Lichens sont des associations symbiotiques champignons (mycobionte) et microscopique les algues vertes et/ou cyanobactéries (photobionte ou phycobionte); le mycobionte forme un thalle (thalle), à l'intérieur duquel se trouvent les cellules photobiontes. Dans ce cas, le champignon est soit marsupial, soit basidial, et l'algue est verte ou bleu-vert. Les lichens se déposent généralement sur des rochers nus ou des troncs d'arbres. Les algues fournissent au champignon des produits organiques de la photosynthèse, et le champignon fournit de l'eau et des sels minéraux.
Les lichens poussent très lentement et sont sensibles à la pollution de l'environnement, ils sont donc un indicateur idéal de la pollution atmosphérique, en particulier du dioxyde de soufre. Le thalle de lichen a différentes formes, tailles et couleurs.
Les organes de fixation des lichens sont rhizoïdes et Rizina (connectés en brins de rhizoïdes).
Diversité des lichens
Les lichens sont blanc, gris, jaune, orange, vert, noir ; ceci est déterminé par la nature du pigment dans la gaine hyphale. La pigmentation aide à protéger d'un excès de lumière ou, à l'inverse, aide à absorber plus de lumière (le pigment noir des lichens de l'Antarctique).
Selon la forme et la nature de la fixation au substrat, trois groupes lichens :
- formes d'échelle - avoir l'apparence d'une croûte ou d'une plaque, adhérant étroitement au substrat (lecanora comestible, graphis, lecidea);
- formes feuillues - avoir la forme de plaques aux lobes disséqués et ramifiés ; leur ressemblance avec les feuilles est très éloignée (xanthoria - poisson rouge des murs, parmelia);
- broussailleux lichens - buissons dressés ou suspendus. (cladonia, mousse de renne - mousse de cerf, cetraria - mousse d'Islande, barbu).
Selon la structure anatomique, les lichens sont divisés en homéomère (algues disséminées dans tout le corps du lichen) et hétéromère (les algues forment une couche séparée dans le thalle).
Les lichens à thalle hétéromère sont majoritaires. Dans un thalle hétéromère, la couche supérieure est cortical composé d'hyphes fongiques. Il protège le thalle du dessèchement et des influences mécaniques. La couche suivante à partir de la surface - gonidial, ou algue, il contient un photobionte. Situé au centre cœur, composé d'hyphes entrelacés au hasard du champignon. L'humidité est principalement stockée dans le noyau, il joue également le rôle de squelette. A la face inférieure du thalle se trouve souvent cortex inférieur, à l'aide des excroissances dont ( rizine) le lichen est attaché au substrat. Un ensemble complet de couches ne se trouve pas dans tous les lichens.
Reproduction de lichens
La reproduction des lichens se fait par spores ou par voie végétative : fragments de thalle (isidies et sorédies). La reproduction sexuée est assurée par des sections spéciales du thalle qui forment des spores. La spore germe en hyphes et, en rencontrant une algue appropriée, un nouveau lichen se forme.
Le rôle des lichens dans la nature et la vie humaine
Le rôle des lichens dans la nature difficile à surestimer. Ce sont des "pionniers" dans la formation des communautés végétales. En libérant des acides organiques, les lichens détruisent la roche mère et, lorsque leurs matières organiques meurent, avec elle, ils forment le sol primaire sur lequel les plantes peuvent s'installer. Les lichens servent de nourriture à de nombreux animaux (mousse de renne ou mousse de renne), sont un habitat pour de nombreux invertébrés.
Rôle dans la vie humaine. Les lichens servent d'indicateurs de la pollution de l'air. Certaines espèces sont utilisées par l'homme pour se nourrir (manne de lichen). En outre, les lichens sont utilisés dans l'industrie (fabrication de tournesol), en parfumerie (obtention de substances aromatiques), dans l'industrie pharmaceutique (obtention de médicaments contre la tuberculose, la furonculose, l'épilepsie, etc.). Les acides de lichen ont également des propriétés antibiotiques.
Tableau "Lichens"
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En se promenant dans la forêt, sur des cailloux, des chicots, des arbres, on peut remarquer des excroissances en relief ou « buissons » de différentes couleurs et formes. Voici à quoi ressemble un lichen. Pendant longtemps, il a été un véritable mystère pour les médecins et les chercheurs de la nature. Depuis l'Antiquité, les gens ont utilisé des lichens en médecine, mangé, teint des tissus avec leur aide. La science qui étudie les lichens s'appelle la lichénologie. Cet article traite des caractéristiques générales des lichens en tant qu'organismes.
Les lichens appartiennent au royaume des champignons, mais les scientifiques les considèrent comme un groupe unique et distinct. Il y en a beaucoup dans la nature, mais pour le moment, environ 25 000 espèces ont été découvertes.
