Lišejníky, jejich struktura, diverzita. Význam v přírodě a lidském životě

Zvláštností lišejníku neboli lichenifikované houby je to, že jde vlastně o dva organismy fungující jako jediná stabilní jednotka. Lišejníky se skládají z houby, která žije v symbiotickém vztahu s řasami nebo sinicemi (nebo v některých případech s oběma). V přírodě se vyskytuje asi 17 000 druhů lišejníků. Definice

Lišejníky jsou skupinou duálních organismů nebo struktur, které obsahují trvalé spojení houby nebo mykobionta a řasy nebo fykobionta.

• stavba těla a pokrývka;
• upevnění;
• vstřebávání vody a minerálů. Dokáže absorbovat vodu z vlhkého vzduchu (atmosféry), rosy a deště.

Minerály jsou absorbovány jak ze substrátu, tak z atmosféry. K rozpuštění minerálů ze substrátu vylučuje partnerská houba lišejníků speciální chemikálie. Hlavní funkcí řas je fotosyntéza.

Řasy sinic se navíc podílejí na fixaci dusíku. Řasa odebírá z houby vodu a minerální soli a houba přijímá část potravy produkované řasami. U lišejníků tedy existuje oboustranně výhodný vztah (mutualismus) mezi řasou a houbou, který se často nazývá symbióza.

Někdy se však zjistí, že houba:

• posílá haustoria do buněk řas;
• stimuluje řasy k uvolňování organické hmoty;
• zabraňuje rozvoji pektinové skořápky v řasách.

Někteří odborníci se proto domnívají, že houba je kontrolovaným parazitem řas. Tento jev se nazývá gelotismus.

Přes znalost řasové a houbové složky lišejníku a jejich vztahů se dosud nepodařilo vytvořit umělý lišejník.

Proč vzniká dvojitý organismus?

Houby nejsou schopné fotosyntézy, protože jim chybí zelené barvivo chlorofyl. Jinými slovy, houby nemohou přijímat světelnou energii ze slunce a vytvářet si vlastní potravu ve formě sacharidů. Místo toho musí hledat externí zdroje energie. Absorbují výživu z organické hmoty, tedy sloučenin obsahujících uhlík, jako jsou sacharidy, tuky nebo bílkoviny.

Na druhé straně řasy a sinice mohou provádět fotosyntézu, stejně jako rostliny. Ve skutečnosti jsou chloroplasty, které jsou místem fotosyntézy suchozemských rostlin, adaptovanými formami sinic. Tyto rané sinice byly pohlceny primitivními rostlinnými buňkami někdy během pozdního proterozoika nebo raného kambria.

Když se tedy houba, která je v tomto vztahu dominantním partnerem, spojí s řasou (obvykle zelenou řasou) nebo sinicí a vytvoří lišejník, zajistí si neustálý přístup ke zdroji potravy.

Popsal to jako řízený růst organismu, který dodává uhlík, stejně jako pěstujeme pšenici, rýži nebo brambory. Dodal, že sinice poskytují houbám i další výhodu: fixaci dusíku. Je to biochemická reakce, která přeměňuje atmosférický dusík na amoniak, užitečnější formu prvku.

Řasy a sinice zase poskytují ochranu životního prostředí, zejména před škodlivými ultrafialovými paprsky. Houby často tvoří ochrannou kůru (nebo schránku) s pigmenty, které absorbují ultrafialové paprsky.

Plísňová složka lišejníku je známá jako „mykobiont“ a složka řas nebo sinic jako „fotobiont“. Vědecký název lišejníku se shoduje se jménem mykobionta, bez ohledu na identitu fotobionta.

Alan Silverside, nyní v důchodu z University of the West of Scotland, na svých webových stránkách o lišejnících uvádí příklad houby Sticta canariensis. Tato houba je schopna tvořit dvě různé lišejníkové asociace s řasou a sinicí, ale oba lišejníky jsou označovány jako Sticta canariensis.

Tabulka: prevalence lišejníku ve městě v závislosti na množství oxidu uhličitého v ovzduší

Struktura

Vegetativní část lišejníku, známá jako stélka, je u nelichenizovaných hub neznámá. Je to stélka, která dává lišejníkům jejich charakteristický vzhled. Lišejníkové stélky mají různé tvary6

• Frutikózní lišejník má šlachovitý, chlupatý vzhled;
• Lišejník skvamózní má ploché, překrývající se šupiny;
• Krustózní lišejník vytváří na povrchu, který obývá, hustou kůru.

Obecně se vnitřek stélky lišejníků jeví stratifikovaný, s buňkami mykobiontů a fotobiontů uspořádanými ve vrstvách. Vnější vrstva neboli kůra je tvořena silnými, těsně zabalenými houbovými buňkami. Následuje segment obsahující fotobionta (zelené řasy nebo sinice).

Pokud má lišejník jak řasu, tak sinici partnera, lze sinice vidět v malých oddělcích nad horní kůrou. Poslední vrstvou je dřeň, která obsahuje volně uspořádané, nitkovité houbové buňky.

Rozšíření pod dřeň, nazývaná bazální úpony, umožňují lišejníkům přichytit se na různé povrchy. Typické bazální úpony zahrnují rhizines, houbovitá vlákna vyčnívající z dřeně a jedinou centrální strukturu zvanou úpon, který ulpívá na kamenech. Příkladem je foliózní lišejník zvaný pupeční lišejník, který má úpon, který připomíná pupeční šňůru.

Jako výjimka z obecné struktury stélky nemají rosolovité lišejníky vrstvený nebo stratifikovaný stél. Složky mycobiont a photobiont sedí spolu v jedné vrstvě. Výsledkem je, že želé lišejníky vypadají jako želé; například Collema auriforme.

Schéma struktury lišejníku:

Внешний вид

Když lišejníky zaschnou, jednoduše získají barvu samotného mykobionta (houby) nebo mohou být šedé a matné. Ale když jsou mokré, jsou zcela přeměněny. Děje se tak proto, že buňky hub v horní části kůry zprůhlední a prosvítají barvy řas nebo sinic. Zelené řasy dávají lišejníkům jejich jasně zelenou barvu, zatímco sinice jim dávají tmavě zelenou, hnědou nebo černou barvu.

Co není lišejník

Je důležité si pamatovat, že jakékoli spojení mezi houbou a řasou nebo sinicí nelze automaticky považovat za lichenifikaci. Vědci se domnívají, že v lišejníkových asociacích je houba schopna tvořit struktury neznámé nelichenizovaným houbám – stélku – a houba také ovlivňuje morfologii fotobionta a mění ji. To je důvod, proč houbově-řasové asociace, ve kterých se to neděje, nejsou považovány za lišejníky.

Mechy také nejsou lišejníky. Ačkoli některé z nich mohou na první pohled vypadat jako lišejníky, mechy jsou ve skutečnosti primitivní verze rostlin a jsou schopné samosyntetizace.

Mechy i lišejníky jsou považovány za nevaskulární rostliny, ale pouze mechy jsou skutečné rostliny. Lišejníky vůbec nejsou lišejníky. Jsou to složité organismy vzniklé jako výsledek symbiotického vztahu mezi houbou a řasou nebo sinicí (nebo v některých případech oběma).

Tento klíčový rozdíl – jeden je rostlina a druhý ne – je také klíčem k rozlišení mechu od lišejníku, když je uvidíte v přírodě. Protože jsou to rostliny, mechy mají listy a stonky, zatímco lišejníky ne. Listy a stonky mohou být drobné, ale budou přítomny v meších.

Mechy jsou jedny z nejprimitivnějších rostlin na Zemi, předky stromů, květin, kapradin a dalších rostlin, které rostou kolem nás. A přestože mají stonky a listy, charakteristické pro všechny druhy rostlin, nemají kořeny ani květy. Místo toho se mechy rozmnožují spíše výtrusy než semeny květin. A místo kořenů, které je ukotvují na místě, mají velmi malé kořenové struktury zvané rhizoidy.

Protože mechy nemají kořeny, nemohou přenášet vodu jako jiné rostliny. Díky tomu jsou velmi náchylné k vysychání, takže mechy rostou na vlhkých nebo mokrých stanovištích. Na druhé straně lišejníky mohou přežít v široké škále stanovišť, od tropických deštných pralesů po pouště a zamrzlou tundru Antarktidy. Bez vody lišejníky jednoduše přejdou do hibernace, stanou se suchými a křehkými, dokud nebude voda opět dostupná.

