Каково значение лишайников в природе и жизни человека? Лишайники – индикаторы чистоты воздуха

Олений мох, несмотря на свое название, мхом по сути не является. Это растение является представителем группы кустарниковых лишайников рода Кладония. Состоит он из небольшого слоевища и разветвленных веточек. Особенность данного растения в том, что его с одинаковой вероятностью можно встретить как в полярном, так и тропическом климате.

Разновидности оленьего мха

Олений мох – это отдельный вид лишайников, в который входит более 40 подвидов. Интересно узнать, как правильно называется олений мох, ведь мхом он, как мы уже выяснили, не является. Итак, второе название оленьего мха – ягель.

Наиболее ценными подвидами ягеля являются кладония оленья, кладония альпийская, кладония лесная, кладония мягкая и кладония неприглаженная. Все они объединены тем, что по мере роста и развития у них исчезает корковидное слоевище, а также то, что лишайник напоминает кустик с большим количеством веточек.

С развитием растения нижняя часть подеций отмирает и нарастает верхний слой. Обильный прирост биомассы делает ягель привлекательным для северных оленей.

Как размножается олений мох?

Ягель является наиболее крупным из лишайников. В высоту он может достигать 10-15 см. Размножение его осуществляется следующим образом: ветви лишайника со временем высыхают и становятся ломкими, крошатся и отламываются, а поскольку они очень легкие, они разносятся ветром на большие расстояния.

На верхушках и краях этих веточек имеются плодовые тела округлой формы красного или коричневого цвета. В них содержатся споры, с помощью которых растение успешно размножается.

Полезные свойства оленьего мха

Лечебные свойства ягеля известны людям довольно давно. В нем содержится сильный антибиотик, который способен остановить рост и размножение гнилостных бактерий. Северные народы активно использовали это знание для сохранения мяса в теплое время.

Кислота, присутствующая в лишайнике, убивает , сохраняя при этом микрофлору кишечника. Именно на основе ягеля были разработаны многие современные антибиотики.

В народной же медицине до сих пор ягель применяется при туберкулезе, язве, атеросклерозе, кашле, гастрите, для очищения крови, при варикозном расширении вен и заболеваниях щитовидной железы.

Благодаря своей питательной ценности, ягель востребован как кормовое растение для крупного рогатого скота и свиней. Для сравнения – 1 центнер ягеля заменяет 3 центнера картофеля.

Ягель – лишайник, являющийся кормом для северного оленя. Еще его называют оленьим или исландским мхом. Ягель является представителем группы лишайников, относящихся к родам: Кладония (Cladonia) и Цетрария (Cetraria), это особый разряд организмов, находящихся между грибами, водорослями и бактериями.

Северные олени могут питаться около 100 видами лишайников, но не все они имеют высокую кормовую ценность, а примерно 20 видов. В качестве основного корма олени используют ягель в заснеженные зимы, тогда он может составлять около 80% от рациона.

Ягель – это не только кормовое растение, но и целебное средство, которое может поставить на ноги больного человека.

Ягель относится к родам Кладония и Цетрария. Это растение часто путают со мхом, его даже называют оленьим мхом. На самом деле оно является представителем рода лишайников. Имеется около 40 видов ягеля.

Ягель является одним из наиболее крупных лишайников – его высота может доходить до 15 сантиметров. По форме ягель напоминает причудливое миниатюрное дерево. Его тело состоит из толстого «ствола», который поднимается от поверхности грунта, и извилистых тонких «ветвей». Ствол и ветви на концах становятся тоньше, их кончики по ширине не толще волоса человека.

Расцветка у ягеля беловатая. Во влажном состоянии лишайник упругий и мягкий, а когда он высыхает, то становится твердым и с легкостью крошится. Мелкие кусочки ягеля с переносятся ветром, так на новом месте появляются новые растения. Именно таким способом в основном происходит размножение ягеля.

Разновидности ягеля.

Кладония альпийская состоит из цилиндрических выростов, полых внутри. Высота этих выростов достигает 20 сантиметров. Слоевище у кладонии альпийской кустистое. Данный вид ягеля предпочитает расти на песчаных почвах, в открытых местностях. Нередко этот ягель можно найти на болотах и в лесах. В составе кладонии альпийской имеется усниновая кислота. Этот лишайник используется в медицине.

Является наиболее крупным представителем рода Кладония. Найти этот ягель можно в тундре, на торфяниках, на болотах, в сосновых лесах, на песчаной почве. Наиболее многочисленна кладония оленья в северных и умеренных широтах.

Кладония лесная характеризуется зелено-желтым или серо-зеленым окрасом. Ее высота может достигать 10 сантиметров. На вкус кладония лесная жгуче-горькая. Этот вид встречается в северных и умеренных широтах. Отдает предпочтение торфяникам, сосновым лесам, песчаным почвам, открытым местностям.

Кладония мягкая в высоту достигает не более 7-ми сантиметров. Этот лишайник имеет серо-зеленые подеции. Произрастает этот вид в умеренных и северных широтах. Найти его можно на песчаной почве, в торфяниках, в сосновых лесах, на пнях.

Кладония тонкая характеризуется полегающими или прямостоячими ветвями, кустится она слабо. Расцветка кладонии тонкой голубовато-зеленая или бело-зеленая. Селится кладония тонкая на песчаных почвах, гниющих пнях, торфяниках. Этот вид можно обнаружить в средней полосе Европейской части.

Кладония неприглаженная в высоту достигает 10 сантиметров и имеет светло-желтый или серо-зеленоватый окрас. Кладония неприглаженная поселяется в песчаной почве. Этот вид распространен в Западной Сибири. Все эти виды ягеля являются ценным кормом для северных оленей.

Где растет ягель.

Данный лишайник может произрастать и в теплом, и в холодном климате. Ягелю требуется открытая, хорошо проветриваемая местность. Наиболее часто это растение селится в альпийской тундре. Следует отметить, что ягель характеризуется отменной морозостойкостью, обеспечиваемой благодаря ветвистому слоевищу.

Рост ягеля происходит крайне медленно – не более 5-ти миллиметров в год. Поэтому пастбища восстанавливаются после выпаса оленей длительное время – до нескольких десятилетий. Именно с этим связана постоянная миграция оленей. Один олень поедает до 10 килограмм ягеля в сутки. Олени способны доставать лишайник из-под снега на глубине 100 сантиметров. Если количество снега больше, то олени отыскивают его на деревьях или на скалах.

Ягель обладает высокой питательностью, поэтому он используется людьми в качестве кормового растения для сельскохозяйственного скота.

Охранный статус ягеля.

Как отмечалось, ягель растет крайне медленно. Чтобы пастбище полностью восстановилось после выпаса стада оленей, должно пройти от 10 до 15 лет. Но так как ягель произрастает на больших площадях, олени без особого труда находят новые пастбища, а в этот период происходит восстановление старых пастбищ. Но, не смотря на это, оленьи пастбища нуждаются в охране.

Химический состав ягеля и его лечебные свойства.

Не все знают, но ягель содержит сильный антибиотик — усниновую кислоту. Эта кислота борется практически с любыми гнилостными бактериями. Местные жители давно используют ягель в лечебных целях. Кроме того, они делают с помощью лишайника своеобразные холодильники, обкладывая им мясо со всех сторон, в результате оно долго не портится.

В современной медицине из ягеля изготавливают антибактериальные препараты. Известно, что это растение помогает очистить кровь и улучшить ее циркуляцию. Кроме того, ягель налаживает работу легких и сердца. Также олений мох используют при варикозе, тромбофлебите и атеросклерозе.

Жители северных народов используют ягель в качестве обволакивающего средства при кашле. Также его применяют при язвенной болезни желудка. Ягель помогает наладить обмен веществ, улучшить работу печени и мочеполовой системы. Помимо этого ягель незаменим для функционирования щитовидной железы, так как он способствует рассасыванию ее узелков.

Из усниновой кислоты изготавливают препараты на масляной или спиртовой основе. Эти препараты используются при лечении ожогов и гноящихся ран. В старину охотники при получении ран обрабатывали их лишайником и защищали себя таким образом от инфицирования.

Современные врачи открыли, что олений мох способен убивать туберкулезную палочку, его стали использовать для лечения разнообразных форм туберкулеза. Помимо усниновой кислоты в ягеле содержится много других компонентов, к примеру, слизь, которая обволакивает дыхательные пути и пищеварительный тракт, помогая бороться с кашлем, гастритом и язвами.

