Главная Лечение и профилактика Лишайники – индикаторы чистоты воздуха. Лишайники- индикаторы чистоты воздуха

Лишайники – индикаторы чистоты воздуха. Лишайники- индикаторы чистоты воздуха

Много разговоров ведется про пользу и вред антибиотиков, однако очень интересно и важно знать, что ягель обладает очень сильным природным антибиотиком. Наши предки использовали его свойства для различных целебных нужд.

ЯГЕЛЬ, ИСЛАНДСКИЙ или ОЛЕНИЙ МОХ относится к лишайникам, которые представляют собой особые, сложные организмы, которые получаются в процессе совместного союза простых одноклеточных зеленых водорослей, бактерий усваивающих азот и сумчатых грибов. В этом сожительстве грибы поставляют минеральные соли и воду, водорослям достается синтез крахмала, что позволяет существовать лишайникам в таких местах, где другие организмы сделать этого не могут. Поэтому лишайники могут расти в местах с сильным морозом и наоборот в знойных пустынях, переносят стужу и мороз. Растут на даже на металле и стекле. Однако не могут переносить сильного загрязнения, поэтому их трудно встретить возле больших и загрязненных городов. Растут лишайники довольно медленно, но могут иметь очень приличный возраст, вплоть до пол тысячи лет.

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СВОЙСТВА ЯГЕЛЯ

Лишайников существует более двадцати тысяч видов. Ягель среди них занимает особое место по практичности. Известны случаи, когда в голодные года на Руси его использовали для выпечки хлеба. Для удаления горького вкуса его нужно было вымачивать в содовом растворе, в течении суток, хорошо промыть водой, просушить и смолоть в муку.

Информация о лечебных и профилактических свойствах ягеля не сильно распространена. Некоторым видам растений и даже мхам ягель может и уступать, но в чем то он очень хорош. Например, что касается очищения и циркуляции крови, её нормализации, то ягель очень полезен. Так же с его помощчью лечат тромбофлебит и варикоз. При его помощи можно активировать кровоток сосудистой системы и легких, улучшить дыхание и работу сердца.

При помощи этого мха можно помочь своей печени наладить процесс обмена веществ в организме, улучшение функций почечной и моче-половой систем. Он может помогать при рассасывании узлов в щитовидной железе. Есть от него польза и в случае нарушений пищеварения и при атеросклерозе.

В 19 и начале 20 веков врачи старого света придерживались широкого мнения, что ягель хорошо помогает против туберкулеза и коклюша. Позднее увлечение ягелем прошло и лишь сравнительно недавно забытый лишайник вновь заинтересовал ученых поскольку химикам удалось выделить из него усниновую кислоту - могучий антибиотик, убивающий болезнетворные микроорганизмы в ничтожно малых концентрациях. Препараты усниновой кислоты на спирту или в масляном растворе применяют наружно для лечения гнойных ран и ожогов.

РЕЦЕПТЫ ИЗ ЯГЕЛЯ
Можно приготовить отвар. Для этого необходимо две столовых ложки высушенного ягеля залить двумя стаканами холодной воды. Довести до кипения, охладить и употреблять на протяжении дня. На следующий день отвар повторить заново. Использовать до явного улучшения.

Второй вариант в котором используется густой студень. Необходимо 20-50 г ягеля облить 750 г кипятка, кипятить около 30 мин, отвар выпить в течении дня.
Отвар при охлаждении переходит в густой слизистый студень.

При необходимости можно процедить. Принимать по пол стакана три или четыре раза в день, за полчаса до еды, или после еды через 1 час. От степени тяжести заболевания лечение может варьироваться - от 15 дней до 6 месяцев, с перерывом примерно в 2 недели после месяца приема.

Ягель или олений мох – основная пища северных оленей, который они отыскивают даже суровой зимой под снегом. А все благодаря его ароматному запаху. Это растение, относящееся к лишайникам, обладает многими лечебными свойствами и применяется в народной и традиционной медицине. Он входит в некоторые лекарственные препараты от кашля и простуды.

Ягель относится к лишайникам, произрастающим в тундре, там, где другие растения не могут выжить. Относится он к роду «Кладония», что и его близкий родственник исландский мох или цетрария.

Олений мох – симбиоз грибков и одноклеточных водорослей. Он растет на скалах или на земле и выглядит как губчатая сероватая масса. Если более внимательно посмотреть на структуру этого мха можно увидеть ветвящеюся структуру нитей, которая очень похожа на бронхиальную ткань человека.

Такое объединение позволяет всем мхам выжить в суровых климатических условиях. Грибки образуют наружный слой, который обеспечивает укрытие для водорослей. Те, в свою очередь вырабатывают углеводы, которые позволяют им обоим выжить.

Олений мох тускло зеленого цвета. Он не имеет корней и поглощает влагу из воздуха. Это означает, что он может расти там, где другие растения выжить не могут.

Ягель может выдерживать очень низкие температуры. При достаточной освещенности он может расти при температуре минус 10 градусов.

При отсутствии влаги он быстро высыхает и становится очень хрупким, легко рассыпается. Но при достаточной влажности быстро восстанавливается.

Ягель – невероятно долговечное растение. Правда, растет он очень медленно. Первый этап роста может длиться около 25 лет. затем он переходит в устойчивый период, когда отрастание новых частей равно числу отмерших. Этот период может проходит до 100 лет.

Затем начинается медленный процесс отмирания, т.е. отмирающая часть составляет больше, чем выросло новой. Этот период может длиться так же как и рост примерно 100 лет.

Области, которые были разрушены какими-либо природными условиями, пожарами, постоянным выпасом животных, могут восстанавливаться очень долго, целыми десятилетиями.

Размножение оленьего мха происходит спорами, которые разносит ветер. За год он может отрастать не более, чем на 3-5 миллиметров.

Ягель полезные свойства

Олений мох – полезный источник пищи. И не только для оленей. Его полезность знакома и людям и используется в пищу и для лечебных целей на протяжении многих веков. Основные составляющие этого мха – это углеводы и урсиновая кислота. Углеводы составляют до 94 процентов от массы. Остальные 6 процентов – урсиновая кислота, которая и обеспечивает его полезные свойства.

Ягель или олений мох – природный аналог антибиотиков. Урсиновая кислота, содержащаяся в нем, способна убить многие патогенные микробы и предотвратить гниение.

Традиционно северные народы использовали мох для предупреждения заражения при ранах, обкладывая их им пока раны не заживут.

Кроме того, он может ингибировать развитие туберкулезной палочки.

Кроме того, ягель содержит слизь, которая способна обволакивать слизистые органов дыхания и пищеварительного тракта.

Содержится в нем витамин С, витамины группы В, А, а также минеральные вещества, такие, как йод, титан, марганец, железо, медь, хром и многие другие.

Пусть и не очень разнообразный состав ягеля, но все же, как видим, в нем присутствует достаточно много питательных веществ, которые могут не только укрепить иммунную систему, но и помочь справиться с болезнью. У тому же, эти питательные вещества содержатся в нем в легко доступной форме.

Ягель лечебные свойства

Ягель традиционно используется коренными народами Севера для лечения. Олений мох обладает такими свойствами, как:

Отхаркивающие;

Противовоспалительные;

Противомикробные;

Слабительные;

Ранозаживляющие.

Традиционно он применяется при:

Простуде;

Бронхите;

Туберкулезе;

Заболеваниях и расстройствах пищеварительного тракта;

Потере аппетита;

Ослабленном иммунитете;

Поражениях кожи;

Заболеваниях щитовидной железы.

Чай из ягеля может помочь справиться с запорами, а отвар – с диареей.

Ягель лекарственное применение

Ягель – ценное лекарственное сырье не только в народной медицине. На его основе изготавливает лекарственные препараты и фармацевтическая промышленность. Наиболее известное лекарственное применение оленьего мха – лечение заболеваний органов дыхания. Он хорошо справляется с кашлем, мягко обволакивая дыхательные пути и выводит скопившуюся слизь.

Отвар ягеля при кашле

Для приготовления отвара взять:

2 столовые ложки мха

2 стакана воды (холодной)

Измельченный сухой мох залить холодной водой и поставить на водяную баню. Нагреть до кипения и снять с плиты. Оставить, пока отвар остынет до комнатной температуры и процедить.

Пить его в течение дня, разделив на две-три порции.

По этому рецепту можно заваривать ягель при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, использовать для промываний и примочек при ранах на коже, трофических язвах, пролежней. Поражения кожи обрабатывают отваром три-четрыре раза в течение дня.

Курс лечения – от нескольких дней до месяца в зависимости от течения и характера заболевания.

