi hubovými hýfami a bunkami rias bol nájdený v niektorých slizovitých a bazidiociálnych lišajníkoch.

V množstve lišajníkov, v ktorých stélke sa nachádzajú vláknité riasy ulothrix, možno pozorovať iný typ kontaktu. Spravidla sú v tomto prípade vlákna rias úplne pokryté hubovými hýfami. Navyše len niekedy hýfy tvoria voľnú sieť na povrchu riasovej jamky. Častejšie sú umiestnené veľmi husto a spájajú sa s ich stenami a vytvárajú súvislý kryt. Jednotlivý lalok takého lišajníka vyzerá ako najjemnejší vlas. Pod mikroskopom pripomína dutú trubicu, ktorej steny tvoria zrastené hubové hýfy; Vnútri trubice sa tiahne vlákno rias.

V slizkých lišajníkoch čeľaď Collemaceae(Collemataceae) zvyčajne nedochádza ku kontaktu medzi hýfami húb a bunkami rias. Collema thallus nemá diferencovanú štruktúru: vlákna postok rias sú neusporiadane roztrúsené medzi hubovými hýfami po celej hrúbke talu (obr. 297, 2). V bunkách rias zvyčajne nie sú viditeľné žiadne absorpčné procesy; Hýfy huby a vlákna modrozelených rias sú umiestnené vedľa seba bez toho, aby sa dostali do viditeľného kontaktu. Predpokladá sa, že v tomto prípade huba absorbuje organické látky asimilované riasami priamo z hlienu, ktorý zvyčajne obklopuje noštokové vlákna. Dôkladnejšie štúdium týchto lišajníkov však ukázalo, že u mnohých druhov Collema sa z času na čas v talu vytvoria špeciálne absorpčné hýfy, ktoré sú tesne pritlačené k jednej z buniek riasovej jamky a po určitom čase možno pozorovať smrť tejto bunky.

Vyššie opísané formy kontaktu medzi hýfami mykobionta a bunkami rias zjavne nevyčerpávajú množstvo spôsobov, ktorými huby a riasy v lišajníkovom taluse vytvárajú úzke spojenie medzi sebou. Výskum v tomto smere len začína. Niekto by si mohol myslieť, že ďalšie štúdium najjemnejších štruktúr lišajníka pomocou elektrónového mikroskopu poskytne nielen množstvo nových informácií pri popise fyzikálnych kontaktov medzi hubovými a riasovými zložkami lišajníkov, ale otvorí aj nové obzory v porozumení. ich vzťahy.

Životnosť rastlín: v 6 zväzkoch. - M.: Osveta. Spracoval A. L. Takhtadzhyan, šéfredaktor, člen korešpondent. Akadémia vied ZSSR, prof. A.A. Fedorov. 1974 .

1. Huba absorbuje minerály, uvoľňuje oxid uhličitý a vodu (pre riasy) a produkuje množstvo látok, ktoré stimulujú vývoj rias.

Riasy produkujú hydrochloridy, ktoré huba konzumuje.

Výsledkom je „obojstranne výhodná spolupráca“ – symbióza

2. osvietenie
3. Symbiotický. nemám viac slov :)

Existuje niekoľko teórií vysvetľujúcich vzťahy a riasy v lišajníkoch, aj keď ešte nie - biofine.ru

Praktický význam lišajníkov spočíva v tom, že sa používajú na výrobu liekov, farbív a vo voňavkárskom priemysle, keďže majú aromatické vlastnosti. Slúžia ako indikátory znečistenia ovzdušia a majú určitú nutričnú hodnotu najmä pre soby. Jedlé sú aj niektoré lišajníky, ktoré rastú v stepných a púštnych zónach, napríklad Aspicilia esculenta, ktorá obsahuje až 55 – 65 % šťavelanu vápenatého. V lišajníku Romalina duriaci, rastúcom na spodných odumretých vetvách stromov Acacia tortilis, tvoria bielkoviny 7,4 % a sacharidy tvoria viac ako polovicu – 55,4 % hmoty lišajníka, vrátane stráviteľných – 28,7 %.

