Снимка на симбиоза на гъби с корени
Ярък пример за гъбична симбиоза е микоризата - общност от гъби и висши растения (различни дървета). От такова „сътрудничество“ печелят и дървото, и гъбата. Установявайки се върху корените на дървото, гъбата изпълнява функцията на абсорбиране на коренови косми и помага на дървото да абсорбира хранителни вещества от почвата. При тази симбиоза гъбата получава от дървото готови органични вещества (захари), които се синтезират в листата на растението с помощта на хлорофил.
Освен това, по време на симбиозата на гъби и растения, мицелът произвежда вещества като антибиотици, които предпазват дървото от различни патогенни бактерии и патогенни гъбички, както и стимуланти на растежа като гиберелин. Отбелязано е, че дърветата, под които растат гъбите, практически не се разболяват. В допълнение, дървото и гъбата активно обменят витамини (главно групи В и РР).
Много гъби образуват симбиоза с корените на различни видове растения. Освен това е установено, че всеки вид дърво е способен да образува микориза не с един вид гъби, а с десетки различни видове.
На снимката Лихен
Друг пример за симбиоза на по-ниски гъби с организми от други видове са лишеите, които са обединение на гъби (главно аскомицети) с микроскопични водорасли. Каква е симбиозата на гъбите и водораслите и как възниква такова „сътрудничество“?
До средата на 19 век се смяташе, че лишеите са отделни организми, но през 1867 г. руските ботаници А. С. Фаминцин и О. В. Баранецки установяват, че лишеите не са отделни организми, а общност от гъби и водорасли. И двата симбионта се възползват от този съюз. Водораслите с помощта на хлорофила синтезират органични вещества (захари), с които се храни мицелът, а мицелът снабдява водораслите с вода и минерали, които изсмуква от субстрата, а също така ги предпазва от изсъхване.
Благодарение на симбиозата на гъбичките и водораслите, лишеите живеят на места, където нито гъбичките, нито водораслите могат да съществуват отделно. Обитават горещи пустини, високи планини и сурови северни райони.
Лишеите са още по-мистериозни създания на природата от гъбите. Те променят всички функции, които са присъщи на отделно живеещите гъби и водорасли. Всички жизнени процеси в тях протичат много бавно, те растат бавно (от 0,0004 до няколко mm на година), а също така бавно стареят. Тези необичайни същества се отличават с много дълга продължителност на живота - учените предполагат, че възрастта на един от лишеите в Антарктика надхвърля 10 хиляди години, а възрастта на най-често срещаните лишеи, които се срещат навсякъде, е най-малко 50-100 години.
Благодарение на сътрудничеството между гъби и водорасли, лишеите са много по-издръжливи от мъховете. Те могат да живеят върху субстрати, върху които не може да съществува никой друг организъм на нашата планета. Срещат се върху камък, метал, кости, стъкло и много други субстрати.
Лишеите все още продължават да удивляват учените. Те съдържат вещества, които вече не съществуват в природата и които са станали известни на хората само благодарение на лишеите (някои органични киселини и алкохоли, въглехидрати, антибиотици и др.). Съставът на лишеите, образуван от симбиозата на гъби и водорасли, включва също танини, пектини, аминокиселини, ензими, витамини и много други съединения. Те натрупват различни метали. От повече от 300 съединения, съдържащи се в лишеите, поне 80 от тях не се срещат никъде другаде в живия свят на Земята. Всяка година учените откриват в тях все повече и повече нови вещества, които не се срещат в други живи организми. В момента вече са известни повече от 20 хиляди вида лишеи и всяка година учените откриват още няколко десетки нови вида от тези организми.
От този пример става ясно, че симбиозата не винаги е просто съжителство и понякога поражда нови свойства, които никой от симбионтите не е имал поотделно.
В природата има много такива симбиози. При такова партньорство и двата симбионта печелят.
Установено е, че желанието за обединение е най-развито при гъбите.
Гъбите също влизат в симбиоза с насекоми. Интересна асоциация е връзката между някои видове плесени и мравките листорезачи. Тези мравки специално развъждат гъби в домовете си. В отделни камери на мравуняка тези насекоми създават цели насаждения от тези гъби. Те специално подготвят почвата на тази плантация: внасят парчета листа, смачкват ги, „торят“ ги с изпражненията си и изпражненията на гъсениците, които специално държат в съседните камери на мравуняка, и едва след това въвеждат най-малките гъбични хифи в този субстрат. Установено е, че мравките отглеждат само гъби от определени родове и видове, които не се срещат никъде в природата, освен в мравуняците (главно гъби от родовете Fusarium и Hypomyces), а всеки вид мравки отглежда определени видове гъби.