Ягель при сухом кашле

В этом случае готовят отвар ягеля с молоком. Для этого столовую ложку измельченного мха заливают стаканом горячего молока и ставят на слабый огнь. Доведя до кипения, проварить в течение 10 минут и снять. Остудить и профильтровать. Выпить на ночь в теплом виде. Курс лечения – не менее 5 дней.

Ягель при заболеваниях щитовидной железы

Для приготовления настой 5 столовых ложек измельченного ягеля заливают одним литром кипятка и настаивают в течение часа. Полученный отвар профильтровать и выпить в течение дня, разделив на три порции, до приема пищи.

Этот настой можно пить при расстройствах и нарушении работы печени и для ее очищения. Курс – 1 месяц.

Настой ягеля при туберкулезе

Для приготовления настоя 4 столовые ложки мха заваривают 1 литром горячей воды и настаивают в течение 3-4 часов. Профильтровать и разделить настой на 4 порции. Выпивать по стакану 4 раза в день, подогрев перед приемом.

Курс лечения – 2 недели.

Ягель от насморка

Для лечения насморка ягель заваривают совместно с шалфеем и зверобоем. Все травы берут в равной пропорции. Для приготовления отвара взять 1 столовую сбора и заварить одним литром горячей воды.

Поставить на плиту и проварить на слабом огне в течение 30 минут.

Готовый отвар остудить и процедить. Использовать для промывания носовых пазух.

Настойка ягеля

Спиртовая настойка, приготовленная на основе ягеля, обладает укрепляющими и стимулирующими свойствами. Ее можно принимать как профилактическое средство при ослаблении иммунитета, в послеоперационной период, длительной болезни, в сезон простуды и гриппа.

Для приготовления настойки в домашних условиях заполняют емкость на 1/3 объема ягелем и заливают водкой или 60-70-процентным спиртом.

Оставляют в темном месте при комнатной температуре на 1 месяц. Затем ее нужно профильтровать.

В профилактических целях пьют по 1 столовой ложке настойки в разбавленном водой виде или можно не разбавлять.

Курс лечения – две недели. Профилактические курсы проводить два раза в год.

Сбор и заготовка ягеля

Заготовку оленьего мха проводят в летние месяцы. Лишайник срезают ножом или аккуратно руками отделяют от земли. Очищают прилипший мусор, веточки и прочее.

Сушат его в отличие от трав на солнце. Высушенное сырье нужно хранить в темной емкости с крышкой. Хранится сырье долго – 5 лет.

Противопоказания и вред

Олений мох не имеет противопоказаний. Единственно, что может быть при лечении этим лекарственным средством – индивидуальная непереносимость, которая встречается крайне редко.

Несмотря на это, перед началом лечения обязательно нужно проконсультироваться с врачом.

Олений мох обладает очень сильным ароматом, а по вкусу напоминает грибы.

Его используют в странах Скандинавии в качестве загустителя супов, соусов. Измельченный порошок мха добавляют при выпечке хлеба, в пудинги.

Его сначала сушат и затем используют в кулинарии как заменитель муки, вместо пектина, так как он обладает желирующими свойствами.

Чтобы использовать его в кулинарных целях, сначала его нужно несколько раз прокипятить, меняя каждый раз воду на новую. Так можно удалить большую часть урсиновой кислоты, которая может вызвать расстройства желудка. Затем сушат.

Свежий мох может храниться в тени в течение нескольких недель.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Цель: Изучение и определение лишайников как индикатора чистоты воздуха.

Задачи:

- Определить роль лишайников как показателей чистоты воздуха.

- Сравнить опытные данные.

Актуальность:

Лишайники являются пионерами растительности, но они являются одним из важнейших определителей чистоты воздуха.

Новизна: Исследование по лишайникам ведется впервые на территории поселка Танды.

Введение

Наиболее острую экологическую проблему представляет загрязнение воздуха, поскольку регулярно происходит выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

Продукты сжигание топлива автомобилей, выбросы котельных, продукты горение при пожарах и т.д. поступают в самый нижний (приземный) слой атмосферы. Условия их рассеивания определяются состоянием атмосферы. Решающую роль при этом играет ветер: в ветреную погоду хорошо проветривается, концентрации загрязняющих веществ низкие. В безветренную погоду «чистоту» приземного воздуха определяют процессы вертикального перемешивание. При благоприятных условиях они обеспечивают вынос примесей в верхние слои атмосферы и поступление оттуда же чистого воздуха.

Загрязнение воздуха приводит к уменьшению толщины озонового слоя и образованию озоновых дыр. По оценкам ученых, уменьшение толщины озонового слоя на 1% повысит интенсивность УФ - излучения на поверхности Земли на 2%, что увеличит уровень заболеваемости раком кожи у людей на 3-6%. Кроме того, загрязнение воздуха приводит к повышению влажности воздуха, к увеличению количества туманов в городе и помутнению атмосферы - образуется парниковый эффект.

А также атмосферные загрязнение влияют на состояние питьевых источников и состояние растительного и животного мира.

Но самое главное, загрязненный воздух оказывает огромное влияние на здоровье и самочувствие человека. При сильно загрязненном воздухе у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла, появляются симптомы удушья, обострение легочних и различных хронических заболеваний, например: хронических бронхит, и даже заболевание раком легких.

Таким образом, проблема загрязнение воздуха является актуальной, и мы решили выяснить, насколько сильно загрязнен воздух в нашем наслеге. Существуют различные методики исследования уровня загрязнения воздуха. Есть также инструментальные методы определение содержание в воздухе вредных примесей, которые используются государственными природоохранными организациями в целях мониторинга воздушной среды. Однако для нас такие методы недоступны. Мы выбрали наиболее доступную методику оценки степени загрязнение воздуха - лихеноиндикацию. То есть нами были выбраны лишайники в качестве индикаторов состояния воздуха. Объектом исследования стали территории в центре поселка и в окраинах поселка.

Характеристика лишайников

Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название «лишаи». Латинское название происходит от греческого (лат. Lichen) и переводится как бородавка, что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей.

За неблагозвучным названием этих растений скрывается удивительный по своеобразию мир.

Как организмы лишайники были известны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371 - 286 до н. э.) «отец ботаники», дал описание двух лишайников - уснеи (Usnea) и рочеллы (Rocella. Постепенно количество известных видов лишайников возрастало. В XVII веке было известно только 28 видов. Французский врач и ботаник Жозеф Питтон де Турнефор в своей системе выделил лишайники в отдельную группу в составе мхов. Хотя к 1753 году было известно свыше 170 видов, Карл Линней описал только 80, охарактеризовав их как «скудное крестьянство растительности», и включил вместе с печёночниками в состав «наземных водорослей».

Лишайники- группа симбиотических организмов, в теле которых сочетаются два компонента: автотрофный - водоросль или цианобактерия и гетеротрофный - гриб. Вместе они образуют единый организм. Для каждого вида лишайников характерна постоянная, сложившаяся в процессе исторического развития форма симбиоза - взаимополезного сожительства определенного гриба с конкретной водорослью.

Разделение лишайников на классы и семейства проводят в соответсвии с принадлежностью вида гриба - компонента лишайника - к определенному отделу грибов, входящих в состав лишайников, относят к отделу Аскомикота, а небольшую часть - к отделу Базидиомикота.

По величине лишайники разнообразны, их размеры - от нескольких до десятков сантиметров. Тело лишайников представлено слоевищем, или талломом. В зависимости от образующегося пигмента оно может быть серым, сизым, зеленоватым, буро-коричневым, желтым, оранжевым или почти черным.

Сейчас насчитывается около 25 тыс. видов лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки и сотни новых неизвестных видов. Облик этих растений причудлив и разнообразен. Известны палочковидные, кустистые, листоватые, плёнчатые, клубкообразные, «голые» и густо покрытые чешуйками (филлокдадиями) лишайники, имеющие слоевище в виде булавы и плёнки, бороды и даже «многоэтажных» башен.

В зависимости от внешнего облика различают три основных морфологических типа: накипные, листоватые и кустистые лишайники. В природе лишайники занимают несколько экологических ниш: эпилитные, эпифитные, эпиксильные, напочвенные и водные.

Таллом накипных лишайников — это корочка «накипь», нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Это позволяет им жить на оголённой почве, на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. Иногда накипной лишайник развивается внутри субстрата и снаружи совершенно не заметен.

Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и размера. Они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов нижнего коркового слоя.

Кустистые имеют более сложное строение. Таллом образует множество округлых или плоских веточек. Растут на земле или свисают с деревьев, древесных остатков, скал. На субстрате они прикрепляются только у своего основания.

К субстрату лишайники прикрепляются особыми выростами, расположенными на нижней стороне таллома, - ризоидами (если выросты сформированы только гифами нижней коры), или ризинами (если эти выросты включают в себя также сердцевинные гифы).

