Ботаника онлайн взаимодействия между растения, гъби и лишеи
ботаника на линия 1996-2004. Страниците вече не се обработват, те остават като исторически документ на ботаническата наука влезте онлайн!
Лишей (лишеи)
Лишейът е група организми, които не могат да бъдат отчетени като част от растителното царство, освен гъби, което е още по-вярно, когато синьо-зелените водорасли (Anabaena, Nostoc и др.) Са включени като "зелени" симбиотични партньори (фикобионти) (в повечето случаи фикобионтите са хлорофицеи, Xanthophyceae и някои други групи водорасли). Бездейно е да спорим къде да ги поставим. Важно е, че обединението на водорасли и някои гъби (най-вече от класа на аскомицетите, по-рядко от тези на базидиомицетите и зигомицетите) е довело до успешни, нови форми. Прилага се класическото изречение от теорията на системите: Системата е много повече от сумата на нейните части. Следователно лишейът (около 16 000 скорошни вида) трябва да бъде обработен и анализиран толкова подробно, колкото всяка друга група организми като независима група организми и както навсякъде, има и собствена номенклатура в изследванията на лишеите (лихенология), за да се опишат структурите и Да се характеризират размножителните механизми на отделните видове и да се следва техният жизнен цикъл. Би било извън обхвата на този проект да се влезе в тази област по-подробно. Следните три проблемни области представляват интерес за разбиране на взаимодействието между растенията и гъбите (тук се наричат фикобионт и микобионт).
До 1. Могат ли партньорите по симбиоза да се разбират независимо един от друг?
Фикобионтите са постоянно жизнеспособни дори без техния симбиотичен партньор. Синьо-зелените водорасли само леко променят външния си вид заедно с микобионта. Симбиотичните зелени водорасли (най-вече, както вече споменахме, Chlorophyceae и сред тях предимно видове от рода Trebouxia) също могат да съществуват без гъбичките. Може да е поразително, че родът Trebouxia е широко разпространен като фикобионт, но е сравнително рядък в природата като свободно живееща водорасло. Докато трае симбиозата, не се образуват зооспори и гамети. Както показаха изолационните тестове, способността за това в никакъв случай не се губи; по-скоро, подобно на свободно живеещите форми, тези водорасли незабавно възстановяват посочените етапи на размножаване. Редица видове водорасли, които са многоклетъчни в дивата природа, са едноклетъчни във връзка с гъбата.
За разлика от водораслите, мицелът без водорасли на истински лишеи обикновено не е жизнеспособен в природата. Може да има няколко изключения, но мицелът не може да произвежда плодни тела в тези случаи. В лабораторни условия (при достатъчно хранителни запаси, напр. С добавяне на екстракт от водорасли) гъбичният мицел от няколко вида може да расте върху агар, но специфично за лишеите талус никога не се образува и плодното тяло не се развива.
2. Как партньорите допринасят за успеха на симбиозата?
Тъй като фикобионтът е фотосинтетичен, лишеите се характеризират с автотрофен начин на живот. Като свободна водорасло, Trebouxia секретира около 8% от въглехидратите, образувани чрез фотосинтеза, клетките Trebouxia, изолирани от лишеите, отделят до 40%. Веществата са предимно прости захари (глюкоза и др.), Както и захарни алкохоли като рибитол, еритритол, сорбитол и др. Повишената скорост на секреция се основава на индукция от гъбичките и произтичаща от това промяна (намаляване на пропускливостта) в плазмената мембрана и структурата на стената. Азот-свързващите синьо-зелени водорасли (напр. Nostoc) също снабдяват симбиотичния си партньор с редуцирани азотни съединения.
Ангажираността на гъбите очевидно е по-висока. Контактът с водораслите е различен при отделните видове лишеи и отразява тяхното ниво на еволюция. Многобройни преходи между временни асоциации между гъбички и водорасли и постоянни асоциации (действителните лишеи) могат да бъдат демонстрирани. Взаимодействието може да се класифицира, както следва, с нарастваща сложност:
Гъбичните хифи и водорасли лежат един до друг без директен физически контакт. Положението на водораслите не оказва влияние върху ориентацията на гъбичните хифи.
Отделни водорасли или групи водорасли са свободно навити от гъбични хифи.
Отделни водорасли или клетъчни групи са увити в плътно прилепнал гъбичен мицел.
Хифите се диференцират и образуват специфично оформени прегърнати хифи, от които единични клетки или клетъчни групи са здраво затворени.
Водораслите и гъбите образуват здрави контакти помежду си. Това може да доведе до образуването на хаустория, особено при лишеите, класифицирани като примитивни.
Haustoria са изпъкналости на хифата, през които гъбата прониква през растителната клетъчна стена (тук водораслите) в лумена на клетката. Съдържанието на клетките обаче остава затворено от плазмената лема. В много случаи контактните точки между плазмалемата и хаустория се променят, което предотвратява непропорционалното разпространение на хаусториума.
В микроскопични образци - предимно по-силно развитите форми - може да се види зониране. Повърхността е оформена от (често) инкрустирана, често пигментирана кора без водорасли. Отдолу има зона, в която преобладават водораслите, а отдолу отново (в центъра на талуса) е половин хлабав мицел. Предимствата на тази архитектура са лесно забележими: Инкрустираната кора до голяма степен предпазва талуса от загуба на вода, но в същото време е орган, който може бързо да абсорбира вода по всяко време. Пигментите и положението на водораслите гарантират, че те не са изложени на прекомерна, но достатъчна интензивност на светлината.
Лишейът може да абсорбира големи количества вода. Тогава тяхното прясно тегло често е кратно на сухото тегло. От друга страна, те са относително устойчиви на дехидратация, така че могат да преживеят по-дълги периоди на суша невредими. Лишайните тали са конструирани специално за вида. Поради морфологията им се прави разлика между кора, широколистни и храстови лишеи и желатинови лишеи
До 3. В кои местообитания лишеите имат предимство пред другите организми?
Както е посочено във встъпителните бележки, лишеите обикновено са едни от най-неизискващите организми. Много видове са пионери. Те колонизират, наред с други неща Места, където други организми не могат да живеят. Те могат да бъдат намерени в северния край на тундрите (до 86 градуса с.ш.), както и в Антарктика (до 80 градуса ю.ш.), във високите планини (до малко под 5000 м надморска височина), в пустини и полупустини и в тропиците (както и в умерените климатични зони ). Лишейът процъфтява и на скалиста земя, на която растенията и гъбите едва ли са способни. Няма органичен субстрат за растеж на гъбички, вегетационният период е твърде кратък за многоклетъчни растения на екстремни места и рискът от изсъхване е твърде висок за водораслите.
Очертаните неприятности напомнят ситуацията, която трябва да е преобладавала на повърхността на земята, преди тя да бъде покрита от съдови растения (и техните предшественици).