Pripravite poročilo o simbiozi glive in alge. Umetna sinteza lišajev

Simbioza - To je dolgotrajno sobivanje organizmov dveh ali več različnih vrst rastlin ali živali, ko so njihovi medsebojni odnosi zelo tesni in običajno vzajemno koristni. Simbioza tem organizmom zagotavlja boljšo prehrano. Zahvaljujoč simbiozi organizmi lažje premagujejo škodljive vplive okolja.

V tropskih državah je zelo zanimiva rastlina - mirmekodija. To je mravljišče. Živi na vejah ali deblih drugih rastlin. Spodnji del stebla je močno razširjen in izgleda kot velika čebula. Celotna žarnica je prežeta s kanali, ki komunicirajo med seboj. V njih se naselijo mravlje. Ti kanali nastanejo med razvojem odebeljenega stebla in jih mravlje ne pregriznejo. Posledično mravlje iz rastline dobijo že pripravljen dom. Rastlini pa koristijo tudi mravlje, ki živijo v njej. Dejstvo je, da v tropih obstajajo Mravlje rezalke listov. Rastlinam povzročajo veliko škodo. Mravlje druge vrste se naselijo v mirmekodije in so v vojni z mravljami rezkalci listov. Prebivalci mirmekodije listorezcem ne dovolijo, da bi dosegli njen vrh in jim ne dovolijo jesti njenih nežnih listov. Tako rastlina daje živali dom, žival pa varuje rastlino pred sovražniki. Poleg mirmekodije rastejo v tropih številne druge rastline, ki sodelujejo z mravljami.

Mravljišče - mirmekodija: 1 - dve rastlini sta se naselili na eni drevesni veji; 2 - del stebla mirmekodije.

Med rastlinami in živalmi obstajajo še tesnejše oblike simbioze. To je na primer simbioza enoceličnih alg z amebami, sončnimi ribami, ciliati in drugimi protozoji. Te enocelične živali skrivajo zelene alge, kot je zooklorela. Dolgo časa so zelena telesca v celicah najpreprostejših živali veljala za organele, to je trajne dele same enocelične živali, in šele leta 1871 je slavni ruski botanik L. S. Cenkovski ugotovil, da obstaja sožitje različnih preprostih organizmov. Kasneje so ta pojav poimenovali simbioza.

Zooklorela, ki živi v telesu najpreprostejše živalske amebe, je bolje zaščitena pred škodljivimi zunanjimi vplivi. Telo amebe je prozorno, zato se proces fotosinteze normalno odvija v algah. Žival prejema topne produkte fotosinteze (predvsem ogljikove hidrate – sladkor) iz alg in se z njimi hrani. Poleg tega med fotosintezo alge sproščajo kisik, žival pa ga uporablja za dihanje. Po drugi strani žival zagotavlja algam dušikove spojine, potrebne za njeno prehrano. Vzajemna korist živali in rastlin iz simbioze je očitna.

Alge v telesu živali: 1 - ameba, a - alga zooklorela, b - jedro amebe, c - kontraktilna vakuola amebe; 2 - korenika paulinele, a - jedro korenike, b - zelene alge, c - psevdopodija korenike.

Ne le najpreprostejše enocelične živali, tudi nekatere večcelične živali so se prilagodile sožitju z algami. Alge najdemo v celicah hid, spužev, črvov, iglokožcev in mehkužcev. Za nekatere živali je simbioza z algami postala tako nujna, da njihov Organizem se ne more normalno razvijati, če v njegovih celicah ni alg.

Zgoraj - simbioza v življenju nižjih rastlin. Lišaji: 1 - kladonija; 2 - parmelija; 3 - ksaiatorium; 4 - verige in sferične celice alg, vidne skozi mikroskop v delu steljke različnih lišajev. Spodaj - rastline iz družine orhidej: 1 - epifitske tropske orhideje z zračnimi (a) in trakastimi (b) koreninami; 2 - kopenska orhideja zmernega pasu - ženski copat.

Simbioza je še posebej zanimiva, ko sta oba udeleženca rastlini. Morda najbolj presenetljiv primer simbioze dveh rastlinskih organizmov je lišaj. Lišaj vsi dojemajo kot en sam organizem. Pravzaprav je sestavljen iz gob in alg. Temelji na prepletenih hifah (nitih) glive. Na površini lišaja so te hife tesno prepletene, med hifami pa se v rahli plasti pod površjem ugnezdijo alge. Najpogosteje so to enocelične zelene alge. Manj pogosti so lišaji z večceličnimi modrozelenimi algami. Celice alg so prepletene s hifami gliv. Včasih se na hifah oblikujejo priseski, ki prodrejo v celice alg. Sobivanje je koristno tako za glive kot za alge. Gliva zagotavlja algam vodo z raztopljenimi mineralnimi solmi in od alg prejema organske spojine, ki jih proizvaja med fotosintezo, predvsem ogljikove hidrate.

Simbioza tako dobro pomaga lišajem v boju za obstoj, da se lahko naselijo na peščenih tleh, na golih, neplodnih skalah, na steklu, na pločevini, torej tam, kjer nobena druga rastlina ne more obstajati. Lišaje najdemo na skrajnem severu, v visokih gorah, v puščavah - dokler je svetloba: brez svetlobe alge v lišaju ne morejo absorbirati ogljikovega dioksida in umrejo. Glive in alge v lišaju živijo tako tesno skupaj, da so tako en sam organizem, da se največkrat celo razmnožujejo skupaj.