I.1 Лишайники как индикаторы окружающей среды

Лишайники представляют собой весьма своеобразную группу споровых растений, состоящих из двух компонентов - гриба и одноклеточной, реже нитчатой водоросли, которые живут совместно, как целостный организм. При этом функция основного размножения и питания за счет субстрата принадлежит грибу, а функция фотосинтеза - водоросли. Лишайники чутко реагируют на характер и состав субстрата, на котором они растут, на микроклиматические условия и состав воздуха, в силу чрезвычайного "долголетия" лишайников их можно использовать для датировки возраста различных предметов на основе измерения их слоевищ - в диапазоне от нескольких десятилетий до нескольких тысячелетий.

Объектом глобального мониторинга избраны лишайники потому, что они распространены по всему Земному шару и поскольку их реакция на внешние воздействие очень сильна, а собственная изменчивость незначительна и чрезвычайно замедлена по сравнению с другими организмами.

Из всех экологических групп лишайников наибольшей чувствительностью обладают эпифитные лишайники (или эпифиты), т. е. лишайники, растущие на коре деревьев. Изучение этих видов, в крупнейших городах мира, выявило ряд общих закономерностей: чем больше индустриализирован город, чем более загрязнен, тем меньше встречается в его границах видов лишайников, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев, тем ниже «жизненность» лишайников.

Лишайники являются интегральным индикатором состояния среды и косвенно отражают общую «благоприятность» комплекса абиотических факторов среды на биотические.

Кроме того, большинство химических соединений, негативно влияющих на флору лишайников, входят в состав основных химических элементов и соединений, содержащихся в выбросах большинства промышленных производств, что позволяет использовать лишайники именно в качестве индикаторов антропогенной нагрузки.

Все это предопределило использование лишайников и лихеноиндикации в системе глобального мониторинга состояния окружающей среды.

I.2. Классификация лишайников

Различают три основных типа слоевищ лишайников: накипной (корковый), листоватый и кустистый, между которыми встречаются переходные формы. Наиболее простые - накипные, и корковые, похожие на кору дерева. Они растут на поверхности почвы, горных пород, на коре деревьев и кустарников, плотно срастаются с субстратом и не отделяются от него без значительных повреждений.

Более высокоорганизованные лишайники имеют листоватое слоевище в форме пластинок, распростертых по субстрату и срастающихся с ним посредством пучков гиф. На субстрате листоватые лишайники имеют вид чешуек, розеток или обычно разрезанных на лопасти крупных пластинок.

Наиболее сложно организованное слоевище - кустистое , имеющее форму столбиков или лент, обычно разветвленных и срастающихся с субстратом только основанием. Вертикальный рост слоевище позволяет ему лучше использовать солнечный свет для фотосинтеза.

У большинства лишайников слоевище имеет верхний и нижний корковые слои из плотного сплетение грибных нитей, между которыми находится сердцевина - рыхлый слой грибов укрепляет слоевище и защищает водоросли от чрезмерного освещение. Основная функция сердцевинного слоя - проведение воздуха к клеткам водорослей, содержащим хлорофилл.

Симбиотические взаимоотношение гриба и водорослей проявляются в том, что нити гриба в теле лишайника как бы выполняют функцию корней, а клетки водорослей играют роль листьев зеленых растений - в них происходит фотосинтез и накопление органических веществ. Гриб обеспечивает водоросль органические вещества. Таким образом, лишайники представляют собой автогелеротрофные организмы. Лишайнику, как целому организму, присущи новые биологические качества, несвойственные его компонентам вне симбиоза. Благодаря этому лишайники обитают там, где не могут жить ни водоросли, Ни грибы в отдельности. Физиология гриба и водоросли в слоевище лишайника также во многом отличается от физиологии свободноживущих грибов и водорослей.

Среди лишайников различают группы видов, растущих на почве, деревьях, склах и т.д. Внутри них можно выделить еще более мелкие группы: обитающие ни известковых или кремнистых горных породах, на коре деревьев, обнаженной древесине, на листьях (у вечнозеленых растений) и др. На обрабатываемых землях лишайники не встречаются из-за своего очень медленного роста, накоплением органических веществ. Они очень требовательны к чистоте воздуха, не выносят дыма, копоти и особенно сернистых газов промышленных районов.

Встречаются во всех биогеографических зонах, особенно в умеренных и холодных областях, а также в горах. Лишайники способны переносить длительное высушивание. Фотосинтез и питание у них в это время прекращаются. Устойчивость к засухе и низкой температуре позволяет им переживать периоды резкого изменение условий существования и возвращаться к жизнедеятельности даже при низкой температуре и незначительном содержании CO2, когда многие растения погибают.

I.3. Размножения лишайников

Лишайники размножаются в основном вегетативно - частями слоевище. Хрупкие в сухую погоду, лишайники легко ломаются от прикосновение животных или людей; отдельные кусочки, попав в соответствующие условия, развиваются в новое слоевище. Однако они могут размножаться и спорами, которые образуются половым или бесполым путем.

Широкое распространение лишайников обусловлено многими факторами, из которых основные - их способность противостоять неблагоприятному воздействию среды, лекгость вегетативного размножения, дальность и высокая скорость переноса отдельных частей слоевища ветром.

По хаpактеpу полового споpоношения лишайники относят к двум классам: сумчатые (pазмножаются споpами, созpевающими в сумках), к котоpым относятся почти все pазновидности лишайников, и базидиальные (споpы созpевают в базидиях), насчитывающие всего несколько десятков видов.

Pазмножение лишайников осуществляется половым и бесполым (вегетативным) способами. В pезультате полового пpоцесса обpазуются споpы гpиба лишайника, котоpые pазвиваются в закpытых плодовых телах - пеpитециях, имеющих узкое выводное отвеpстие ввеpху, или в апотециях, шиpоко откpытых к низу. Пpоpосшие споpы, встpетив соответствующую своему виду водоpосль, обpазуют с ней новое слоевище.

Вегетативное pазмножение заключается в pегенеpации слоевища из небольших его участков (обломков, веточек). У многих лишайников есть специальные выросты - изидии, которые легко отламываются и дают начало новому слоевищу. В других лишайниках образуются крошечные гранулы (соредии), в которых клетки водоросли окружены плотным скоплением гиф; эти гранулы легко разносятся ветром.

Все необходимое для жизни лишайники получают из воздуха и атмосферных осадков и при этом не имеют специальных приспособлений, предотвращающих поступление в их тела различных загрязнителей. Особенно губительны для лишайников различные окислы, образующие при соединении с водой кислоты той или иной концентрации. Поступая в таллом, такие соединения разрушают хлоропласты водорослей, равновесие между компонентами лишайника нарушается, и организм гибнет. Поэтому многие виды лишайников быстро исчезают с территорий, подверженных значительному загрязнению. Но оказывается не все.

В любом случае гибель отдельных видов должна быть тревожным сигналом не только для людей, проживающих в какой - либо конкретной местности, но и для всего человечества.

Так как лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при высоком содержании в нём угарного газа, соединений серы, азота и фтора их можно использовать в качестве живых индикаторов чистоты окружающей среды. Такой метод был назван лихеноиндикацией (от греч. "лихен"-лишайник)

I.4. Значение лишайников

Значение лишайников велико. Как автогетеротрофные компоненты природных систем, они аккумулируют солнечную энергию, образуя определенную биомассу, и в то же время разлагают органические вещества до минеральных. В результате их жизнедеятельности подготавливается почва для поселения растений.

В тундре, где лишайников особенно много, они служат кормом северных оленей. Наибольшее значение в этом отношении имеет ягель - олений мох. Используют в пищу лишайники и некоторые дикие животные, например: косули, лоси, маралы. Лишайники служат индикаторами (показателями) чистоты воздуха, так как они очень чувствительны к его загрязнению.

Благодаря лишайниковым кислотам (совместный продукт грибного и водорослевого партнёрства) лишайники выступают в природе как пионеры растительности. Они участвуют в процессах выветривания и почвообразования.

Но лишайники отрицательно действуют на памятники архитектуры, вызывая их постепенное разрушение. По мере развития слоевища лишайников деформируются и пузырятся, а в образовавшихся полостях возникает особый микроклимат, способствующий разрушению субстрата. Именно поэтому лишайниковая мозаика на поверхности древних памятников очень тревожит реставраторов и хранителей старины.

На торфяниках лишайники тормозят рост кустарничков. Иногда участки почвы между подушками лишайников и сосудистыми растениями полностью лишены растительности, так как лишайниковые кислоты воздействуют и непосредственно и на расстоянии (подтверждено лабораторными опытами).

Лишайниковые кислоты не только тормозят, но и стимулируют рост некоторых организмов. В тех местах, где произрастают лишайники, прекрасно чувствуют себя многие почвенные микроскопические грибы и бактерии.