Также исландский мох богат минералами и витаминами, причем эти элементы находятся в форме, легко усвояемой организмом. Так в состав ягеля входят витамины А, В и С, медь, никель, йод, железо, барий, марганец, хром, титан и многие другие.

Итак, ягель помогает при следующих заболеваниях:

• Болезни дыхательных путей: ангина, кашель, бронхиты;
• Кожные заболевания: фурункулез, трофические язвы и тому подобное;
• Болезни желудка и кишечника: запоры, гастриты, язвенная болезнь;
• Туберкулез;
• Заболевания щитовидки;
• Пониженный иммунитет.

Рецепты из ягеля для борьбы с различными заболеваниями.

Отвар из ягеля для лечения желудочно-кишечного тракта и для борьбы с простудными заболеваниями. Для его приготовления 2 столовые ложки измельченного сухого лишайника заливают двумя стаканами холодной воды. Затем воду кипятят, а после охлаждения процеживают.

Данный отвар следует пить при простуде, пониженном иммунитете и заболеваниях желудка около 3-х раз в сутки. Продолжительность лечения составляет от нескольких дней, до нескольких месяцев. Этот отвар также подходит для лечения трофических ран и пролежней. Марлю опускают в отвар, а потом ее прикладывают на пораженное место 4 раза в день. Такое лечение проводится до полного исчезновения ран.

Кисель из ягеля используют при лечении более тяжелых заболеваний. Его делают следующим образом – 1 литром воды заливают 100 грамм измельченного сухого ягеля и настаивают несколько часов. После добавляют 1 чайную ложку соды и сливают воду. Далее к ягелю добавляют 0,5 литра кипятка, и кипятят раствор 30 минут. Затем сметь процеживают и охлаждают. Принимают ее в течение 3-х раз в день.

Ягель с молоком помогает от сухого кашля, эмфиземы легких, бронхита и тому подобное. Рецепт приготовления следующий: 1 столовую ложку ягеля заливают стаканом молока, смесь кипятят под крышкой, а затем процеживают. Молоко пьют вечером перед сном, до полного исчезновения кашля.

Помимо вышеописанных рецептов, отвар из ягеля используется для лечения угрей, запоров, заболеваний щитовидной железы. Перед применением отвара или киселя из лишайника необходима консультация врача.

Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название «лишаи». Латинское название происходит от греческого (лат. Lichen) и переводится как бородавка, что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей.

За неблагозвучным названием этих растений скрывается удивительный по своеобразию мир.

Как организмы лишайники были известны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371 – 286 до н. э.) «отец ботаники», дал описание двух лишайников – уснеи (Usnea) и рочеллы (Rocella. Постепенно количество известных видов лишайников возрастало. В XVII веке было известно только 28 видов. Французский врач и ботаник Жозеф Питтон де Турнефор в своей системе выделил лишайники в отдельную группу в составе мхов. Хотя к 1753 году было известно свыше 170 видов, Карл Линней описал только 80, охарактеризовав их как «скудное крестьянство растительности», и включил вместе с печёночниками в состав «наземных водорослей».

Но началом лихенологии (науки о лишайниках - 1803 год) по праву считается Эрик Ахариус, ученик Карла Линнея. Он выделил лишайники в самостоятельную группу и впервые систематизировал 906 описанных на то время видов.

Первым на симбиотическую природу в 1866 году указал врач и миколог Антон де Барии, а в 1869 г ввёл термин «симбиоз». В 1869 году ботаник Симон Швенденер распространил эти представления на все виды. В том же году русские ботаники Андрей Сергеевич Фаминцын и Осип Васильевич Баранецкий обнаружили, что зеленые клетки в лишайнике - одноклеточные водоросли. Эти открытия были восприняты современниками как «удивительнейшие», так как до конца 60 – х годов 19 века исследователи считали их обычными растениями, а видимые под микроскопом зелёные клетки внутри слоевища – фотосинтезирующей тканью.

Многие исследователи пытались искусственно получить лишайник из различных клеток водорослей и грибов, но это удалось только в 1980 году В. Ахмаджяну и Х. Хеккалю. Американские ученые сумели «соединить» водоросль и гриб, выращенный из споры.

Во всех остальных случаях опыты прекращались на середине. Нашли по источникам и уникальный случай взаимодействия водоросли и гриба. На основании проведенных в лаборатории опытах, американские ученые предположили, что бурая водоросль Аскофиллум узловатый (A. nodosum) имеет облигатную потребность в грибе Mycosphaerella ascophylli и их симбиоз можно охарактеризовать как лишайниковый, но в отличие от традиционных лишайников в данном симбиозе наблюдается преобладание водоросли, а не гриба. Это означает лишь то, что взаимоотношения этих организмов разнообразнее и сложнее.

Сейчас насчитывается около 25 тыс. видов лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки и сотни новых неизвестных видов.

Облик этих растений причудлив и разнообразен. Известны палочковидные, кустистые, листоватые, плёнчатые, клубкообразные, «голые» и густо покрытые чешуйками (филлокдадиями) лишайники, имеющие слоевище в виде булавы и плёнки, бороды и даже «многоэтажных» башен.

В зависимости от внешнего облика различают три основных морфологических типа: накипные, листоватые и кустистые лишайники. В природе лишайники занимают несколько экологических ниш: эпилитные, эпифитные, эпиксильные, напочвенные и водные.

Эпилиты очень многочисленны, это растения, произрастающие на голых камнях и скалах. Сюда относятся из накипных лишайников представители родов аспицилия, леканора, лецидея, ризокарпон; из листоватых - дерматокарпон, коллема, пармелия, фисция.

Эпифиты обживают ветви и стволы деревьев и кустарники. К эпифитам принадлежат накипные лишайники графис, леканора, псора; листоватые - коллема, лептогиум, пармелия, фисция; кустистые - кладония и уснея.

Эпиксилы сравнительно немногочисленны, к ним принадлежат растения, заселяющие мертвую, гниющую древесину, а также старые деревянные постройки. Среди накипных эпиксилов известны растения из родов леканора и псора; среди листоватых - пармелия и фисция; среди кустистых - кладония и уснея. Напочвенные лишайники, заселяющие также моховой «ковер», относятся к родам лецидея (накипные), кладония, уснея (кустистые), цетрария, пельтигера, солорина, (листоватые). Собственно водным лишайником является лишь американская гидротирия жилковатая. Все остальные лишайники приспособились выдерживать затопление, но не переселяются в воду окончательно. Это дерматокарпон речной, лецидея беловато-голубоватая, ризокарпон темный и др.

Внешнее строение

Лишайники - это симбиотические организмы, тело которых (таллом), образованно соединением грибных клеток (микобионт) и водорослевых и/или цианобактериальных (фотобионт) клеток во внешне кажущемся однородным организме.

Внутреннее строение этих организмов также неодинаково. Наиболее примитивно устроены некоторые накипные лишайники. Клетки водорослей у них равномерно распределены между нитями гриба (гифами) по всему слоевищу. Такие лишайники называются гомеомерными.

Талломы более высоко организованных лишайников имеют несколько слоёв клеток, каждый из которых выполняет определённую функцию. Такие лишайники называются гетеромерными.

Снаружи находится защитный коровой слой, состоящий из плотного сплетения грибных гиф и окрашенный в различные цвета.

(от белого до ярко-жёлтого, коричневого, сиреневого, оранжевого, розового, зелёного, синего, серого, чёрного).

Этот поверхностный слой из плотно переплетенных гиф, позволяющий лишайникам быстро впитывать окружающую влагу в сырую погоду и так же быстро высыхать, что спасает их клетки от перегрева и переохлаждения.

Под верхним коровым слоем расположена зона водорослей. Водорослевые клетки окружены тонкими грибными гифами. Ниже расположена сердцевина. Это самый толстый слой таллома. Бесцветные грибные гифы сердцевины лежат рыхло, между ними остаётся воздушное пространство. Это и обеспечивает свободный доступ внутрь слоевища углекислого газа и кислорода, которые необходимы лишайнику для фотосинтеза и дыхания. Снизу таллом защищён нижним коровым слоем.

Таллом накипных лишайников - это корочка «накипь», нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Это позволяет им жить на оголённой почве, на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. Иногда накипной лишайник развивается внутри субстрата и снаружи совершенно не заметен.

Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и размера. Они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов нижнего коркового слоя.

Кустистые имеют более сложное строение. Таллом образует множество округлых или плоских веточек. Растут на земле или свисают с деревьев, древесных остатков, скал. На субстрате они прикрепляются только у своего основания.

К субстрату лишайники прикрепляются особыми выростами, расположенными на нижней стороне таллома, - ризоидами (если выросты сформированы только гифами нижней коры), или ризинами (если эти выросты включают в себя также сердцевинные гифы).

На поверхности слоевища располагаются круглые диски с узкой выемкой, напоминающие маленькие блюдца. Это апотеции, внутри которых созревают споры. Они или едва различимы, или хорошо видны, ярко окрашены и украшают тело лишайника.

Апотеции лишайника Parmelia sulcata, на поверхности видны соредии.

У некоторых лишайников на слоевище или внутри него располагаются особые образования – цефалодии, представляющие собой ассоциацию гриба и цианобактерии. Само слоевище обычно содержит зелёную водоросль. Лишайники могут быть двух и трёх компонентными.

Лишайники, состоящие из гриба одного вида и цианобактерии (сине-зелёной водоросли) (цианолишайник, например, Peltigera horizontalis) или водоросли (фиколишайник, например, Cetraria islandica) одного вида, называют двухкомпонентными; лишайники, состоящие из гриба одного вида, и двух видов фотобионтов (одной цианобактерии и одной водоросли, но никогда не двух водорослей или двух цианобактерий), называют трёхкомпонентными (например, Stereocaulon alpinum).

Строение гетеромерного лишайника на примере Sticta fuliginosa:

a - корковый слой, b - гонидиальный слой, c - сердцевина, d - нижняя кора, e - ризины.

Водоросли, встречающиеся в слоевище лишайников, называются фикобионтами лишайников. По своему систематическому отношению они относятся к различным отделам: к сине- зеленым (cyanophyta), зеленым (chlorophyta), желто- зеленым (xanthophyta) и бурым (phaeophyta) водорослям.

Слоевище лишайников очень разнообразно по окраске, размерам, форме и строению. Окраска слоевища лишайников зависит от наличия пигментов, которые откладываются в оболочках гиф, реже в протоплазме.

Пигменты - химические соединения, которые поглощают свет определенной длины волны. Хлорофилл - это пигмент, поглощающий фиолетовые, синие и красные лучи, при этом отражающий зеленые, поэтому он и обусловливает зеленый цвет растений и ряда водорослей.

Хлорофиллы «b» и «с» - вспомогательные пигменты, которые расширяют спектр поголощения света при фотосинтезе и передают свою энергию хлорофиллу «а». Среди пигментов, которые также передают свою энергию на хлорофилл «а», у водорослей известны многочисленные каротиноиды и фикобилины. Каротиноиды обычно оранжевого, красного, бурого и желтого цвета, они поглощают свет в сине-зеленой области спектра. Считают, что роль многих каротиноидов не светоулавливающая, а светозащитная, т. к. они поглощают потенциально опасное излучение. Наличие этих пигментов приводит к тому, что они могут маскировать зеленый цвет хлорофиллов, и тогда водоросли приобретают бурую, желтоватую, золотистую и коричневатую окраску.

Фикобиллины - водорастворимые пигменты, которые присутствуют у красных, синезеленых и криптофитовых водорослей. Именно они обуславливают сине-зеленую, различные оттенки красного и розового цветов у этих водорослей. В последние годы фикобилины используются в научных целях как химические метки для антител, а также как метки клеток тканей при изучении опухолей.

Иногда цвет слоевища зависит от окраски лишайниковых кислот, которые откладываются в виде кристаллов или зернышек на поверхности гиф.

Большинство лишайниковых кислот бесцветны, но некоторые из них окрашены, и иногда очень ярко – в желтый, оранжевый, красный и другие цвета. Окраска кристаллов этих веществ определяет и окраску всего слоевища. И здесь важнейшим фактором, способствующим образованию лишайниковых веществ, является свет. Чем ярче освещение в месте произрастания лишайника, тем ярче он окрашен. Предполагают, что окрашенные наружные слои защищают нижележащие клетки водорослей от чрезмерной интенсивности освещения.

В коре и сердцевине лишайников образуются сложные жирные кислоты и производные таких соединений, как орсинол и антрахинон. Некоторые из этих веществ неприятны на вкус и делают лишайники несъедобными для животных. Другие, отличающиеся приятным ароматом, используются в парфюмерной промышленности, а некоторые – для производства красителей. Способность синтезировать те или иные соединения – важный систематический признак лишайников.

Питание лишайников.

Водоросли или цианобактерии двухкомпонентных лишайников питаются автотрофно. В трёхкомпонентных лишайниках водоросль питается автотрофно, а цианобактерия, по-видимому, питается гетеротрофно, осуществляя азотфиксацию. Гриб питается гетеротрофно ассимилятами партнера(ов) по симбиозу. Но единого мнения о возможности существования свободноживущих форм симбионтов в настоящее время нет.

Рост лишайников

Лишайники – многолетние растения. Обычно возраст взрослых слоевищ, которые можно увидеть где-нибудь в лесу на стволе деревьев или на почве, составляет не менее 20 – 50 лет. В северных тундрах возраст некоторых кустистых лишайников рода кладония достигает 300 лет. Есть среди них и сверхдолгожители, возраст которых 3000 лет. Растут лишайники медленно, в год накипные прибавляют всего 0,2 – 0,3 мм, а кустистые и листоватые 2 – 3 мм.

В связи с очень медленным ростом, лишайники могут выжить только в местах, не заросших другими растениями, где есть свободные площади для фотосинтеза. На влажных участках, они зачастую проигрывают мхам.

Лишайники, как правило, предъявляют скромные требования к потреблению минеральных веществ, получая их, большей частью, из пыли в воздухе или с дождевой водой, в связи с этим они могут жить на открытых незащищённых поверхностях (камни, кора деревьев, бетон и даже ржавейщий металл). Преимуществом лишайников является терпимость к экстремальным условиям (засухе, высоким и низким температурам (от −47 до +80 градусов по Цельсию, около 200 видов обитают в Антарктике), кислой и щелочной среде, ультрафиолетовому излучению). В мае 2005 года проводились эксперименты на лишайниках Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans, показавшие, что эти виды, по крайней мере в течение примерно двух недель смогли продержаться вне земной атмосферы, то есть в крайне неблагоприятных условиях.

Многие лишайники специфичны к субстрату, одни хорошо развиваются только на щелочных породах, например, известняке или доломите, другие на кислых, не содержащих извести силикатных породах, таких как кварц, гнейс и базальт. Лишайники-эпифиты также предпочитают определенные деревья: выбирают кислую кору хвойных или берёзовых или осно́вную ореховых, клёна или бузины. Ряд лишайников сами выступают в качестве подложки для других лишайников. Нередко формируется типичная последовательность, в которой различные лишайники нарастают друг на друга. Есть виды, которые постоянно живут в воде, например, Verrucaria serpuloides.

Лишайники, как и другие организмы, образуют сообщества. Примером лишайниковых ассоциаций является сообщество Cladonio-Pinetum - лишайниковые сосновые лес.

Размножение лишайников

По хаpактеpу полового споpоношения лишайники относят к двум классам: сумчатые (pазмножаются споpами, созpевающими в сумках), к котоpым относятся почти все pазновидности лишайников, и базидиальные (споpы созpевают в базидиях), насчитывающие всего несколько десятков видов.

Pазмножение лишайников осуществляется половым и бесполым (вегетативным) способами. В pезультате полового пpоцесса обpазуются споpы гpиба лишайника, котоpые pазвиваются в закpытых плодовых телах – пеpитециях, имеющих узкое выводное отвеpстие ввеpху, или в апотециях, шиpоко откpытых к низу. Пpоpосшие споpы, встpетив соответствующую своему виду водоpосль, обpазуют с ней новое слоевище.

Вегетативное pазмножение заключается в pегенеpации слоевища из небольших его участков (обломков, веточек). У многих лишайников есть специальные выросты – изидии, которые легко отламываются и дают начало новому слоевищу. В других лишайниках образуются крошечные гранулы (соредии), в которых клетки водоросли окружены плотным скоплением гиф; эти гранулы легко разносятся ветром.

