НАУЧНОЕ ОБЩЕСТВО УЧАЩИХСЯ ГИМНАЗИИ №4

Компьютерный определитель лишайников

Выполнили:

Добровидова Ольга, 11 класс

Федорова Ольга, 11 класс

Научные руководители:

Игнатьева Л.Л., учитель биологии гимназии №4

Научный консультант:

Пахарькова Н.В., к.б.н., доцент кафедры экологии КрасГУ

КРАСНОЯРСК 2004

ПЛАН

Введение 4

Глава 1. Обзор литературы. 5

Глава 2. Район, методика и объекты исследования. 8

Глава 3. Компьютерный определитель. 10

список литературы: 14

• Введение

В последнее время в связи с повсеместным антропогенным изменением окружающей среды все более актуальными становятся вопросы изучения и охраны природы. Мы занимаемся исследованиями лишайников, т.к. это очень интересная и своеобразная группа растений, обладающая специфическими свойствами, но, к сожалению, малоизученная. На сегодняшний день желающие изучать лишайники могут довольствоваться только энциклопедиями, содержащими общие теоретические сведения, и определителями со сложным ключом определения, неудобными в использовании.

Таким образом, целью нашей работы явилось создание компьютерного определителя лишайников, сочетающего удобную систему определения и теоретический материал. В связи с этим были поставлены следующие задачи:

• Сфотографировать и определить типичные виды лишайников, обитающих в заповеднике «Столбы»;

• Составить морфологические описания этих видов, разработать определительный ключ, основанный на морфологических признаках;

• Все данные в электронном виде внести в компьютерную базу данных.

Глава 1. Обзор литературы.

Тело лишайника, называемое талломом, или слоевищем, образовано водорослью и грибом. Водорослевая "часть" (обычно это зеленые, реже - синезеленые водоросли) создает в процессе фотосинтеза органические вещества. Грибная "часть" - в основном из класса сумчатых грибов - создает каркас слоевища. Таким образом, гриб получает от водоросли органические вещества, а взамен предоставляет ей убежище от неблагоприятных внешних воздействий - иссушения, перегревания и др. Кроме того, гриб обеспечивает водоросль водой с растворенными в ней минеральными солями, которые он поглощает из окружающей среды. Таким образом, между двумя сросшимися организмами складывается своего рода "взаимовыгодное сотрудничество" - симбиоз. Лишайники растут буквально повсюду и на чем угодно. Напочвенные, или эпигейные, предпочитают главным образом малоплодородные почвы в тундрах, лесах, степях и пустынях. В Арктике и в горах большую роль играют эпилитные лишайники. Эти "первопроходцы" обживают безжизненные камни и скалы и десятилетиями создают тонкий слой почвы, на котором позже смогут прижиться другие растения. Эпифитные лишайники, подобно тропическим орхидным или бромелиевым, селятся на деревьях и кустарниках. При этом одни выбирают листья, другие - кору стволов и ветвей, а третьи - обнаженную древесину. Небольшая, но очень своеобразная группа объединяет водные лишайники, которые всю жизнь или большую ее часть проводят под водой. Некоторые виды освоили и совсем, казалось бы, неподходящие местообитания: металлические стволы старых пушек, оконные стекла и фарфор, стены построек и черепицу крыш, картон и кожу, войлок, линолеум и многое другое. Разнообразен и внешний вид этих растений. Различают три типа. Накипные представляют собой корочку, столь прочно сросшуюся с основой (субстратом)- корой деревьев, камнями или поверхностью скал, - что ее невозможно отделить, не повредить. Листоватые лишайники похожи на крупные чешуи или пластинки, которые прикрепляются к субстрату с помощью особых пучков грибных гиф и довольно легко от него отделяются. У кустистых лишайников таллом состоит из "веточек", часто со многими отростками: как правило, это прямостоячие "кустики", как у многих растений из рода кладония (Cladonia),или свисающие вниз со стволов и ветвей деревьев "бороды" - как, например, у уснеи (Usnea barbata).

Из многих химических соединений, обнаруженных в лишайниках, около 300 не встречаются больше нигде. В медицине и ветеринарии эти так называемые лишайниковые кислоты используют как антибиотики (например, устиновая кислота), а в парфюмерной промышленности производстве духов и одеколонов - как ароматические вещества и фиксаторы запахов. Лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при большом содержании в нем угарного газа, соединений серы, азота и фтора. Степень чувствительности у разных видов не одинакова, поэтому их можно использовать в качестве живых индикаторов чистоты окружающей среды. Такой метод был назван лихеноиндикацией (от греч. "лихен" - "лишайник"). По составу лишайников с помощью разработанных шкал и формул определяют концентрацию в воздухе различных загрязняющих веществ. Некоторые лишайники можно употреблять в пищу. В Японии, например, считается деликатесом гирофора съедобная (Gyrophora esculenta) - растущий на скалах листоватый лишайник. Давно известна под названием "лишайниковая манна" аспицилия съедобная (Aspicilia esculenta), образующая своеобразные "кочующие" шаровидные комочки в степях, пустынях и засушливых горных областях. Ветер иногда переносит эти шарики на большие расстояния. Не отсюда ли возникло библейское предание о "манне небесной", ниспосланной Богом евреям, странствовавшим по пустыне на пути из египетского рабства? А в самом Египте эвернию шелушащуюся (Evernia furfuracea) добавляли в выпекаемый хлеб, чтобы придать ему особый неповторимый аромат.

Образовательная программа РФ по биологии предусматривает изучение лишайников в шестом классе. Но этой теме уделяется очень мало внимания, хотя интерес к лишайникам благодаря их необычной природе возрастает. К сожалению, до сих пор ощущается огромный недостаток в пособиях и определителях по этим растениям, особенно на русском языке. Существующие определители недоступны для школьника с минимальными познаниями в лихенологии. Поэтому очень остро стоит проблема создания доступного и удобного в использовании определителя самых распространенных видов лишайников.

Например, в «Определителе лишайников средней полосы европейской части СССР» (Н. С. Голубкова; Л.-254с, ил.) очень сложный ключ, нужно обладать большими познаниями в лихенологии, чтобы им воспользоваться. Написано, что «определитель рассчитан на широкий круг пользователей - ботаников, геологов, почвоведов, преподавателей вузов и школ, студентов и учащихся средних школ, краеведов и вообще любителей природы» обычный школьник не может им воспользоваться. Сибирской части России многие виды, описанные в этом определителе, несвойственны, а определителя лишайников Сибири нет. Также в определителе есть вкладыш с черно-белыми иллюстрациями, которые не могут дать достаточно полного представления о морфологии того или иного вида лишайников.

В имеющихся энциклопедиях представлена общая характеристика лишайников, информация об их анатомии и морфологии и использовании в биоиндикации. Однако там нет ключа для определения вида лишайника, а, следовательно, информация носит чисто теоретический характер и подходит скорее для написания рефератов, чем для практического использования.

Особенность нашего определителя в том, что ключ для определения дополнен теоретическими сведениями. Это позволяет пользователю получить более полную информацию о лишайниках как о своеобразной группе комплексных организмов.