Цианобактерии образуют симбиоз с грибами формируя лишайники
ЛИША́ЙНИКИ (Lichenes), симбиотрофные организмы, представляющие собой сожительство гриба, водорослей и/или цианобактерий; комплексная система взаимодействия симбионтных партнёров, развившаяся в процессе коэволюции . Гриб (микобионт – гетеротрофный компонент Л.) утилизирует (у большинства Л.) мёртвые клетки водоросли, получает от неё продукты фотосинтеза, а от цианобактерий ещё и азотистые соединения, а водоросли и цианобактерии (фотобионты – автотрофные компоненты Л.) получают от гриба воду и минер. вещества. Двойственная природа Л. открыта в 1860-х гг. нем. ботаником С. Швенденером. Доказательством такой природы служат: морфолого-анатомич. строение Л.; отсутствие генетич. связей между микобионтом и фотобионтом; возможность изолиров. получения чистой культуры как микобионта, так и фотобионта; ресинтез Л. из спор микобионта и соответствующей культуры фотобионта на синтетич. средах. Единого мнения о положении Л. в системе органич. мира нет, однако большинство исследователей рассматривают их в царстве грибов, относя к отделам Ascomycota и Basidiomycota. Наиболее ранние находки ископаемых Л. относятся ориентировочно к концу мелового периода. Известно 15–20 тыс. видов Л. Некоторые из Л. настолько малы, что почти не видны невооружённым глазом, длина других, напр. уснеи длиннейшей ( Usnea longissima ), может достигать 1 м и более. Растут Л. крайне медленно (ср. скорость роста 0,5–10 мм в год); живут, вероятно, долго: возраст некоторых из них (напр., Rhizocarpon geographicum ) может достигать более 4000 лет.
Схематическое поперечное сечение лишайника, симбиоза зеленых водорослей и грибок. 1. Толстые слои гифы, называемый корой 2. Зеленые водоросли 3. Слабая упаковка гифы 4. Крепление гифы называется ризины.
Симбиоз у лишайников взаимовыгодный симбиотические отношения из зеленые водоросли и / или сине-зеленые водоросли (цианобактерии) живущие среди нитей грибок, формируя лишайник. [1] [2] [3]
Содержание
Обзор лишайников
А лишайник представляет собой комбинацию грибов и / или водорослей и / или цианобактерий, которая имеет совершенно другую форму (морфология), физиология, и биохимия чем любой из составляющих видов, растущих отдельно. Водоросли или цианобактерии приносят пользу своему грибовому партнеру, производя органические углеродные соединения через фотосинтез. В свою очередь, грибковый партнер приносит пользу водорослям или цианобактериям, защищая их от окружающей среды своими нитями, которые также собирают влагу и питательные вещества из окружающей среды и (обычно) служат якорем для них. [5] [4] [3] [2]
Большинство лишайников содержат автотрофов эукариот, принадлежащих к Хлорофита (зеленые водоросли) или к Xanthophyta (желто-зеленые водоросли). Около 90% всех известных лишайников имеют в качестве симбионта зеленые водоросли. Среди этих, Trebouxia это наиболее распространенный род, встречающийся примерно в 20% всех лишайников. [6] Второй по распространенности род зеленых водорослей - Трентепохлия. Всего известно около 100 видов, встречающихся в лишайниках как автотрофы. Считается, что все водоросли и цианобактерии могут выжить отдельно, а также внутри лишайника; то есть в настоящее время не известны водоросли или цианобактерии, которые могут выжить естественным образом только в составе лишайников. [7] Общие водорослевые партнеры: Trebouxia, Псевдотребуксия, или Мирмеция. [5]
Номенклатура
И лишайник, и гриб-партнер носят одно и то же научное название, и лишайники включаются в схемы классификации грибов. В зависимости от контекста, таксономическое название может относиться ко всему лишайнику или только к грибку, входящему в состав лишайника.
Водоросль, или цианобактерия, носит собственное научное название, которое не имеет никакого отношения ни к названию лишайника, ни к названию гриба. [8]
Компонент грибка
Около 20% всех видов грибов способны образовывать лишайники. Грибковый партнер может быть Аскомицет или Базидиомицет. [4] В целом около 98% лишайников имеют аскомицетный микобионт. После Ascomycota наибольшее количество лишайниковых грибов встречается в неназначенных несовершенные грибки. Сравнительно немного Базидиомицеты лихенизированы, но к ним относятся агарики, например, виды Лихеномфалия, клавариоидные грибы, например, виды Мультиклавула, и кортициоидные грибы, например, виды Диктионема.
Наибольшее количество лишайниковых грибов встречается в Аскомикота, примерно 40% видов образуют такую ассоциацию. [8] Некоторые из этих лихенизированных грибов встречаются вместе с нелихенизированными грибами, которые живут как сапротрофы или паразиты растений (например, Leotiales, Dothideales, и Pezizales).
