Лишейът или лихенизираната гъба всъщност са два организма, функциониращи като единна, стабилна единица. Лишейът включва гъбички, живеещи в симбиотична връзка с водорасли или цианобактерии (или и двете в някои случаи). По света има около 17 000 вида лишеи.
Защо да образуваме двоен организъм?
Гъбите не са способни на фотосинтеза, тъй като им липсва зеленият пигмент хлорофил. Тоест, гъбичките не могат да събират светлинна енергия от слънцето и да генерират собствено хранене под формата на въглехидрати. Вместо това трябва да търсят външни източници на храна. Те абсорбират храненето от органични вещества, т.е.съдържащи въглерод съединения като въглехидрати, мазнини или протеини.
От друга страна, водораслите и цианобактериите могат да провеждат фотосинтеза, подобно на растенията. Всъщност хлоропластите, които са мястото на фотосинтеза в сухоземните растения, са адаптирани форми на цианобактерии. (Тези ранни цианобактерии са били погълнати от примитивни растителни клетки някъде в късния протерозой или в ранния камбрийски период, според Калифорнийския музей на палеонтологията на Университета.)
Така че, когато гъбата, която е доминиращият партньор в тази връзка, се свързва с водорасли (обикновено от зелените водорасли) или цианобактерии, за да образува лишеи, тя си осигурява постоянен достъп до източник на храна. Гъбата контролира асоциацията по начин, който може да се разглежда като земеделие, каза Робърт Люкинг, куратор в Ботаническата градина и Ботаническия музей в Берлин, Германия, и изследовател в Интегративния изследователски център в Полевия музей в Чикаго. Той го описа като контролиран растеж на организъм, осигуряващ въглерод, точно както ние отглеждаме пшеница, ориз или картофи. Той добави, че цианобактериите осигуряват на гъбичките и допълнителната полза от фиксирането на азота. Това е биохимичната реакция, при която атмосферният азот се превръща в амоняк, по-използваема форма на елемента. В замяна на това водораслите и цианобактериите осигуряват защитена среда, особено от увреждане на ултравиолетовите лъчи. Гъбите често образуват защитна кора [или обвивка] с пигменти, които абсорбират ултравиолетова светлина, каза Люкинг.
И накрая, тъй като лишеите, гъбите, водораслите и цианобактериите могат да живеят в среда, в която иначе не биха могли да живеят. Люкинг отбеляза, че горещите и студени пустини, както и откритите повърхности, са добри примери за такава среда. [Галерия: Странен свят на лишеи: Всичко освен обичайно]
Номенклатура
Гъбичният компонент на лишеите е известен като "микобионт", а водораслото или цианобактериалният компонент е известен като "фотобионт". Научното наименование на лишеи е същото като това на микобионта, независимо от идентичността на фотобионта. На своя уебсайт, посветен на лишеите, Алън Силвърсайд, сега пенсиониран от Университета на Западна Шотландия, дава пример с гъбата Sticta canariensis. Тази гъба е способна да образува две различни асоциирани лишеи с водорасли и цианобактерии, но и двата лишея се наричат Sticta canariensis. „Ако видът на гъбичките остане същият, то и името на лишеите остава, дори ако видът на лишеите варира“, заявява Silverside.
Структура
Вегетативната част на лишеите, известна като талус, е неизвестна при нелихенизираните гъби, според Lücking. Талусът придава на лишеите характерния външен вид. Лишайните тали се предлагат в много различни форми. Примерите на страниците на Silverside включват фолиозни лишеи, които изглеждат плоски и листни; фрутикозни лишеи, които имат жилав, туфиран вид; скуамулозен лишей, които имат плоски, припокриващи се люспи; и коравите лишеи, които както подсказва името, образуват плътно прикрепена кора върху повърхността, която обитава.
По принцип вътрешността на талама на лишеите изглежда стратифицирана, като клетките микобионт и фотобионт са подредени на слоеве. Според Службата по горите на САЩ външният слой или кората е изграден от дебели, плътно опаковани гъбични клетки. Следва сегмент с фотобионта (или зелени водорасли, или цианобактерии). Ако лишейът има както водорасли, така и цианобактериален партньор, цианобактериите могат да се видят в малки отделения над горната кора. Последният слой е медулата, с свободно подредени гъбични клетки, които приличат на нишки.
Разширенията под медулата, които се наричат базални прикрепвания, позволяват на лишеите да се придържат към различни повърхности. Типичните основни прикрепвания включват ризини, които представляват гъбични нишки, простиращи се от медулата, и една централна структура, наречена задържане, която се фиксира върху скалите. Горската служба дава пример с фолиозен лишей, наречен пъпна лишей, където задържането наподобява пъпна връв.
Като изключение от общата структура на талуса, желираните лишеи нямат слоест или стратифициран талус. Компонентите микобионт и фотобионт седят заедно в един слой. В резултат желиращите лишеи изглеждат като желе; например Collema auriforme.
