Co je to lišejník?

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.

Videolekce seznámí studenty se strukturními rysy a životními funkcemi lišejníků jako symbiotických organismů a způsoby jejich rozmnožování. Studenti se dozvědí, že existují tři skupiny lišejníků v závislosti na vzhledu stélky. Dozví se také, že v závislosti na vnitřní struktuře je stélka lišejníků dvou typů: homeomerní a heteromerní. V závěrečné fázi lekce je zvažován 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”

Lišejníky tvoří zvláštní skupinu živých organismů. Vyskytují se v tmavých smrkových lesích a světlých borových lesích, rostou na kamenech, skalách a kmenech stromů. Lišejníky studuje věda lichenologie.

Tělo lišejníku není rozděleno na kořen, stonek, listy a je prezentováno stélka (nebo stélka). Lišejník se skládá ze dvou organismů – houby a řasy, které žijí v symbióza (oboustranně výhodné soužití). Houba je heterotrofní složka – mykobiont. Řasa je autotrofní složka, popř fykobiont. Mykobionti jsou nejčastěji asciformní (vačnaté) houby, méně často basidiomycety. Fykobiontem většiny lišejníků je jednobuněčná zelená řasa Trebuxia. Místo řas mohou lišejníky obsahovat i sinice.

Podívejme se na vnitřní stavbu lišejníku v příčném řezu. Většinu thallusu tvoří houbové hyfy. Mezi hyfami houby jsou buňky řas nebo sinic. Na spodní straně jsou svazky hyf – rhizins. Používají se k připevnění. Hyfy houby, které tvoří lišejník, jsou segmentované (přepážkové). V příčných i podélných přepážkách jsou otvory, které spojují sousední části buněk. Buněčné stěny hyf jsou značně zesílené. Tím se zabrání ztrátě vody. Buňky jsou navzájem těsně spojeny vlákny cytoplazmy (plasmodesmata). Cytoplazma obsahuje jádro, vakuoly a rezervní živiny. Tělo lišejníku obsahuje speciální pohyblivé hyfy, které dokážou přesunout buňky řas na požadované místo.

Podívejme se, jak se to stane výživa lišejníků. Hyfy houby absorbují vodu a v ní rozpuštěné minerály a dodávají je řasám, protože řasy jsou obklopeny hyfami a nemohou samy vodu a minerály přijímat z okolí. Řasy provádějí fotosyntézu, jejímž výsledkem je tvorba organických látek, které houba využívá. Je důležité říci, že mykobiont nemůže existovat odděleně od fykobionta. Řasy naopak dobře přežívají ve volném stavu.

Lišejníky jsou vzhledově velmi rozmanité. Existují tři skupiny lišejníků v závislosti na vzhledu thallusu: krustózní (nebo krustózní), listové a křovinaté. Krustózní lišejníky vypadají jako tenký povlak nebo kůra. Pevně ​​srůstají se substrátem a jsou od něj neoddělitelné bez poškození. Listové lišejníky vypadají jako šupiny nebo destičky, které jsou k substrátu přichyceny oddenky. Často se usazují na skalách a kůře stromů. Na kůře stromů se často vyskytuje například xanthoria, zlatě zbarvený lišejník. Frutikózové lišejníky jsou nejorganizovanější a připomínají rozvětvený keř, připevněný k substrátu základnou stélku. Thallus lišejníky přicházejí v různých barvách: bílá, šedá, růžová, modrá, zelená, hnědá nebo černá. To závisí na pigmentu, který je uložen v hyfách houby.

V závislosti na vnitřní struktuře je stélka lišejníků dvou typů: homeomerní a heteromerní. Podívejme se, jaký je mezi nimi rozdíl. U homeomerních lišejníků se stél skládá z houbových hyf, které volně leží a mezi nimi jsou rovnoměrně rozmístěny buňky řas po celé tloušťce stélky.. Heteromerní struktura vyznačující se přítomností vrstev. Horní a spodní část talu je pokryta vrstvou kůry. Je tvořena hyfami houby a chrání lišejník před vysycháním a mechanickým poškozením. Buňky řas tvoří fotosyntetickou vrstvu. Jádro tvoří hyfy houby. Vlhkost se zde především ukládá; jádro také hraje roli rámu. Spodní kůra obsahuje svazky hyf (rhizina) pro připojení.

Dále se podívejme, jak se lišejníky rozmnožují. Vyznačují se vegetativním, nepohlavním a pohlavním rozmnožováním.

Většina lišejníků se rozmnožuje především vegetativní cestou. Když lišejník ztratí vodu a vyschne, stane se stélka velmi křehkou, snadno se odlomí kousky, které pak vítr sebere a odnese pryč. Z takových kousků vyroste nový organismus.

Mnoho listových a frutikózních lišejníků je za příznivých podmínek schopno vytvářet specializované struktury pro vegetativní množení. Skládají se z buněk řas propletených houbovými hyfami a jsou ve dvou typech: isidia a soredia. Podívejme se, jaký je mezi nimi rozdíl. Isidia – jedná se o výrůstky thallusu ve formě špendlíku, knoflíku nebo listu. Jsou pokryty korovou vrstvou, kterou tvoří houbové hyfy, mezi kterými se nacházejí řasy. Když jsou vystaveny větru, vodě nebo dokonce lehkému doteku, vypadnou. Uvnitř lišejníku se tvoří soredie. Mají tvar malých hrudek prachu. Soredia sestávají z jedné nebo více buněk řas propletených tenkými houbovými hyfami. Vylézají, dosedají na vhodný substrát a vyvinou se v nový lišejník.