Мравките не само създават плантация за гъби, но и активно се грижат за нея: торят, подрязват и плевят. Те отрязват появяващите се плодни тела, като им пречат да се развиват. Освен това мравките отхапват краищата на гъбичните хифи, в резултат на което протеините се натрупват в краищата на отхапаните хифи, образувайки нодули, наподобяващи плодни тела, с които мравките след това се хранят и хранят своите бебета. Освен това, когато хифите се подрязват, мицелът на гъбите започва да расте по-бързо.
„Плевенето“ е следното: ако в плантацията се появят гъби от други видове, мравките незабавно ги премахват.
Интересно е, че когато създава нов мравуняк, бъдещата царица след брачния полет лети на ново място, започва да копае тунели за дома на бъдещото си семейство и създава гъбена плантация в една от камерите. Тя взема гъбени хифи от стар мравуняк преди полета, като ги поставя в специална суборална торбичка.
В подобни плантации се отглеждат и термити. В допълнение към мравките и термитите, короядите, скучните насекоми, някои видове мухи и оси и дори комарите участват в „отглеждането на гъби“.
Германският учен Фриц Шаудин откри интересна симбиоза на нашите обикновени кръвосмучещи комари с дрождеви гъби актиномицети, които им помагат в процеса на кръвосмучене.
СИМБИОЗА - вид взаимоотношения между организми от различни систематични групи - взаимноизгодно съжителство на индивиди от два или повече вида, например водорасли, гъби и микроорганизми в тялото на лишея.[...]
Симбиозата или съжителството на два организма е един от най-интересните и все още до голяма степен мистериозни явления в биологията, въпреки че изучаването на този въпрос има история от почти век. Феноменът на симбиозата е открит за първи път от швейцарския учен Швенденер през 1877 г., докато изучава лишеите, които, както се оказа, са сложни организми, състоящи се от водорасли и гъбички. Терминът "симбиоза" се появява в научната литература по-късно. Предложено е през 1879 г. от Де Бари.[...]
СИМБИОЗА [гр. симбиоза съжителство] - дългосрочно съжителство на организми от различни видове (симбионти), обикновено носещо им взаимна полза (например лишеи - C. гъби и водорасли).[...]
Симбиозата възниква в природата на следната физиологична основа: гъбата, която прикрепя лишеите към субстрата, осигурява на водораслите вода и разтворени в нея минерали, както и система от ензими; По време на процеса на фотосинтеза, водораслите произвеждат въглехидрати, които се използват както от самите водорасли, така и от гъбичките. До голяма степен водораслите получават вода и прах, съдържащи неорганични вещества от атмосферата.[...]
Сред симбиозите симбиозите с участието на водорасли не заемат последно място. Водораслите са способни да влизат в симбиотични отношения не само помежду си, но и с представители на различни систематични групи организми както от животинския, така и от растителния свят (бактерии, едноклетъчни и многоклетъчни животни, гъби, мъхове, папрати, голосеменни и покритосеменни). Списъкът с такива водорасли обаче е много ограничен.[...]
При синьо-зелените водорасли (цианобактерии) фиксирането на азот може да се случи както в свободно живеещи форми, така и в симбиоза с гъби (като част от някои лишеи), или с мъхове, папрати и в един известен случай със семенно растение. Листата на малката плаваща водна папрат Azolla имат микроскопични пори, пълни със симбиотични синьо-зелени водорасли Apanaena, които активно фиксират азот (Moore, 1969). В продължение на много векове тази папрат играе важна роля в наводнените оризови полета на Изтока. Преди да бъдат засадени оризови разсад, наводнените полета са обрасли с папрати, които фиксират достатъчно азот, за да доставят ориза по време на периода му на зреене. Този метод, заедно със стимулирането на свободно живеещи синьо-зелени водорасли, позволява оризът да се отглежда сезон след сезон в едно и също поле без необходимост от тор. Както при бактериите от нодулите на бобовите растения, симбиотичните синьо-зелени водорасли са по-ефективни от свободно живеещите [преглед на фиксацията на азот от синьо-зелени водорасли от Peters (1978)].[...]
Типичен пример за симбиоза е тясното съжителство между гъби и водорасли, което води до образуването на по-сложен растителен организъм - лишей, който е по-приспособен към природните условия. Друг ярък пример за симбиотично съжителство в почвата е симбиозата на гъби с висши растения, когато гъбите образуват микроорганизми върху корените на растенията. Наблюдава се ясна симбиоза между нодулните бактерии и бобовите растения.[...]