Dolgo časa so lišaje zamenjevali za navadne rastline in uvrščali med mahove. Zelene celice v lišaju so zamenjali za klorofilna zrna zelene rastline. Šele leta 1867 so to stališče omajale raziskave ruskih znanstvenikov A. S. Famincina in O. V. Baranetskega. Uspelo jim je izolirati zelene celice iz ksantorijevega lišaja in ugotoviti, da ne morejo samo živeti zunaj telesa lišaja, temveč se tudi razmnoževati z delitvijo in sporami. Posledično so celice zelenega lišaja samostojne alge.

Vsi vedo, na primer, da je treba jurčke iskati tam, kjer rastejo trepetlike, jurčke pa v brezovih gozdovih. Izkazalo se je, da gobe z razlogom rastejo v bližini določenih dreves. Tiste »gobe«, ki jih nabiramo v gozdu, so le njihova plodišča. Telo same glive - micelij ali micelij - živi pod zemljo in je sestavljeno iz nitastih hif, ki prodirajo v zemljo (glej članek »Gobe«). Od površine zemlje se raztezajo do konic drevesnih korenin. Pod mikroskopom lahko vidite, kako hife, kot klobučevina, prepletajo konico korenine.Simbioza glive s koreninami višjih rastlin se imenuje mikoriza(v prevodu iz grščine - "korenina gobe").

Velika večina dreves v naših zemljepisnih širinah in veliko zelnatih rastlin (vključno s pšenico) tvori mikorizo ​​z glivami. Znanstveniki so ugotovili, da je normalna rast številnih dreves nemogoča brez sodelovanja gliv, čeprav obstajajo drevesa, ki se lahko razvijejo brez njih, na primer breza in lipa. Simbioza glive z višjo rastlino je obstajala na zori kopenske flore. Že prve višje rastline – psilotke – so imele podzemne organe, tesno povezane s hifami gliv. Najpogosteje gliva samo preplete koren s svojimi hifami in oblikuje ovoj, kot je zunanje tkivo korenine. Manj pogoste so oblike simbioze, ko se gliva naseli v samih koreninskih celicah. Ta simbioza je še posebej izrazita pri orhidejah, ki se na splošno ne morejo razvijati brez sodelovanja glive.

Lahko domnevamo, da gliva za svojo prehrano uporablja ogljikove hidrate (sladkor), ki jih izločajo korenine, višja rastlina pa od glive prejema produkte razgradnje dušikovih organskih snovi v tleh. Drevesna korenina sama ne more pridobiti teh produktov. Predpostavlja se tudi, da gobe proizvajajo vitaminom podobne snovi, ki spodbujajo rast višjih rastlin. Poleg tega ni dvoma, da gobji pokrov, ki ovija korenino drevesa in ima številne veje v zemlji, močno poveča površino koreninskega sistema, ki absorbira vodo, kar je zelo pomembno v življenju rastline.

Pri številnih praktičnih dejavnostih je treba upoštevati simbiozo glive in višje rastline. Tako je na primer pri sajenju gozdov, pri postavljanju zaščitnih pasov, nujno "okužiti" tla z glivami, ki vstopijo v simbiozo z drevesno vrsto, ki je posajena.

Velik praktični pomen ima simbioza bakterij, ki asimilirajo dušik, z višjimi rastlinami iz družine stročnic (fižol, grah, bob, lucerna in mnoge druge). Na koreninah metuljnic se običajno pojavijo zgostitve - nodule, katerih celice vsebujejo bakterije, ki obogatijo rastlino in nato tla z dušikom (glejte članek »Kako deluje in se hrani zelena rastlina«).

SIMBIOZA - vrsta razmerja med organizmi različnih sistemskih skupin - vzajemno koristno sobivanje osebkov dveh ali več vrst, na primer alg, gliv in mikroorganizmov v telesu lišaja.[...]

Simbioza oziroma sobivanje dveh organizmov je eden najzanimivejših in še vedno v veliki meri skrivnostnih pojavov v biologiji, čeprav ima preučevanje te problematike že skoraj stoletje. Pojav simbioze je prvi odkril švicarski znanstvenik Schwendener leta 1877 med preučevanjem lišajev, ki so, kot se je izkazalo, kompleksni organizmi, sestavljeni iz alge in glive. Izraz "simbioza" se je v znanstveni literaturi pojavil pozneje. Leta 1879 ga je predlagal De Bary.[...]

SIMBIOZA [gr. simbioza kohabitacija] - dolgotrajno sobivanje organizmov različnih vrst (simbiontov), ​​ki jim običajno prinaša obojestransko korist (na primer lišaji - C. glive in alge).[...]

Simbioza je v naravi nastala na naslednjih fizioloških osnovah: gliva, ki pritrjuje lišaj na podlago, oskrbuje alge z vodo in v njej raztopljenimi minerali ter sistemom encimov; Med procesom fotosinteze alge proizvajajo ogljikove hidrate, ki jih uporabljajo tako same alge kot glive. Alge v veliki meri sprejemajo vodo in prah, ki vsebuje anorganske snovi iz ozračja.[...]

Med simbiozami ne nazadnje zasedajo simbioze z algami. Alge so sposobne vstopati v simbiozne odnose ne le med seboj, temveč tudi s predstavniki različnih sistematskih skupin organizmov tako živalskega kot rastlinskega kraljestva (bakterije, enocelične in večcelične živali, glive, mahovi, praproti, golosemenke in kritosemenke). Vendar je seznam takih alg zelo omejen.[...]