Остальные лишайники встречаются только в пяти заказы в котором все участники занимаются этой привычкой (Приказы Graphidales, Gyalectales, Пельтигералес, Pertusariales, и Teloschistales). Лихенизированные и нелихенизированные грибы можно найти даже в одном и том же роде или виде. [ нужна цитата ]
Фотосинтетический компонент
Приблизительно 100 видов партнеров по фотосинтезу из 40 родов и 5 различных классов (прокариотические: Cyanophyceae; эукариотический: Trebouxiophyceae, Phaeophyceae, Chlorophyceae), как было установлено, связаны с грибами, образующими лишайник. [10]
Отдельные виды грибов и водорослей не обязательно всегда связаны вместе в лишайнике. Один гриб, например, может образовывать лишайники с множеством разных водорослей. В слоевища продуцируемый данным симбионтом гриба с его разными партнерами, будет похожим, а вторичные метаболиты идентичны, что указывает на то, что гриб играет доминирующую роль в определении морфологии лишайника. Кроме того, одни и те же виды водорослей могут встречаться в ассоциации с разными грибами-партнерами. Известны лишайники, у которых есть один гриб, связанный с двумя или даже тремя видами водорослей. В редких случаях может произойти обратное, и два или несколько видов грибов могут взаимодействовать с образованием одного и того же лишайника. [7]
Зеленые водоросли
Около 90% всех известных лишайников имеют в качестве симбионта зеленые водоросли. [11] “ХлорококкозОзначает зеленая водоросль (Хлорофита), в котором есть одиночные ячейки, шаровидный, что часто встречается у лишайников. [12] Когда-то это было классифицировано в порядке Chlorococcales, которые можно найти в более ранней литературе, но новые данные ДНК показывают, что среди этой ранее большой таксономической группы существует множество независимых линий эволюции. Chlorococcales в настоящее время является относительно небольшим заказом и может больше не включать фотобионтов лишайников.
Цианоличники
Хотя фотобионты почти всегда - зеленые водоросли (хлорофита), иногда лишайник вместо этого содержит сине-зеленую водоросль (цианобактерии, не совсем водоросль), а иногда оба типа фотобионтов встречаются в одном и том же лишайнике.
А Cyanolichen представляет собой лишайник с цианобактериями в качестве основного фотосинтетического компонента (фотобионт). [12] Многие цианолишайники маленькие и черные, и известняк как подложка.
Другая группа цианолишайников - желейные лишайники (например, из родов Коллема или Лептогиум) большие и листовой (например, виды Пельтигера, Лобария, и Дегелия. Эти виды лишайников имеют серо-голубой цвет, особенно во влажном или влажном состоянии. Многие из них характерны для сообществ лобарионов в районах с более высоким уровнем осадков на западе Великобритании, например, в Кельтский тропический лес.
Паразитические грибы обособлены
Некоторые грибы обитают только на лишайниках, так как облигатные паразиты; Они не считаются частью лишайника. Они называются «лихенозные грибы”.
Собственно симбиоз – это такой тип симбиотических взаимоотношений между микроорганизмами, при которых два или более вида при совместном развитии создают взаимовыгодные условия для жизнедеятельности друг друга [1] .
Собственно симбиоз
Бородатый лишайник (цианобактерии и грибы) [2]
Собственно симбиоз можно рассматривать на примере взаимоотношений цианобактерий и микроскопических грибов, наблюдающиеся в лишайниках [1] .
Оба микроорганизма (цианобактерии и грибы) способны к самостоятельному существованию. Однако, в экстремальных условиях (при остром дефиците питательных веществ, крайних пределах влажности) их ассоциация приводит к взаимному выигрышу партнеров [1] .
Гриб использует продукты метаболизма цианобактерий в качестве источника органических питательных веществ и атмосферный азот, фиксированный бактериями. Цианобактерии получают защиту от высыхания и избыточной интенсивности света. Параллельно улучшается поступление в бактериальные клетки минеральных веществ и воды [1] .
Какие отношения устанавливаются между грибом и цианобактериями (или одноклеточными зелёными водорослями) в слоевище лишайника? Поясните роль каждого организма в этих отношениях.
Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную. Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 3 баллов. Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения. Форма для оценки находится внизу страницы.
Содержание верного ответа и указания по оцениванию
(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Элементы ответа:
1) взаимовыгодное сожительство — симбиоз;
2) цианобактерии (или одноклеточные зелёные водоросли) обеспечивают гриб органическими веществами, которые вырабатывают в результате фотосинтеза;
3) гриб обеспечивает водой и растворёнными в ней минеральными веществами
Ответ включает в себя все названные выше элементы с обоснованиями, не содержит биологических ошибок
Ответ включает в себя два из названных выше элементов с обоснованиями и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает в себя три названных выше элемента с обоснованиями, но содержит биологические ошибки
Ответ включает в себя только один из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает в себя два из названных выше элементов, но содержит биологические ошибки, объяснения отсутствуют
Читайте также: