Экологические группы лишайников
Определение лишайников скалистых участков хребта Кальян
Автор: Нуреев Тимур
МКОУ «Ситцевская СОШ», 5 класс
Исследовательская (творческая) работа на Зональный
интеллектуальный форум молодежи "Шаг в будущее"
(секция 2.3 «Биология»)
Автор: Нуреев Тимур
МКОУ «Ситцевская СОШ», 5 класс
Научный руководитель:
Макарова Наталья Михайловна,
Учитель биологии и химии высшей категории
Верхний Уфалей - 2012
Cодержание
I Введение стр. 3
II Основная часть стр. 4
2.1. Строение лишайников стр. 5
2.2. Экологические группы лишайников стр. 10
2.3. Результаты исследования стр. 11
III Заключение стр. 12
IV Литература стр. 13
V Приложения стр. 14
5.1. Физическая карта Нязепетровского района стр. I
5.2. Приуроченность лишайников к различным субстратам стр. II
5.3. Результаты химического эксперимента (таблица) стр. III
5.4. Фото лишайников стр. IV
I Введение
Лишайники – очень интересная и своеобразная группа низших растений.
Своеобразная форма тела лишайников, присутствие особых веществ, неизвестных ни у грибов, ни у водорослей, особенности обмена веществ и ряд других признаков позволяют рассматривать лишайники как самостоятельную группу организмов.
Распространение лишайников на территории России изучено ещё недостаточно. Наиболее полно изучены лишайники Севера Европейской части.
На Урале подробно исследованы лишайники Ильменского заповедника. Лишайники, произрастающие на хребте Кальян, никто не изучал. В этом мы видим актуальность темы.
Цель данной работы:
Изучение видового состава лишайников, произрастающих на скалах хребта Кальян.
В рамках этой цели ставились следующие задачи:
1. Определить видовой состав лишайников и составить систематический список.
2. Дать экологическую характеристику лишайников на изучаемой территории.
3. Оценить степень загрязнённости воздуха.
Методы исследования:
Анализ литературы по данной теме, проведение химического анализа образцов, сбор гербария во время экспедиции на хребет Кальян.
Работа имеет большое практическое значение, так как направлена на выявление местообитания охраняемых лишайников Челябинской области.
II Основная часть
Строение лишайников
Лишайники - своеобразные организмы, состоящие из гриба и водоросли. Они очень различны по внешнему облику, но среди них можно установить 3 основных морфологических типа: 1) корковые или накипные, 2) листоватые и 3) кустистые лишайники (Рис. 1, 1- 4)
По анатомическому строению их талломы бывают гомеомерные, т.е. с равномерным распределением гриба и водоросли во всей толще таллома, и гетеромерные, т.е. с определённой дифференцировкой таллома (Рис. 2. 1-2)
Размножаются лишайники чаще всего вегетативно или отламывающимися участками таллома, или соредиями и изидиями. Соредии представляют собой мельчайшие комплексы, состоящие из одной или немногих клеток водоросли, оплетённых гифами гриба. (Рис. 3. 1 а, б.) Скопление соредий – сорали, прорывая кору, выступают на поверхности или по краю таллома в виде порошистых кучек, каемок. Изидии – это крошечные выросты на поверхности таллома, образованные гифами гриба и клетками водоросли. (Рис. 3. 2.) Эти выросты легко отламываются у основания. Как и соредии, они состоят из обоих компонентов, участвующих в построении лишайника, и могут дать начало новому таллому. У некоторых лишайников грибы сохранили свои спороношения (перитеции, апотеции), в которых формируются споры. ( Рис. 4. 1, 2). Если вылетевшая из сумки спора встретит соответствующую водоросль, то может сформироваться таллом лишайника. Иногда такая встреча обеспечивается наличием в гимении так называемых гимениальных гонидий, т.е. клеток водоросли в самом гимении.
В состав лишайников входят сумчатые или базидиальные грибы. Последние особенно характерны для лишайников тропических стран. Точная идентификация грибов невозможна, т.к. будучи изолированы из лишайника, они не возвращаются к своему первоначальному виду. Водоросли, входящие в состав лишайников, относятся к зелёным, или к сине-зелёным. Находясь в талломе лишайника, они существуют обычно в виде изолированных клеток и утрачивают свойственные им зооспоры или способы полового воспроизведения, размножаясь только делением или автоспорами, но будучи выделенными из лишайника, восстанавливают в соответствующих условиях присущий им облик и способы размножения, почему возможна их идентификация.
Гриб является умеренным паразитом на водоросли, получая от неё углеводы. Он питается сапрофитно (отмершими клетками), но пускает гаустории и в живые клетки. Часто гаустории ограничиваются только оболочкой клетки водоросли. Тогда гриб питается, не убивая её.
Гриб снабжает водоросль водой и минеральными солями, втягивая их своими гифами из субстрата, и защищает от высыхания и излишней инсоляции. Возможно, что последнее обеспечивается наличием лишайниковых кислот, отлагающихся на поверхности коры или глубже. Такие взаимоотношения, позволяющие лишайникам довольствоваться воздухом, атмосферными осадками и пылью, обеспечивают возможность существования в неблагоприятных условиях – на Крайнем Севере, в пустынях, на камнях, и т. п., почему их и называют пионерами растительности. Единственное условие, к которому лишайники очень чувствительны – это чистота воздуха. Особенно пышно развиты почвенные лишайники в тундре и в лесотундре, где часто занимают громадные площади и служат главнейшим кормом для северных оленей (виды рода кладония – так называемый олений мох и другие.
Некоторые лишайники находят применение при изготовлении лакмуса, красок, духов, глюкозы, антибиотических веществ и т.п. Однако, практическое использование их затруднено очень медленным нарастанием талломов (на несколько мм в год).
Лишайники делят на 2 класса: асколицетные (Ascolichenes) и базидиомицетные (Basidiolichenes). К первым относятся, например, корковый лишайник графис (Graphis scripta), встречающийся на стволах и ветвях молодых лип и ольх, с апотециями в виде извилистых или ветвистых линий, напоминающих восточные письмена. Широко распространены листовые лишайники из родов пармелия (Parmelia) и ксантория (Xantoria), образующие розетки сероватого цвета у первого и оранжево-жёлтые у второго, а из кустистых – разнообразные виды рода кладония (Cladonia) и уснеа (Usnea). Базидомицетные лишайники встречаются исключительно тв тропиках и относительно мало изучены.
Экологические группы лишайников
Лишайники насчитывают 25000 видов и широко распространены по всему земному шару. Закономерности их географического распространения изучены ещё недостаточно. Есть виды, которые в своём распространении связаны не столько с природными условиями определённой зоны, сколько с условиями, которые повторяются в нескольких природных зонах. Нефрона арктическая растёт на крайнем Севере и встречается у нас. Географическое распространение лишайников связано с их выборочным отношением к субстрату, хотя последний и не является основной причиной, ограничивающей их распространение.
По приуроченности к субстрату лишайники подразделяют на несколько экологических групп.
1) Напочвенные (эпигейные) лишайники
Виды этой группы должны выдерживать сильную конкуренцию со стороны высших растений, особенно травянистых. Поэтому они достигают большего развития в местах, малопригодных для высших растений. В нашем случае – это различные виды кладоний: кладония Оленья (C. alpestris). В наших лесах тоже малоизученная группа лишайников.
2) Эпифитные лишайники на коре деревьев очень многочисленны. Например, пармелия бороздчатая (Parmelia sulcata) встречается как на старых деревьях, так и на кварцевых песчаниках.
3) Эпилитные лишайники поселяются на камнях и скалах и представлены в основном накипными видами: ризокарпон географический (кальцефобный вид) коллема чешуйчатая, анаптихия красивая.