Но други възгледи продължават да се развиват. Някои изследователи подчертават, че лишеите имат редица характеристики, показващи специален, силно развит тип симбиоза, може да се каже „суперсимбиоза“. Симбиозата при лишеите се характеризира с историческо развитие и морфогенеза, довела до появата на специфични форми на живот и типове структура, които не се срещат индивидуално нито в гъбите, нито в водораслите. Лишеите имат редица специални биологични свойства, които не са присъщи на други групи организми. Това са методите им на размножаване с помощта на соредии и изидии, уникалността на метаболизма, образуването на специфични лишейни вещества, в чийто синтез участват и двата биокомпонента на лишейния талус и др.[...]
Типичен пример за тясна симбиоза или мутуализъм между растенията е съжителството на водорасло и гъба, които образуват специален интегрален лишеен организъм (фиг. 6.11).[...]
Така лишеите са симбиоза на гъби и водорасли. Техните видове практически никога не се срещат в свободно състояние. Гъбичните хифи оплитат водораслите и абсорбират усвоените от тях вещества, а водораслите получават вода и минерали от гъбните хифи. Известни са повече от 20 хиляди вида лишеи, което показва голямото значение на такава симбиоза.[...]
Зоната между северната граница на горите и постоянния лед обикновено се нарича тундра. Едно от най-важните растения на тундрата е еленският лишей ("еленов мъх") Otadonia. Тези животни от своя страна служат за храна на вълци и хора. Тундровите растения също се ядат от леминги - пухкави късоопашати гризачи, които приличат на миниатюрни мечки - и яребици. През цялата дълга зима и през цялото кратко лято арктическите лисици и снежните сови се хранят главно с леминги и сродни гризачи. Във всички тези случаи хранителните вериги са относително къси и всяка значителна промяна в броя на организмите на някое от трите трофични нива се отразява силно на други нива, тъй като практически няма възможност за преминаване към друга храна. Както ще видим по-късно, това е една от причините някои групи арктически организми да са подложени на резки колебания в числеността - от свръхизобилие до почти пълно изчезване. Интересно е да се отбележи, че това често се е случвало на човешки цивилизации, които са зависими от един или няколко източника на храна (спомнете си „картофения глад“ в Ирландия2). В Аляска хората по невнимание предизвикаха резки колебания в броя на организмите, като въведоха домашни северни елени от Лапландия. За разлика от местните карибу, северните елени не мигрират. В Лапландия северните елени се местят от място на място, за да се избегне прекомерната паша, но индианците и ескимосите от Аляска нямат овчарски умения (дивите карибу се преместват от едно пасище на друго сами). В резултат на това северните елени са изтощили много пасища, намалявайки хранителните запаси и за карибу. Това е ясен пример какво се случва, когато се въведе само част от една добре координирана система. Ще имаме случаи да отбележим, че въведените животни често се превръщат в бедствие, ако естествените или изкуствените механизми за контрол не бъдат прехвърлени с тях в новото местообитание.[...]
Симбиотичната връзка е взаимно изгодна и за двамата партньори. При симбиозата и двамата партньори са взаимозависими. Степента на тази взаимозависимост може да бъде много различна: от прото-сътрудничество, когато всеки от партньорите може да съществува независимо, ако симбиозата е разрушена, до взаимност, когато и двамата партньори са толкова взаимозависими, че отстраняването на един от партньорите води до неизбежно смъртта и на двамата. Пример за протокооперация е връзката между раците и морските анемонии, които се прикрепят към раците, като ги маскират и защитават с жилещите си клетки. В същото време те използват раците като превозни средства и поглъщат остатъците от храната им. Случаите на мутуализъм най-често се срещат при организми с различни нужди. Много често, например, такива взаимоотношения възникват между автотрофи и хетеротрофи. В същото време те сякаш се допълват взаимно. Ярък пример за мутуализъм е лишеят - това е симбиотична система от гъби и водорасли, чиято функционална и морфологична връзка е толкова тясна, че те могат да се разглеждат като специален вид организъм, за разлика от всеки от неговите компоненти. Следователно лишеите обикновено се класифицират не като симбиоза на два вида, а като отделни видове живи организми. Водораслите доставят на гъбата продукти от фотосинтезата, а гъбата, като разлагател, снабдява водораслите с минерали и освен това е субстратът, върху който те живеят. Това позволява на лишеите да съществуват в изключително тежки условия.[...]
Доста често срещано явление във взаимоотношенията между различни видове е симбиозата или съвместното съществуване на два или повече вида, при което никой от тях не може да живее отделно при определени условия. Цял клас симбиотични организми е представен от лишеи - гъби и водорасли, живеещи заедно. В този случай гъбичките лишеи по правило изобщо не живеят в отсъствието на водорасли, докато повечето от водораслите, които съставляват лишеите, също се намират в свободна форма. В това взаимноизгодно съжителство гъбата доставя водата и минералите, необходими на водораслите, а водораслите доставят на гъбата продуктите на фотосинтезата. Тази комбинация от свойства прави тези симбиотични организми изключително непретенциозни към условията на живот. Те са в състояние да се заселят върху голи камъни, върху кората на дърветата и т.н. В същото време фактът, че лишеите получават значителна част от необходимите за живота минерални вещества от праха, който се утаява на повърхността им, ги прави много чувствителни към съдържанието на токсични вещества във въздуха. Един от най-надеждните методи за определяне на нивото на токсичност на примесите, съдържащи се във въздуха, е отчитането на броя и видовото разнообразие на лишеите в контролираната зона, индикация за лишеи. [...]