Pri modrozelenih algah (cianobakterijah) lahko pride do fiksacije dušika tako v prosto živečih oblikah kot v simbiozi z glivami (kot del nekaterih lišajev) ali z mahovi, praprotmi in v enem znanem primeru s semenko. Listi majhne plavajoče vodne praproti Azolla imajo mikroskopske pore, napolnjene s simbiotično modrozeleno algo Apanaena, ki aktivno veže dušik (Moore, 1969). Dolga stoletja je ta praprot igrala pomembno vlogo na poplavljenih riževih poljih vzhoda. Preden posadimo sadike riža, poplavljena polja prerastejo s praprotjo, ki veže dovolj dušika za oskrbo riža v času zorenja. Ta metoda skupaj s stimulacijo prostoživečih modrozelenih alg omogoča gojenje riža sezono za sezono na istem polju brez potrebe po gnojenju. Kot pri bakterijah iz gomoljev stročnic so tudi simbiotične modrozelene alge učinkovitejše od prostoživečih [Peters (1978) pregled fiksacije dušika z modrozelenimi algami].[...]

Tipičen primer simbioze je tesno sožitje med glivami in algami, ki vodi v nastanek kompleksnejšega rastlinskega organizma - lišaja - ki je bolj prilagojen naravnim razmeram. Drug presenetljiv primer simbiotskega sobivanja v tleh je simbioza gliv z višjimi rastlinami, ko glive tvorijo mikroorganizme na koreninah rastlin. Opaziti je jasno simbiozo med nodulnimi bakterijami in stročnicami.[...]

Toda drugi pogledi se še naprej razvijajo. Nekateri raziskovalci poudarjajo, da imajo lišaji številne značilnosti, ki kažejo na posebno, visoko razvito vrsto simbioze, lahko bi rekli "supersimbioza". Za simbiozo pri lišajih je značilen zgodovinski razvoj in morfogeneza, ki je privedla do nastanka specifičnih življenjskih oblik in tipov strukture, ki jih ne najdemo posamezno ne pri glivah ne pri algah. Lišaji imajo številne posebne biološke lastnosti, ki niso lastne drugim skupinam organizmov. To so njihovi načini razmnoževanja s pomočjo soredija in izidija, edinstvenost metabolizma, tvorba specifičnih lišajevih snovi, pri sintezi katerih sodelujeta obe biokomponenti steljke lišaja itd. [...]

Tipičen primer tesne simbioze oziroma vzajemnosti med rastlinami je sobivanje alge in glive, ki tvorita poseben integralni organizem lišaja (slika 6.11).[...]

Tako so lišaji simbioza gliv in alg. Njihove vrste praktično nikoli ne najdemo v prostem stanju. Glivične hife prepletajo alge in absorbirajo snovi, ki jih te asimilirajo, alge pa iz glivnih hif pridobivajo vodo in minerale. Poznamo več kot 20 tisoč vrst lišajev, kar kaže na velik pomen tovrstne simbioze.[...]

Območje med severno mejo gozdov in trajnim ledom se običajno imenuje tundra. Ena najpomembnejših rastlin tundre je jelenov lišaj ("jelenov mah") Otadonia. Te živali pa služijo kot hrana za volkove in ljudi. Rastline tundre jedo tudi lemingi - puhasti kratkorepi glodalci, ki spominjajo na miniaturne medvede - in jerebice. Skozi dolgo zimo in kratko poletje se polarne lisice in snežne sove prehranjujejo predvsem z lemingi in sorodnimi glodalci. V vseh teh primerih so prehranjevalne verige razmeroma kratke in vsaka pomembna sprememba v številu organizmov na kateri koli od treh trofičnih ravni se močno odraža na drugih ravneh, saj praktično ni možnosti za prehod na drugo hrano. Kot bomo videli kasneje, je to eden od razlogov, zakaj so nekatere skupine arktičnih organizmov podvržene močnim nihanjem v številu - od prevelikega števila do skoraj popolnega izumrtja. Zanimivo je omeniti, da se je to pogosto dogajalo človeškim civilizacijam, ki so bile odvisne od enega ali več nekaj virov hrane (spomnite se »krompirjeve lakote« na Irskem2). Na Aljaski so ljudje nenamerno povzročili močna nihanja v številu organizmov z uvedbo domačih severnih jelenov iz Laponske. Za razliko od avtohtonih karibujev se severni jeleni ne selijo. Na Laponskem severne jelene selijo iz kraja v kraj, da bi se izognili prekomerni paši, Indijanci in Eskimi na Aljaski pa nimajo pastirskih veščin (divji karibuji se sami selijo z enega pašnika na drugega). Posledično so severni jeleni izčrpali veliko travišč, kar je zmanjšalo zaloge hrane tudi za karibuje. To je jasen primer, kaj se zgodi, ko se uvede le del dobro usklajenega sistema. Imeli bomo priložnosti ugotoviti, da vnesene živali pogosto postanejo katastrofa, če naravnih ali umetnih nadzornih mehanizmov ne prenesemo z njimi v nov habitat.[...]

Simbiotski odnos je obojestransko koristen za oba partnerja. V simbiozi sta oba partnerja soodvisna. Stopnja te soodvisnosti je lahko zelo različna: od protosodelovanja, ko lahko vsak od partnerjev obstaja samostojno, če je simbioza uničena, do vzajemnosti, ko sta oba partnerja tako soodvisna, da odstranitev enega od partnerjev vodi v neizogibno smrt obeh. Primer protokolarnega sodelovanja je odnos med rakci in morskimi vetrnicami, ki se pritrdijo na rakce ter jih zamaskirajo in zaščitijo s svojimi žarkimi celicami. Hkrati uporabljajo rake kot prevozna sredstva in absorbirajo ostanke njihove hrane. Primeri vzajemnosti se najpogosteje pojavljajo pri organizmih z različnimi potrebami. Zelo pogosto na primer nastanejo takšna razmerja med avtotrofi in heterotrofi. Hkrati se zdi, da se dopolnjujeta. Osupljiv primer vzajemnosti je lišaj - to je simbiotski sistem gliv in alg, katerega funkcionalna in morfološka povezava je tako tesna, da jih je mogoče obravnavati kot posebno vrsto organizma, za razliko od katere koli njegove komponente. Zato se lišaji običajno uvrščajo ne med simbioze dveh vrst, temveč kot ločene vrste živih organizmov. Alga oskrbuje glivo s produkti fotosinteze, gliva, ki je razkrojevalnik, oskrbuje algo z minerali in je poleg tega substrat, na katerem živi. To lišajem omogoča obstoj v izjemno težkih razmerah.[...]