Все необходимое для жизни лишайники получают из воздуха и атмосферных осадков и при этом не имеют специальных приспособлений, предотвращающих поступление в их тела различных загрязнителей. Особенно губительны для лишайников различные окислы, образующие при соединении с водой кислоты той или иной концентрации. Поступая в таллом, такие соединения разрушают хлоропласты водорослей, равновесие между компонентами лишайника нарушается, и организм гибнет. Поэтому многие виды лишайников быстро исчезают с территорий, подверженных значительному загрязнению. Но оказывается не все.

Некоторые не только выживают, но увеличивают территорию своего распространения. В Московской области почти повсеместно и обильно встречается незаметный, но очень устойчивый Scoliciosporum chlorococcum - корковый вид, в начале века также не указываемый для Средней России.

В любом случае гибель отдельных видов должна быть тревожным сигналом не только для людей, проживающих в какой – либо конкретной местности, но и для всего человечества.

Так как лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при высоком содержании в нём угарного газа, соединений серы, азота и фтора их можно использовать в качестве живых индикаторов чистоты окружающей среды. Такой метод был назван лихеноиндикацией (от греч. "лихен"-лишайник).

Значение лишайников.

Благодаря лишайниковым кислотам (совместный продукт грибного и водорослевого партнёрства) лишайники выступают в природе как пионеры растительности. Они участвуют в процессах выветривания и почвообразования.

Но лишайники отрицательно действуют на памятники архитектуры, вызывая их постепенное разрушение. По мере развития слоевища лишайников деформируются и пузырятся, а в образовавшихся полостях возникает особый микроклимат, способствующий разрушению субстрата. Именно поэтому лишайниковая мозаика на поверхности древних памятников очень тревожит реставраторов и хранителей старины.

На торфяниках лишайники тормозят рост кустарничков. Иногда участки почвы между подушками лишайников и сосудистыми растениями полностью лишены растительности, так как лишайниковые кислоты воздействуют и непосредственно и на расстоянии (подтверждено лабораторными опытами).

Лишайниковые кислоты не только тормозят, но и стимулируют рост некоторых организмов. В тех местах, где произрастают лишайники, прекрасно чувствуют себя многие почвенные микроскопические грибы и бактерии.

Лишайниковые кислоты имеют горький вкус, поэтому едят их только некоторые улитки и северные олени, которые очень любят ягель, тундровую кладонию.

В тяжёлые голодные годы люди часто при выпечке хлеба добавляли измельчённые в муку лишайники. Для удаления горечи их предварительно обдавали кипятком.

Лишайники издавна были известны как источник получения полезных химических веществ. Более 100 лет назад лихенологии обратили внимание на то, что под воздействием растворов йода, щёлочи и белильной извести окрашиваются в разные цвета. Лишайниковые кислоты в воде не растворяются, но растворяются в ацетоне, хлороформе, эфире. Многие из них бесцветны, но есть и окрашенные соединения: желтые, красные, оранжевые, фиолетовые.

На Севере России их до сего момента используют как красители.

В медицине лишайники применяли ещё древние египтяне за 2000 лет до нашей эры. Их кислоты обладают антибиотическими свойствами.

Карл Линней в1749 году упоминал о семи лекарственных видах лишайников. Из пармелии скальной в то время делали тампоны для остановки кровотечения из носа, из кладонии красноплодной готовили средство от кашля. С успехом применяли препараты для лечения кожных заболеваний, ожогов, послеоперационных ран.

Лекарственные препараты цетрарии исландской используют как в официальной, так и народной медицине для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, бронхиальной астмы, туберкулеза, инфекционных заболеваний кожи, гнойных ран и ожогов. Во многих странах, в том числе и в России, готовят лечебные сиропы и пастилки.

Фармакологические исследования показали, что натриевая соль усниновой кислоты обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами относительно стафилококков, стрептококков и бактерии субтилис. Её отвар поднимает тонус организма, регулирует деятельность желудка, лечит заболевания дыхательных путей. Лекарственный препарат натрия уснинат был разработан в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова в Петербурге и в честь этого института назван бинаном. Бинан на пихтовом бальзаме заживляет ожоги, а спиртовой раствор помогает при ангине.

Самое неожиданное применение в парфюмерии, хотя и было это известно в 15 – 18 веке. В древнем Египте из них получали порошок, который использовали для приготовления пудры.

Лишайниковые кислоты, полученные из разных видов пармелий, еверний и рамалин, обладают способностью фиксировать запахи, поэтому их и сегодня используют в парфюмерной промышленности. Спиртовой экстракт из лишайников (ризиноид) добавляют в духи, одеколоны и мыла. Вещества, которые содержатся в Эвернии сливовой являются хорошими закрепителями ароматов, поэтому их применяют для изготовления духов и ароматизации хлеба.

Некоторые лишайники употребляют в пищу. В Японии, например, считается деликатесом гирофора съедобная (gyrophora tsculenta)-растущий на скалах листоватый лишайник. Давно известна под названием «лишайниковая манна», астицилия съедобная(Asticilia esculenna), образующая своеобразные «кочующие» шаровидные комочки в степях, пустынях и засушливых горных областях. Ветер иногда переносит эти шарики на большие расстояния. Возможно отсюда и возникло библейское предание о «манне небесной», ниспосланный Богом евреям, странствовавшим по пустыне на пути из египетского рабства. А в самом Египте эвернию шелушащуюся (Evernia furfuracea) добавляли в выпекаемый хлеб, чтобы он долго не черствел.

По составу лишайников с помощью разработанных шкал и формул определяют концентрацию в воздухе различных загрязняющих веществ. Они являются классическими биологическими индикаторами. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсических газов. Наиболее опасны для лишайников окислы азота, угарный газ, соединения фтора. В последнее десятилетие показало, что самое негативное воздействие на них оказывают соединения серы, особенно серистый газ, который уже в концентрации 0,08-0,1 мг/м угнетает большинство лишайников, а концентрация 0,5мг/м губителен практически для всех видов.

Многими исследователями используются как для картирования территорий, так и для трансектных исследований, трансплантационных, в экологическом образовании и т. д.

Лишайники успешно используют в экологическом мониторинге.

Служат индикаторами окружающей среды, так как проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению. Устойчивости к неблагоприятным условиям способствует невысокая скорость роста, наличие различных способов извлечения и накопления влаги, развитые механизмы защиты.

Российские исследователи М. Г. Нифонтова и её коллеги установили, что лишайники накапливают радионуклеотиды на несколько величин больше, чем травянистые растения. Кустистые лишайники накапливают больше изотопов, чем листоватые и накипные, поэтому для контроля за радиоактивностью в атмосфере выбирают именно эти виды. Напочвенные лишайники накапливают в основном цезий и кобальт, а эпифиты – преимущественно стронций и железо. Эпилиты, растущие на камнях, накапливают совсем мало радиоактивных элементов. Вымывание изотопов из талломов сильно заторможено, в связи с длительными периодами обезвоживания, поэтому лишайники служат барьером для дальнейшего распространения губительной радиации. Благодаря способности накапливать изотопы, лишайники используются как индикаторы радиоактивного загрязнения среды.

Определение лишайниковых зон

Загрязнители воздуха нарушают пигментную систему фотосинтеза, окисляя хлорофилл, и нарушая процесс транспорта органических веществ.

Степень загрязнённости воздуха можно определить по следующим показателям

1. лишайниковая пустыня – полное отсутствие лишайников

2. зона соревнования – лишайниковая зона бедна

3. Нормальная зона – встречаются многие виды лишайников

Степень загрязнения воздуха оценивают по обилию различных лишайников

Степень загрязнения Кустистые лишайники Листовые лишайники Накипные лишайники

Загрязнений нет Встречаются Встречаются Встречаются

Слабое загрязнение Отсутствуют Встречаются Встречаются

Среднее загрязнение Отсутствуют Отсутствует Встречаются

Сильное загрязнение Отсутствуют Отсутствует Отсутствует

Чувствительность к атмосферным загрязнителям

Среднечувствительные виды высокочувствительные виды некоторые виды пармелий (бороздчатая, скальная) и кладоний уснеи (хохлатая, пышная), цетрария сизая, кладония неприглаженная,

(порошистая, бахромчатая). гипогимния вздутая, ксантория настенная (золотянка).