Особен случай на взаимодействие между микроорганизмите - крайна проява на симбиоза - са лишеите. Те са асоциация на водорасли и гъби. Те често са придружени от бактерии. Тези асоциации са много стабилни, те са обсъдени в специален раздел, но всъщност те са микробни.[...]
Лишеите са сложни организми, образувани в резултат на симбиоза между гъби, зелени водорасли или цианобактерии и Azotobacter (фиг. 4). Следователно, лишеят е комбиниран организъм, т.е. гъба 4-водорасли + азотобактер, чието съществуване се осигурява от факта, че хифите на гъбата са отговорни за усвояването на вода и минерали, водораслите за фотосинтезата и azotobacter за фиксиране на атмосферен азот. Лишеите са обитатели на всички ботанически и географски зони. Те се размножават по вегетативен, безполов и полов път.[...]
Лишеите са уникална група организми, представляващи симбиоза на гъба и едноклетъчни водорасли или цианобактерии. Гъбата предпазва водораслите от изсъхване и ги снабдява с вода. А водораслите и цианобактериите чрез процеса на фотосинтеза образуват органични вещества, с които се храни гъбата.[...]
Таксономията на базидиалните лишеи все още е слабо развита. Напоследък изследователите откриват все повече и повече нови гъби, които постоянно или от време на време са в симбиоза с водорасли. В повечето случаи тези констатации показват факултативния характер и еволюционната младост на такива симбиотични връзки.[...]
Лишеите представляват уникална група от сложни организми, чието тяло винаги се състои от два компонента - гъба и водорасло. Сега всеки ученик знае, че биологията на лишеите се основава на феномена на симбиозата - съжителството на два различни организма. Но преди малко повече от сто години лишеите са били голяма мистерия за учените и откриването на тяхната същност от Симон Шведенер през 1867 г. е оценено като едно от най-невероятните открития на онова време.[...]
Торбестите лишеи са филогенетично много древна група, те произлизат от доста примитивни форми на сапрофитни аскомицетни гъби. Някои аскомицети в симбиоза със зелени и синьозелени, по-рядко с жълтозелени и кафяви водорасли, в процеса на продължително еволюционно развитие са образували многобройни и изключително разнообразни талоси от листни, корести и храстовидни лишеи.[...]
Второ, лишеите образуват специални морфологични типове, форми на живот, които не се срещат отделно в гъбите и водораслите, които изграждат талуса на лишеите, т.е. лишеите са претърпели исторически, дългосрочен процес на формиране, основан на симбиоза, което е довело до образуването на специфични морфологични форми на външна и вътрешна структура [...]
Базидиалните лишеи се различават от торбестите по редица признаци. Първо, техните плодни тела са краткотрайни, често едногодишни, докато при торбестите животни те съществуват дълго време - десетки и стотици години. Второ, симбиозата между базидиомицетите и водораслите не доведе до образуването на специални форми на живот или морфогенетична изолация. Базидиалните лишеи имат същата външна форма като съответните свободно живеещи гъби - листни или агарични. Следователно представителите на този клас не са истински лишеи, а полу-лишеи. Трето, специфични лишейни вещества, толкова характерни за много групи торбести лишеи, не са открити в базидиоциалните лишеи. [...]
Методът за пречистване на промишлени отпадъчни води е широко използван в практиката, позволявайки им да бъдат пречистени от много органични примеси. Биологичното окисление се осъществява от общност от микроорганизми (биоценоза), включваща множество различни бактерии, протозои и редица по-високо организирани организми - водорасли, гъби и др., свързани помежду си в единен комплекс чрез сложни взаимоотношения (метабиоза, симбиоза и антагонизъм). ). Доминиращата роля в тази общност принадлежи на бактериите, чийто брой варира от 10 до 1014 клетки на 1 g суха биологична маса (биомаса). Броят на бактериалните родове може да достигне 5-10, броят на видовете - няколко десетки и дори стотици.[...]
Изключително характерно е, че хлорофилът е концентриран в клетките в определени организирани тела – пластиди. А пластидите, както и самата клетка, се възпроизвеждат чрез делене. В тази връзка някои ботаници (включително А. Фаминцин) се опитаха да разглеждат това основно явление като симбиоза, подобно на лишеите, които са симбиоза на зелени водорасли и гъби.[...]