Mycobiont a phycobiont jsou schopni se nezávisle reprodukovat. Mykobiont se množí, jako všechny houby, nepohlavně nebo pohlavně. V důsledku pohlavního rozmnožování se tvoří plodnice, které často připomínají velmi malé kloboučnické houby.

Lišejníky jsou velmi nenáročné na podmínky prostředí. Obývají proto různá stanoviště. Rostou na těch nejpustějších místech: na holých skalách, vysoko v horách, v pouštích, kde jiné rostliny nemohou žít. Někteří obývají zatopené oblasti a žijí pod vodou. Ale pro existenci lišejníků jsou nutné určité podmínky. V závislosti na tom se rozlišuje několik ekologických skupin lišejníků: epilitické lišejníky žijí na povrchu skal epigeický – žít na půdě, enyfytický – na kůře stromů, epixyl – na tlejícím dřevě. Stélka lišejníků absorbuje vlhkost z deště, rosy a mlhy po celém povrchu těla. Všechny skupiny lišejníků potřebují světlo, aby řasy mohly provádět fotosyntézu. Pokud řasy nemohou provádět fotosyntézu, vede to ke smrti lišejníku. Lišejníky obývají biotopy nevhodné pro jiné organismy, zatímco pohodlnější místa pro život zůstávají nezastavěna. Je to proto, že lišejníky jsou asi 15krát méně účinné při tvorbě organické hmoty než rostliny. Proto jim nemohou konkurovat.

Lišejníky mohou dlouhodobě tolerovat nedostatek vláhy. Jsou odolné vůči změnám teplot a snesou jak vysoké teploty do +50 °C, tak nízké teploty do –50 °C. Na rozdíl od rostlin může fotosyntéza u lišejníků probíhat při teplotách pod nulou. Nejintenzivněji se ale vyskytuje při teplotách od +10 do +25 °C.

Lišejníky rostou velmi pomalu. Například mech vyroste pouze 1–3 milimetry za rok. Nejrychleji rostou keřovité a listnaté lišejníky. Například frutikózní lišejník ramalina za dobrých podmínek roste o 3 centimetry za rok. Nejpomaleji rostou krustové lišejníky (jen asi 0,5 milimetru za rok). Většina lišejníků je i přes svou malou velikost stará asi 50 let. Patří mezi organismy s nejdelší životností a mohou dosáhnout stáří několika set let. Je známo, že krustový lišejník rhizocarpone zeměpisné, žijící v Grónsku, je starý asi 4500 let. Usazuje se na skalách a kamenech.

Význam lišejníků v přírodě je velký, protože rostou i tam, kde rostliny nemohou žít. Lišejníky jako první osídlují místa bez života a účastní se procesů tvorby půdy, což umožňuje další osídlení rostlinami. Lišejníky absorbují minerály ze skalnatých substrátů a zařazují je do biologického cyklu. Thallus lišejníky vytvářejí podmínky pro vznik společenstev různých organismů. Stromy pokryté lišejníky méně trpí destruktivní činností hub, které se živí dřevem, protože vylučují látky, které brání růstu houby. Úloha lišejníků v životě zvířat je důležitá v podmínkách Severu, kde je vegetace v zimních měsících řídká, lišejníky tvoří asi 90 % potravy jelenů. V tundře je jich obzvlášť mnoho mech, který je známý jako „sobího mechu“.

Pro některé druhy motýlích larev slouží lišejník jako hlavní potravinový produkt. Housenky různých můr jsou zbarveny tak, aby ladily s barvou lišejníku, jiné také napodobují jeho obrys.

Lišejníky navíc požírají bezobratlí, jako jsou hlemýždi, hmyz a roztoči. Lišejníková vegetace je využívána mnoha zvířaty jako stanoviště a úkryt před predátory. Mnoho ptáků využívá k hnízdění lišejníky, zejména foliózní a keřovité formy, např. kulík hnědokřídlý.

Účast lišejníků na lidské hospodářské činnosti je nevýznamná. Využití však nacházejí v lidovém léčitelství. Obsahují také látky používané ve farmaceutickém průmyslu. Cetraria islandskýNebo Islandský mech, přidávaný do léků proti kašli. Přípravky z něj mají antiseptické vlastnosti. Islandský mech se používá i do parfémů. V ospalejší obsahuje antibiotikum kyselinu usnovou, používané k léčbě kožních onemocnění a bakteriálních infekcí. Lišejníky obsahují pigmenty, ze kterých se získává lakmus. Používá se ke stanovení kyselosti média.

Lišejníky aktivně reagují na znečištění ovzduší, usazují se pouze na místech šetrných k životnímu prostředí. Průmyslová výroba doprovázená škodlivými emisemi do ovzduší vede ke snižování počtu lišejníků, zejména ve městech. Lišejníky potřebují naléhavou a dlouhodobou ochranu. Od roku 2015 je v Červené knize Ruska zahrnuto 42 druhů lišejníků. Podívejme se na některé z nich: coccocarp, Burnetovo leptogium, lobaria latissimus, lobaria pulmonata, Fremontova bryoria, fox letaria, punctelia suché a teloschistes nažloutlé.