В Подмосковье произрастает несколько сотен видов лишайников, в Москве около

90. Они чувствительны к загрязнениям и поэтому служат хорошими индикаторами окружающей среды.

Анализ проведенного исследования

При анализе жизненных форм лишайников было выявлено, что из собранных нами образцов имеются накипные, листоватые и кустистые формы. Воздушная среда загрязнена (т. к. кустистых видов мало), но умеренно, т. к два кустистых вида все же встречается на нашей территории, а листоватые виды представлены сравнительно большим числом видов.

Нами были исследованы деревья, растущие вдоль автомобильных дорог по улицам Школьная, Садовая, Тополиная, Мира. Улица Школьная - это улица с высокой степенью движения транспорта, преобладающим является легковой транспорт. На улицах Садовая, Мира и Тополиная степень интенсивности движения транспорта средняя.

В ходе исследования нами определено:

На деревьях, растущих вдоль автомобильных дорог встречаются следующие виды лишайников: оранжевая ксантория, серо-зеленая пармелия, пепельно-серая гипогимния и зеленая водоросль

Загрязнение воздуха сказывается и на внешнем виде. Лишайники преждевременно стареют. По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела.

Преобладающим лишайником, на исследуемых улицах, является оранжевая ксантория.

Ксантория настенная (золотянка): а) - в нормальном состоянии, б) - в угнетенном состоянии. Колонии этих растений приобретают специфические очертания полумесяца, потому что центральные части их слоевищ отстают от субстрата и выпадают, хотя края лопастей скорости роста не снижают. Слоевища угнетенных лишайников обильно покрыты соредиями - маленькими шаровидными тельцами.

По объездной дороге встречаются деревья, на которых вместе с лишайниками растет зеленая водоросль.

На деревьях встречаются только зелёные водоросли.

Тревогу вызывают показатели исследований, проведенных в вдоль Каширо – Симферопольского шоссе. Здесь совсем не выявлено лишайников. На деревьях встречаются только зелёные водоросли.

Атмосфера испытывает сильное загрязнение. Это связано с антропогенным влиянием на данную территорию: сказывается близкое расположение автострады и заправочной станции.

(по Сернандеру)

1 – 2 – Нормальная

7 – 10 0,08 – 0,10 Борьбы (I)

10 0,10 – 0,30 Борьбы (II)

Провели исследование территории по определению степени загрязнения воздуха, используя простейший тест на чистоту воздуха по видовому составу лишайников. В ходе обследования определяется наличие на каждом стволе липы – стандартного объекта исследований лишайников кустистой, листоватой и накипной формы. Затем в соответствии с простейшей шкалой для определения степени загрязнения воздуха определяется степень загрязнения.

Простейшая шкала для определения степени загрязнения воздуха

Степень загрязнения Наличие лишайников

I слабое загрязнение исчезают кустистые лишайники

II среднее загрязнение исчезают листоватые и кустистые лишайники

III сильное загрязнение исчезают кустистые, листоватые и накипные лишайники – «Лишайниковая пустыня

По результатам теста составляется карта загрязнения воздуха по морфологической (жизненной) форме лишайников.

По лихенофлористическому списку в соответствии с таблицей: составляется карта загрязнений воздуха по видовому составу лишайников.

Шкала для определения степени загрязнения воздуха по лихенофлористическому списку

Степень загрязнения воздуха Лишайники

0 зона лишайников нет, только водоросль Плеврококкус на деревьях и камнях очень сильного загрязнения

1 зона лишайник Леканора сильного загрязнения

2 зона лишайник Ксантория на камнях уменьшения загрязнения

3 зона Пармелия на камнях, на деревьях отсутствует уменьшения загрязнения

4 зона серые листоватые лишайники появляются на стволах деревьев относительно чистый воздух

5 зона появляются кустистые лишайники, в том числе и Эверния зона чистого воздуха

6 зона Кустистые лишайники, в том числе и Уснея очень чистый воздух

В связи с угрозой надвигающейся экологической катастрофы, и возникшей необходимостью выявлять антропогенные изменения состояния природной среды сформировалась потребность в организации специальной информационной системы – системы наблюдения и анализа состояния природной среды, называемой мониторингом.

Экологический мониторинг подразделяется на биологический и географический.

Биологический мониторинг направлен на выявление и оценку антропогенных изменений, связанных с изменением биоты, биологических систем, на оценку состояния этих систем.

Главное внимание в биологическом мониторинге уделяется наблюдениям за биологическими последствиями, откликами, реакциями биологических систем на внешние воздействия, на изменения состояния природной среды.

Биологическому мониторингу уделяется большое внимание по следующим причинам:

Во-первых, измерение физических и химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами биологического мониторинга;

Во-вторых, в окружающей человека среде нередко присутствует не один, а несколько токсических компонентов.

Разумеется, биологический мониторинг не подменяется и не вытесняет физико-химических методов исследования состояния природной среды. Однако его использование позволяет повысить точность прогнозов в экологической обстановке, сложившейся в результате деятельности человека.

Например: по некоторым видам лишайников можно довольно точно установить концентрацию сернистого газа в воздухе. Если на стволах деревьев присутствуют пармелии, алектории и др. , значит, воздух чист; если же лишайники на деревьях полностью отсутствуют, значит, концентрация двуокиси серы в воздухе превышает 0,3мг/м3.

В местах постоянного антропогенного воздействия лишайники исчезают. Это говорит о том, что атмосфера данной местности загрязняется, негативное антропогенное воздействие велико.

Ежедневно мы слышим предостережение об экологической опасности.

Однако призывы к спасению и защите природы останутся словами, если каждый человек не осознает главного: человечество стоит на пороге экологической катастрофы, здесь нет преувеличения. 40% населения живут в неблагоприятных экологических условиях, а еще 20% - в зонах экологического бедствия. Поэтому решение экологических проблем – одна из наиболее важнейших задач сегодняшнего времени.

Проведя эту работу, мы не только расширили свои знания, но и убедились в том, что лишайники – не только интересный, необычный, но и трудный для определения и изучения в лабораторных условиях объект. Совершенно иначе стали относиться к этим маленьким, неповторимым созданиям природы. Какие же героические усилия приходится прикладывать им, чтобы выжить. Берегите их! Не тревожьте это сказочное Берендеево царство. Повнимательнее смотрите вокруг себя. Ведь в лесу не просто деревья, пни, разбросанные веточки, камни, а сказочные. Как богато они украшены! И делают их такими лишайники. А какую неоценимую услугу они оказывают учёным и всем нам.

Планируем провести трансплантационное исследование (перенести лишайники с низким классом полеотолерантности, то есть с высокой чувствительностью в выделенные нами зоны антропогенного воздействия.

Ход работы.

1. Взяли кусочек слоевища разных лишайников вместе с субстратом. Зарисовали, сфотографировали и измерили длину данных объектов (кустистые, листоватые, накипные лишайники)

2. Прикрепили кусочки лишайников на стенах, коре деревьев, в разных участках села.

3. Наблюдаем за объектами.

4. Через полгода или год снимем их, измерим, зарисуем

5. Сравним их внешний облик с первоначальным по фото и по рисунку

6. Выясним, с какими лишайниками произошли изменения, а с какими нет.

Такое исследование позволит или подтвердить, или опровергнуть предположение о том, что современные среднегодовые концентрации действительно ниже значения 0,05мг/м³, и современная лихеноиндикационная картина связана именно с тем, что должно пройти порядка 10 – 15 лет, прежде чем снижение антропогенного прессинга станет заметным по лишайникам.

Корреляция значений индексов полеотолерантности и среднегодовых концентраций диоксида серы в воздухе.

Индекс полеотолерантности концентрация SO2, мг/м³ Зона

(по Сернандеру)

1 – 2 – Нормальная

2 – 5 0,01 – 0,03 Смешанная (I)

5 – 7 0,03 – 0,08 Смешанная (II)

7 – 10 0,08 – 0,10 Борьбы (I)

10 0,10 – 0,30 Борьбы (II)

0 более 0,3 Лишайниковая пустыня

Согласно полученным данным можно судить о среднегодовых концентрациях диоксида серы в воздухе.

Решили провести ещё одно наблюдение.

Результаты исследования.