Особую группу составляют своеобразные водные лишайники, которые большую часть года проводят под водой. Таких на скалах хребта Кальян не наблюдали (Приложение 4.)
Лишайники – очень медленно растущие организмы. Прирост их таллома при благоприятных условиях колеблется в зависимости от вида от 1 до 8 мм в год. При этом листоватые и кустистые лишайники растут быстрее, чем накипные. Средний возраст наших лишайников от 30 – до 80 лет.
Ввиду медленного роста лишайников необходимое условие их жизни - продолжительная неподвижность субстрата.
В растительном покрове лишайники играют значительную роль.
Вытекающие из специфической двойной природы лишайников преимущества позволяют им расти в таких условиях, в которых не могут существовать другие организмы. Так лишайники являются пионерами зарастания каменистых субстратов, осваивая их, они прокладывают дорогу другим растениям.
Результаты исследования
За исследованный период (лето – осень 2012г.) на скалистых участках выявлено 10 таксонов лишайников, относящихся к 7 родам. Преобладают лишайники рода Кладония. Вид Коллема чешуйчатая является охраняемым на территории Челябинской области и внесён в Красную книгу (1. стр. 387). В Челябинской области отмечен в горном массиве Иремель и Ильменском заповеднике.
Систематический список
Класс Асколищетные (Ascolichenes)
Род Веррукария (Verrukcaria Wigg)
Веррукария чернеющая (v. nigrescens (Ach.) Pers.)
Род Коллема (Collema Web.)
Коллема чешуйчатая (Collema furfuraceum (Arnold) Du Rietz)
Род Кладония (Cladonia Web.)
Кладония тонкая (C. tenuis (Flh) Harm)
Кладония бахромчатая (C. fimbriata (l.) Fr.)
Кладония вильчатая (C. furcate (Huds) Schrad.)
Кладония Приальпийская (C. alpestris (L.) Rabenh)
Род Ризокарпон географический (Rh.geograhicum (L.) D.C.)
Род Анаптихия (Anaptychia Koerb.)
Анаптихия красивая (А.speciosa (Wulf) Mass.)
Нефрома (Nephroma (Ach.)
Нефрома арктическая (Nephroma archticum (L.) Toress.)
Род Пармелия (Parmelia Ach.)
Пармелия бороздчатая (Parmelia sulcata (Tayl.)
III Заключение
1. За исследованный период (2012г.) на скалистых участках хребта Кальян определены 10 видов лишайников, относящихся к 7 родам.
2. Экологический анализ показал, что по отношению к субстрату преобладают эпифитные лишайники (60%), по строению талломов преобладают кустистые (50%) (Приложение 2.)
3. Выявили местообитание Коллемы чешуйчатой Collema furfuraceum на скалистых выступах хребта Кальян. Загрязнение воздуха на хребте Кальян отсутствует. (Приложение 4.)
4. Наличие на камнях и замшеловой древесине Пармелии бороздчатой подтверждает, что изучаемая территория экологически чистая от загрязнений.
Рекомендации
1. Продолжить изучение лишайников по всему западному склону хребта Кальян.
2. Обратить внимание на популяцию охраняемого лишайника Колемы чешуйчатой и указать дополнительный ареал распространения этого вида в Красной книге Челябинской области.
Литература
1. Красная книга Челябинской области. Екатеринбург: Изд-во Уральского университета, 2005.
2. Водоросли, лишайники и мохообразные СССР. Отв. ред. М.В. Горленко. – М.: Мысль, 1978.
3. Г.А. Денисова Удивительный мир растений. – М.: Просвещение, 1981.
4. А.А. Плешаков. Атлас-определитель От Земли до Неба. – М.: Просвещение, 2011.
5. Д.И. Тройтак. Книга для чтения по ботанике. – М.: Просвещение, 1978.