Dokaj pogost pojav v odnosih med različnimi vrstami je simbioza oziroma sožitje dveh ali več vrst, pri katerem nobena od njih v danih razmerah ne more živeti ločeno. Cel razred simbiotskih organizmov predstavljajo lišaji - glive in alge, ki živijo skupaj. V tem primeru gliva lišajev praviloma sploh ne živi v odsotnosti alg, večina alg, ki sestavljajo lišaje, pa najdemo tudi v prosti obliki. V tem obojestransko koristnem sobivanju gliva oskrbuje alge z vodo in minerali, alge pa glivam s produkti fotosinteze. Ta kombinacija lastnosti naredi te simbiotske organizme izjemno nezahtevne za življenjske razmere. Lahko se naselijo na golih kamnih, na lubju dreves, itd. Hkrati pa so zaradi dejstva, da lišaji dobijo pomemben del mineralnih snovi, potrebnih za življenje, iz prahu, ki se useda na njihovo površino, zelo občutljivi na vsebino strupenih snovi v zraku. Ena najbolj zanesljivih metod za določanje stopnje toksičnosti nečistoč v zraku je upoštevanje števila in vrstne pestrosti lišajev v nadzorovanem območju, indikacija lišajev.[...]

Poseben primer interakcije med mikroorganizmi - skrajna manifestacija simbioze - so lišaji. So združba alg in gliv. Pogosto jih spremljajo bakterije. Te asociacije so zelo stabilne, obravnavane so v posebnem poglavju, v resnici pa so mikrobne.[...]

Lišaji so kompleksni organizmi, ki nastanejo kot posledica simbioze med glivami, zelenimi algami ali cianobakterijami in Azotobacter (slika 4). Posledično je lišaj kombiniran organizem, tj. gliva 4-alge + azotobacter, katerega obstoj zagotavlja dejstvo, da so hife glive odgovorne za absorpcijo vode in mineralov, alge za fotosintezo in azotobacter za fiksacijo atmosferskega dušika. Lišaji so prebivalci vseh botaničnih in geografskih con. Razmnožujejo se vegetativno, nespolno in spolno.[...]

Lišaji so edinstvena skupina organizmov, ki predstavljajo simbiozo glive in enoceličnih alg ali cianobakterij. Gliva ščiti algo pred izsušitvijo in jo oskrbuje z vodo. In alge ter cianobakterije s procesom fotosinteze tvorijo organske snovi, s katerimi se gliva hrani.[...]

Taksonomija bazidialnih lišajev je še vedno slabo razvita. V zadnjem času raziskovalci odkrivajo vse več novih gliv, ki so stalno ali občasno v simbiozi z algami. V večini primerov te ugotovitve kažejo na fakultativno naravo in evolucijsko mladost takih simbiotskih odnosov.[...]

Lišaji predstavljajo edinstveno skupino kompleksnih organizmov, katerih telo je vedno sestavljeno iz dveh komponent - glive in alge. Zdaj vsak šolar ve, da biologija lišajev temelji na pojavu simbioze - sobivanju dveh različnih organizmov. Toda pred dobrimi stotimi leti so bili lišaji za znanstvenike velika skrivnost, odkritje njihovega bistva s strani Simona Schwendenerja leta 1867 pa je bilo ocenjeno kot eno najbolj osupljivih odkritij tistega časa.[...]

Vrečarji so filogenetsko zelo stara skupina, izvirajo iz precej primitivnih oblik saprofitskih gliv askomicet. Nekatere askomicete so v sožitju z zelenimi in modrozelenimi, redkeje z rumenozelenimi in rjavimi algami v procesu dolgega evolucijskega razvoja oblikovale številne in izjemno raznolike steljke listnatih, skorjastih in grmastih lišajev.[...]

Drugič, lišaji tvorijo posebne morfološke tipe, življenjske oblike, ki jih ne najdemo ločeno v glivah in algah, ki sestavljajo steljko lišajev, tj. morfološke oblike zunanje in notranje zgradbe [...]

Bazidalni lišaji se od vrečarjev razlikujejo po številnih značilnostih. Prvič, njihova sadna telesa so kratkotrajna, pogosto enoletna, medtem ko pri vrečarjih obstajajo dolgo - desetine in stotine let. Drugič, simbioza med bazidiomicetami in algami ni povzročila nastanka posebnih življenjskih oblik ali morfogenetske izolacije. Bazidalni lišaji imajo enako zunanjo obliko kot ustrezne prosto živeče glive - aphilophorous ali agaricaceous. Posledično predstavniki tega razreda niso pravi lišaji, ampak pol-lišaji. Tretjič, specifične lišajske snovi, ki so tako značilne za številne skupine vrečastih lišajev, niso bile najdene v bazidialnih lišajih. [...]

V praksi se pogosto uporablja metoda čiščenja industrijske odpadne vode, ki omogoča čiščenje številnih organskih nečistoč. Biološko oksidacijo izvaja skupnost mikroorganizmov (biocenoza), ki vključuje številne različne bakterije, praživali in številne bolj organizirane organizme - alge, glive itd., ki so med seboj povezani v en sam kompleks s kompleksnimi odnosi (metabioza, simbioza in antagonizem). ). Prevladujočo vlogo v tej združbi imajo bakterije, katerih število se giblje od 10 do 1014 celic na 1 g suhe biološke mase (biomase). Število bakterijskih rodov lahko doseže 5-10, število vrst - več deset in celo sto.[...]