V literatúre sa opisuje aj asociácia lišajníka Usnea strigosa s hmyzom Lanelognatha theraiis, ktorá je zjavne založená na biologickej úlohe lišajníkových kyselín.

Vzťah medzi hubou a riasou v tele lišajníka

Oddelenie lišajníkov

Oddelenie lišajníkov zaujímajú osobitné miesto vo svete rastlín. Ich štruktúra je veľmi zvláštna. Telo, nazývané stélka, pozostáva z dvoch organizmov – huby a riasy, žijúcich ako jeden organizmus.Baktérie sa nachádzajú v niektorých druhoch lišajníkov. Takéto lišajníky predstavujú trojitú symbiózu.

Talus vzniká prepletením hýf húb s bunkami rias (zelená a modrozelená).

rez telom listového lišajníka" width="489" height="192" title="Priečny rez telom listového lišajníka" />!}

Lišajníky žijú na skalách, stromoch, pôde, na severe aj v tropických krajinách. Rôzne druhy lišajníkov majú rôzne farby – od sivej, žltkastej, zelenkavej až po hnedú a čiernu. V súčasnosti je známych viac ako 20 000 druhov lišajníkov. Veda, ktorá študuje lišajníky, sa nazýva lichenológia (z gréckeho „leichen“ - lišajník a „logos“ - veda).

Na základe morfologických charakteristík (vzhľadu) sa lišajníky delia do troch skupín.

1. Šupina, alebo kortikálna, pripevnená k substrátu veľmi tesne, tvoriaca kôru. Táto skupina tvorí asi 80 % všetkých lišajníkov.
2. Listnatý, predstavujúci dosku podobnú listovej čepeli, slabo prichytený k substrátu.
3. Huňaté, čo sú voľné malé kríky.

Lišajníky sú veľmi nenáročné rastliny. Sú na tých najneúrodnejších miestach. Možno ich nájsť na holých skalách, vysoko v horách, kde nežijú žiadne iné rastliny. Lišajníky rastú veľmi pomaly. Napríklad „sobí mach“ (machovka) narastie len o 1 – 3 mm za rok. Lišajníky žijú až 50 rokov a niektoré až 100 rokov.

Lišajníky sa rozmnožujú vegetatívne, kúskami talu, ako aj špeciálnymi skupinami buniek, ktoré sa objavujú vo vnútri ich tela. Tieto skupiny buniek sa tvoria vo veľkom počte. Telo lišajníkov sa pod tlakom ich prerastenej hmoty láme a skupiny buniek sú odnášané vetrom a dažďovými prúdmi.

Lišajníky zohrávajú dôležitú úlohu v prírode a v hospodárskych činnostiach. Lišajníky sú prvé rastliny, ktoré sa usadzujú na skalách a podobných neúrodných miestach, kde iné rastliny nemôžu žiť. Lišajníky ničia povrchovú vrstvu horniny a odumieraním vytvárajú vrstvu humusu, na ktorej sa môžu usadiť iné rastliny.

Význam pre život lišajníkov

Najčastejšie je nesprávna odpoveď, že huby obsiahnuté v lišajníku zabezpečujú pohlavné rozmnožovanie rias.

Metabolizmus lišajníky tiež špeciálne, nie podobné ani riasam, ani hubám. Lišajníky tvoria špeciálne látky, ktoré sa nikde inde v prírode nenachádzajú. Toto lišajové kyseliny. Niektoré z nich majú stimulačný alebo antibiotický účinok, napríklad kyselina usnová. Pravdepodobne preto sa v ľudovom liečiteľstve oddávna používa množstvo lišajníkov ako protizápalové, adstringentné či tonikum – napríklad odvary z „islandského machu“.

Vďaka spojeniu húb a rias v jednom organizme majú lišajníky množstvo jedinečných vlastností.

Po prvé, to je ich schopnosť rásť tam, kde sa žiadna iná rastlina nemôže usadiť a prežiť: na kameňoch a skalách v najdrsnejších podmienkach Arktídy alebo vysokých hôr, na najchudobnejších pôdach tundry, rašeliniskách, na pieskoch, na takýchto nevhodných objektoch pre život ako sklo, železo, tehly, kachličky, kosti. Našli sa lišajníkyživice, kameniny, porcelánu, kože, lepenky, linolea, dreveného uhlia, plsti, ľanu a hodvábu a dokonca aj na starých kanónoch! presne tak lišajníky Ako prvé kolonizujú biotopy nevhodné pre iné organizmy, ako sú sopečné lávy, čím ich rozkladajú. Preto sa lišajníky nazývajú „priekopníkmi vegetácie.“ Pripravujú cestu pre iné rastliny. Po lišajníky machy a zelené bylinky sa usadzujú. Lišajníky ľahko znášajú päťdesiatstupňové mrazy v tundre a šesťdesiatstupňové horúčavy v púšťach Ázie a Afriky. Môžu ľahko tolerovať silné sušenie.

Druhá vlastnosť lišajníkov- ich extrémne pomalý rast. Každý rok lišajník narastie o jeden až päť milimetrov. Je potrebné chrániť lišajníkovú pokrývku tundry a ihličnatých lesov. Ak je narušený, trvá veľmi dlho, kým sa zotaví. krátke obdobie - asi desať rokov. Bez takéhoto krytu je tenká vrstva pôdy v tundre alebo borovicových lesoch vystavená erózii, čo vedie k smrti inej vegetácie.

Priemerný vek lišajníkov od tridsiatich do osemdesiatich rokov a jednotlivé exempláre, ako sa zistilo z nepriamych údajov, žijú až šesťsto rokov. Existujú dôkazy, že niektoré lišajníky majú dokonca okolo dvetisíc rokov. Spolu so sekvojou a borovicou štetinovou možno lišajníky považovať za najdlhšie žijúce organizmy.

Lišajníky sú veľmi citlivé na čistotu okolitého vzduchu. Ak vzduch obsahuje výraznú koncentráciu oxidu uhličitého a najmä oxidu siričitého, lišajníky miznú. Táto funkcia sa navrhuje použiť na hodnotenie čistoty vzduchu v mestách a priemyselných oblastiach.

Jedinečnosť tvaru tela, metabolizmu, rastových charakteristík a biotopov nám umožňuje považovať lišajníky, napriek ich dvojitej povahe, za nezávislé organizmy.

Symbióza húb a rias

A tak sa v laboratóriách v sterilných skúmavkách a bankách so živným médiom usídlili izolovaní symbionti lišajníkov, ktorí mali k dispozícii čisté kultúry partnerov lišajníkov, rozhodli sa pre najodvážnejší krok - syntézu lišajníka v laboratórnych podmienkach. úspech v tejto oblasti patrí E. Thomasovi, ktorý v roku 1939 vo Švajčiarsku od myko- a fotobiontov získal lišajník Cladonia vlásočnica s jasne odlíšiteľnými plodnicami. Na rozdiel od predchádzajúcich výskumníkov, Thomas vykonal syntézu za sterilných podmienok, čo vzbudzuje dôveru v jeho výsledok. Bohužiaľ, jeho pokusy zopakovať syntézu v 800 ďalších experimentoch zlyhali.