Лишайниковые кислоты имеют горький вкус, поэтому едят их только некоторые улитки и северные олени, которые очень любят ягель, тундровую кладонию.

В тяжёлые голодные годы люди часто при выпечке хлеба добавляли измельчённые в муку лишайники. Для удаления горечи их предварительно обдавали кипятком.

Лишайники издавна были известны как источник получения полезных химических веществ. Более 100 лет назад лихенологии обратили внимание на то, что под воздействием растворов йода, щёлочи и белильной извести окрашиваются в разные цвета. Лишайниковые кислоты в воде не растворяются, но растворяются в ацетоне, хлороформе, эфире. Многие из них бесцветны, но есть и окрашенные соединения: желтые, красные, оранжевые, фиолетовые.

В медицине лишайники применяли ещё древние египтяне за 2000 лет до нашей эры. Их кислоты обладают антибиотическими свойствами.

Карл Линней в1749 году упоминал о семи лекарственных видах лишайников. Из пармелии скальной в то время делали тампоны для остановки кровотечения из носа, из кладонии красноплодной готовили средство от кашля. С успехом применяли препараты для лечения кожных заболеваний, ожогов, послеоперационных ран.

Лекарственные препараты цетрарии исландской используют как в официальной, так и народной медицине для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, бронхиальной астмы, туберкулеза, инфекционных заболеваний кожи, гнойных ран и ожогов. Во многих странах, в том числе и в России, готовят лечебные сиропы и пастилки.

Фармакологические исследования показали, что натриевая соль усниновой кислоты обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами относительно стафилококков, стрептококков и бактерии субтилис. Её отвар поднимает тонус организма, регулирует деятельность желудка, лечит заболевания дыхательных путей. Лекарственный препарат натрия уснинат был разработан в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова в Петербурге и в честь этого института назван бинаном. Бинан на пихтовом бальзаме заживляет ожоги, а спиртовой раствор помогает при ангине.

Самое неожиданное применение в парфюмерии, хотя и было это известно в 15 - 18 веке. В древнем Египте из них получали порошок, который использовали для приготовления пудры.

Лишайниковые кислоты, полученные из разных видов пармелий, еверний и рамалин, обладают способностью фиксировать запахи, поэтому их и сегодня используют в парфюмерной промышленности. Спиртовой экстракт из лишайников (ризиноид) добавляют в духи, одеколоны и мыла. Вещества, которые содержатся в Эвернии сливовой являются хорошими закрепителями ароматов, поэтому их применяют для изготовления духов и ароматизации хлеба.

Некоторые лишайники употребляют в пищу. В Японии, например, считается деликатесом гирофора съедобная (gyrophora tsculenta)-растущий на скалах листоватый лишайник. Давно известна под названием «лишайниковая манна», астицилия съедобная(Asticilia esculenna), образующая своеобразные «кочующие» шаровидные комочки в степях, пустынях и засушливых горных областях. Ветер иногда переносит эти шарики на большие расстояния. Возможно отсюда и возникло библейское предание о «манне небесной», нипосланный Богом евреям, странствовавшим по пустыне на пути из египетского рабства. А в самом Египте эвернию шелушащуюся (Evernia furfuracea) добавляли в выпекаемый хлеб, чтобы он долго не черствел.

По составу лишайников с помощью разработанных шкал и формул определяют концентрацию в воздухе различных загрязняющих веществ. Они являются классическими биологическими индикаторами. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсических газов. Наиболее опасны для лишайников окислы азота, угарный газ, соединения фтора. В последнее десятилетие показало, что самое негативное воздействие на них оказывают соединения серы, особенно сернистый газ, который уже в концентрации 0,08-0,1 мг/м угнетает большинство лишайников, а концентрация 0,5мг/м губителен практически для всех видов.

Лишайники успешно используют в экологическом мониторинге. Служат индикаторами окружающей среды, так как проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению. Устойчивости к неблагоприятным условиям способствует невысокая скорость роста, наличие различных способов извлечения и накопления влаги, развитые механизмы защиты.

Российские исследователи М. Г. Нифонтова и её коллеги установили, что лишайники накапливают радионуклеотиды на несколько величин больше, чем травянистые растения. Кустистые лишайники накапливают больше изотопов, чем листоватые и накипные, поэтому для контроля за радиоактивностью в атмосфере выбирают именно эти виды. Напочвенные лишайники накапливают в основном цезий и кобальт, а эпифиты - преимущественно стронций и железо. Эпилиты, растущие на камнях, накапливают совсем мало радиоактивных элементов. Вымывание изотопов из талломов сильно заторможено, в связи с длительными периодами обезвоживания, поэтому лишайники служат барьером для дальнейшего распространения губительной радиации. Благодаря способности накапливать изотопы, лишайники используются как индикаторы радиоактивного загрязнения среды.

II. Основная часть

II.1. Заложение пробных площадок

В каждом районе исследование были выбраны пять деревьев одного вида, которые находились на расстоянии 5-10 м друг от друга, были примерно одного возраста и размера, не имели повреждений. К стволу каждого дерева плотно палетка, разделенная на квадраты, на высоте приблизительно 1 м.

Полученные данные обрабатывались по формуле: R=(100а+50в)/с,

где: R — степень покрытия древесного ствола лишайниками (%);

а - число квадратов сеточки, в которых лишайники визуально занимают больше половины площади квадрата;

в - число квадратов сеточки, в которых лишайники визуально занимают менее половины площади квадрата;

с - общее число квадратов сеточки .

Результаты загрязнения воздуха представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Оценка степени загрязненности атмосферного воздуха территории

Зона проведения эксперимента	Вид дерева	Количество лишайников	Виды лишайников	Чистота воздуха
Солообут (1 участок)	лиственница	Больше половины квадрата покрыта лишайником	Накипной (желтый, серый)	Чистый воздух
(2 участок)	лиственница	Несколько квадратов покрыто лишайником	Накипной (желтый,	Чистый воздух
Центр поселка (3 участок)	лиственница	Почти весь квадрат покрыт лишайником	Накипной (желтый), листоватый (зеленый)	Мало загрязненный

II.2.Измерение проективного покрытия

Для оценки относительной численности лишайников на стволах деревьев мы определяли показатели проективного покрытия т.е. процентного соотношений площадей, покрытых лишайниками, и площадей, свободных от лишайников.

Проективное покрытие лишайников подсчитывали с помощью прозрачной пленки, расчерченный на квадраты 1х1 см. Пленку накладывали на ствол дерева и закрепляли кнопками. Измерение на одном стволе производились с четырех сторон света : рамку прикладывали и производили подсчет четыре раза - с севера, востока, юга и запада. А также эти измерение производились на 2-х высотах : 60,90.

Подсчет лишайников производили следующим образом. Сначала считали число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают на глаз больше половины площади квадрата (а), условно приписывая им покрытие, равная 100%. Затем подсчитывали число квадратов, в которых лишайники занимают менее половины площади квадрата (в), условно приписывая им покрытие, равное 50%. Данное записывали в рабочую таблицу. После этого рассчитали общее проективное покрытие в процентах по формуле:

R=(100 * а+50 * в)/С

В этой формуле С - общее число квадратов сеточки (при использовании сеточки 10х10 см с ячейками 1х1, С=100).

1. Измерение проективного покрытия

Проективное покрытие вычисляется по формуле:

R=(100а+50в)/С, где

а - это число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают больше половины площади квадрата;

в - это число квадратов сеточки, в которых лишайники занимают меньше половины площади квадрата;

С - это 100%.

R=100 * 50 + 50 * 15 / 100% = 57,5%

Значит в первом участке оценка проективного покрытия составляет 8 баллов.

R = 100 * 50 + 50 * 19 / 100% = 59,5%

А во втором участке оценка проективного покрытия составляет тоже 8 баллов.

R = 100 * 15 + 50 * 5 / 100 = 17,5%

А в третьем участке оценка проективного покрытия составляет 4 балла.

Таблица 3. Измерение проективного покрытия лишайников.

II.3.Вычисление значение индексов полеотолерантности

Рассчитанное проективное покрытие позволило вычислить индекс полеотолерантности, отражающий влияние воздуха на лишайники.

Индекс полеотолерантности (IP) вычисляется по формуле:

IP = (A i C i ) / C n

В этой формуле: n - количество видов на описанной пробной площади; A i - класс полеотолерантности вида (гипогимния вздутия относится к 3 классу полеотолерантности, то есть этот вид лишайника встречается в естественных и антропогенно слабоизмененных местах); C i - проективное покрытие вида в баллах; Cn- сумма значений покрытия всех видов (в баллах). Индекс полеотолерантности (IP) и концентрации SO₂.

Таблица 4 Оценка проективного покрытия в баллах.