Izjemno značilno je, da je klorofil koncentriran v celicah v določenih organiziranih telesih – plastidih. In plastidi se, tako kot sama celica, razmnožujejo z delitvijo. V zvezi s tem so nekateri botaniki (vključno z A. Famintsinom) poskušali ta osnovni pojav obravnavati kot simbiozo, kot so lišaji, ki so simbioza zelenih alg in gliv.[...]

Mutualistična razmerja ali vzajemnost so eden od načinov izvajanja prehranjevalnih verig. Na splošno prehranjevalne verige pomenijo, da ena vrsta koristi, medtem ko drugi škodi. Vendar pa je v naravi veliko primerov, ko vrste stopijo v medsebojno koristne odnose – ta pojav imenujemo vzajemnost. Klasičen primer so lišaji, ki pravzaprav niso en, ampak dva organizma - gliva in alga. Gliva zagotavlja algi zaščito, ki ji omogoča preživetje v razmerah nizke vlažnosti, kjer sama ne more preživeti, alga kot proizvajalec pa glivi oskrbuje s hranilnimi viri. Mimogrede, glive same sobivajo s koreninami dreves, kjer so procesi pozitivnega vzajemnosti ali simbioze podobni lišajem; spomnimo se lahko tudi razmerja med morsko vetrnico in rakom puščavnikom, rastlinami rož in žuželk itd.[...]

Nodule golosemenk (reda Cycadales - cikade, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - iglavci) imajo razvejano koralno, kroglasto ali kroglasto obliko. So odebeljene, spremenjene stranske korenine. Narava patogena, ki povzroča njihov nastanek, še ni pojasnjena. Endofite golosemenk delimo na glive (fikomicete), aktinomicete, bakterije in alge. Nekateri raziskovalci nakazujejo obstoj več simbioz. Na primer, domneva se, da v simbiozi sodelujejo azotobacter, gomoljne bakterije in alge pri cikasih. Tudi vprašanje funkcije nodulov pri golosemenkah ni rešeno. Številni znanstveniki poskušajo predvsem utemeljiti vlogo nodulov kot fiksatorjev dušika. Nekateri raziskovalci menijo, da so gomolji podokarpov vodni rezervoarji, gomoljem cikasovk pa pogosto pripisujejo funkcijo zračnih korenin.

Poskusi, da bi lišaj razdelili na glivo in algo, so bili izvedeni že dolgo, vendar so se najpogosteje končali z neuspehom: tudi če so bili upoštevani pogoji sterilnosti, ni bilo vedno gotovo, da je nastala kultura lišajev simbiont in ne notranji parazit lišajev. Poleg tega poskusov običajno ni bilo mogoče ponoviti, vendar je ponovljivost ena glavnih zahtev za poskus. Toda sredi 20. stoletja so razvili standardno metodo in izolirali več deset gliv lišajev (mikobiontov) in alg lišajev (fotobiontov). Veliko zaslug za to delo pripada ameriškemu znanstveniku V. Akhmadzhyanu.

Tako so se izolirani simbionti lišajev naselili v laboratorijih, v sterilnih epruvetah in bučkah s hranilnim medijem. Ker so imeli na voljo čiste kulture partnerjev lišajev, so se znanstveniki odločili za najbolj drzen korak - sintezo lišajev v laboratoriju. Prvi uspeh na tem področju pripada E. Thomasu, ki je leta 1939 v Švici pridobil iz miko- in fotobiontov lišaj Cladonia capillary z jasno vidnimi sadnimi telesi. Za razliko od prejšnjih raziskovalcev je Thomas izvedel sintezo v sterilnih pogojih, kar vzbuja zaupanje v njegov rezultat. Na žalost so njegovi poskusi ponovitve sinteze v 800 drugih poskusih propadli.

Najljubši predmet raziskovanja V. Akhmadzhyana, ki mu je prinesel svetovno slavo na področju sinteze lišajev, je glavnik Cladonia. Ta lišaj je razširjen v Severni Ameriki in je dobil splošno ime "britanski vojaki": njegova svetlo rdeča plodna telesa spominjajo na škrlatne uniforme angleških vojakov med vojno severnoameriških kolonij za neodvisnost. Majhne grudice izoliranega mikobionta Cladonia crestata smo zmešali s fotobiontom, ekstrahiranim iz istega lišaja. Zmes smo dali na ozke plošče sljude, namočili v raztopino mineralnih hranil in fiksirali v zaprtih bučkah. V bučkah so vzdrževali strogo nadzorovane pogoje vlažnosti, temperature in svetlobe. Pomemben pogoj poskusa je bila najmanjša količina hranil v mediju. Kako so se lišajevi partnerji obnašali v neposredni bližini drug drugega? Celice alg so izločile posebno snov, ki je nanje »prilepila« glivične hife, ki so takoj začele aktivno prepletati zelene celice. Skupine celic alg so držale skupaj z razvejanjem hif v primarne luske. Naslednja stopnja je bil nadaljnji razvoj zadebeljenih hif na vrhu lusk in njihovo sproščanje zunajceličnega materiala ter posledično nastanek zgornje skorje. Še kasneje sta se algna plast in jedro diferencirali, tako kot pri steljki naravnega lišaja. Ti poskusi so bili večkrat ponovljeni v Akhmadzhyanovem laboratoriju in vsakič so privedli do pojava primarne steljke lišaja.