Další rozdíl mezi lišejníky a mechy, i když nepatrný, spočívá v tom, že fotosyntézu přímo provádějí pouze mechy. Protože jsou to rostliny, mechy obsahují chlorofyl, pigment nezbytný pro fotosyntézu.

Lišejníky mohou fotosyntetizovat pouze nepřímo. Houby nejsou rostliny a neobsahují chlorofyl, ale řasy a/nebo sinice v lišejníku podléhají fotosyntéze. Houba zase poskytuje ochranu, takže řasy mohou přežít v drsnějších podmínkách, než jaké by jinak mohly odolat.

Mechy i lišejníky hrají důležitou roli ve zdravých stanovištích, protože absorbují oxid uhličitý a další znečišťující látky ze vzduchu.

Zejména lišejníky jsou pro člověka cenné zejména díky svému detoxikačnímu účinku. Proto je jejich přítomnost v určité oblasti známkou zdravého ekosystému. Vědci mohou studovat lišejníky a extrahovat toxiny, které absorbují, aby určili úrovně toxinů v životním prostředí.

Rozmnožování lišejníků

Lišejníky se rozmnožují čtyřmi způsoby:

1. Postupné odumírání a rozpad, což má za následek rozdělení lišejníku na dvě nebo více částí.
2. Fragmentace způsobená mechanickým poškozením větrem, sešlápnutím nebo pokousáním zvířaty.
3. Isidia jsou povrchové výrůstky lišejníků, které primárně zvyšují plochu povrchu a fotosyntetickou aktivitu. Někdy se zlomí. Každé isidium je schopné vytvořit nový lišejník, protože má jádro z buněk řas obklopené obalem houbových hyf.
4. Soredia. Jedná se o mikroskopické rozmnožovače lišejníků, kteří se tvoří ve velkém množství uvnitř skvrn nazývaných pustuly. Soredia se šíří vzdušnými proudy. Po pádu na vhodný substrát se z každé soredie vyvine lišejník, protože má několik buněk řas, které nejsou zcela obklopeny houbovým vláknem.

Význam lišejníků

Lišejníky hrají klíčovou roli v různých ekologických procesech a usnadňují lidský život.

1. Fotobionti sinic se například podílejí na fixaci dusíku.
2. Lišejníky se také účastní jevu známého jako biologické zvětrávání.
3. Lišejníkoví mykobionti mohou rozkládat horniny a uvolňovat minerály, produkovat určité chemikálie. Lišejníky mohou také ničit skalní povrchy jednoduše tím, že se k nim fyzicky přichytí a rozšiřují a stahují své stélky. Zvětrávání může vést ke konečné destrukci hornin. I když je to nevýhoda, zvláště když lišejníky rostou na stavebních kamenech, je to také nezbytný krok při vytváření primitivních půd. Když se lišejníky rozkládají, organická hmota, která po nich zůstala, stejně jako kamenné a prachové částice zachycené stélkami, slouží jako pracovní materiál pro vývoj pravěkých půd.
4. Lišejníky druhu Cladonia rangiferina, běžně nazývané sobí lišejníky, jsou důležitým zimním zdrojem potravy pro většinu severoamerických populací karibu a jsou klíčovými složkami zimní stravy (s výjimkou oblastí s mělkou sněhovou pokrývkou nebo mírnými zimami).
5. Lišejníky jsou vynikajícími indikátory znečištění životního prostředí. Lišejníky mohou absorbovat znečišťující látky, jako jsou těžké kovy, uhlík a síra, do svých stélků. Extrakce těchto znečišťujících látek poskytuje indikaci jejich úrovní v atmosféře. Tento proces je známý jako biomonitoring lišejníků.
6. Lišejníky se často používají k léčebným účelům: dokážou léčit řadu nemocí. Používají se také v kosmetologii a vaření. Například na Islandu se z lišejníku dělá prášek a přidává se do chleba.

V této lekci se studenti seznámí se speciální skupinou živých organismů – lišejníky, se znaky jejich stavby a životní aktivity. Zvažte význam lišejníků v přírodě a lidském životě.

