§ 15. Лишайники

Определения и обозначения

Лишайник — организм, образованный совместной жизнью гриба и водоросли или цианобактерии. Цианобактерия, как и водоросль, способна к фотосинтезу. Лишайник нельзя считать только грибом: гриб не производит органические вещества фотосинтезом. Но это и не просто водоросль, потому что гриб образует значительную часть тела и обеспечивает условия для жизни партнёра.

Симбиоз — длительное совместное существование организмов. В лишайнике гриб и фотосинтезирующий партнёр живут тесно связанными: водоросль или цианобактерия создаёт органические вещества, а гриб предоставляет ей защиту и удерживает воду. Понятие симбиоза помогает понять, почему лишайник — не случайное скопление двух организмов. Вместе они могут жить в условиях, где каждому по отдельности было бы труднее.

Слоевище — тело лишайника, не разделённое на привычные органы растения. Оно может выглядеть как тонкая корочка, пластинка или ветвящийся кустик. У слоевища нет корня, стебля и листьев, поэтому его нельзя описывать как обычное растение с этими органами. Термин нужен, чтобы точно назвать тело лишайника и отличить его строение от строения растений.

Соредии — группы клеток водоросли или цианобактерии, окружённые грибными нитями. Они отделяются от слоевища и могут быть перенесены на новое место. Поскольку соредия несёт оба компонента, из неё при подходящих условиях может развиться лишайник. Это один из способов вегетативного размножения — размножения без образования семян.

Как это устроено

У партнёров в лишайнике разные задачи. Водоросль или цианобактерия получает свет и при фотосинтезе образует органические вещества, которыми могут пользоваться оба организма. Гриб не способен заменить этот процесс, зато его нити образуют основную массу слоевища, удерживают воду и минеральные вещества. Они также создают более защищённое место, где фотосинтезирующий партнёр может жить.

Лишайники встречаются на камнях, коре деревьев и других бедных субстратах, потому что им не обязательно получать питание из плодородной почвы. Воду и растворённые в ней вещества слоевище поглощает всей поверхностью, а не через корни. Нити гриба помогают удержаться на неровностях поверхности, поэтому лишайник не смывает так легко дождём. При этом накипные формы могут быть плотно прижаты к камню, а другие формы закрепляются иначе.

Формы слоевища различают прежде всего по внешнему виду и тому, как оно расположено на субстрате. Накипные лишайники похожи на корочку, листоватые — на плоскую пластинку с лопастями, а кустистые — на ветвящийся кустик. Такое строение влияет на то, насколько плотно лишайник прилегает к поверхности и как выступает над ней. Поэтому при определении формы сначала рассматривают слоевище, а не только место, где оно растёт.

Лишайник может размножаться частями слоевища или соредиями: при переносе они дают начало новому организму, потому что содержат гриб и фотосинтезирующего партнёра вместе. Гриб также образует споры, но спора несёт только грибной компонент. Чтобы из неё возник лишайник, гриб должен встретить подходящую водоросль или цианобактерию. Если такого партнёра рядом не окажется, одной споры недостаточно для образования совместного слоевища.

Лишайники растут медленно, потому что их развитие зависит от неспешного разрастания слоевища и условий среды. При этом некоторые из них способны первыми поселяться на голых камнях: они не требуют готового слоя почвы и постепенно влияют на его образование. Загрязнители воздуха оседают на поверхности, через которую лишайник получает воду и вещества. Поэтому многие виды чувствительны к загрязнению и могут служить подсказкой при оценке состояния воздуха.

Основные формы слоевища лишайников

Чтобы определить форму лишайника, сначала сравните его слоевище с описанием во втором столбце. Затем посмотрите на способ прикрепления: это поможет различить плотно приросшую корочку и пластинку или кустик, закреплённый в одном месте. Место находки полезно учитывать, но оно не заменяет главного признака — вида слоевища.

Разбор задач

Задача 1. На рисунке показаны три лишайника: один похож на корочку, второй — на пластинку с лопастями, третий — на разветвлённый кустик. Определите форму слоевища каждого. Здесь нужно сопоставить внешний вид каждого объекта с характерными признаками трёх форм. Не следует делать вывод только по тому, на какой поверхности они растут.

1. Найдём объект, похожий на корочку: это признак накипного лишайника, который плотно прилегает к субстрату.
2. Пластинка с лопастями напоминает листовую пластину, поэтому это листоватая форма.
3. Разветвлённый объёмный кустик соответствует кустистому лишайнику.

Ответ: корочка — накипной лишайник, пластинка с лопастями — листоватый, разветвлённый кустик — кустистый. Ход решения основан на форме слоевища, а не на цвете или месте обитания. Если признаки на изображении видны не полностью, полезно дополнительно проверить, как лишайник прикреплён.