Название улицы Кол-во деревьев Кол-во деревьев, на Виды лишайников Преобладающие виды которых располагаются лишайники

Школьная Серо-зеленая пармелия, Серо-зеленая пармелия оранжевая ксантория

Садовая Пепельно-серая гипогимния, равномерно оранжевая ксантория

Тополиная Серо-зеленая пармелия, до перекрестка преобладает оранжевая ксантория, зеленые оранжевая ксантория и зеленые водоросли. водоросли, от перекрестка распределение лишайника равномерное зеленая водоросль отсутствует.

Мира Пепельно-серая гипогимния, оранжевая ксантория оранжевая ксантория

Каширо – Симферопольское шоссе зеленые водоросли

Сильное загрязнение Среднее загрязнение Загрязнения почти нет (низкое загрязнение)

Зеленые водоросли на стволах деревьев. Листоватые лишайники на стволах деревьев Листовые лишайники на деревьях (серо-зеленая

(оранжевая ксантория). пармелия и пепельно-серая гипогимния).

Изучение водорослей, входящих в состав лишайников.

Демонстрация работы перед учащимися в 6 классе при изучении темы «Лишайники»

Отчёт о проделанной работе.

Шаврина Ксения Александровна

Данное исследование проводилось в 2008г в п. Каменка Мезенского района.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Районная учебно-исследовательская конференция

старшеклассников «Юность Поморья»

Секция экология

Лишайники – индикаторы чистоты воздуха

Работу выполнила:

Шаврина Ксения Александровна

МОУ «Каменская общеобразовательная

Средняя школа Мезенского района»

11 класс

Научный руководитель:

Лихачева Наталья Степановна,

Учитель биологии МОУ «Каменская

Общеобразовательная средняя школа

Мезенского района»

г. Мезень

2008 года

Введение 3

1. Морфофизиологические особенности лишайников 3

1.1. Общая характеристика класса лишайники 3

1.2. Строение лишайников 4

1.3. Размножение 5

1.4. Значение лишайников в биосфере и народном хозяйстве 6

2. Лишайники и загрязненность атмосферного воздуха 6

3. Экспериментальная часть 8

3.1. Методика исследования 8

3.2. Загрязненность воздуха на территории, прилегающей к Каменской

Средней школе 9

3.3. Результаты исследования 10

Заключение 11

Список литературы 12

Приложение 13

Введение

Экологическая ситуация в наше время вызывает серьезную озабоченность общественности. Одна из задач современной экологии – это разработка систем естественных биологических индикаторов, позволяющих оперативно следить за состоянием экосистем и их динамикой.

Первыми на загрязнение окружающей среды реагируют живые организмы, например, лишайники (биологические индикаторы).

Организмы биоиндикаторы должны обладать следующими признаками

1. Высокой чувствительностью к действию определенного фактора;
2. Организм должен обладать простотой определения;
3. Специфичностью - многие биологические индикаторы реагируют на какой-либо фактор;
4. Способностью накапливать в своем теле токсичные вещества (комулятивность);

Поэтому для проведения исследования были выбраны лишайники, которые обладают всеми выше перечисленными признаками.

Лишайники - это симбиотические организмы, не имеющие защитных наружных покровов, обладающие низкой способностью к авторегуляции процессов жизнедеятельности.

Раздел биоиндикации, который рассматривает лишайники в виде чувствительных организмов, называется лихеноиндикация.

Объект исследования: атмосферный воздух.

Предмет исследования: влияние загрязненного воздуха на развитие лишайников.

Цель работы: определение загрязнения воздуха на территории, прилегающей к Каменской средней школе.

Задачи: 1)На основании анализа литературных данных познакомиться с

Морфофизиологическими особенностями лишайников;

2) Изучить наиболее часто встречающиеся виды лишайников;

3) Используя метод лихеноиндикации, определить чистоту атмосферного

Воздуха;

4) Получить экспериментальные данные и сделать выводы;

5) Собрать коллекцию лишайников.

Методы исследования: анализ литературных источников и метод линейных пересечений.

Глава 1. Морфофизиологические особенности лишайников

1.1. Общая характеристика класса лишайники

Лишайники – это единые организмы, состоящие из гриба и водоросли, связанных

симбиозом (симбиотическими отношениями). Симбиоз - это взаимовыгодное сожительство двух организмов. Лишайники в равной мере можно отнести, как к царству грибов, так и к царству растений. Слоевище лишайников состоит из двух компонентов – автотрофного (сине-зеленые, зеленые, желто-зеленые и бурые водоросли) и гетеротрофного (гриба). Не всякое сожительство гриба и водоросли образует лишайник. Лишайниковое сожительство должно быть постоянным и исторически выработавшимся, а не случайным, кратковременным. В настоящем лишайнике гриб и водоросль вступают в тесные взаимоотношения, грибной компонент окружает водоросли и может даже проникнуть в их клетки.

По форме и величине лишайники разнообразны, их размер варьирует от нескольких миллиметров до десятков сантиметров. Вегетативное тело лишайников представлено слоевищем, или талломом. В зависимости от образующегося пигмента оно может быть серым, сизым, зеленоватым, буро-коричневым, оранжевым или почти черным. Пигментация способствует защите от чрезмерного освещения или, наоборот, помогает поглощать больше света (черный пигмент лишайников Антарктиды).

1.2. Строение лишайников

Известно более двадцати тысяч видов лишайников. В зависимости от строения слоевища выделяют накипные (корковые), листоватые и кустистые лишайники. Слоевище накипных (около 80%) лишайников имеет вид корочки, плотно сросшейся с субстратом, толщиной от 1 до 5 мм. Они встречаются на коре деревьев и кустарников, на поверхности почвы, на камнях. Накипные лишайники, поселяющиеся на поверхности горных пород, постепенно разрушают их благодаря выделению кислот. Листоватые лишайники имеют округлую форму, часто с изрезанными краями или расчлененными на мелкие лопасти. Диаметр этих лишайников 10-20 см. Листоватые лишайники – более организованные формы по сравнению с накипными, у них существует четкая дифференциация слоев. Наиболее высоко организованы кустистые лишайники. Их слоевище представляет собой прямостоячий или повисающий кустик. Они имеют разную высоту, некоторые достигают несколько миллиметров, а некоторые 30-50 см.

По анатомическому строению лишайники делятся на гомео - и гетеромерные (рис. 1).

У гомеомерных лишайников слоевище представляет собой рыхлое сплетение гиф гриба, среди которых более или менее равномерно располагаются клетки или нити фикобионта. Гетеромерное строение характеризуется наличием в слоевище дифференцированных слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию: верхняя и нижняя кора – защитную, фотосинтезирующий слой участвует в процессе фотосинтеза и накапливает продукты ассимиляции, а сердцевина - в прикреплении таллома к субстрату и обеспечении аэрации фикобионта. Такой морфологический тип лишайника представляет собой наиболее высокоорганизованную форму слоевища и характерен для большинства листоватых и кустистых лишайников.

Рис.1 Формы слоевища лишайников: а – корковая Рис 2. Вегетативное размножение лишайников: (накипная); б - листоватая; в, г, д - кустистая; а- разрез таллома с соредиями, б- разрез

е- разрез гетеромерного слоевища; таллома с изидиями; 1- соредий, 2 – изидий

1- верхняя корка, 2 – слой водорослей,

3 – сердцевина, 4- нижняя кора,

Ж - соредии

Лишайники широко распространены. Наряду с сине-зелеными водорослями они являются пионерами в освоении безжизненных и скудных местообитаний. Разрушая и разрыхляя каменистый грунт, обогащая его органическими веществами, лишайники создают условия для поселения высших растений.

Скорость роста лишайников невелика, 1-3 мм. в год. Медленный рост обуславливает и высокую продолжительность их жизни до 50-100 лет.

1.3. Размножение

Размножаются лишайники спорами, которые образует гриб, либо вегетативно - отламыванием кусочков слоевищ, затем прорастающих на новом месте.

Размножаются лишайники с помощью особых образований, возникающих под верхней корой слоевища и состоящих из клеток изидий и соредий водоросли, окруженных гифами гриба (рис.2).

Соредии формируются под верхней корой в фотосинтезирующем слое и состоят из одной или нескольких клеток фикобионта, оплетенных гифами гриба. Под давлением разросшейся массы многочисленных соредий корковый слой таллома разрывается, и соредии выходят на поверхность, откуда разносятся ветром, водой и в благоприятных условиях прорастают в новые талломы лишайников.