Външен вид
Когато изсъхнат, лишеите просто придобиват цвета на самия микобионт (гъбичките) или могат да бъдат сиви и сиви. Но когато са мокри, те се трансформират напълно. Това е така, защото гъбичните клетки в горната кора стават прозрачни и цветовете на водорасловите или цианобактериалните слоеве могат да проникнат. Зелените водорасли даряват лишеи с ярко зелен цвят, докато цианобактериите дават оттенъци на тъмно зелено, кафяво или черно, според Горската служба.
Разбиране на динамиката
За микобионта асоциацията с фотобионта е „задължителна“ или свързаност. „Доколкото е известно, микобионтът не може да продължи да съществува в природата без лихенизация“, каза Люкинг пред LiveScience. „Микобионтът сам по себе си е само за кратък период, когато се разпръсква с помощта на гъбични спори.“
За да създаде и поддържа стабилна асоциация, еволюцията е избрала за определени характеристики в партньорството с лишеи. „Има три важни фактора за създаването на лишеи: признаването, приемането и годността на асоциацията“, каза Люкинг. „Предполага се, че и трите се подлагат на еволюционен подбор и следователно се оптимизират.“
Лъкинг разработи концепцията за разпознаване, като посочи, че микобионтът (гъбата) не може просто да се свърже с която и да е водорасло или цианобактерия. Той активно търси фотобионта чрез химическо разпознаване. Приемането настъпва, когато двамата партньори по лишеи си взаимодействат, без да си влияят негативно. „Например, ако водораслите считат гъбата за паразит, тя ще реагира с защитни механизми, които биха могли да попречат на установяването на стабилна симбиоза“, каза той. „Така че в еволюционно отношение двата бионта са„ научили “как да си взаимодействат взаимно, но по начин, по който гъбичките контролират взаимодействието.“ И накрая, годността на връзката се определя от здравословния растеж и репродуктивния успех. "Колкото повече въглехидрати може да произведе фотобионтът за единица време при определени условия, толкова по-бързо ще расте лишейът и толкова по-конкурентен е", каза Люкинг. Той отбелязва, че фитнесът и начина, по който партньорите по лишей работят заедно, зависят от условията на околната среда.
Обикновено, след като е създадена асоциация на лишеи, микобионтът не сменя партньори. По изключение обаче Люкинг дава примера на Sticta canariensis, фотосимбиодема (гъбички, които могат да образуват отделни лишеи с различни фотобионти). В този случай гъбата се свързва с цианобактерия в сенчести, влажни условия, за да образува малки, подобни на храсти тали. Въпреки това, при по-сухи или по-изложени условия, гъбата вместо това се свързва със зелени водорасли, за да образува големи, плоски лобове. „Когато условията се променят с течение на времето или на кратко разстояние, виждате някои индивиди, които започват като цианобактериални лишеи и след това внезапно образуват зелени лобове [чрез асоцииране със зелени водорасли]“, каза той. „Така че един и същ гъбичен индивид може да сменя партньори ad hoc.“
Какво не е лишей?
Важно е да запомните, че всяка връзка между гъбички и водорасли или цианобактерии не се отчита автоматично като лихенизация. „В асоциациите с лишеи гъбата е в състояние да образува структури, неизвестни в нелихенизираните гъби - талуса - и гъбата също влияе и променя морфологията на фотобионта“, заяви Люкинг пред LiveScience. „Следователно сдруженията гъби и водорасли, при които това не е така, не се считат за лишеи.“ Той добави, че също се подозира, че някои нефотосинтетични бактерии са важни за лихенизацията.
Мъховете също не са лишеи, според Горската служба. Въпреки че на пръв поглед някои могат да наподобяват повърхностно лишеи, мъховете всъщност са примитивни версии на растенията и са способни на независима фотосинтеза.
Значение
Лишеите са ключови играчи в различни екологични процеси. Например цианобактериалните фотобионти участват в азотното фиксиране. Лишайниците също допринасят за явление, известно като биологично изветряване. Лишейните микобионти могат да разграждат скалите и да отделят минерали, като произвеждат определени химикали. Лишайниците могат също така да разрушават скалните повърхности, просто като се прикрепят физически към тях и чрез разширяване и свиване на техните тали, според статия от 2000 г., публикувана в списание Catena.
Изветрянето може да доведе до евентуално разпадане на скалите, според статията. Въпреки че това е недостатък, особено когато лишеите растат върху строителни камъни, това също е съществена стъпка за формирането на примитивни почви. Когато лишеите се разлагат, органичната материя, която остава, заедно с частици скали и прах, уловени от тали, осигуряват материал за развитието на примитивни почви.
Видовете лишеи Cladonia rangiferina, често наричани северни елени, са важен източник на зимен фураж за повечето северноамерикански популации карибу и ключови компоненти на зимната диета (с изключение на райони с плитка снежна покривка или с мека зима) според горската служба.
И накрая, лишеите са отлични показатели за замърсяване. Според горската служба лишеите могат да абсорбират замърсители като тежки метали, въглерод и сяра в своите тали. Извличането на тези замърсители дава индикация за нивата, присъстващи в атмосферата. Този процес е известен като биомониторинг на лишеи.
Последните новини
Live Science е част от Future US Inc, международна медийна група и водещ дигитален издател. Посетете нашия корпоративен сайт.