Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Эколого-биологический факультет

Кафедра ботаники и физиологии растений

ЛИШАЙНИКИ ДРЕВЕСНЫХ ИНТРОДУЦЕНТОВ ДЕНДРАРИЯ БОТАНИЧЕСКОГО САДА ПЕТРГУ (АМЕИКАНСКИЙ И ВОСТОЧНО-АЗИАТСКИЙ СЕКТОР)

Курсовая работа

студентки 3 курса

Королёвой А.Ю.

Научный руководитель:

доцент, к.б.н.

Андросова В.И.

Петрозаводск– 2014

Содержание

Заключение……………………………………………………………………………………....18 2

Глава 1. Литературный обзор (современное состояние вопроса) 5

1.1.1. Особенности биологии лишайников. 5

1.1.1. Понятие «лишайник». Фотобионт. Микобионт. Анатомия лишайников. 5

Лишайники – это симбиотические ассоциации двух физиологически противоположных компонентов – гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли и (или) цианобактерии. Традиционная систематика лишайников во многом условна и отражает, скорее, особенности их строения и экологии, чем родственные отношения внутри группы. Классифицируют лишайники по-разному, но в настоящее время рассматривают их как экологическую группу, уже не придавая им статуса таксона, поскольку независимость происхождения разных групп лишайников не вызывает сомнений, а группы, входящие в состав лишайников, помещают туда же, что и родственные микобионту грибы, не образующие лишайников. Одни авторы относят их к особому отделу грибов, а другие классифицируют по грибному компоненту, разнося по отделам Аскомицеты (Ascomycota) и Базидиомицеты (Basidiomycota). Для обозначения лишайников используют биноминальную номенклатуру, названия соответствуют названию микобионта. 5

В теле лишайников сочетаются два компонента: водорослевый компонент - автотрофный фотообионт и грибной компонент - гетеротрофный микобионт. 5

2. Ботанический сад Петрозаводского государственного университета: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. доступа к ст.: http://www.ticrk.ru/ru/regions/region_3659/sights/7268.htm 20

3. Савинов А.Б. Аутоценоз и демоценоз как симбиотические системы и биологические категории: [Электронный ресурс] / Электрон. ст. Режим доступа к ст.: http://www.evolbiol.ru/large_files/savinov2012.pdf 20

Методы исследования…………………………………………………………………………..17

Заключение……………………………………………………………………………………....18

Список литературы……………………………………………………………………………...19

Введение

Лишайники чрезвычайно широко распространены на земном шаре, они встречаются почти во всех наземных и даже в некоторых водных экосистемах. Особенно велика их роль в тундровых, лесотундровых и лесных биогеоценозах, где они составляют заметную часть наземного покрова.

Лишайники встречаются во всех географических широтах и в разных экологических условиях. Они играют весьма значительную роль в функциональной системе природы, в сложении и динамике многих растительных организмов, особенно на первых стадиях поселения растительности на необжитых участках вновь образуемых почвах, являются первыми поселенцами на камнях и скалах. Лишайники не только играют большую роль в функциональной деятельности природы, не только формируют большую биомассу, но и существенно влияют на круговорот веществ в экосистемах (Балаклиец, 2011).

Лишайники, как постоянные компоненты различных растительных сообществ, играют существенную фитоценотическую роль в биоценозах, особенно для растительных насаждений (Балаклиец, 2011).

На современном этапе развития экологической науки многие компоненты городских экосистем все еще остаются недостаточно изученными. Это касается и лишайников, особенно их распространения на городских и пригородных территориях. Данные по флоре лишайников городов очень важна, поскольку лишайники являются хорошими показателями состояния окружающей среды и широко используются в биомониторинге (Бязров, 2002).

Российские ботанические сады оказывают значительное влияние на облик городов и регионов, в которых они находится. Они активно работают над обогащением ассортимента и внедрением в озеленение новых декоративных растений. Тщательное изучение и оценка собранных коллекций, проведенные садами, позволяют отобрать для обогащения культурных флор наиболее перспективные для каждого региона виды и сорта, способствующие оптимизации среды обитания человека, повышению ее эстетической ценности. (Горбунов, Демидов, 2012). Одной из главных задач ботанических исследований на заповедных территориях является инвентаризация флоры и растительности. Инвентаризация лежит в основе стационарных исследований и многолетних мониторинговых наблюдений, служит критерием определения характера происходящих в природе изменений. (Бухарова, 2009). Вместе с тем, информация по изучению лишайников на территории ботанических садов немногочисленна.

В связи с этим изучение видового разнообразия и экологических особенностей лишайников является актуальным.

Цель работы: изучение лишайников древесных интродуцентов дендрария Ботанического сада ПетрГУ американского и восточно-азиатского секторов.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Выявить видовой состав лишайников древесных интродуцентов арборетума Ботанического сада ПетрГУ (американский и восточно-азитский сектора).

2. Провести таксономический, биоморфологический, эколого-субстратный анализ изучаемой флоры.

3. Выявить особенности формирования эпифитного лишайникового покрова древесных интродуцентов арборетума Ботанического сада ПетрГУ (европейский, и северо-американский).

4. Провести картирование и построить ГИС-карты распределения древесных видов в арборетуме Ботанического сада ПетрГУ.

Глава 1. Литературный обзор (современное состояние вопроса)

1.1.1. Особенности биологии лишайников.