Мутуалистичните взаимоотношения или мутуализмът са един от начините за прилагане на хранителните вериги. Като цяло хранителните вериги предполагат, че един вид има полза, докато друг е вреден. В природата обаче има много случаи, когато видовете влизат във взаимноизгодни отношения - това явление се нарича мутуализъм. Класически пример са лишеите, които всъщност не са един, а два организма - гъба и водорасло. Гъбата осигурява защита на водораслите, позволявайки им да оцелеят в условия на ниска влажност, където те самите не могат да оцелеят, а водораслите, като производител, снабдяват гъбата с хранителни ресурси. Между другото, самите гъби съжителстват с корените на дърветата, където процесите на положителен мутуализъм или симбиоза са подобни на лишеите; може да се припомни и връзката между морска анемона и рак отшелник, растителни цветя и насекоми и т.н.[...]
Нодулите на голосеменните (разреди Cycadales - цикадови, Ginkgoales - hyikgos, Coniferales - иглолистни) имат разклонена кораловидна, сферична или мънистовидна форма. Те са удебелени, модифицирани странични корени. Естеството на патогена, причиняващ тяхното образуване, все още не е изяснено. Ендофитите на голосеменните се класифицират като гъби (фикомицети), актиномицети, бактерии и водорасли. Някои изследователи предполагат съществуването на множество симбиози. Например, смята се, че при цикадите, азотобактер, нодулни бактерии и водорасли участват в симбиоза. Въпросът за функцията на нодулите при голосеменните също не е решен. Редица учени се опитват основно да обосноват ролята на нодулите като азотфиксатори. Някои изследователи смятат нодулите на подокарпа за водни резервоари, а функциите на въздушните корени често се приписват на нодулите на цикас.
И така, изолирани симбионти лишеи се заселват в лаборатории, в стерилни епруветки и колби с хранителна среда. Имайки на разположение чисти култури от лишеи партньори, учените се решиха на най-смелата стъпка - синтеза на лишеи в лаборатория. Първият успех в тази област принадлежи на Е. Томас, който през 1939 г. в Швейцария получава от мико- и фотобионти лишеите Cladonia capillary с ясно видими плодни тела. За разлика от предишни изследователи, Томас извършва синтеза при стерилни условия, което вдъхва доверие в неговия резултат. За съжаление опитите му да повтори синтеза в 800 други експеримента се провалят.
Любимият обект на изследване на В. Ахмаджян, който му донесе световна слава в областта на синтеза на лишеи, е Cladonia comb. Този лишей е широко разпространен в Северна Америка и е получил общото наименование „британски войници“: неговите яркочервени плодни тела напомнят алените униформи на английските войници по време на войната на северноамериканските колонии за независимост. Малки бучки от изолирания микобионт Cladonia crestata бяха смесени с фотобионт, извлечен от същия лишей. Сместа се поставя върху тесни пластини от слюда, напоени с минерален хранителен разтвор и фиксирани в затворени колби. Вътре в колбите се поддържат стриктно контролирани условия на влажност, температура и светлина. Важно условие на експеримента беше минималното количество хранителни вещества в средата. Как се държаха партньорите на лишеите в непосредствена близост един до друг? Клетките на водораслите отделят специално вещество, което „залепва“ гъбичните хифи към тях и хифите веднага започват активно да оплитат зелените клетки. Групи клетки от водорасли се държат заедно чрез разклоняване на хифи в първични люспи. Следващият етап беше по-нататъшното развитие на удебелените хифи на върха на люспите и освобождаването им от извънклетъчен материал и в резултат на това образуването на горния коров слой. Дори по-късно водорасловият слой и сърцевината се диференцират, точно както в талуса на естествения лишей. Тези експерименти се повтарят многократно в лабораторията на Ахмаджиян и всеки път водят до появата на първичен лишеен талус.
През 40-те години на 20-ти век немският учен Ф. Тоблер открива, че за покълването на спорите на Xanthoria wallae е необходимо добавяне на стимулиращи вещества: екстракти от дървесна кора, водорасли, плодове от слива, някои витамини или други съединения. Предполага се, че в природата покълването на някои гъби се стимулира от вещества, идващи от водорасли.
Трябва да се отбележи, че за да възникне симбиотична връзка, и двамата партньори трябва да получават умерено или дори оскъдно хранене, ограничена влажност и осветление. Оптималните условия за съществуване на гъбички и водорасли не стимулират тяхното обединяване. Освен това има случаи, когато обилното хранене (например с изкуствени торове) води до бърз растеж на водорасли в талуса, нарушаване на връзката между симбионтите и смърт на лишеите.