Obľúbeným predmetom výskumu V. Akhmadzhyana, ktorý mu priniesol celosvetovú slávu v oblasti syntézy lišajníkov, je Cladonia comb. Tento lišajník je rozšírený v Severnej Amerike a dostal populárne pomenovanie „britskí vojaci“: jeho jasne červené plodnice pripomínajú šarlátové uniformy anglických vojakov počas severoamerickej koloniálnej vojny za nezávislosť. Zmiešali sa malé hrudky izolovaného mykobionta Cladonia crestata. s fotobiontom extrahovaným z toho istého lišajníka. Zmes bola umiestnená na úzke sľudové platne, namočená v minerálnom živnom roztoku a fixovaná v uzavretých bankách. Vo vnútri baniek sa udržiavali prísne kontrolované podmienky vlhkosti, teploty a svetla. Dôležitou podmienkou experimentu bolo minimálne množstvo živín v médiu. Ako sa lišajní partneri správali vo vzájomnej tesnej blízkosti? Bunky rias vylučovali špeciálnu látku, ktorá na ne „prilepila“ hubové hýfy a hýfy okamžite začali aktívne splietať zelené bunky. Skupiny buniek rias boli držané pohromade rozvetvením hýf do primárnych šupín. Ďalšou etapou bol ďalší vývoj zhrubnutých hýf na vrchole šupín a ich uvoľňovanie extracelulárneho materiálu a v dôsledku toho tvorba hornej kôrovej vrstvy. Dokonca aj neskôr sa vrstva rias a jadro diferencovali, podobne ako v taluse prírodného lišajníka. Tieto experimenty sa mnohokrát opakovali v Akhmadzhyanovom laboratóriu a zakaždým viedli k objaveniu sa primárneho lišajníkového talu.

Nemecký vedec F. Tobler v 40. rokoch 20. storočia zistil, že na klíčenie spór Xanthoria wallae je potrebný prídavok stimulujúcich látok: výťažkov z kôry stromov, rias, plodov sliviek, niektorých vitamínov alebo iných zlúčenín. Predpokladalo sa, že v prírode je klíčenie niektorých húb stimulované látkami pochádzajúcimi z rias.

Je pozoruhodné, že na symbiotický vzťah dostávajú obaja partneri miernu a dokonca chudobnú výživu, obmedzenú vlhkosť a osvetlenie. Optimálne podmienky pre existenciu húb a rias nestimulujú ich opätovné zjednotenie. Okrem toho existujú prípady, keď bohatá výživa (napríklad umelým hnojivom) viedla k rýchlemu rastu rias v talu, narušeniu spojenia medzi symbiontmi a smrti lišajníka.

Ak skúmame časti lišajníkového talu pod mikroskopom, vidíme, že riasa najčastejšie jednoducho susedí s hubovými hýfami. Niekedy sú hýfy tesne pritlačené k bunkám rias. Nakoniec môžu hubové hýfy alebo ich vetvy preniknúť viac či menej hlboko do rias. Tieto projekcie sa nazývajú haustoria.

Spolužitie zanecháva odtlačok aj na štruktúre oboch lišajníkových symbiontov. Ak teda voľne žijúce modrozelené riasy rodov Nostoc, Scytonema a iné tvoria dlhé, niekedy rozvetvené vlákna, potom v tých istých riasach v symbióze sú vlákna buď stočené do hustých guľôčok alebo skrátené na jednotlivé bunky. Okrem toho sa u voľne žijúcich a lichenizovaných modrozelených rias zaznamenávajú rozdiely vo veľkosti a usporiadaní bunkových štruktúr.Zelené riasy sa tiež menia v symbiotickom stave. Týka sa to predovšetkým ich rozmnožovania. Mnohé zo zelených rias, ktoré žijú „na slobode“, sa rozmnožujú mobilnými tenkostennými bunkami - zoospórami. Zoospóry sa zvyčajne nevytvárajú v talu. Namiesto toho sa objavujú aplanospóry - relatívne malé bunky s hrubými stenami, dobre prispôsobené suchým podmienkam. Z bunkových štruktúr zelených fotobiontov najväčšími zmenami prechádza membrána. Je tenšia ako tá istá riasa „vo voľnej prírode“ a má množstvo biochemických rozdielov. Veľmi často sa vo vnútri symbiotických buniek pozorujú zrná podobné tuku, ktoré zmiznú po odstránení rias z talu. Ak hovoríme o príčinách týchto rozdielov, môžeme predpokladať, že sú spojené s určitým druhom chemického účinku hubového suseda riasy, ale aj samotný mykobiont je ovplyvnený partnerom riasy. Husté hrudky izolovaných mykobiontov, pozostávajúce z tesne prepletených hýf, vôbec nevyzerajú ako lichenizované huby. Odlišná je aj vnútorná štruktúra hýf. Bunkové steny hýf v symbiotickom stave sú oveľa tenšie.