1.1.1. Понятие «лишайник». Фотобионт. Микобионт. Анатомия лишайников.

Лишайники – это симбиотические ассоциации двух физиологически противоположных компонентов – гетеротрофного гриба и автотрофной водоросли и (или) цианобактерии. Традиционная систематика лишайников во многом условна и отражает, скорее, особенности их строения и экологии, чем родственные отношения внутри группы. Классифицируют лишайники по-разному, но в настоящее время рассматривают их как экологическую группу, уже не придавая им статуса таксона, поскольку независимость происхождения разных групп лишайников не вызывает сомнений, а группы, входящие в состав лишайников, помещают туда же, что и родственные микобионту грибы, не образующие лишайников. Одни авторы относят их к особому отделу грибов, а другие классифицируют по грибному компоненту, разнося по отделам Аскомицеты (Ascomycota) и Базидиомицеты (Basidiomycota). Для обозначения лишайников используют биноминальную номенклатуру, названия соответствуют названию микобионта.

В теле лишайников сочетаются два компонента: водорослевый компонент - автотрофный фотообионт и грибной компонент - гетеротрофный микобионт.

Микобионт может быть представлен двумя классами грибов – аскомицетами и (реже) базидиомицетами. Вегетативное тело лишайников (таллом или слоевище) состоит из переплетенных грибных гиф, представляющих собой простые или разветвленные тонкие нити, растущие вершиной. Обычно гифы поделены поперечными перегородками на клетки. У большинства лишайников в центральной части поперечных перегородок имеется отверстие, называемое перфорацией, через которую протягивается плазмодесма. У некоторых лишайников имеется не одна, а три перфорации. Оболочки гиф лишайников, по сравнению с грибными гифами, более утолщенные и имеют более узкий просвет, заполненный протоплазмой, что связано с переходом вегетативных гиф лишайникового слоевища к воздушному образу жизни. Также сильно утолщены поперечные перегородки, что ведет к увеличению диаметра перфораций и к утолщению плазматического тяжа, обеспечивающего обмен веществ между соседними клетками. Спецефичные для лишайниковых гиф образования – жировые клетки. Они развиваются в нижней части слоевища, имеют зеленоватую окраску, обусловленную содержанием жира. Причины, обусловливающие образование жировых клеток, остаются невыясненными. Предположение о том, что образование жировых клеток зависит от определенного систематического положения водоросли, являющейся фикобионтом лишайника, не подтвердилось — жировые клетки образуются в слоевище лишайников с самыми различными водорослями. Гифы микобионта в лишайниковой ассоциации претерпевают видоизменения. В связи со специализацией выделяются три типа гиф: ищущие, охватывающие и двигающие. Ищущие гифы – это боковые ответвления с длинными тонкими кончиками. Выросты ищущих гиф, соприкасающиеся с клетками фотобионта, называются охватывающими гифами. Они разветвлены и, оплетая фотобионт, поглощают питательные вещества. Двигающие гифы – это гифы, которые находятся в гонидиальном слое, имеют частые перегородки и передвигают фотобионт в растущий край таллома лишайника.

Фотобионт лишайников составляют водоросли или цианобактерии. По систематическому положению они относятся к различным отделам: к зеленым водорослям (Chlorophyta), в меньшей степени – к сине-зеленым (Cyanophyta), очень редко – к представителям желто-зеленых (род Heterococcus) и бурых (род Petroderma) водорослей. В более 50 % случаев в качестве компонентов лишайников отмечены зеленые водоросли родов Trebouxia и Pseudotrebouxia. Реже в составе лишайников представлены такие зеленые водоросли, как Coccomyxa, Pleurococcus, Chlorella, Prasiola, Cladophora, Trentepohlia и др. Фотобионт бывает как одноклеточным, так и многоклеточным, при этом трихомы (выросты клеток эпидермы) в талломе лишайника обычно распадаются на отдельные участки. Фотобионты в талломах лишайников отличаются замедленным ростом, устойчивы к воздействию высокой температуры, способны переносить длительное высушивание (Голубкова, 1982).

Существуют три основные концепции сущности лишайникового симбиоза:

1)лишайниковая ассоциация паразитическая, в которой гриб паразитирует на водоросли (С. Швенденер, А. А. Еленкин, А. Н. Данилов, А.Н. Окснер);

2) лишайниковая ассоциация взаимовыгодная, мутуалистическая (А. де Бари);

3) лишайник – единый самостоятельный организм (J. Reinke, Б. М. Козополянский).

Лишайниковый симбиоз представляет собой умеренный паразитизм микобионта на фотобионте. Доказательства паразитизма гриба в лишайнике следующие:

1) использование грибом продуктов фотосинтеза фотобионта,

которое сопровождается передвижением 40 % и более (60 %) углерода,

фиксированного в процессе фотосинтеза;

2) поглощение азота, фиксируемого цианобактериями лишайника,

также в основном грибным компонентом, на долю фотобионта остается

лишь 3 % азота;

3) наличие у микобионта абсорбционных гиф, проникающих в

клетку фотобионта непосредственно к протопласту (внутриклеточные

гаустории), либо внедряющихся или прижимающихся к его оболочке

(внутриоболочковые гаустории) и служащих для передачи питательных

веществ от фотобионта к микобионту. Чаще всего гриб получает от

фотобионта многоатомный спирт рибит, реже глюкозу (Храмцов, 2011).