Le corps de la plante s'appelle le thalle, le thalle, le slan. La variété de ses couleurs, formes et tailles est étonnante. Le thalle peut se développer avec une croûte et une plaque en forme de feuille, ainsi qu'un buisson, un tube ou une boule. La plante peut être aussi haute qu'un être humain, ou elle peut mesurer de 3 à 7 cm.
Les lichens poussent incroyablement lentement, les scientifiques ont découvert un spécimen vieux de plus de 4 000 ans.
Tous les lichens sont divisés par la lichénologie en trois groupes selon la forme du thalle. Le premier groupe - échelle (crustal), ressemble à une croûte qui s'adapte parfaitement à la surface de l'endroit où il se développe. Les représentants de ce groupe sont situés sur des rochers et des pierres.
Le deuxième groupe, feuillu, situé sur le bois, le sol et les pierres, ressemble à des assiettes et a des bords ondulés. Ils sont fermement attachés à la surface avec une jambe courte et épaisse.
Le troisième groupe, touffu, comme vous pouvez le deviner d'après son nom, ressemble à un buisson debout et suspendu, ramifié ou non. Ces buissons poussent sur le sol, auquel ils sont attachés à l'aide de rhizoïdes filamenteux. Ils poussent également sur les branches des arbres, auxquels ils s'attachent à l'aide de plusieurs sections du thalle.
Selon le lieu de croissance, les lichens peuvent être divisés en épigés (sur le sol), épiphytes (sur les troncs et les branches des arbres) et épilithiques (sur les pierres et les rochers). Ces plantes viennent dans une grande variété de couleurs.
L'écorce, qui est une formation dense d'hyphes de mycélium, est couverte de pores. Avec l'aide de laquelle la plante respire. Avec l'aide de l'écorce, les lichens absorbent également l'humidité de l'air et se protègent de l'hypothermie et de la surchauffe.
Structure interne
Un lichen est un organisme composé de mycélium et d'algues (parfois des cyanobactéries). Quelles sont les caractéristiques structurelles des lichens, vous pouvez les découvrir en examinant la plante au microscope. Déjà à un grossissement de 15 × 8, on peut y voir comment les fils du mycélium tressent les cellules d'algues.
Système nutritionnel et reproduction
La nutrition des lichens est due à l'activité vitale des deux symbiotes. Le mycélium absorbe l'eau et absorbe les nutriments qu'elle contient, et les algues (cyanobactéries) se nourrissent de chlorophylles et de photosynthèse. Comme mentionné ci-dessus, les algues sont classées comme des organismes autotrophes, c'est-à-dire capables de synthétiser des substances organiques à partir de substances inorganiques, et les champignons sont hétérotrophes, qui n'ont pas la capacité de photosynthèse ou de chimiosynthèse. Le fait que ces deux organismes coexistent est une caractéristique distinctive des lichens en tant qu'espèce.
Le lichen est une plante qui se reproduit végétativement et sexuellement. Lors de la reproduction sexuée, la plante forme des spores qui, lors de la germination, s'attendent à rencontrer une algue appropriée pour former avec elle un nouveau thalle.
Pour la multiplication végétative de certains lichens, on peut trouver des isidies spéciales qui ressemblent à de petits processus ou à des brindilles. Ils se détachent facilement, un nouveau thalle se forme à partir d'eux. Certaines plantes de cette espèce forment des sorédies facilement dispersées par le vent. Soredia est une cellule d'algue qui est densément entrelacée d'hyphes.
Diffusion
Le lichen est un organisme bioindicateur. Cette définition convient très bien à cette espèce. Après tout, ils ne poussent que dans des endroits où les conditions environnementales sont bonnes. Par conséquent, dans une ville polluée par les déchets des voitures et des entreprises, vous ne rencontrerez jamais cette plante. Dès que des impuretés nocives apparaissent dans l'air, celui-ci meurt.
Le lichen peut s'installer dans des conditions où aucune autre plante ne survivrait.. Grâce à leur écorce, ils absorbent chaque molécule d'eau de n'importe quelle source disponible : brouillard, rosée, air. Leur habitat peut être la toundra, les tropiques, les marais et même le désert. C'est l'une des rares plantes de l'Antarctique.
Rôle dans la nature et la vie humaine
Les lichens sont les pionniers de la colonisation des surfaces des roches nues et des sols caillouteux. Ils contribuent au processus de destruction des roches à l'aide des acides qu'ils produisent. Après la mort, ils participent au processus de formation du sol, servent de nourriture à divers organismes. Les lichens, situés sur les branches et les troncs des arbres, constituent une excellente défense contre les parasites fongiques qui pénètrent dans l'écorce d'un arbre et le détruisent de l'intérieur.