Ако изследваме участъци от талуса на лишеите под микроскоп, можем да видим, че най-често водораслото е просто в съседство с гъбични хифи. Понякога хифите са плътно притиснати към клетките на водораслите. И накрая, гъбичните хифи или техните клони могат да проникнат повече или по-малко дълбоко във водораслите. Тези проекции се наричат хаустории.
Съвместното съществуване също оставя отпечатък върху структурата на двата лишея симбионта. Така, ако свободно живеещите синьо-зелени водорасли от родовете Nostoc, Scytonema и други образуват дълги, понякога разклонени нишки, тогава в същите водорасли в симбиоза нишките са или усукани в плътни топки, или скъсени до единични клетки. В допълнение, разликите в размера и разположението на клетъчните структури се отбелязват при свободно живеещите и лихенизираните синьо-зелени водорасли. Зелените водорасли също се променят в симбиотично състояние. Това се отнася преди всичко за тяхното размножаване. Много от зелените водорасли, живеещи „на свобода“, се размножават чрез подвижни тънкостенни клетки - зооспори. Зооспорите обикновено не се образуват в талуса. Вместо това се появяват апланоспори - сравнително малки клетки с дебели стени, добре адаптирани към сухи условия. От клетъчните структури на зелените фотобионти най-големи промени претърпява мембраната. Той е по-тънък от този на същите водорасли „в дивата природа“ и има редица биохимични разлики. Много често вътре в симбиотичните клетки се наблюдават мастноподобни зърна, които изчезват след отстраняването на водораслите от талуса. Говорейки за причините за тези различия, можем да предположим, че те са свързани с някакво химическо въздействие на гъбичния съсед на водораслите. Самият микобионт също се влияе от партньора си водорасли. Плътни бучки от изолирани микобионти, състоящи се от тясно преплетени хифи, изобщо не приличат на лихенизирани гъби. Вътрешната структура на хифите също е различна. Клетъчните стени на хифите в симбиотично състояние са много по-тънки.
И така, животът в симбиоза насърчава водораслите и гъбите да променят своя външен вид и вътрешна структура.
Какво получават съжителите един от друг, какви ползи извличат от съвместния живот? Водораслите снабдяват гъбата, нейният съсед в симбиозата на лишеите, с въглехидрати, получени в процеса на фотосинтеза. Едно водорасло, синтезирало един или друг въглехидрат, бързо и почти изцяло го отдава на своя гъбен „спътник“. Гъбата получава не само въглехидрати от водораслите. Ако синьо-зеленият фотобионт фиксира атмосферния азот, има бързо и постоянно изтичане на получения амоний към гъбичния съсед на водораслите. Водораслите, очевидно, просто получават възможността да се разпространят широко по цялата Земя. Според Д. Смит, „най-често срещаните водорасли в лишеите, Trebuxia, много рядко живеят извън лишеите. Вътре в лишеите той е може би по-разпространен от всеки род свободно живеещи водорасли. Цената за заемане на тази ниша е снабдяването на гъбата гостоприемник с въглехидрати.
Образователна програма за групата за краткосрочен престой „Щастливо бебе” (за деца от 1 до 3 години, които не посещават детска градина) Актуалност. Детството е години на чудеса! Опитът от този период е до голяма степен [...]
Растително царство. Морски водорасли
Морски водорасли - обитатели на водата. Те живеят в резервоари с червена вода, солена вода, а има и такива, които живеят върху кората на дърветата.
Морски водорасли:
– едноклетъчни (хламидомонада, хлорела)
– многоклетъчни (улотрикс, спирогира).
Групата водорасли включва секции: Зелени, Кафяви, Червени. Водораслите са производители на първична органична материя. Водораслите поддържат нивата на кислород в атмосферата. Много химикали, необходими на хората, се получават от водорасли:
– алгинати;
– кизелгур;
– водораслите се използват за храна, порфирът е истински деликатес;
– едноклетъчно водорасло Chlorella е използвано като лабораторен обект в космическите изследвания.
Хората използват водорасли във фермата и ги ядат.
В допълнение към ползите, водораслите могат да причинят известна вреда, например, когато остатъците се разлагат в резервоара, се натрупват огромен брой аеробни бактерии, което води до рязко изчерпване на запасите от кислород във водата. В резултат на това започва смъртта на всички други организми на резервоара.
Растително царство. лишеи
Лишеите са необичайни растения. Те нямат ясно очертани листа и стъбла, разпръскват се със спори. Дълго време учените не можеха да разкрият мистерията на лишеите - „растението сфинкс“, както го нарече К. А. Тимирязев. Най-накрая беше възможно да се установи, че лишеите изобщо не са независими организми, а ... комбинация от гъба и водорасло! Оказвайки благоприятен ефект едно на друго, тези две растения се сляха толкова пълно, че се получи уникален организъм. Някои учени дори отказаха да повярват на такъв удивителен факт. Но техните съмнения приключиха, когато беше възможно да се извърши „изкуственият синтез“ на лишеите от съставните му гъби и водорасли.