Оценка покрытия, в %

Используя таблицу «Оценка проективного покрытия в баллах», определили, что рассчитанное проективное покрытие в процентах (57,8%, 59,5%) соответствует восьми (8) баллам. Имея все данные, рассчитали по формуле индекс полеотолерантности. IP = 4 (смешанная зона).

II.4.Результаты практической части исследования

Было обследовано 3км 2 , обнаружены следующие виды лишайников.

Семейство Parmeliaceae

Гипогимния вздутия (Hypoqimnia physodes)

Пармелия бороздчатая (Parmelia sulcata)

Семейство Usneaceae

Эверния растопыренная (Evernia divaricata)

Семейство Teloschistaceae

Ксантория постенная (Xanthoria pareitina)

Таблица №5. Результаты исследования.

Очень слабое (1 класс) - общее число видов до шести, в том числе накипные, листоватые и кустистые формы серого и желтого цвета.

Слабое (2 класс) - общее число до четырех, накипные, листоватые и кустистые формы серого цвета, накипные лишайники желтого цвета.

Среднее (3 класс) - только два вида лишайников серого цвета, накипные и листоватые формы.

Умеренное (4 класс) - только один вид накипных лишайников серого цвета.

Сильное (5-6 классы) - полное отсутствие лишайников, «лишайниковая пустыня».

Значит наш населенный пункт по нашим расчетам относится в второму классу. Это говорит в том, что нашей территории нет промышленных объектов. Основными объектами загрязняющим атмосферу является центральная котельная, отапливоемое каменным углем, мазутом, частные дома отапливоемые древесиной.

Заключение

Простым, доступным способом определения чистоты воздуха является метод лихеноиндикации.

Лишайники сильно реагируют на внешнее воздействие, поэтому можно четко определить состояние экологической ситуации.

По нашим исследованиям территория поселка благоприятно по отношении чистоты воздуха.

Литература.

1.Боголюбов А.С. Оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации: метод. пособие / А.С. Боголюбов, М.В. Кравченко. - М.: Экосистема, 2001.

2.Воронцов А.И., Харитонова Н.З. Охрана природы. - М.: Высшая школа, 1977

3.Израэль Ю.А. Экология и контроль состояние природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979.

4.Криксунов Е.А. Экология, М.: Изд дом “Дрофа”, 1996.

5.Кушелев В.П. Охрана природы от загрязнения промышленными выбросами. - М.: Химия, 1979.

6. Ляшенко О.А. Биоиндикация и биотестирование в охране окружающей среды: учебное пособие. - СП.: 2012.

7.Никитин Д.П., Новиков Ю.В. Окружающая среда и человек. - М.: Высшая школа, 1980

8.Новиков Э.А. Человек и литосфера. - Л.: Недра, 1976.

9.Синицын С.Г., Молчанов А.А. и др. Лес и охрана природы. - М.: Лесная промышленность, 1980.

10.Сайт интернета lishayniki.ru

Приложение

Ксантория постенная

Эверния растопыренная

Пармелия бороздчатая

Гипогимния вздутая

За неблагозвучным названием этих растений скрывается удивительный по своеобразию мир.

Как организмы лишайники были известны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371 – 286 до н. э.) «отец ботаники», дал описание двух лишайников – уснеи (Usnea) и рочеллы (Rocella. Постепенно количество известных видов лишайников возрастало. В XVII веке было известно только 28 видов. Французский врач и ботаник Жозеф Питтон де Турнефор в своей системе выделил лишайники в отдельную группу в составе мхов. Хотя к 1753 году было известно свыше 170 видов, Карл Линней описал только 80, охарактеризовав их как «скудное крестьянство растительности», и включил вместе с печёночниками в состав «наземных водорослей».

Но началом лихенологии (науки о лишайниках - 1803 год) по праву считается Эрик Ахариус, ученик Карла Линнея. Он выделил лишайники в самостоятельную группу и впервые систематизировал 906 описанных на то время видов.

Первым на симбиотическую природу в 1866 году указал врач и миколог Антон де Барии, а в 1869 г ввёл термин «симбиоз». В 1869 году ботаник Симон Швенденер распространил эти представления на все виды. В том же году русские ботаники Андрей Сергеевич Фаминцын и Осип Васильевич Баранецкий обнаружили, что зеленые клетки в лишайнике - одноклеточные водоросли. Эти открытия были восприняты современниками как «удивительнейшие», так как до конца 60 – х годов 19 века исследователи считали их обычными растениями, а видимые под микроскопом зелёные клетки внутри слоевища – фотосинтезирующей тканью.

Многие исследователи пытались искусственно получить лишайник из различных клеток водорослей и грибов, но это удалось только в 1980 году В. Ахмаджяну и Х. Хеккалю. Американские ученые сумели «соединить» водоросль и гриб, выращенный из споры.

Во всех остальных случаях опыты прекращались на середине. Нашли по источникам и уникальный случай взаимодействия водоросли и гриба. На основании проведенных в лаборатории опытах, американские ученые предположили, что бурая водоросль Аскофиллум узловатый (A. nodosum) имеет облигатную потребность в грибе Mycosphaerella ascophylli и их симбиоз можно охарактеризовать как лишайниковый, но в отличие от традиционных лишайников в данном симбиозе наблюдается преобладание водоросли, а не гриба. Это означает лишь то, что взаимоотношения этих организмов разнообразнее и сложнее.

Сейчас насчитывается около 25 тыс. видов лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки и сотни новых неизвестных видов.

Облик этих растений причудлив и разнообразен. Известны палочковидные, кустистые, листоватые, плёнчатые, клубкообразные, «голые» и густо покрытые чешуйками (филлокдадиями) лишайники, имеющие слоевище в виде булавы и плёнки, бороды и даже «многоэтажных» башен.

Эпилиты очень многочисленны, это растения, произрастающие на голых камнях и скалах. Сюда относятся из накипных лишайников представители родов аспицилия, леканора, лецидея, ризокарпон; из листоватых - дерматокарпон, коллема, пармелия, фисция.

Эпифиты обживают ветви и стволы деревьев и кустарники. К эпифитам принадлежат накипные лишайники графис, леканора, псора; листоватые - коллема, лептогиум, пармелия, фисция; кустистые - кладония и уснея.

Эпиксилы сравнительно немногочисленны, к ним принадлежат растения, заселяющие мертвую, гниющую древесину, а также старые деревянные постройки. Среди накипных эпиксилов известны растения из родов леканора и псора; среди листоватых - пармелия и фисция; среди кустистых - кладония и уснея. Напочвенные лишайники, заселяющие также моховой «ковер», относятся к родам лецидея (накипные), кладония, уснея (кустистые), цетрария, пельтигера, солорина, (листоватые). Собственно водным лишайником является лишь американская гидротирия жилковатая. Все остальные лишайники приспособились выдерживать затопление, но не переселяются в воду окончательно. Это дерматокарпон речной, лецидея беловато-голубоватая, ризокарпон темный и др.

Внешнее строение

Лишайники - это симбиотические организмы, тело которых (таллом), образованно соединением грибных клеток (микобионт) и водорослевых и/или цианобактериальных (фотобионт) клеток во внешне кажущемся однородным организме.

Внутреннее строение этих организмов также неодинаково. Наиболее примитивно устроены некоторые накипные лишайники. Клетки водорослей у них равномерно распределены между нитями гриба (гифами) по всему слоевищу. Такие лишайники называются гомеомерными.

Талломы более высоко организованных лишайников имеют несколько слоёв клеток, каждый из которых выполняет определённую функцию. Такие лишайники называются гетеромерными.

Снаружи находится защитный коровой слой, состоящий из плотного сплетения грибных гиф и окрашенный в различные цвета.

(от белого до ярко-жёлтого, коричневого, сиреневого, оранжевого, розового, зелёного, синего, серого, чёрного).

Этот поверхностный слой из плотно переплетенных гиф, позволяющий лишайникам быстро впитывать окружающую влагу в сырую погоду и так же быстро высыхать, что спасает их клетки от перегрева и переохлаждения.

Под верхним коровым слоем расположена зона водорослей. Водорослевые клетки окружены тонкими грибными гифами. Ниже расположена сердцевина. Это самый толстый слой таллома. Бесцветные грибные гифы сердцевины лежат рыхло, между ними остаётся воздушное пространство. Это и обеспечивает свободный доступ внутрь слоевища углекислого газа и кислорода, которые необходимы лишайнику для фотосинтеза и дыхания. Снизу таллом защищён нижним коровым слоем.

Таллом накипных лишайников - это корочка «накипь», нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Это позволяет им жить на оголённой почве, на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. Иногда накипной лишайник развивается внутри субстрата и снаружи совершенно не заметен.