Изидии представляют собой мелкие выросты слоевища в виде палочек, бугорков, покрытых снаружи корой. Состоят они из нескольких клеток фикобионта, оплетенных гифами грибов. Изидии отламываются и формируют новые слоевища.

Половое размножение обеспечивают специальные участки слоевища, формирующие споры. Спора прорастает в гифу, и при встрече с подходящей водорослью формируется новый лишайник.

1.4.Значение лишайников в биосфере и народном хозяйстве

Лишайники играют важную роль в биоценозах. Разлагаясь после отмирания, лишайники создают необходимые условия для образования почвенного гумуса.

Из лишайников получают лишайниковые кислоты (известно около 250), обладающие антибиотическими свойствами.

Антибиотические свойства лишайников находят применение в парфюмерной промышленности - для получения ароматических веществ, в фармацевтической - для изготовления препаратов против туберкулеза, фурункулеза, кишечных заболеваний, эпилепсии.

В хозяйственной деятельности человека важную роль играют, прежде всего, кормовые лишайники, такие как олений мох, или ягель, исландский мох и другие, которые поедаются не только северными оленями но и маралами, косулями, лосями.

Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха, особенно соединениями серы, и степень их развития может служить индикатором экологической обстановки в городах.

Глава 2. Лишайники и загрязненность атмосферного воздуха

Лишайники по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые из них не выносят даже малейшего загрязнения и погибают; другие, наоборот, живут только в городах и прочих населенных пунктах, хорошо приспособившись к соответствующим антропогенным условиям. Изучив это свойство лишайников, можно использовать их для общей оценки степени загрязненности окружающей среды, особенно атмосферного воздуха. На этой основе стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация.

Гуляя в лесу, внимательный человек непременно заметит лишайники, растущие на стволах деревьев. Они живые и нередко покрывают более половины поверхности ствола. Если пройти через какой-нибудь городской парк, то едва ли удастся обнаружить лишайники, разве только маленькие пятнышки хилых фрагментов слоевищ в трещинах коры.

Различие между лишайниковыми флорами естественных и культурных ландшафтов

были замечены уже лихенологами прошлого столетия. Не имея точных данных относительно экологических условий (климат, состав воздуха) городов, они могли только предполагать, что часть лишайников чувствительна к каким-то городским условиям, по всей вероятности к составу воздуха. В дальнейшем было установлено, что различные виды лишайников обладают разной чувствительностью.

Высокая чувствительность лишайников связана с содержанием в атмосферном воздухе оксида серы (IV)-сернистого газа, именно к этому загрязнению чувствительны лишайники. Поступая в тело лишайника диоксид серы нарушает процессы обмена веществ и превращение энергии, тормозит рост лишайника.

При повышении степени загрязненности воздуха первыми исчезают кустистые лишайники (бриория, уснея, алектория), за ними – листоватые (лабария легочная, ксантория постенная, фисция). Накипные лишайники наиболее устойчивы к атмосферному загрязнению (лекопора разнообразная, лецидея, биотора).

Таким образом, при анализе видового состава лишайников можно учитывать их видовую принадлежность (таксономический подход), анализ жизненных форм (биоморфологический подход) и анализ экологических групп (экологический подход).

Долгое время не могли объяснить, какие именно факторы приводят к обеднению и даже исчезновению флоры лишайников в городах. В течение последних десятилетий было показано, что из компонентов загрязненного воздуха на лишайники самое отрицательное влияние оказывает двуоксид серы. Экспериментально установлено, что это вещество уже в концентрации 0,080-0,10 мг на 1м. куб. воздуха начинает вредно действовать на многие лишайники: в хлоропластах водорослевых клеток появляются бурые пятна, начинается деградация хлорофилла, плодовые тела лишайников хиреют. Концентрация SO 2 , равная 0,5 мг/м.куб., губительна для всех видов лишайников, произрастающих в естественных ландшафтах.

На лишайники пагубно влияет не только двуоксид серы, но и другие загрязнители – оксиды азота, оксиды углерода, соединения фтора и другие.

Человек, который хотя бы немного знает лишайники, прогуливаясь по улицам, может сказать, например, что на этой аллее воздух сильно загрязнен, количество двуоксида серы в воздухе превышает 0,3 мг/м.куб.(лишайниковая «пустыня»), в этом парке воздух загрязнен умеренно, количество SO 2 колеблется между 0,05-0,2 мг./м.куб. (это можно установить по произрастанию на стволах некоторых выносливых по отношению к загрязнителям лишайников – ксантории, фисции, анаптихии, леканоры и др.),а на этом кладбище воздух довольно чистый – SO 2 , менее 0,05мг./м.куб. (на это указывают произрастающие на стволах виды естественной флоры – пармелии, алектории и др.)

Дальнейшие исследования с долговременно газацией очень низкими концентрациями сернистого газа, а также полевые наблюдения показали, что гипогимния погибает при концентрациях, которые вызываю повреждение лишь у самых чувствительных высших растений. Поэтому гипогимнию вздутую можно считать хорошим индикатором для регистрации низких концентраций загрязнителей в атмосфере. Скорость отмирания листоватых лишайников может служить показателем потенциального влияния атмосферных загрязнителей на высшие растения.

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Методика исследования

В основу методики оценки относительной численности эпифитных лишайников был положен метод линейных пересечений. Он заключается в наложении гибкой ленты с миллиметровыми делениями на поверхность ствола дерева с фиксированием всех пересечений её со слоевищами лишайников. В качестве ленты использовался «портняжный метр» с миллиметровыми делениями.

Для исследования используют достаточно старые прямостоящие деревья. После выбора модельного дерева определяют на стволе точку, находящуюся на высоте 1,5 метра от основания ствола с северной стороны. Затем на ствол накладывают мерную ленту с делениями таким образом, чтобы ноль шкалы ленты совпадал с выбранной точкой, а возрастание чисел на шкале соответствовало движению по часовой стрелке (с севера на восток). После полного оборота ствола лента закрепляется на стволе булавкой в нулевой точке. Совмещая последние деления и ноль ленты, определяют длину окружности ствола. Её при дальнейших измерениях принимают за 100%. При измерении фиксируют начало и конец каждого пересечения ленты с талломами лишайников. Измерения проводятся с точностью до 1 мм. [Приложение1, фото 1]

По завершении измерений проводится расчёт проективного покрытия лишайников на основе линейных пересечений, который определяет отношение «заросшей» лишайниками части ствола к общей поверхности. Зная общую длину окружности ствола и принимая её за 100%, рассчитывают проективное покрытие лишайников. Например, длина окружности ствола на 3-й площадке 85 см. (850мм). Пересечения ленты с талломами наблюдались на отметках: 3,1-3,2см.; 74,1-75см. Общая сумма «протяженности» лишайников составляет 1,0см (0,1+0,9). По пропорции: 85см. – 100% 1,0см – Х % находим величину проективного покрытия: 1,0/ 85 · 100=1.2%.

Проективное покрытие определяется для всех видов лишайников в сумме. С каждого

Дерева лишайники собираются отдельно, и каждый образец упаковывается в отдельный конверт. Видовая принадлежность лишайников определяется в лабораторных условиях

по определению.

3.2. Загрязненность воздуха на территории, прилегающей к Каменской средней школе

Перед началом работы мы поставили перед собой цель: определить загрязнения воздуха

На территории, прилегающей к Каменской средней школе. Нами были выбраны наиболее пригодные для экспресс-оценки деревья. Исследование проведено 7 ноября 2007 года на территории поселка Каменка в районе средней школы. Всего нами было исследовано 14 пробных участков (деревьев) с пятью пробными площадями: территория около школы, магазин «Меридиан», ТЭС, парк клуба, гараж. Результаты исследований приведены в таблицах.

Таблица 1

Данные биологического эксперимента по определению величины проективного покрытия

Для определения класса загрязнения пользуемся шкалой: I- идеально чистый; II- чистый; III- относительно чистый; IV- загрязненный.

Исследование загрязнения воздуха на пробных площадях Таблица 2

3.3. Результаты исследования

Рис.3. Зависимость величины проективного покрытия от номера пробного участка

Выводы: 1) Величина проективного покрытия (рис.3) в районе Каменской средней

Школы, на учетных площадях: №1, 2, 3, 6, 7 - колеблется от 6,1% до 130%;

2) Чем выше % проективного покрытия, тем воздух чище, так как

Лишайников больше;

3) Рассмотрев средние значения проективных покрытий, мы пришли к выводу,

Что чище всего воздух в окрестности Каменской средней школы, т.к. именно в

Этих точках самые высокие значения величины проективных покрытий.