V 40. letih 20. stoletja je nemški znanstvenik F. Tobler ugotovil, da je za kalitev trosov Xanthoria wallae potreben dodatek stimulativnih snovi: izvlečkov iz drevesnega lubja, alg, plodov sliv, nekaterih vitaminov ali drugih spojin. Predlagali so, da v naravi kalitev nekaterih gliv spodbujajo snovi, ki prihajajo iz alg.

Omeniti velja, da morata oba partnerja za nastanek simbiotskega razmerja prejeti zmerno ali celo skromno prehrano, omejeno vlažnost in osvetlitev. Optimalni pogoji za obstoj gliv in alg ne spodbujajo njihove ponovne združitve. Poleg tega obstajajo primeri, ko je obilno hranjenje (na primer z umetnim gnojilom) povzročilo hitro rast alg v steljki, prekinitev povezave med simbionti in smrt lišaja.

Če pregledamo dele steljke lišaja pod mikroskopom, lahko vidimo, da je najpogosteje alga preprosto v bližini glivičnih hif. Včasih so hife tesno stisnjene ob celice alg. Končno lahko glivne hife ali njihove veje prodrejo bolj ali manj globoko v alge. Te projekcije se imenujejo haustoria.

Sožitje pusti pečat tudi na strukturi obeh lišajev simbiontov. Tako, če prostoživeče modrozelene alge iz rodov Nostoc, Scytonema in drugi tvorijo dolge, včasih razvejane filamente, potem so v istih algah v simbiozi filamenti bodisi zviti v goste kroglice ali skrajšani na posamezne celice. Poleg tega opazimo razlike v velikosti in razporeditvi celičnih struktur pri prostoživečih in liheniziranih modrozelenih algah. Zelene alge se spreminjajo tudi v simbiotskem stanju. To se nanaša predvsem na njihovo razmnoževanje. Mnoge zelene alge, ki živijo "v svobodi", se razmnožujejo z mobilnimi tankostenskimi celicami - zoosporami. Zoospore običajno ne nastanejo v steljki. Namesto tega se pojavijo aplanospore - razmeroma majhne celice z debelimi stenami, dobro prilagojene na suhe razmere. Od celičnih struktur zelenih fotobiontov je membrana podvržena največjim spremembam. Tanjši je od enakih alg "v naravi" in ima številne biokemične razlike. Zelo pogosto v simbiotskih celicah opazimo maščobna zrna, ki izginejo, ko alge odstranimo iz steljke. Ko govorimo o razlogih za te razlike, lahko domnevamo, da so povezani z nekakšnim kemičnim učinkom glivičnega soseda alge. Na sam mikobiont vpliva tudi njegov partner alga. Goste kepe izoliranih mikobiontov, sestavljenih iz tesno prepletenih hif, sploh niso videti kot lihenizirane glive. Tudi notranja zgradba hif je drugačna. Celične stene hif v simbiotskem stanju so veliko tanjše.

Življenje v simbiozi torej spodbuja alge in glive k spreminjanju zunanjega videza in notranje strukture.

Kaj imajo sostanovalci drug od drugega, kakšne koristi imajo od skupnega življenja? Alga oskrbuje glivo, svojo sosedo v simbiozi lišaja, z ogljikovimi hidrati, pridobljenimi v procesu fotosinteze. Alga, ki je sintetizirala enega ali drugega ogljikovega hidrata, ga hitro in skoraj v celoti preda svojemu gobovemu "spremljevalcu". Gliva ne prejema samo ogljikovih hidratov iz alg. Če modro-zeleni fotobiont veže atmosferski dušik, pride do hitrega in stalnega odtoka nastalega amonija k glivičnemu sosedu alg. Alge očitno preprosto dobijo priložnost, da se razširijo po vsej Zemlji. Po mnenju D. Smitha "najpogostejša alga v lišajih, Trebuxia, zelo redko živi zunaj lišaja. Znotraj lišaja je morda bolj razširjena kot kateri koli rod prostoživečih alg. Cena za zasedbo te niše je dobava gostiteljske glive z ogljikovimi hidrati."

Pri uporabi gradiva spletnega mesta je potrebno postaviti aktivne povezave do tega spletnega mesta, vidne uporabnikom in iskalnim robotom.

Kraljestvo rastlin. Morske alge

morske alge - prebivalci vode. Živijo v rezervoarjih z rdečo vodo, slano vodo, obstajajo pa tudi tisti, ki živijo na lubju dreves.

Morske alge:

– enocelični (klamidomonas, klorela)

– večcelični (ulotrix, spirogyra).

Skupina alg vsebuje dele: Zelena, Rjava, Rdeča. Alge proizvajajo primarne organske snovi. Alge vzdržujejo raven kisika v ozračju. Številne kemikalije, ki jih potrebuje človek, se pridobivajo iz alg:

– alginati;

– kieselguhr;

– alg se uporablja za prehrano, porfir je prava poslastica;

– enocelično algo Chlorella so uporabili kot laboratorijski objekt pri raziskovanju vesolja.

Ljudje uporabljajo alge na kmetiji in jih jedo.

Poleg koristi lahko alge povzročijo nekaj škode, na primer, ko se ostanki razgradijo v rezervoarju, se kopiči ogromno število aerobnih bakterij, kar vodi do močnega izčrpanja zalog kisika v vodi. Posledično se začne smrt vseh drugih organizmov rezervoarja.

Kraljestvo rastlin. lišaji

Lišaji so nenavadne rastline. Nimajo jasno izraženih listov in stebel, razširjajo se s trosi. Znanstveniki dolgo časa niso mogli razvozlati skrivnosti lišaja - "rastline sfinge", kot jo je imenoval K. A. Timiryazev. Končno je bilo mogoče ugotoviti, da lišaji sploh niso samostojni organizmi, ampak ... kombinacija glive in alge! Ti dve rastlini sta med seboj blagodejno vplivali in sta se tako popolnoma združili, da je nastal edinstven organizem. Nekateri znanstveniki celo niso hoteli verjeti tako neverjetnemu dejstvu. Toda njihovi dvomi so se končali, ko je bilo mogoče izvesti "umetno sintezo" lišaja iz njegovih sestavnih gliv in alg.