Přehrávač: YouTube VKontakte

V tuto chvíli nemůžete sledovat ani distribuovat videolekci studentům

Chcete-li získat přístup k tomuto a dalším výukovým videím sady, musíte ji přidat do svého účtu.

Získejte neuvěřitelné příležitosti

1. Otevřete přístup ke všem videolekcím v sadě.

2. Distribuujte video lekce na osobní účty studentů.

3. Podívejte se na statistiky toho, jak studenti prohlížejí videolekce.
Získat přístup

Shrnutí lekce „Lišejníky, jejich struktura, diverzita. Smysl v přírodě a lidském životě“

Lišejníky je skupina symbiotických organismů, čítající přes 20 tisíc druhů. Přizpůsobili se životu v různých podmínkách ve všech klimatických pásmech. Mohou se usadit na skalách, kamenech, půdě a kmenech stromů.

Tělo lišejníku – stélka – vzniklý proplétáním vlákna mycelia houby, mezi kterými se nacházejí jednobuněčné zelené řasy.

Řasy zásobují houbu organickými látkami, které tvoří při fotosyntéze. Houba zásobuje řasy vodou s rozpuštěnými minerály, čímž je chrání před vysycháním. Mezi houbou a řasou tedy existuje úzký vztah, prospěšný jak pro jeden, tak pro druhý organismus. Tento jev, jak již víte, se nazývá symbióza. Řasa, která je součástí těla lišejníku a je oddělena od houby, může zpravidla existovat samostatně. Houba nemůže žít odděleně od řas.

Barva lišejníků je různorodá: bílá, šedá, žlutá, hnědá a světle zelená. Ve vzhledu lišejníkový stél může být křupavý (nebo křupavý), listnatý a keřovitý.

Šupina thalli vypadat jako plíseň, kůra, zmrzlá pěna. Jejich nelze oddělit od povrchu, na kterém se usadili, aniž by ho poškodili. Většina známých lišejníků patří ke krustovým lišejníkům.

Listové thalli vypadat jako čepele plíží se po povrchu a snadno se od něj oddělují. Z těchto lišejníků jsou nejčastější zlatožlutá stěna xanthoria a parmelie.

Husté thalli vypadat jako větvící nebo nevětvící keře. Jsou připevněny na základně a stoupají zdola nahoru, pokud rostou na půdě a pařezech, nebo naopak visí shora dolů, pokud rostou na kmenech stromů. V temném smrkovém lese se ze starých větví spouštějí až na samu zem střapaté šedé vousy lišejník vousatý.

Frutikózní lišejník známý jako sobí mech sobí mech rozšířený v tundře.

Rostou lišejníky velmi pomalu – Celkem několik milimetrů za rok, dožívají se 50 až 100 let.

Znásobit hlavně lišejníky kousky stélkya speciální skupiny buněk houby a řasy, které se v jejím těle tvoří ve velkém množství. Pod tlakem jejich přerostlé hmoty se tělo lišejníků roztrhne, skupiny buněk jsou unášeny větrem a dešťovými proudy.

Lišejníky jsou velmi nenáročný. Celým povrchem těla absorbují vlhkost z deště, rosy a mlhy. To jim umožňuje usadit se na holých, neúrodných skalách, na kamenech, v pouštích, na střechách, dokonce i na povrchu skla.

Lišejníky velmi citlivý na znečištění životního prostředí. Proto nepřítomnost lišejníků může být indikátorem znečištění ovzduší.

Lišejníky – průkopníci vegetace. Jako první se usazují na neúrodných místech.

Mrtvé lišejníky tvoří humus. Na severu slouží v zimě jako hlavní potrava jelenům a srncům.

Cetraria islandská (známý také pod nesprávným názvem „islandský mech“) a lišejník manna Vhodné jako plniva při pečení chleba, přísady při přípravě polévek, salátů a cereálií. V mnoha zemích se z islandských cetrárií odedávna připravují léčivé sirupy a pastilky, které se používají při zánětech dýchacích cest jako expektorans.

Lišejníky mohou být zdrojem dalších pro člověka užitečných látek – glukózy, vitamínu C, antibiotik. Lišejníkové kyseliny jsou schopné fixovat pachy, proto se přidávají do některých parfémů, kolínských vod a mýdel. Barviva extrahovaná z lišejníků se ve Skotsku stále používají k barvení některých druhů látek.