На поверхности слоевища располагаются круглые диски с узкой выемкой, напоминающие маленькие блюдца. Это апотеции, внутри которых созревают споры. Они или едва различимы, или хорошо видны, ярко окрашены и украшают тело лишайника.

Апотеции лишайника Parmelia sulcata, на поверхности видны соредии.

У некоторых лишайников на слоевище или внутри него располагаются особые образования – цефалодии, представляющие собой ассоциацию гриба и цианобактерии. Само слоевище обычно содержит зелёную водоросль. Лишайники могут быть двух и трёх компонентными.

Лишайники, состоящие из гриба одного вида и цианобактерии (сине-зелёной водоросли) (цианолишайник, например, Peltigera horizontalis) или водоросли (фиколишайник, например, Cetraria islandica) одного вида, называют двухкомпонентными; лишайники, состоящие из гриба одного вида, и двух видов фотобионтов (одной цианобактерии и одной водоросли, но никогда не двух водорослей или двух цианобактерий), называют трёхкомпонентными (например, Stereocaulon alpinum).

Строение гетеромерного лишайника на примере Sticta fuliginosa:

a - корковый слой, b - гонидиальный слой, c - сердцевина, d - нижняя кора, e - ризины.

Водоросли, встречающиеся в слоевище лишайников, называются фикобионтами лишайников. По своему систематическому отношению они относятся к различным отделам: к сине- зеленым (cyanophyta), зеленым (chlorophyta), желто- зеленым (xanthophyta) и бурым (phaeophyta) водорослям.

Слоевище лишайников очень разнообразно по окраске, размерам, форме и строению. Окраска слоевища лишайников зависит от наличия пигментов, которые откладываются в оболочках гиф, реже в протоплазме.

Пигменты - химические соединения, которые поглощают свет определенной длины волны. Хлорофилл - это пигмент, поглощающий фиолетовые, синие и красные лучи, при этом отражающий зеленые, поэтому он и обусловливает зеленый цвет растений и ряда водорослей.

Хлорофиллы «b» и «с» - вспомогательные пигменты, которые расширяют спектр поголощения света при фотосинтезе и передают свою энергию хлорофиллу «а». Среди пигментов, которые также передают свою энергию на хлорофилл «а», у водорослей известны многочисленные каротиноиды и фикобилины. Каротиноиды обычно оранжевого, красного, бурого и желтого цвета, они поглощают свет в сине-зеленой области спектра. Считают, что роль многих каротиноидов не светоулавливающая, а светозащитная, т. к. они поглощают потенциально опасное излучение. Наличие этих пигментов приводит к тому, что они могут маскировать зеленый цвет хлорофиллов, и тогда водоросли приобретают бурую, желтоватую, золотистую и коричневатую окраску.

Фикобиллины - водорастворимые пигменты, которые присутствуют у красных, синезеленых и криптофитовых водорослей. Именно они обуславливают сине-зеленую, различные оттенки красного и розового цветов у этих водорослей. В последние годы фикобилины используются в научных целях как химические метки для антител, а также как метки клеток тканей при изучении опухолей.

Иногда цвет слоевища зависит от окраски лишайниковых кислот, которые откладываются в виде кристаллов или зернышек на поверхности гиф.

Большинство лишайниковых кислот бесцветны, но некоторые из них окрашены, и иногда очень ярко – в желтый, оранжевый, красный и другие цвета. Окраска кристаллов этих веществ определяет и окраску всего слоевища. И здесь важнейшим фактором, способствующим образованию лишайниковых веществ, является свет. Чем ярче освещение в месте произрастания лишайника, тем ярче он окрашен. Предполагают, что окрашенные наружные слои защищают нижележащие клетки водорослей от чрезмерной интенсивности освещения.

В коре и сердцевине лишайников образуются сложные жирные кислоты и производные таких соединений, как орсинол и антрахинон. Некоторые из этих веществ неприятны на вкус и делают лишайники несъедобными для животных. Другие, отличающиеся приятным ароматом, используются в парфюмерной промышленности, а некоторые – для производства красителей. Способность синтезировать те или иные соединения – важный систематический признак лишайников.

Питание лишайников.

Водоросли или цианобактерии двухкомпонентных лишайников питаются автотрофно. В трёхкомпонентных лишайниках водоросль питается автотрофно, а цианобактерия, по-видимому, питается гетеротрофно, осуществляя азотфиксацию. Гриб питается гетеротрофно ассимилятами партнера(ов) по симбиозу. Но единого мнения о возможности существования свободноживущих форм симбионтов в настоящее время нет.

Рост лишайников

Лишайники – многолетние растения. Обычно возраст взрослых слоевищ, которые можно увидеть где-нибудь в лесу на стволе деревьев или на почве, составляет не менее 20 – 50 лет. В северных тундрах возраст некоторых кустистых лишайников рода кладония достигает 300 лет. Есть среди них и сверхдолгожители, возраст которых 3000 лет. Растут лишайники медленно, в год накипные прибавляют всего 0,2 – 0,3 мм, а кустистые и листоватые 2 – 3 мм.

В связи с очень медленным ростом, лишайники могут выжить только в местах, не заросших другими растениями, где есть свободные площади для фотосинтеза. На влажных участках, они зачастую проигрывают мхам.

Лишайники, как правило, предъявляют скромные требования к потреблению минеральных веществ, получая их, большей частью, из пыли в воздухе или с дождевой водой, в связи с этим они могут жить на открытых незащищённых поверхностях (камни, кора деревьев, бетон и даже ржавейщий металл). Преимуществом лишайников является терпимость к экстремальным условиям (засухе, высоким и низким температурам (от −47 до +80 градусов по Цельсию, около 200 видов обитают в Антарктике), кислой и щелочной среде, ультрафиолетовому излучению). В мае 2005 года проводились эксперименты на лишайниках Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans, показавшие, что эти виды, по крайней мере в течение примерно двух недель смогли продержаться вне земной атмосферы, то есть в крайне неблагоприятных условиях.

Многие лишайники специфичны к субстрату, одни хорошо развиваются только на щелочных породах, например, известняке или доломите, другие на кислых, не содержащих извести силикатных породах, таких как кварц, гнейс и базальт. Лишайники-эпифиты также предпочитают определенные деревья: выбирают кислую кору хвойных или берёзовых или осно́вную ореховых, клёна или бузины. Ряд лишайников сами выступают в качестве подложки для других лишайников. Нередко формируется типичная последовательность, в которой различные лишайники нарастают друг на друга. Есть виды, которые постоянно живут в воде, например, Verrucaria serpuloides.

Лишайники, как и другие организмы, образуют сообщества. Примером лишайниковых ассоциаций является сообщество Cladonio-Pinetum - лишайниковые сосновые лес.

Размножение лишайников

Pазмножение лишайников осуществляется половым и бесполым (вегетативным) способами. В pезультате полового пpоцесса обpазуются споpы гpиба лишайника, котоpые pазвиваются в закpытых плодовых телах – пеpитециях, имеющих узкое выводное отвеpстие ввеpху, или в апотециях, шиpоко откpытых к низу. Пpоpосшие споpы, встpетив соответствующую своему виду водоpосль, обpазуют с ней новое слоевище.

Вегетативное pазмножение заключается в pегенеpации слоевища из небольших его участков (обломков, веточек). У многих лишайников есть специальные выросты – изидии, которые легко отламываются и дают начало новому слоевищу. В других лишайниках образуются крошечные гранулы (соредии), в которых клетки водоросли окружены плотным скоплением гиф; эти гранулы легко разносятся ветром.

Некоторые не только выживают, но увеличивают территорию своего распространения. В Московской области почти повсеместно и обильно встречается незаметный, но очень устойчивый Scoliciosporum chlorococcum - корковый вид, в начале века также не указываемый для Средней России.

В любом случае гибель отдельных видов должна быть тревожным сигналом не только для людей, проживающих в какой – либо конкретной местности, но и для всего человечества.

Значение лишайников.

На Севере России их до сего момента используют как красители.

Самое неожиданное применение в парфюмерии, хотя и было это известно в 15 – 18 веке. В древнем Египте из них получали порошок, который использовали для приготовления пудры.

Некоторые лишайники употребляют в пищу. В Японии, например, считается деликатесом гирофора съедобная (gyrophora tsculenta)-растущий на скалах листоватый лишайник. Давно известна под названием «лишайниковая манна», астицилия съедобная(Asticilia esculenna), образующая своеобразные «кочующие» шаровидные комочки в степях, пустынях и засушливых горных областях. Ветер иногда переносит эти шарики на большие расстояния. Возможно отсюда и возникло библейское предание о «манне небесной», ниспосланный Богом евреям, странствовавшим по пустыне на пути из египетского рабства. А в самом Египте эвернию шелушащуюся (Evernia furfuracea) добавляли в выпекаемый хлеб, чтобы он долго не черствел.