Ползите, които гъбата получава от съжителството с водорасли, са очевидни. Водораслото храни себе си и своя съжител с органични вещества, които синтезира с помощта на живителните слънчеви лъчи от въглероден диоксид, погълнат от въздуха или водата.
Гъбите доставят минерални соли на водораслите. Освен това, прониквайки в местата на растеж с хифи и сплитащи водорасли, те им помагат да се задържат на твърдата повърхност на почвата, кората на дърветата, скалите и ги предпазват от студ и суша. Ето защо лишеите са толкова издръжливи; те могат лесно да издържат на знойна топлина и студ.
Такова съжителство на различни организми, основано на взаимна изгода, често се среща в природата. Наричаше се симбиоза.
Лишеите се различават по външен вид и цвят. Те са храстовидни, листни и люспести.
Тялото на лишеите, талусът, е единен организъм, състоящ се от гъба и водорасло, живеещи в симбиоза. На нишките на гъбите понякога се появяват издънки, които проникват в клетките на водораслите.
Лишеите абсорбират влага по цялата повърхност на тялото, главно влага от дъжд, роса и мъгла. Това им позволява да се заселват на голи, безплодни скали, на стъклени повърхности, на покриви, в пустини, навсякъде, където има светлина. Без светлина фотосинтезата не се осъществява в клетките на водораслите и лишеите умират.
Размножаването е вегетативно (чрез парчета талус или групи гъбични и водораслови клетки). Възможно е симбиотичната гъба да се размножава самостоятелно чрез спори.
лишеи – показатели за чистота на въздуха, храна за елени, суровини за химическата промишленост, някои могат да се ядат.
Растително царство. мъхове
Мъховете се появяват за първи път на Земята преди повече от 350 милиона години - много по-рано от динозаврите. Те принадлежат към групата на така наречените бриофити, която включва и по-малко познатите чернодробни червеи и антоцероти.
Това са, като правило, нискорастящи растения, не повече от няколко сантиметра височина, пълзящи по земята. По-голямата част от мъховете нямат специални тъкани, които транспортират хранителни вещества и вода от една част на растението в друга. Те нямат истински корени, стъбла или листа. По този начин „корените“ на мъха са предназначени само да го държат на едно място. Водата и хранителните вещества се абсорбират от цялата повърхност на растението. Мъховете нямат нито цветя, нито семена. Вместо това на върха на растението обикновено се появяват малки спорови капсули на дълги тънки дръжки - така наречените спорогонии. От спорите израстват растения, в които се образуват женски и мъжки репродуктивни клетки - яйца и сперматозоиди. Оплодените яйца от своя страна дават начало на ново поколение спорообразуващи растения. По този начин цикълът включва редуване на сексуални и безполови поколения (гаметофит и спорофит).
Многогодишни растения, ниско растящи, Тялото е талус, покрит с тесни зелени листа, няма корени. Те са приспособени за живот във влажни места и са прикрепени с тънки нишковидни израстъци на стъблото - ризоиди. Хранене - хлорофил. Абсорбцията на вода се извършва по цялата повърхност на тялото.
Автотрофно хранене - хлорофилът се намира в хлоропластите на зелените клетки.
Размножават се безполово – спори и полови – сливане на мъжки и женски гамети. Половото поколение - гаметофит, стъбло с листа, което образува полови клетки (гамети) е по-изразено от безполовото поколение - спорофит, върху което се образуват спори.
Има смяна на поколенията. Във всички растения едно поколение винаги преобладава над другото. Това поколение се нарича доминиращо. Мъховете са единствените сухоземни растения, при които гаметофитът доминира над спорофита.
Умиращите части на мъховете образуват торф. Блатата и горите, в които растат мъхове, служат като резервоари за влага и оказват влияние върху водния режим на територията.
ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ПРОБЛЕМА НА УРОКА
Антошка: На кората на дърветата и камъните видях растения под формата на тънки кожести, смачкани плочи и сиви разклонени тръби. Биолог: Това не са растения, а лишеи – специална група живи организми. Те са по-скоро като цяла екосистема, отколкото като отделен организъм.
Формулирайте въпросите, които трябва да зададете на биолога, за да разберете думите му. Сравнете с версията на автора (с. 171).
Как се различават лишеите от растенията и гъбите?
НЕКА СИ ПРИПОМНИМ КАКВО ЗНАЕМ
Какво е симбиоза? (§ 13)
Симбиозата е взаимноизгодно съжителство на организми от различни видове.
Какво е екосистема? (§2)
Екосистемата е съвкупност от нежива природа и живи организми с различни „професии“.