Самый загрязненный воздух по этому показателю в районе ТЭС и гаража.

Загрязнение воздуха происходит из-за высокой транспортной нагрузки на

Дорогах, и выбросов отходов производства ТЭС.

Рис. 4. Зависимость степени загрязнения от пробного участка

Вывод: Рассмотрев зависимость загрязнения от пробного участка (рис.4),мы делаем вывод, что территория, прилегающая к Каменской средней школе - является экологически чистой, т.к. на всех пробных участках выявлен II или III класс загрязнения.

Заключение

Лишайники по-разному реагируют на загрязненность воздуха: некоторые не выносят ни малейшего загрязнения и погибают, другие – хорошо приспособились к соответствующим антропогенным условиям. Изучив это свойство лишайников, можно использовать их для общей оценки степени загрязненности окружающей среды, особенно атмосферного воздуха. На этой основе стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация.

В ходе изучения литературных источников по проблеме лихеноиндикации удалось

систематизировать признаки, которыми обладают биоиндикаторы.

В первой главе работы, посвященной морфофизиологическим особенностям лишайников, рассматривается общая характеристика, строение, размножение и значение их в природе и жизни человека.

Во второй главе изучается влияние загрязненности атмосферного воздуха на развитие лишайников. Выявлено, что чувствительность лишайников связана с содержанием в воздухе SО 2 , который, поступая в его тело, нарушает процессы обмена веществ и превращения энергии тормозит его рост.

Третья часть работы является экспериментальной. Описана подготовка и методика проведения исследования. Приведены данные биологического эксперимента по определению величины проективного покрытия. Всего нами было заложено пять площадей с четырнадцатью пробными участками (деревьями). Установлено, что на территории п. Каменка встречаются только эпифитные формы лишайников, которые позволяют нам сделать вывод о том, что воздух в поселке относительно чистый. Загрязнения воздуха наблюдаются в районах ТЭС и гаража, а территория, прилегающая к Каменской средней школе, является чистой. Загрязнение парами диоксида серы происходит из-за высокой транспортной нагрузки на дорогах и выбросов отходов производства ТЭС.

В ходе проведенных исследований мы выявили следующие закономерности:

1) Чем сильнее загрязнен воздух, тем меньше на деревьях встречается видов лишайников и тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев;

2) Первыми при повышении загрязнения исчезают кустистые лишайники, затем листоватые и накипные;

Список литературы

1. Абрамов В.И. Бактерии, грибы, споровые растения // Первое сентября. Биология.-2004.- №9.- С.26-29

2. Бязров Л.Г. Лишайники – один из видов жизненной стратегии грибов?// Первое сентября. Биология.- 2005.- №12.- С.6-7

3. Бязров Л.Г. Что общего у лишайников и морских ежей?// Первое сентября. Биология.- 2004.- №4.- С.26-27

4. Жизнь растений. Т.III. Водоросли. Лишайники. Под ред. М.М. Голлербаха – М.: Просвещение, 1977.- 487с.

5. Лемеза Н.А., Л.В.Камлюк Л.В., Лисов Н.Д. Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы.- М: Дрофа, 2003.- 276с.

6. Петров В.В. Мир лесных растений. – М.: Наука, 1978.-167с.

7. Полевая практика по экологии растений: Учебное пособие/ А.Е. Баталов, Е.В. Шаврина, М.П. Бахматова, Е.Ю. Чуракова. Под ред. А.Е. Баталова – М.:Изд-во МГУ, 2005.- 167с.

8. Пчёлкин А.В., Боголюбов А.С. Методы лихеноиндикации загрязнений окружающей среды. - М.: Экосистема, 1997. – 150с.

9. Солдатенкова Ю.П. Малый практикум по ботанике. Лишайники. – М.: Изд-во Московского университета, 1977. – 125с.

Природа крайнего Севера не радует человеческий глаз особым разнообразием, больше всего здесь растет мхов и лишайников. Так ягель или олений мох не только используется для кормления животных и утепления стен в землянках, но и как лечебное средство, способное поставить на ноги человека, истощенного постоянным холодом и простудными заболеваниями.

Полезные свойства ягеля

Ягель, исландский или олений мох – на самом деле это не мох и даже не растение, лишайники относятся к особому разряду организмов, которые представляют собой симбиоз водорослей, бактерий и грибов. Благодаря такому необычному «составу» они могут расти практически везде – в знойных пустынях, на Крайнем Севере или голых камнях. Коренные народы Севера издавна использовали ягель для лечения заболеваний органов дыхания, пищеварения, для активизации защитных сил и укрепления иммунитета. Жителям средней полосы и жарких стран о полезных свойствах ягеля раньше было известно гораздо меньше, но сегодня его используют повсеместно.

По мнению врачей, ягель – превосходный аналог натурального антибиотика , входящая в его состав урсиновая кислота уничтожает многие болезнетворные микроорганизмы и предотвращает гниение тканей. В старину, поранившиеся охотники обкладывали рану лишайником и могли больше не беспокоиться за ее чистоту, гной в ране не образовывался. Сегодня врачи говорят о способности ягеля уничтожать туберкулезную палочку, олений мох начали использовать для лечения разных форм туберкулеза, но, пока, научного подтверждения эта теория не имеет.

Кроме урсиновой кислоты в состав ягеля входит множество других активных компонентов, например, слизь, которая обволакивает слизистые оболочки дыхательных путей и пищеварительного тракта и помогает справиться с кашлем, болями при гастрите, язве желудка и с другими заболеваниями .

Удивляет высокое содержание в ягеле витаминов и минералов, причем находящихся в легкоусвояемой для человеческого организма форме, так олений мох содержит витамины группы В, витамин А, С и другие, микроэлементы: железо, медь, титан, йод, никель, марганец, хром, барий и многие другие. Такое высокое содержание полезных веществ делает ягель не только высококалорийным питанием для парнокопытных, но ценнейшей биологически активной добавкой для человека, которая поможет ему быстро восстановить силы после болезни и укрепить свой иммунитет.

Ягель используют для лечения :

• заболеваний дыхательных путей – при кашле, простуде, ангине, бронхите;
• заболеваний органов желудочно-кишечного тракта – при гастрите, язве желудка и кишечника, запорах;
• кожных заболеваний – при трофических язвах, ранах, фурункулезе и так далее;
• туберкулеза – в качестве вспомогательного средства;
• заболеваний щитовидной железы;
• снижения иммунитета – действует как иммуномодулятор.

Лечение ягелем в домашних условиях

1. Отвар из ягеля – помогает при простудных заболеваниях и поражениях органов ЖКТ. Для его приготовления 2 ст л сухого, измельченного ягеля заливают 2 ст холодной воды, на водяной бане доводят до кипения, охлаждают и процеживают. Такой отвар выпивают в течение дня, за 2-3 раза при простуде, заболеваниях желудочно-кишечного тракта и для укрепления иммунитета. Курс лечения может быть разным – от нескольких дней до месяца и больше. Для лечения ран, пролежней, трофических язв используют также отвар из ягеля, из него делают примочки и обмывают поврежденную поверхность 3-4 раза в день до полного выздоровления;

2. Кисель из ягеля – для лечения более тяжелых заболеваний 100 гр сухого ягеля заливают 1 л воды, настаивают в течение нескольких часов, добавляют 1 ч л соды, затее сливают воду, заливают смесь 0,5 л кипятка и варят на медленном огне 30 минут. Готовую смесь процеживают, охлаждают и дают больному по 12 ст 2-3 раза в день;

3. Ягель с молоком – используется для лечения сильного сухого кашля при хроническом бронхите, эмфиземе легких и так далее. Для этого 1 ст л сухого мха заливают 1 ст кипятка, кипятят под крышкой и процедить. Пить теплым, 1 раз в день перед сном, до исчезновения кашля;

Кроме всего вышеперечисленного, отвар из ягеля можно использовать для лечения запоров, угрей и заболеваний щитовидной железы. При наличии серьезных заболеваний внутренних органов перед применением отваров или киселя из ягеля необходимо проконсультироваться со своим лечащим врачом.