По составу лишайников с помощью разработанных шкал и формул определяют концентрацию в воздухе различных загрязняющих веществ. Они являются классическими биологическими индикаторами. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсических газов. Наиболее опасны для лишайников окислы азота, угарный газ, соединения фтора. В последнее десятилетие показало, что самое негативное воздействие на них оказывают соединения серы, особенно серистый газ, который уже в концентрации 0,08-0,1 мг/м угнетает большинство лишайников, а концентрация 0,5мг/м губителен практически для всех видов.

Многими исследователями используются как для картирования территорий, так и для трансектных исследований, трансплантационных, в экологическом образовании и т. д.

Лишайники успешно используют в экологическом мониторинге.

Служат индикаторами окружающей среды, так как проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению. Устойчивости к неблагоприятным условиям способствует невысокая скорость роста, наличие различных способов извлечения и накопления влаги, развитые механизмы защиты.

Российские исследователи М. Г. Нифонтова и её коллеги установили, что лишайники накапливают радионуклеотиды на несколько величин больше, чем травянистые растения. Кустистые лишайники накапливают больше изотопов, чем листоватые и накипные, поэтому для контроля за радиоактивностью в атмосфере выбирают именно эти виды. Напочвенные лишайники накапливают в основном цезий и кобальт, а эпифиты – преимущественно стронций и железо. Эпилиты, растущие на камнях, накапливают совсем мало радиоактивных элементов. Вымывание изотопов из талломов сильно заторможено, в связи с длительными периодами обезвоживания, поэтому лишайники служат барьером для дальнейшего распространения губительной радиации. Благодаря способности накапливать изотопы, лишайники используются как индикаторы радиоактивного загрязнения среды.

Определение лишайниковых зон

Загрязнители воздуха нарушают пигментную систему фотосинтеза, окисляя хлорофилл, и нарушая процесс транспорта органических веществ.

Степень загрязнённости воздуха можно определить по следующим показателям

1. лишайниковая пустыня – полное отсутствие лишайников

2. зона соревнования – лишайниковая зона бедна

3. Нормальная зона – встречаются многие виды лишайников

Степень загрязнения воздуха оценивают по обилию различных лишайников

Степень загрязнения Кустистые лишайники Листовые лишайники Накипные лишайники

Загрязнений нет Встречаются Встречаются Встречаются

Слабое загрязнение Отсутствуют Встречаются Встречаются

Среднее загрязнение Отсутствуют Отсутствует Встречаются

Сильное загрязнение Отсутствуют Отсутствует Отсутствует

Чувствительность к атмосферным загрязнителям

Среднечувствительные виды высокочувствительные виды некоторые виды пармелий (бороздчатая, скальная) и кладоний уснеи (хохлатая, пышная), цетрария сизая, кладония неприглаженная,

(порошистая, бахромчатая). гипогимния вздутая, ксантория настенная (золотянка).

В Подмосковье произрастает несколько сотен видов лишайников, в Москве около

90. Они чувствительны к загрязнениям и поэтому служат хорошими индикаторами окружающей среды.

Анализ проведенного исследования

При анализе жизненных форм лишайников было выявлено, что из собранных нами образцов имеются накипные, листоватые и кустистые формы. Воздушная среда загрязнена (т. к. кустистых видов мало), но умеренно, т. к два кустистых вида все же встречается на нашей территории, а листоватые виды представлены сравнительно большим числом видов.

Нами были исследованы деревья, растущие вдоль автомобильных дорог по улицам Школьная, Садовая, Тополиная, Мира. Улица Школьная - это улица с высокой степенью движения транспорта, преобладающим является легковой транспорт. На улицах Садовая, Мира и Тополиная степень интенсивности движения транспорта средняя.

В ходе исследования нами определено:

На деревьях, растущих вдоль автомобильных дорог встречаются следующие виды лишайников: оранжевая ксантория, серо-зеленая пармелия, пепельно-серая гипогимния и зеленая водоросль

Загрязнение воздуха сказывается и на внешнем виде. Лишайники преждевременно стареют. По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела.

Преобладающим лишайником, на исследуемых улицах, является оранжевая ксантория.

Ксантория настенная (золотянка): а) - в нормальном состоянии, б) - в угнетенном состоянии. Колонии этих растений приобретают специфические очертания полумесяца, потому что центральные части их слоевищ отстают от субстрата и выпадают, хотя края лопастей скорости роста не снижают. Слоевища угнетенных лишайников обильно покрыты соредиями - маленькими шаровидными тельцами.

По объездной дороге встречаются деревья, на которых вместе с лишайниками растет зеленая водоросль.

На деревьях встречаются только зелёные водоросли.

Тревогу вызывают показатели исследований, проведенных в вдоль Каширо – Симферопольского шоссе. Здесь совсем не выявлено лишайников. На деревьях встречаются только зелёные водоросли.

Атмосфера испытывает сильное загрязнение. Это связано с антропогенным влиянием на данную территорию: сказывается близкое расположение автострады и заправочной станции.

(по Сернандеру)

1 – 2 – Нормальная

7 – 10 0,08 – 0,10 Борьбы (I)

10 0,10 – 0,30 Борьбы (II)

Провели исследование территории по определению степени загрязнения воздуха, используя простейший тест на чистоту воздуха по видовому составу лишайников. В ходе обследования определяется наличие на каждом стволе липы – стандартного объекта исследований лишайников кустистой, листоватой и накипной формы. Затем в соответствии с простейшей шкалой для определения степени загрязнения воздуха определяется степень загрязнения.

Простейшая шкала для определения степени загрязнения воздуха

Степень загрязнения Наличие лишайников

I слабое загрязнение исчезают кустистые лишайники

II среднее загрязнение исчезают листоватые и кустистые лишайники

III сильное загрязнение исчезают кустистые, листоватые и накипные лишайники – «Лишайниковая пустыня

По результатам теста составляется карта загрязнения воздуха по морфологической (жизненной) форме лишайников.

По лихенофлористическому списку в соответствии с таблицей: составляется карта загрязнений воздуха по видовому составу лишайников.

Шкала для определения степени загрязнения воздуха по лихенофлористическому списку

Степень загрязнения воздуха Лишайники

0 зона лишайников нет, только водоросль Плеврококкус на деревьях и камнях очень сильного загрязнения

1 зона лишайник Леканора сильного загрязнения

2 зона лишайник Ксантория на камнях уменьшения загрязнения

3 зона Пармелия на камнях, на деревьях отсутствует уменьшения загрязнения

4 зона серые листоватые лишайники появляются на стволах деревьев относительно чистый воздух

5 зона появляются кустистые лишайники, в том числе и Эверния зона чистого воздуха

6 зона Кустистые лишайники, в том числе и Уснея очень чистый воздух

В связи с угрозой надвигающейся экологической катастрофы, и возникшей необходимостью выявлять антропогенные изменения состояния природной среды сформировалась потребность в организации специальной информационной системы – системы наблюдения и анализа состояния природной среды, называемой мониторингом.

Экологический мониторинг подразделяется на биологический и географический.

Биологический мониторинг направлен на выявление и оценку антропогенных изменений, связанных с изменением биоты, биологических систем, на оценку состояния этих систем.

Главное внимание в биологическом мониторинге уделяется наблюдениям за биологическими последствиями, откликами, реакциями биологических систем на внешние воздействия, на изменения состояния природной среды.

Биологическому мониторингу уделяется большое внимание по следующим причинам:

Во-первых, измерение физических и химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами биологического мониторинга;

Во-вторых, в окружающей человека среде нередко присутствует не один, а несколько токсических компонентов.

Разумеется, биологический мониторинг не подменяется и не вытесняет физико-химических методов исследования состояния природной среды. Однако его использование позволяет повысить точность прогнозов в экологической обстановке, сложившейся в результате деятельности человека.

Например: по некоторым видам лишайников можно довольно точно установить концентрацию сернистого газа в воздухе. Если на стволах деревьев присутствуют пармелии, алектории и др. , значит, воздух чист; если же лишайники на деревьях полностью отсутствуют, значит, концентрация двуокиси серы в воздухе превышает 0,3мг/м3.

В местах постоянного антропогенного воздействия лишайники исчезают. Это говорит о том, что атмосфера данной местности загрязняется, негативное антропогенное воздействие велико.

Ежедневно мы слышим предостережение об экологической опасности.

Однако призывы к спасению и защите природы останутся словами, если каждый человек не осознает главного: человечество стоит на пороге экологической катастрофы, здесь нет преувеличения. 40% населения живут в неблагоприятных экологических условиях, а еще 20% - в зонах экологического бедствия. Поэтому решение экологических проблем – одна из наиболее важнейших задач сегодняшнего времени.

