Interacțiuni online de botanică între plante, ciuperci și licheni
botanică pe net 1996-2004. Paginile nu mai sunt procesate, ele rămân la fel document istoric al științei botanice intră online!
Lichen (licheni)
Lichenii sunt un grup de organisme care nu pot fi numărate ca parte a regnului vegetal mai mult decât ciuperci. Acest lucru este cu atât mai adevărat când algele albastre-verzi (Anabaena, Nostoc etc.) sunt implicate ca parteneri simbiotici „verzi” (ficobioni) (în majoritatea cazurilor, ficobionții sunt cloroficele, Xanthophyceae și alte grupuri de alge). Este inactiv să ne certăm unde să le punem. Este important ca unirea algelor și a anumitor ciuperci (mai ales din clasa ascomicetelor, mai rar din cele ale basidiomicetelor și zigomicetelor) să aibă drept rezultat forme noi. Se aplică propoziția clasică din teoria sistemelor: un sistem este mult mai mult decât suma părților sale. Lichenul (aproximativ 16.000 de specii recente) trebuie, prin urmare, prelucrat și analizat la fel de detaliat ca oricare alt grup de organisme ca un grup independent de organisme și, ca peste tot, există și o nomenclatură proprie în cercetarea lichenului (lichenologie) pentru a descrie structurile și Să caracterizeze mecanismele de reproducere ale speciilor individuale și să urmeze ciclul lor de viață. Ar depăși sfera acestui proiect pentru a intra în acest domeniu mai detaliat. Următoarele trei domenii problematice sunt de interes pentru a înțelege interacțiunea plantă-ciupercă (numită aici ficobiont și micobiont).
1. Poate partenerii de simbioză să se înțeleagă independent unul de celălalt?
Ficobionții sunt în mod constant viabile chiar și fără partenerul lor simbiotic. Algele albastru-verzui își schimbă aspectul doar ușor în asociere cu micobiontul. Algele verzi simbiotice (mai ales, așa cum am menționat deja, Chlorophyceae și, printre acestea, în special specii din genul Trebouxia) pot exista și fără ciuperci. Poate fi izbitor faptul că genul Trebouxia este răspândit ca ficobiont, dar este relativ rar în natură ca algă cu viață liberă. Atâta timp cât durează simbioza, nu se formează zoospori și gameți. După cum au arătat testele de izolare, abilitatea de a face acest lucru nu este în niciun caz pierdută; mai degrabă, la fel ca formele de viață liberă, aceste alge restabilesc imediat etapele de reproducere declarate. Un număr de specii de alge multicelulare în natură sunt unicelulare în asociere cu ciuperca.
Spre deosebire de alge, miceliul fără alge al lichenilor reali nu este de obicei viabil în natură. Pot exista câteva excepții, dar micelia nu poate produce corpuri fructifere în aceste cazuri. În condiții de laborator (cu o cantitate suficientă de substanțe nutritive, de exemplu, cu adăugarea de extract de alge), miceliul fungic al câtorva specii poate crește pe agar, dar nu se formează niciodată un talus specific lichenului și corpul fructificator nu se dezvoltă.
2. Cum contribuie partenerii la succesul simbiozei?
Deoarece ficobiontul este fotosintetic, lichenii se caracterizează printr-un mod de viață autotrof. Ca algă liberă, Trebouxia secretă aproximativ 8% din carbohidrații formați prin fotosinteză, celulele Trebouxia izolate din licheni secretă până la 40%. Substanțele sunt în principal zaharuri simple (glucoză etc.), precum și alcooli de zahăr, cum ar fi ribitolul, eritritolul, sorbitolul etc. Rata crescută de secreție se bazează pe inducția ciupercii și o modificare rezultată (reducerea permeabilității) în membrana plasmatică și structura peretelui. Algele albastre-verzi care leagă azotul (de exemplu, Nostoc) furnizează, de asemenea, partenerului lor simbiotic compuși cu azot redus.
Logodna ciupercilor este evident mai mare. Contactul cu algele este diferit în fiecare specie de licheni și reflectă nivelul lor de evoluție. Se pot demonstra numeroase tranziții între asocierile temporare dintre ciuperci și alge și asocierile permanente (lichenii efectivi). Interacțiunea poate fi clasificată după cum urmează cu o complexitate crescândă:
Hifele fungice și algele se află una lângă alta fără contact fizic direct. Poziția algelor nu are nicio influență asupra orientării hifelor fungice.
Algele individuale sau grupurile de alge sunt înfășurate în jurul valorii de hife fungice.
Alge individuale sau grupuri de celule sunt înfășurate într-un miceliu fungic strâns.
Hifele se diferențiază și formează hife care îmbrățișează o formă specifică, dintre care celule unice sau grupuri de celule sunt strâns închise.
Algele și ciupercile formează contacte solide între ele. Acest lucru poate duce la formarea haustoriei - în special cu licheni clasificați ca primitivi.
Haustoria este protuberanța hifei prin care ciuperca pătrunde prin peretele celular al plantei (aici alga) în lumenul celular. Cu toate acestea, conținutul celulei rămâne închis de lema plasmatică. În multe cazuri, punctele de contact dintre plasmalemă și haustorium sunt modificate, ceea ce împiedică răspândirea disproporționată a haustoriului.
La specimenele microscopice - în primul rând formele mai dezvoltate - se poate observa zonarea. Suprafața este formată dintr-o scoarță (adesea) incrustată, adesea pigmentată, fără alge. Mai jos este o zonă în care algele sunt predominante, iar dedesubt (în centrul talului) un miez de miceliu liber. Avantajele acestei arhitecturi sunt ușor de văzut: scoarța încrustată protejează în mare măsură talul de pierderile de apă, dar este, de asemenea, un organ care poate absorbi rapid apa în orice moment. Pigmenții și poziția algelor asigură faptul că nu sunt expuși unei intensități luminoase excesive, dar suficiente.
Lichenul poate absorbi cantități mari de apă. Greutatea lor proaspătă este atunci adesea un multiplu al greutății uscate. Pe de altă parte, acestea sunt relativ rezistente la deshidratare, deci pot supraviețui perioade mai lungi de secetă nedeteriorate. Talii licheni sunt construiți special pentru specie. Datorită morfologiei lor, se face distincția între lichenii crustați, de foioase și de tufiș și lichenii gelatinoși
3. În ce habitate lichenii au un avantaj față de alte organisme?
Așa cum este indicat în observațiile de deschidere, lichenii sunt de obicei unul dintre cele mai puțin exigente organisme. Multe specii sunt pionieri. Colonizează, printre altele Locuri în care alte organisme nu pot supraviețui. Ele pot fi găsite la marginea de nord a tundrelor (până la 86 de grade N), precum și în Antarctica (până la 80 de grade S), în munții înalți (până la puțin sub 5000 m altitudine), în deșerturi și semi-deșerturi și în zone tropicale (precum și în climatele temperate) ). Lichenul se dezvoltă și pe un teren stâncos, de care plantele și ciupercile sunt greu de făcut. Nu există substrat organic pentru creșterea fungilor, perioada de vegetație este prea scurtă pentru plantele multicelulare în locații extreme și riscul de deshidratare este prea mare pentru alge.
Adversitățile evidențiate amintesc de situația care trebuie să fi prevalat pe suprafața pământului înainte ca acesta să fie acoperit de plante vasculare (și de predecesorii lor).