Takže život v symbióze podporuje riasy a huby, aby zmenili svoj vonkajší vzhľad a vnútornú štruktúru.

Čo od seba spolužiaci získavajú, aké výhody im prináša spoločné bývanie? Riasy zásobujú hubu, svojho suseda v symbióze lišajníkov, uhľohydrátmi získanými v procese fotosyntézy. Riasy, ktoré syntetizujú jeden alebo druhý uhľohydrát, ho rýchlo a takmer úplne odovzdajú svojmu hubovému „spolubývajúcemu“. Huba prijíma nielen sacharidy z rias. Ak modrozelený fotobiont fixuje atmosférický dusík, dochádza k rýchlemu a rovnomernému odtoku výsledného amónia k hubovému susedovi rias. Riasy, samozrejme, jednoducho dostanú príležitosť rozšíriť sa po celej Zemi. Podľa D. Smitha "najbežnejšia riasa v lišajníkoch, Trebuxia, veľmi zriedka žije mimo lišajníka. Vo vnútri lišajníka je možno rozšírenejšia ako ktorýkoľvek rod voľne žijúcich rias. Na obsadenie tohto výklenku zásobuje hostiteľa huba so sacharidmi“.

Literatúra

Lišajníky - Wikipedia

Biochemické vlastnosti[upraviť]

Väčšina vnútrobunkových produktov, ako foto-(fyko-), tak mykobionty, nie sú špecifické pre lišajníky. Jedinečné látky (extracelulárne), tzv lišajníky, sú tvorené výlučne mykobiontom a hromadia sa v jeho hýfach. Dnes je známych viac ako 600 takýchto látok, napríklad kyselina usnová, kyselina mevalónová. Často sú to práve tieto látky, ktoré sú rozhodujúce pri tvorbe farby lišajníka. Lišajníkové kyseliny zohrávajú dôležitú úlohu pri zvetrávaní ničením substrátu.

Výmena vody[upraviť]

Lišajníky nie sú schopné regulovať vodnú rovnováhu, pretože nemajú skutočné korene, ktoré by aktívne absorbovali vodu a chránili pred vyparovaním. Povrch lišajníka môže zadržiavať vodu na krátku dobu vo forme kvapaliny alebo pary. V podmienkach sa voda rýchlo stráca, aby sa udržal metabolizmus a lišajník sa dostáva do fotosynteticky neaktívneho stavu, v ktorom voda nemôže tvoriť viac ako 10 % hmoty. Na rozdiel od mykobionta nemôže fotobiont zostať dlho bez vody. Cukor trehalóza hrá dôležitú úlohu pri ochrane životne dôležitých makromolekúl, ako sú enzýmy, membránové prvky a DNA. Ale lišajníky našli spôsoby, ako zabrániť úplnej strate vlhkosti. Mnohé druhy vykazujú zhrubnutie kôry, aby sa umožnila menšia strata vody. Schopnosť udržať vodu v tekutom stave je veľmi dôležitá v chladných oblastiach, pretože zamrznutá voda nie je vhodná na použitie pre telo.

Čas, ktorý môže lišajník stráviť sušený, závisí od druhu, sú známe prípady „vzkriesenia“ po 40 rokoch v suchom stave. Keď príde sladká voda vo forme dažďa, rosy alebo vlhkosti, lišajníky sa rýchlo aktivujú a reštartujú svoj metabolizmus. Pre život je optimálne, keď voda tvorí od 65 do 90 percent hmotnosti lišajníka. Vlhkosť sa môže počas dňa meniť v závislosti od rýchlosti fotosyntézy, ale zvyčajne je najvyššia ráno, keď sú lišajníky mokré od rosy.

Výška a priemerná dĺžka života [upraviť]

Vyššie opísaný rytmus života je jedným z dôvodov veľmi pomalého rastu väčšiny lišajníkov. Niekedy lišajníky narastú len o niekoľko desatín milimetra za rok, väčšinou menej ako jeden centimeter. Ďalším dôvodom pomalého rastu je to, že fotobiont, ktorý často predstavuje menej ako 10 % objemu lišajníka, sa sám zaväzuje poskytnúť mykobiontom živiny. V dobrých podmienkach s optimálnou vlhkosťou a teplotou, ako napríklad v hmlistých alebo daždivých tropických lesoch, lišajníky narastú o niekoľko centimetrov za rok.

Rastová zóna lišajníkov v krustóznych formách sa nachádza pozdĺž okraja lišajníka, vo folióznych a huňatých formách - na každom hrote.

Lišajníky patria medzi najdlhšie žijúce organizmy a môžu dosiahnuť vek niekoľko stoviek rokov, v niektorých prípadoch aj vyše 4500 rokov, ako napr. Rhizocarpon geographicum, žijúci v Grónsku.

Reprodukcia[upraviť]

Lišajníky sa rozmnožujú vegetatívne, nepohlavne a pohlavne.

Jedince mykobionta sa rozmnožujú všetkými spôsobmi a v čase, keď sa fotobiont nerozmnožuje alebo sa rozmnožuje vegetatívne. Mykobiont sa môže, podobne ako iné huby, rozmnožovať aj pohlavne a vlastne aj nepohlavne. V závislosti od toho, či mykobiont patrí medzi vačnatce alebo bazídiomycéty, sa sexuálne spóry nazývajú asko- alebo bazidiospóry a podľa toho sa tvoria v askas (tašky) alebo bazídia.

Symbióza - Ide o dlhodobé spolužitie organizmov dvoch alebo viacerých rôznych druhov rastlín alebo živočíchov, kedy sú ich vzájomné vzťahy veľmi blízke a spravidla vzájomne prospešné. Symbióza poskytuje týmto organizmom lepšiu výživu. Vďaka symbióze organizmy ľahšie prekonávajú nepriaznivé vplyvy prostredia.

V tropických krajinách je veľmi zaujímavá rastlina - myrmecodia. Toto je mravenčia rastlina. Žije na konároch alebo kmeňoch iných rastlín. Spodná časť jeho stonky je značne rozšírená a vyzerá ako veľká cibuľa. Celá žiarovka je preniknutá kanálmi, ktoré spolu komunikujú. Usadia sa v nich mravce. Tieto kanály vznikajú počas vývoja zhrubnutej stonky a nie sú ohlodané mravcami. Mravce tak získajú z rastliny hotový domov. Rastline však prospieva aj to, že v nej žijú mravce. Faktom je, že v trópoch sú Listorez mravce. Spôsobujú veľké škody na rastlinách. Mravce iného druhu sa usadzujú v myrmekódiách a sú vo vojne s mravcami strihajúcimi listy. Obyvatelia myrmekódie nedovoľujú, aby sa na jej vrchol dostali rezačky listov a nedovoľujú im jesť jej jemné listy. Rastlina teda poskytuje zvieraťu domov a zviera chráni rastlinu pred jej nepriateľmi. Okrem myrmekódií rastie v trópoch mnoho ďalších rastlín, ktoré sú v spolupráci s mravcami.

Rastlina mraveniska - myrmekódia: 1 - dve rastliny usadené na jednom konári stromu; 2 - rez stonkou myrmekodie.

Medzi rastlinami a živočíchmi existujú ešte užšie formy symbiózy. Ide napríklad o symbiózu jednobunkových rias s amébami, slnečnicami, nálevníkmi a inými prvokmi. Tieto jednobunkové živočíchy obsahujú zelené riasy, ako je zoochlorella. Zelené telá v bunkách najjednoduchších živočíchov sa dlho považovali za organely, t. j. za trvalé súčasti samotného jednobunkového živočícha, a až v roku 1871 slávny ruský botanik L. S. Tsenkovsky zistil, že existuje spolužitie rôznych jednoduchých organizmov. Následne sa tento jav nazval symbióza.

Zoochlorella, žijúca v tele najjednoduchšieho živočícha améby, je lepšie chránená pred nepriaznivými vonkajšími vplyvmi. Telo améby je priehľadné, takže proces fotosyntézy prebieha normálne v riasach. Živočích prijíma z rias rozpustné produkty fotosyntézy (hlavne sacharidy - cukor) a živí sa nimi. Okrem toho riasy pri fotosyntéze uvoľňujú kyslík a živočích ho využíva na dýchanie. Zviera zase poskytuje riasam dusíkaté zlúčeniny potrebné na ich výživu. Vzájomný prínos pre zvieratá a rastliny zo symbiózy je zrejmý.

Riasy v tele živočíchov: 1 - améba, a - riasa zoochlorella, b - jadro améby, c - kontraktilná vakuola améby; 2 - podzemok paulinella, a - jadro podzemku, b - zelené riasy, c - pseudopódia podzemku.

Symbióze s riasami sa prispôsobili nielen najjednoduchšie jednobunkovce, ale aj niektoré mnohobunkové živočíchy. Riasy sa nachádzajú v bunkách hydry, špongií, červov, ostnokožcov a mäkkýšov. Pre niektoré zvieratá sa symbióza s riasami stala takou nevyhnutnou, že ich Organizmus sa nemôže normálne vyvíjať, ak v jeho bunkách nie sú žiadne riasy.

Hore - symbióza v živote nižších rastlín. Lišajníky: 1 - kladónia; 2 - parmelia; 3 - ksaiatórium; 4 - reťazce a guľovité bunky rias, viditeľné mikroskopom v reze talu rôznych lišajníkov. Nižšie - rastliny z čeľade orchideí: 1 - epifytické tropické orchidey s vzdušnými (a) a stuhovitými (b) koreňmi; 2 - suchozemská orchidea mierneho pásma - Papuča dámska.

Symbióza je obzvlášť zaujímavá, keď sú obaja účastníci rastliny. Snáď najvýraznejším príkladom symbiózy dvoch rastlinných organizmov je lišajník. Lišajník vníma každý ako jeden organizmus. V skutočnosti sa skladá z huby a rias. Jeho základom sú prepletené hýfy (vlákna) huby. Na povrchu lišajníka sú tieto hýfy pevne prepletené a riasy hniezdia medzi hýfami vo voľnej vrstve pod hladinou. Najčastejšie ide o jednobunkové zelené riasy. Menej časté sú lišajníky s mnohobunkovými modrozelenými riasami. Bunky rias sú prepletené hubovými hýfami. Niekedy sa na hýfach tvoria prísavky a prenikajú do buniek rias. Spolužitie je prospešné pre huby aj riasy. Huba poskytuje riasam vodu s rozpustenými minerálnymi soľami a prijíma z rias organické zlúčeniny, ktoré produkuje počas fotosyntézy, najmä sacharidy.

Symbióza pomáha lišajníkom tak dobre v boji o existenciu, že sa dokážu usadiť na piesočnatých pôdach, na holých, neúrodných skalách, na skle, na plechu, teda tam, kde žiadna iná rastlina nemôže existovať. Lišajníky sa nachádzajú na Ďalekom severe, vo vysokých horách, v púšti - pokiaľ je svetlo: bez svetla riasy v lišajníku nemôžu absorbovať oxid uhličitý a odumierajú. Huba a riasy žijú v lišajníku tak blízko pri sebe, že sú natoľko jediným organizmom, že sa dokonca najčastejšie rozmnožujú spolu.