Какви примери за симбиоза вече сте изучавали? (§ 13, 17)
Симбиоза на нодулни бактерии с бобови растения; крави с бактерии в стомаха; гъби с дървета и билки.
НИЕ РЕШАВАМЕ ПРОБЛЕМА, ОТКРИВАМЕ НОВО ЗНАНИЕ
Намерете отговори на въпросите в текста:
1) Защо лишеите не могат да се нарекат растения?
2) Какви са разликите между тази група и другите организми?
Лишеите са симбиоза на гъби и водорасли. Следователно лишеят е не само отделен организъм, но и цяла миниатюрна „екосистема“, която може да живее самостоятелно.
Лишеите се различават значително от други групи организми, включително свободно живеещи гъби и водорасли, по своята специална биология: методи на възпроизвеждане, бавен растеж, отношение към условията на околната среда и др.
Лишеите често живеят на места, където други земни растения не могат да оцелеят.
Помислете какво казва текстът с това заглавие. Каква е причината за тази особеност на лишеите?
Текстът обяснява как лишеите имат предимството да оцеляват в условия, неблагоприятни за други организми.
Един лишеен организъм вече съдържа както водорасли производители, така и гъби консуматори. Следователно лишеят е не само отделен организъм, но и цяла миниатюрна „екосистема“, която може да живее самостоятелно. Със симбиозата на гъбата и водораслите е възможно да се колонизират места, където те не са жизнеспособни едно без друго.
За да проверите предположението си, прочетете текста, водейки диалог с автора: B - задайте въпрос на автора на текста; O - прогнозира отговора; P - проверете себе си в текста. След като прочетете текста, направете заключение относно проблема на урока.
Кои точно „професии“ и защо? O Опитайте се да си спомните.
Един лишеен организъм вече съдържа както водорасли производители, така и гъби консуматори.
Само с общи усилия те могат да поддържат циркулацията на веществата.
Заключение: Симбиозата на гъбите и водораслите в лишеите им позволява да оцелеят в условия, неблагоприятни за други организми.
Какви свойства трябва да има горната повърхност на лишеите?
Горната повърхност на лишеите трябва да е плътна и гладка.
ПРИЛАГАНЕ НА НОВИ ЗНАНИЯ
1. Какво представляват лишеите?
Лишеите не са растения, а симбиоза от гъби и водорасли.
2. Какви групи лишеи познавате?
1. Люспестите лишеи са тънки филми с различни цветове, които прилепват плътно към повърхността, върху която живеят.
2. Листни лишеи под формата на плочи, на някои места плътно притиснати към земята, а на други се простират от нея.
3. Храстови лишеи под формата на фунии, разклонени тръби, разклонени ленти и шнурове.
3. Защо лишеите могат да се заселят на най-сухите места?
Лишеите се насищат с влага след дъжд или роса.
4. Как гъбите и водораслите, съжителстващи в лишеите, си помагат взаимно?
В лишеите гъбата покрива водораслите и задържа влагата за тях, а водораслите доставят на гъбата органични вещества.
5. Защо лишеите се считат за отделна група живи организми, а не екосистема от съжителстващи водорасли и гъби?
Гъбичките и водораслите в лишеите взаимодействат много тясно помежду си.
Видовете гъби, които изграждат лишеите, не съществуват в природата без водорасли, поради което лишеите не могат да бъдат екосистема от водорасли и гъби, живеещи заедно.
6. Представете си биосфера, в която растат само лишеи. С какви проблеми ще се сблъскат жителите му? Нека единият от вас предложи идеи, а другият да оцени. След това сменете задачите.
Един от проблемите, с които би се сблъскала биосфера, състояща се само от лишеи, е натрупването на продукти от разпадане на тези организми поради липсата на разрушители. Кръговратът на веществата щеше да спре, планетата щеше да се превърне в бунище от мъртви лишеи.
Друг проблем може да бъде изчерпването на въглеродния диоксид в атмосферата. Благодарение на процеса на фотосинтеза, протичащ във водораслите, кислородът ще се натрупва активно. Разбира се, той се използва частично при дишането на водорасли и лишеи, но този обем може да не е достатъчен за поддържане на баланса на кислород и въглероден диоксид.
7. Защо няма лишеи във формата на високо дърво?
Лишеите растат много бавно: в течение на една година се увеличават с няколко милиметра, а някои и с част от милиметъра.
МОИТЕ БИОЛОГИЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ
Навлажнете фолиозен или плодовиден лишей. Разгледайте земната страна на листно растение или вътрешната страна на храстовидно растение под микроскоп. Погледнете горната страна. Разгледайте част от лишеите. Опитайте се да намерите клетки от водорасли и гъбични хифи. Скицирайте ги.