Проведя эту работу, мы не только расширили свои знания, но и убедились в том, что лишайники – не только интересный, необычный, но и трудный для определения и изучения в лабораторных условиях объект. Совершенно иначе стали относиться к этим маленьким, неповторимым созданиям природы. Какие же героические усилия приходится прикладывать им, чтобы выжить. Берегите их! Не тревожьте это сказочное Берендеево царство. Повнимательнее смотрите вокруг себя. Ведь в лесу не просто деревья, пни, разбросанные веточки, камни, а сказочные. Как богато они украшены! И делают их такими лишайники. А какую неоценимую услугу они оказывают учёным и всем нам.

Планируем провести трансплантационное исследование (перенести лишайники с низким классом полеотолерантности, то есть с высокой чувствительностью в выделенные нами зоны антропогенного воздействия.

Ход работы.

1. Взяли кусочек слоевища разных лишайников вместе с субстратом. Зарисовали, сфотографировали и измерили длину данных объектов (кустистые, листоватые, накипные лишайники)

2. Прикрепили кусочки лишайников на стенах, коре деревьев, в разных участках села.

3. Наблюдаем за объектами.

4. Через полгода или год снимем их, измерим, зарисуем

5. Сравним их внешний облик с первоначальным по фото и по рисунку

6. Выясним, с какими лишайниками произошли изменения, а с какими нет.

Такое исследование позволит или подтвердить, или опровергнуть предположение о том, что современные среднегодовые концентрации действительно ниже значения 0,05мг/м³, и современная лихеноиндикационная картина связана именно с тем, что должно пройти порядка 10 – 15 лет, прежде чем снижение антропогенного прессинга станет заметным по лишайникам.

Корреляция значений индексов полеотолерантности и среднегодовых концентраций диоксида серы в воздухе.

Индекс полеотолерантности концентрация SO2, мг/м³ Зона

(по Сернандеру)

1 – 2 – Нормальная

2 – 5 0,01 – 0,03 Смешанная (I)

5 – 7 0,03 – 0,08 Смешанная (II)

7 – 10 0,08 – 0,10 Борьбы (I)

10 0,10 – 0,30 Борьбы (II)

0 более 0,3 Лишайниковая пустыня

Согласно полученным данным можно судить о среднегодовых концентрациях диоксида серы в воздухе.

Решили провести ещё одно наблюдение.

Результаты исследования.

Название улицы Кол-во деревьев Кол-во деревьев, на Виды лишайников Преобладающие виды которых располагаются лишайники

Школьная Серо-зеленая пармелия, Серо-зеленая пармелия оранжевая ксантория

Садовая Пепельно-серая гипогимния, равномерно оранжевая ксантория

Тополиная Серо-зеленая пармелия, до перекрестка преобладает оранжевая ксантория, зеленые оранжевая ксантория и зеленые водоросли. водоросли, от перекрестка распределение лишайника равномерное зеленая водоросль отсутствует.

Мира Пепельно-серая гипогимния, оранжевая ксантория оранжевая ксантория

Каширо – Симферопольское шоссе зеленые водоросли

Сильное загрязнение Среднее загрязнение Загрязнения почти нет (низкое загрязнение)

Зеленые водоросли на стволах деревьев. Листоватые лишайники на стволах деревьев Листовые лишайники на деревьях (серо-зеленая

(оранжевая ксантория). пармелия и пепельно-серая гипогимния).

Изучение водорослей, входящих в состав лишайников.

Демонстрация работы перед учащимися в 6 классе при изучении темы «Лишайники»

Отчёт о проделанной работе.

Что такое ягель? Такой вопрос кажется странным, потому что большинство из нас знает, что ягель - это растение, обитающее на просторах тайги и тундры, являющееся основной пищей северных оленей. Но не все так просто. Давайте подробнее разберемся с этим вопросом.

Описание

Ягель - это лишайник рода Cladonia. Представляет собой уникальный живой организм - симбиоз грибов и микроскопических синезеленых водорослей (цианобактерий).

Как выглядит ягель? Это растение имеет особенное строение: вегетативное тело без корней и листьев (по-научному называется таллом или слоевище), внешне напоминает небольшой кустик с очень тонкими извилистыми "ветвями". В высоту достигает в среднем 10-15 см. Цвет лишайника может быть разным: белесым, желтоватым, розовым, светло-коричневым.

Ягель - это растение, которое не способно регулировать водный баланс, поскольку у него нет корней и листьев. Слоевище некоторое время удерживает дождевую воду или растаявший снег, но быстро теряет влагу и переходит в анабиоз - неактивное состояние, при котором может очень долго находиться без воды. После очередного дождя или выпадения росы ягель очень быстро возвращает активную жизненную форму, возобновляя метаболизм.

Но природа все продумала. Во влажном "живом" состоянии слоевище ягеля мягкое, упругое. При высыхании оно твердеет, приобретает хрупкость и сильно крошится. Ветер разносит по окрестности мельчайшие обломки, которые при благоприятных условиях начинают расти. Так ягель размножается (вегетативный способ).

Места произростания

Теперь вы знаете, как выглядит ягель, что это за организм. Продолжим описание удивительного растения.

Где растет ягель? Его родиной является север. Он покрывает большие площади тундры, растет на открытых участках тайги, в сосновых лесах, на болотах, высоко в горах. Селится на стволах деревьев, пнях, камнях, неплодородной почве. Встречается на всех северных европейских территориях, на севере Канады, на просторах Гренландии, в Сибири, на Урале. Ботаники утверждают, что этот лишайник может расти и в тропических широтах.

Растение ягель отличается высокой устойчивостью к морозам, засухам, хорошо переносит перепады температур, никогда не болеет.

Растет ягель очень медленно - всего 3-5 мм в год.

Виды ягеля

Второе название ягеля - кладония (Cladonia rangiferina). Растение имеет несколько видов, самыми распространенными из которых являются:

кладония альпийская - вырастает в высоту до 20 см, таллом имеет кустистый, предпочитает песчаные почвы, открытые пространства;
кладония оленья - самый крупный ягель. Это именно то растение, которое так любят олени (откуда и название). Наиболее широко вид распространен в умеренных и северных широтах;
кладония мягкая - отличается характерным зеленовато-серым цветом, высоту имеет всего 5-7 см;
кладония лесная - имеет зеленовато-желтый или светло-серый окрас, высота одного лишайника не превышает 10 см, высоко ценится северными народами, имеет жгуче-горький вкус;
кладония неприглаженная - лишайник окрашен в светло-желтый или зеленовато-серый цвет, вырастает до 10-12 см в высоту, часто растет на мхах, распространен в основном в Западной Сибири;
кладония тонкая - лишайник кустится слабо, отличается прямостоячими "веточками", имеет красивый бело-зеленый или голубовато-зеленый цвет, чаще встречается в средней полосе Европы.

Все эти виды ягеля являются ценным кормом для животных, широко используются в народном хозяйстве.

Место ягеля в природе и народном хозяйстве

На севере, где растительность очень скудная, ягель составляет более половины рациона северных оленей, также это ценный корм для маралов, кабарги и других животных.

Его очень часто добавляют к рациону домашних животных - коров и свиней. Этот лишайник богат углеводами, по питательности 100 кг ягеля приравнивается к 300 кг свежего картофеля.

Растение в вареном и сушеном виде используют в пищу представители северных народов. Им украшают жилища.

Огромную ценность представляет ягель для медицины. Он по сути является очень сильным антибиотиком. Усиновая кислота, не так давно найденная в ягеле, активно убивает туберкулезную палочку. В народной медицине его используют при язвенной болезни, варикозном расширении вен, патологиях щитовидной железы, для лечения кашля и нормализации работы кишечника.

Ягель - это мох или лишайник?

Очень часто ягель называют "оленьим" или "исландским мхом". Потому что растение является основной пищей северных оленей и очень распространено на территории Исландии - "страны льдов". Однако это название народное, оно не отражает биологические особенности организма. Поэтому на вопрос, ягель - это мох или лишайник, правильным будет только один ответ: это растение - лишайник.

Как упоминалось выше, ягель - это симбиоз гриба и микроскопической водоросли. Так вот, если их разделить между собой, то грибы погибают, а водоросли продолжают развиваться.

Основной причиной миграции северных оленей является то, что после их выпаса на ягелевом пастбище его восстановление занимает от 10 до 15 лет. Потому что ягель растет крайне медленно.

Растение не имеет выраженного запаха, но северные олени могут находить его под снегом толщиной до 1 метра. Ученые пока не выяснили, как это происходит.

Так как ягель отлично впитывает влагу, на севере его одевают новорожденным вместо подгузников.

А благодаря тому что он подавляет рост гнилостных бактерий, им обкладывают на севере продукты, чтобы они не портились при комнатной температуре.