Задача 2. Объясните, почему гриб и водоросль в составе лишайника могут жить совместно и какую пользу получает каждый компонент. Чтобы ответить, разделим функции партнёров, а затем свяжем их в общую систему. Не нужно приписывать фотосинтез грибным нитям: органические вещества образует фотосинтезирующая часть.

1. Водоросль или цианобактерия использует свет и при фотосинтезе создаёт органические вещества.
2. Гриб удерживает воду и минеральные вещества, защищает фотосинтезирующего партнёра и помогает прикрепиться к субстрату.
3. Эти функции дополняют друг друга: водоросль обеспечивает образование органических веществ, а гриб — более подходящие условия для жизни.

Ответ: совместная жизнь выгодна обоим компонентам, поскольку их возможности различаются и дополняют друг друга. Фотосинтезирующий партнёр создаёт органические вещества, а гриб обеспечивает защиту, воду и прикрепление. Именно такую длительную совместную жизнь организмов называют симбиозом.

Задача 3. Лишайник образовал на голом камне новое слоевище после переноса туда соредии. Объясните, почему соредия могла начать развитие, а одна грибная спора без партнёра — нет. Сначала выясним, какие компоненты переносит каждая из этих структур. Затем проверим, есть ли среди них организм, способный к фотосинтезу.

1. Соредии содержат клетки водоросли или цианобактерии, окружённые грибными нитями, то есть переносят оба компонента вместе.
2. На подходящем месте грибные нити могут развиваться рядом с фотосинтезирующими клетками, и возникает новое слоевище.
3. Грибная спора содержит только гриб. Ей нужно встретить подходящего фотосинтезирующего партнёра, иначе совместный организм не сформируется.

Ответ: соредия могла дать начало лишайнику, так как принесла на камень и гриб, и фотосинтезирующего партнёра. Одна грибная спора не содержит водоросли или цианобактерии и должна найти такого партнёра отдельно. Поэтому перенос обоих компонентов вместе повышает возможность образования нового слоевища.

Типичные ошибки

Ошибка — считать лишайник обычным растением. Так думают из-за того, что лишайники растут на поверхности и иногда напоминают листья или корочку. Но их тело — слоевище без корней, стебля и листьев, а сам лишайник состоит из гриба и водоросли или цианобактерии. Проверьте себя: можете ли вы назвать оба компонента и объяснить, чем слоевище отличается от органов растения?

Ошибка — утверждать, что фотосинтез выполняет гриб. Её допускают, когда воспринимают лишайник как единое целое и не разделяют функции его частей. Органические вещества при фотосинтезе образует водоросль или цианобактерия, а не гриб. Проверка проста: укажите, какой компонент использует свет для фотосинтеза, и не смешивайте его работу с ролью грибных нитей.

Ошибка — считать, что гриб только питается водорослью. Такое представление упускает встречную пользу: гриб удерживает воду и минеральные вещества, защищает партнёра и помогает прикрепиться к субстрату. Водоросль, в свою очередь, создаёт органические вещества. Чтобы проверить ответ, назовите пользу каждого участника, а не только направление передачи пищи.

Ошибка — связывать названия накипных, листоватых и кустистых лишайников только с местом обитания. Названия прежде всего указывают на форму слоевища и особенности прикрепления, поэтому на одном субстрате могут встречаться разные формы. Сравните корочку, пластинку с лопастями и ветвящийся кустик, а затем отметьте, как они держатся на поверхности. Если вы определили форму лишь по месту находки, проверьте вывод по внешнему виду.

Связь с другими темами

Для понимания лишайников нужно знать, чем грибы отличаются от водорослей, и помнить, что фотосинтез позволяет образовывать органические вещества. Эта тема связывает строение организмов с симбиозом — совместной жизнью разных организмов — и их приспособленностью к среде. Лишайники могут участвовать в постепенном образовании почвы на голых поверхностях. Их чувствительность к загрязнению помогает обсуждать экосистемы и состояние окружающей среды.

Что запомнить

• Лишайник состоит из гриба и водоросли или цианобактерии.
• Тело лишайника называется слоевищем и не имеет корней, стеблей и листьев.
• Водоросль или цианобактерия образует органические вещества при фотосинтезе.
• Гриб обеспечивает партнёра водой, защитой и прикреплением к субстрату.
• По форме слоевища различают накипные, листоватые и кустистые лишайники.
• Лишайники размножаются частями слоевища и соредиями; грибным спорам для образования лишайника нужен фотосинтезирующий партнёр.
• Медленный рост и чувствительность многих лишайников к загрязнению воздуха делают их важными для оценки состояния среды.