La mousse de renne et la mousse de renne sont d'une grande importance. Pendant les mois d'hiver, ces plantes sont la seule nourriture des rennes. Le reste des ongulés ne prive pas non plus l'attention des thalles multicolores. Pourtant, la moitié de cette plante est un champignon qui, comme vous le savez, est une source de protéines et de vitamines.
Certains types servent de base à certains plats. Par exemple, en Islande, lorsque le pain est cuit, de la poudre de lichen est ajoutée à la farine. Au Japon, certains lichens sont considérés comme un véritable mets de choix.
Dans l'Égypte ancienne, les lichens étaient utilisés pour traiter les maladies et, au XVIIIe siècle, ils sont mentionnés dans de nombreux ouvrages de référence officiels sur les médicaments. Tout cela est dû à la capacité de tuer les agents pathogènes.
Ces plantes insolites ont également trouvé leur place dans l'industrie du parfum pour créer des parfums uniques. Dans l'industrie textile, ils sont utilisés comme colorants naturels, tandis que les industries chimiques et alimentaires les utilisent comme sources d'alcool et de sucres.
Les lichens sont un groupe très intéressant et particulier de plantes inférieures. Lichens (lat. Lichenes) - associations symbiotiques de champignons (mycobiont) et d'algues vertes microscopiques et / ou de cyanobactéries (photobiont ou phycobiont); le mycobionte forme un thalle (thalle), à l'intérieur duquel se trouvent les cellules photobiontes. Le groupe comprend de 17 000 à 26 000 espèces dans environ 400 genres. Et chaque année, les scientifiques découvrent et décrivent des dizaines et des centaines de nouvelles espèces inconnues.
Fig. 1. Lichen Cladonia stellaire Cladonia stellaris
Le lichen associe deux organismes aux propriétés opposées : une algue (généralement verte), qui crée de la matière organique lors du processus de photosynthèse, et un champignon qui consomme cette substance.
En tant qu'organismes, les lichens étaient connus des scientifiques et des gens bien avant la découverte de leur essence. Même le grand Théophraste (371 - 286 avant JC), "le père de la botanique", a décrit deux lichens - usnea (Usnea) et rocella (Rocce11a). Ce dernier était déjà utilisé pour obtenir des colorants. Le début de la lichénologie (la science des lichens) est considéré comme 1803, lorsque l'élève de Carl Linnaeus, Eric Acharius, a publié son ouvrage "Methodus, qua omnes detectos lichenes ad genera redigere tentavit" ("Méthodes par lesquelles tout le monde peut identifier les lichens ”). Il les a identifiés comme un groupe indépendant et a créé un système basé sur la structure des fructifications, qui comprenait 906 espèces décrites à cette époque. Le premier à souligner la nature symbiotique en 1866, en prenant l'exemple de l'une des espèces, fut le médecin et mycologue Anton de Bari. En 1869, le botaniste Simon Schwendener étendit ces idées à toutes les espèces. La même année, les botanistes russes Andrei Sergeevich Famintsyn et Osip Vasilievich Baranetsky ont découvert que les cellules vertes du lichen sont des algues unicellulaires. Ces découvertes ont été perçues par les contemporains comme "étonnantes".
Les lichens sont divisés en trois groupes inégaux :
1. Il comprend un plus grand nombre de lichens, une classe de lichens marsupiaux, car ils sont formés par des champignons marsupiaux
2. Un petit groupe, une classe de lichens basidiaux, puisqu'ils sont formés par des champignons basidiaux (champignons moins résistants)
3. Les «lichens imparfaits» tirent leur nom du fait qu'ils n'ont pas trouvé de fructifications contenant des spores.
Structure externe et interne des lichens
Le corps végétatif du lichen - thalle, ou thalle, est de forme et de couleur très diverses. Les lichens sont peints dans une variété de couleurs: blanc, rose, jaune vif, orange, rouge orangé, gris, gris bleuâtre, vert grisâtre, vert jaunâtre, brun olive, marron, noir et quelques autres. La couleur du thalle du lichen dépend de la présence de pigments qui se déposent dans les membranes des hyphes, moins souvent dans le protoplasme. Les hyphes de la couche crustale des lichens et diverses parties de leurs fructifications sont les plus riches en pigments. Les lichens ont cinq groupes de pigments : vert, bleu, violet, rouge, marron. Le mécanisme de leur formation n'a pas encore été élucidé, mais il est bien évident que le facteur le plus important influençant ce processus est la lumière.