Koristi, ki jih goba prejme od sobivanja z algami, so očitne. Alga hrani sebe in svoje sostanovalce z organskimi snovmi, ki jih sintetizira s pomočjo življenjskih sončnih žarkov iz ogljikovega dioksida, vsrkanega iz zraka ali vode.

Gobe ​​oskrbujejo alge z mineralnimi solmi. Poleg tega jim s hifami in prepletajočimi algami prodirajo v kraje rasti in jim pomagajo ostati na trdi površini zemlje, drevesnem lubju, skalah ter jih ščitijo pred mrazom in sušo. Zato so lišaji tako trdovratni, zlahka prenesejo vročino in mraz.

Takšno sobivanje različnih organizmov, ki temelji na vzajemni koristi, je v naravi pogosto. Imenovali so jo simbioza.

Lišaji se razlikujejo po videzu in barvi. So grmičasti, listnati in luskasti.

Telo lišaja - steljka - je en sam organizem, sestavljen iz glive in alge, ki živita v simbiozi. Na gobjih nitkah se včasih pojavijo priseski, ki prodrejo v celice alg.

Lišaji vpijajo vlago po celotni površini telesa, predvsem vlago iz dežja, rose in megle. To jim omogoča, da se naselijo na golih, pustih skalah, na steklenih površinah, na strehah, v puščavah, povsod, kjer je svetloba. Brez svetlobe v celicah alg ne pride do fotosinteze in lišaji odmrejo.

Razmnoževanje je vegetativno (s koščki steljke ali skupinami celic gliv in alg). Možno je, da se simbiotska gliva samostojno razmnožuje s sporami.

lišaji – kazalci čistosti zraka, hrana za jelene, surovine za kemično industrijo, nekatere lahko tudi zaužijemo.

Kraljestvo rastlin. Mahovi

Mahovi so se na Zemlji prvič pojavili pred več kot 350 milijoni let – veliko prej kot dinozavri. Spadajo v skupino tako imenovanih briofitov, kamor sodijo tudi manj znane jetrnice in antoceroti.

To so praviloma nizko rastoče rastline, visoke največ nekaj centimetrov, ki se plazijo po tleh. Velika večina mahov nima posebnih tkiv, ki prenašajo hranila in vodo iz enega dela rastline v drugega. Nimajo pravih korenin, stebel ali listov. Tako so »korenine« mahu namenjene le temu, da ga držijo na enem mestu. Vodo in hranila absorbira celotna površina rastline. Mahovi nimajo ne cvetov ne semen. Namesto tega se na vrhu rastline običajno pojavijo majhne trosne kapsule na dolgih tankih pecljih - tako imenovani sporogoniji. Iz trosov zrastejo rastline, v katerih nastanejo ženske in moške reproduktivne celice – jajčeca in semenčice. Oplojena jajčeca pa povzročijo novo generacijo rastlin, ki tvorijo trose. Ciklus torej vključuje izmenjavo spolnih in nespolnih generacij (gametofita in sporofita).

Trajnice, nizke rasti, Telo je steljka, pokrita z ozkimi zelenimi listi, brez korenin. Prilagojeni so na življenje v vlažnih prostorih in so pritrjeni s tankimi nitastimi izrastki stebla - rizoidi. Prehrana - klorofil. Absorpcija vode poteka po celotni površini telesa.

Avtotrofna prehrana - klorofil se nahaja v kloroplastih zelenih celic.

Razmnožujejo se nespolno – spore in spolno – zlitje moških in ženskih spolnih celic. Spolna generacija - gametofit, steblo z listi, ki tvorijo spolne celice (gamete) je bolj izrazita kot nespolna generacija - sporofit, na katerem nastajajo trosi.

Prihaja do menjave generacij. Pri vseh rastlinah ena generacija vedno prevlada nad drugo. Ta generacija se imenuje dominantna. Mahovi so edine kopenske rastline, pri katerih gametofit prevladuje nad sporofitom.

Odmirajoči deli mahov tvorijo šoto. Močvirja in gozdovi, v katerih rastejo mahovi, služijo kot rezervoarji vlage in vplivajo na vodni režim ozemlja.



Vsi živi organizmi na planetu so razdeljeni na kraljestva. Razvrstitev je temeljila na prisotnosti jedra. Obstaja kraljestvo prokariotov, ki nimajo jedra. Sem spadajo bakterije in modrozelene alge (cyanea). Kraljestvo evkariontov vključuje tiste organizme, ki imajo jedro: glive, rastline in živali. Kljub dejstvu, da bakterije, glive, rastline (alge in višje), živali tvorijo ločena kraljestva, med njimi obstajajo tudi skupne značilnosti.

Bakterije in cianidi so razvrščeni kot prokarionti. Njihove glavne razlike so:

• pomanjkanje jasno definiranega jedra;
• odsotnost membranskih organelov;
• prisotnost mezosomov (neke vrste štrlina membrane v sredino celice);
• majhni ribosomi v primerjavi z evkarionti;
• Bakterije imajo en kromosom, cianobakterije imajo več kromosomov, ki se nahajajo v citoplazmi;
• odsotnost nukleolov;
• brez mitohondrijev;
• celična stena bakterij je sestavljena iz mureina, cianidov pa iz celuloze;
• flagele odlikuje preprosta struktura in majhen premer;
• Ni spolnega procesa, razmnoževanje poteka z delitvijo.