Po dlhú dobu boli lišajníky mylne považované za bežné rastliny a klasifikované ako machy. Zelené bunky v lišajníku si pomýlili so zrnkami chlorofylu zelenej rastliny. Až v roku 1867 týmto názorom otriasol výskum ruských vedcov A. S. Famintsyna a O. V. Baranetského. Podarilo sa im izolovať zelené bunky z lišajníka xanthorium a dokázať, že môžu nielen žiť mimo tela lišajníka, ale aj rozmnožovať sa delením a spórami. V dôsledku toho sú bunky zeleného lišajníka nezávislé riasy.

Každý vie, napríklad, že hríby treba hľadať tam, kde rastú osiky, a hríby - v brezových lesoch. Ukazuje sa, že čiapočky rastú v blízkosti určitých stromov z nejakého dôvodu. Tie „huby“, ktoré zbierame v lese, sú len ich plodnice. Telo samotnej huby - mycélium alebo mycélium - žije pod zemou a pozostáva z vláknitých hýf, ktoré prenikajú do pôdy (pozri článok „Huby“). Od povrchu pôdy sa tiahnu až ku špičkám koreňov stromov. Pod mikroskopom vidieť, ako hýfy ako plsť opletajú hrot koreňa.Symbióza huby s koreňmi vyšších rastlín je tzv. mykoríza(v preklade z gréčtiny - „koreň húb“).

Prevažná väčšina stromov v našich zemepisných šírkach a množstvo bylinných rastlín (vrátane pšenice) tvoria mykorízu s hubami. Vedci zistili, že normálny rast mnohých stromov je nemožný bez účasti huby, hoci existujú stromy, ktoré sa môžu bez nich rozvíjať, napríklad breza a lipa. Symbióza huby s vyššou rastlinou existovala na úsvite suchozemskej flóry. Už prvé vyššie rastliny – psilotaceae – mali podzemné orgány úzko spojené s hubovými hýfami. Najčastejšie huba svojimi hýfami iba opletá koreň a vytvorí obal, ako vonkajšie tkanivo koreňa. Menej časté sú formy symbiózy, kedy sa huba usadzuje v samotných koreňových bunkách. Táto symbióza je obzvlášť výrazná u orchideí, ktoré sa vo všeobecnosti nemôžu rozvíjať bez účasti huby.

Dá sa predpokladať, že huba využíva na svoju výživu sacharidy (cukor) vylučované koreňmi a vyššia rastlina prijíma z huby produkty rozkladu dusíkatých organických látok v pôde. Samotný koreň stromu tieto produkty nemôže získať. Predpokladá sa tiež, že huby produkujú látky podobné vitamínom, ktoré podporujú rast vyšších rastlín. Okrem toho nie je pochýb o tom, že hubový obal, ktorý obklopuje koreň stromu a má početné vetvy v pôde, výrazne zväčšuje povrch koreňového systému, ktorý absorbuje vodu, čo je veľmi dôležité pre život rastliny.

Pri mnohých praktických činnostiach treba brať do úvahy symbiózu huby a vyššej rastliny. Takže napríklad pri výsadbe lesov, pri ukladaní ochranných pásov je nevyhnutné „infikovať“ pôdu hubami, ktoré vstupujú do symbiózy s vysadenými drevinami.

Veľký praktický význam má symbióza baktérií asimilujúcich dusík s vyššími rastlinami z čeľade bôbovitých (fazuľa, hrach, fazuľa, lucerna a mnohé ďalšie). Na koreňoch strukovín sa zvyčajne objavujú zahustenia - uzliny, ktorých bunky obsahujú baktérie, ktoré obohacujú rastlinu a potom pôdu dusíkom (pozri článok „Ako funguje a živí zelená rastlina“).