Številni mikroorganizmi v neugodnih razmerah tvorijo spore, ki lahko leta čakajo na primerne pogoje za življenje in razvoj. Tudi rastline in glive proizvajajo spore, vendar jih potrebujejo za razmnoževanje. Obstajajo mikrobi, ki se prehranjujejo kot rastline in so avtotrofi, nekateri pa se prehranjujejo kot živali in so heterotrofi. Za razliko od drugih živih organizmov, katerih življenje je nemogoče brez prisotnosti kisika, obstajajo mikroorganizmi, ki lahko živijo v anaerobnem okolju, kisik pa je, nasprotno, zanje uničujoč.

Bakterije so najštevilčnejša bitja na planetu in večina jih je še neraziskanih.

rastlinsko kraljestvo

Razvrstitev temelji na njihovi glavni razliki - avtotrofni prehrani. Sposobni so pretvarjati anorganske snovi v organske. Za to potrebujejo sončno energijo. To je značilno tudi za cianobakterije. Zahvaljujoč rastlinam in cianobakterijam je zrak na planetu obogaten s kisikom, ki je tako potreben za druge žive organizme. Rastline so vir hrane za številne druge organizme. Delimo jih na dve podkraljestvi: alge in višje. Alge za razliko od višjih oblik nimajo korenin, stebel in listov.

Posebno mesto zavzemajo primitivne alge (pirofiti), katerih celice nimajo histonov v kromosomih, njihova struktura pa je blizu nukleoidu bakterij. Celična stena nekaterih alg je iz hitina, tako kot pri živalih in glivah. Rdeče alge se od drugih vrst razlikujejo po tem, da njihove celice nimajo bičkov. Obstajajo razlike v strukturnih značilnostih in biokemičnih procesih.

kraljestvo gob

Dolgo časa so se znanstveniki prepirali o tem, ali gobe uvrstiti v ločeno kraljestvo ali ne. Zaradi dolgih razprav so jih vseeno identificirali ločeno, saj imajo veliko skupnega tako z rastlinami kot z živalmi.

Njihov način prehranjevanja je enak kot pri živalih - heterotrofni. Tako kot živali nimajo plastidov in imajo hitin v celičnih stenah. Kot posledica presnovnih procesov nastane sečnina. Glive, tako kot rastline, absorbirajo hranila z absorpcijo. So nepremične in imajo podoben vzorec rasti kot rastline.

Nekatere glive se razmnožujejo kot bakterije ─ nespolno, nekatere kot rastline ─ vegetativno, nekatere kot živali ─ spolno. Mnogi od njih, tako kot mikrobi, predelujejo mrtve žive organizme in s tem igrajo vlogo "redarja". Mnogi od njih so koristni in se uporabljajo pri proizvodnji antibiotikov, hormonov in vitaminov.

Glede na to, kako uživajo organske snovi, jih delimo na tri vrste:

lišaji

Mnogi znanstveniki vztrajajo pri uvrščanju lišajev v ločeno kraljestvo. Razlogov za to je več. Lahko so simbionti:

• gobe in alge;
• bakterije glive in alge.

Glede na videz jih delimo v tri skupine:

• kortikalne (ki rastejo na kamnih in se trdno zrastejo s površino);
• listnato (pritrjeno na površino s pecljem);
• grmičevje (pritrjeno na tla, drevesa, grmičevje v obliki grmovja).

Telo lišaja se imenuje steljka, ki se med različnimi vrstami razlikuje po velikosti, barvi, obliki in strukturi. Steljka je lahko velika od nekaj centimetrov do metra.

Lišaji rastejo zelo počasi, vendar je njihova življenjska doba lahko od sto do tisoč let.

Kot rezultat simbioze dobimo en sam organizem. Poleg tega so hife glive tesno prepletene s celicami alg. Tako lišaj združuje dva popolnoma različna organizma po zgradbi in načinu prehranjevanja. Glive, ki tvorijo simbiozo z algami, v naravi ne najdemo ločeno, temveč lahko vrste alg, ki sodelujejo v simbiozi, najdemo tudi kot ločen živ organizem.

Lišaji imajo edinstven način prehranjevanja: glive absorbirajo raztopljene minerale, cianobakterije pa tvorijo organske snovi in ​​sodelujejo v procesu fotosinteze. Lišaji se lahko razmnožujejo s sporami ali z delitvijo steljke.

Zaradi občutljivosti lišajev na onesnažena okolja so pokazatelji čistosti. Številne vrste se uporabljajo za prehrano živali in v medicinske namene.

živalsko kraljestvo

Živalsko kraljestvo je razdeljeno na dve podkraljestvi: praživali in mnogocelični. Čeprav so praživali sestavljene iz ene same celice, imajo tako kot bakterije vse značilnosti živali. Obstajajo vrste protozojev, ki se na svetlobi hranijo avtotrofno, v odsotnosti pa preidejo na heterotrofijo. Praživali se lahko razmnožujejo nespolno (celična delitev) in spolno (konjugacija).

Živalim in rastlinam sta skupna metabolizem in celična zgradba. Glavna razlika je v načinu prehranjevanja. Živali so heterotrofi, to pomeni, da se hranijo z že pripravljenimi organskimi spojinami in ne morejo sintetizirati anorganskih snovi. Večinoma so mobilni.

Bolj zapletena zgradba evkariontske celice nakazuje, da so te izboljšave prejeli kot rezultat evolucije. In hkratni obstoj prokariontov in evkariontov na zemlji nakazuje, da so biološki procesi značilni za vse oblike življenja. Vsi živi organizmi živijo v popolni interakciji drug z drugim in izginotje vsaj ene od vrst bi povzročilo nepopravljive posledice. Na planetu je prostor za vse vrste ekoloških verig.