Parfois, la couleur du thalle dépend de la couleur des acides de lichen, qui se déposent sous forme de cristaux ou de grains à la surface des hyphes. La plupart des acides de lichen sont incolores, mais certains d'entre eux sont colorés et parfois très brillants - en jaune, orange, rouge et autres couleurs. La couleur des cristaux de ces substances détermine la couleur de l'ensemble du thalle. Et ici, le facteur le plus important contribuant à la formation de substances de lichen est la lumière. Plus l'éclairage à l'endroit où pousse le lichen est brillant, plus il est coloré. En règle générale, les lichens des hautes terres et des régions polaires de l'Arctique et de l'Antarctique sont de couleurs très vives. Ceci est également lié aux conditions d'éclairage. Les régions de haute montagne et polaires du globe se caractérisent par une grande transparence de l'atmosphère et une forte intensité de rayonnement solaire direct, qui fournissent ici un éclairage important. Dans de telles conditions, une grande quantité de pigments et d'acides de lichen sont concentrés dans les couches externes des thalles, provoquant la couleur vive des lichens. On pense que les couches externes colorées protègent les cellules d'algues sous-jacentes d'une intensité lumineuse excessive.
En raison de la basse température, les précipitations en Antarctique ne tombent que sous forme de neige. Sous cette forme, ils ne peuvent pas être utilisés par les plantes. C'est là que la couleur sombre des lichens vient à leur secours.
Les thalles de couleur foncée des lichens antarctiques, en raison du rayonnement solaire élevé, chauffent rapidement à une température positive même à des températures de l'air négatives. La neige tombant sur ces thalles chauffés fond, se transformant en eau, que le lichen absorbe immédiatement. Ainsi, il se fournit l'eau nécessaire à la mise en œuvre des processus de respiration et de photosynthèse.
Quelle que soit la diversité des couleurs des thalles de lichens, leur forme est tout aussi variée. Le thalle peut prendre la forme d'une croûte, d'une plaque en forme de feuille ou d'un buisson. Selon l'apparence, on distingue trois grands types morphologiques :
Échelle. Le thalle des lichens cochenilles est une croûte («écaille»), la surface inférieure est étroitement fusionnée avec le substrat et ne se sépare pas sans dommages importants. Cela leur permet de vivre sur les pentes abruptes des montagnes, les arbres et même sur les murs en béton. Parfois, le lichen cochenille se développe à l'intérieur du substrat et est complètement invisible de l'extérieur. En règle générale, les thalles à écailles sont de petite taille, leur diamètre n'est que de quelques millimètres ou centimètres, mais il peut parfois atteindre 20 à 30 cm de rochers ou de troncs d'arbres de grandes taches, atteignant un diamètre de plusieurs dizaines de centimètres.
Feuillu. Les lichens feuillus se présentent sous la forme de plaques de formes et de tailles variées. Ils sont plus ou moins étroitement attachés au substrat à l'aide d'excroissances de la couche corticale inférieure. Le thalle le plus simple des lichens feuillus a la forme d'une grande plaque arrondie en forme de feuille atteignant un diamètre de 10 à 20 cm.Une telle plaque est souvent dense, coriace, peinte en gris foncé, marron foncé ou noir.
broussailleux. Selon le niveau d'organisation, les lichens fruticuleux représentent le stade le plus élevé du développement du thalle. Chez les lichens fruticuleux, le thalle forme de nombreuses branches arrondies ou plates. Cultivez sur le sol ou accrochez-vous aux arbres, aux débris de bois, aux rochers. Le thalle des lichens fruticuleux a l'apparence d'un buisson dressé ou suspendu, moins souvent d'excroissances dressées non ramifiées. Cela permet aux lichens fruticuleux de prendre la meilleure position en pliant les branches dans différentes directions, dans lesquelles les algues peuvent maximiser l'utilisation de la lumière pour la photosynthèse. Le thalle des lichens fruticuleux peut être de différentes tailles. La hauteur du plus petit n'est que de quelques millimètres et la plus grande de 30 à 50 cm.Les thalles suspendus de lichens fruticuleux peuvent parfois atteindre des tailles colossales.
La structure interne du lichen: couche crustale, couche gonidiale, noyau, cortex inférieur, rhizoïdes. Le corps des lichens (thalle) est un entrelacement d'hyphes fongiques, entre lesquels se trouve une population de photobiontes.
Riz. 2. Structure anatomique du thalle du lichen
1 - thalle hétéromère (a - couche crustale supérieure, b - couche d'algues, c - noyau, d - couche crustale inférieure); 2 - thalle homéomère du collema lichen visqueux (Collema flaccidum); 3 - thalle homéomère du leptogium de lichen visqueux (Leptogium saturninum) (a - couche crustale des côtés supérieur et inférieur du thalle, b - rhizoïdes)
Chacune des couches anatomiques répertoriées du thalle remplit une fonction spécifique dans la vie d'un lichen et, en fonction de cela, a une structure complètement spécifique.
La couche crustale joue un rôle très important dans la vie du lichen. Il remplit deux fonctions à la fois : protectrice et fortifiante. Il protège les couches internes du thalle des effets de l'environnement extérieur, en particulier les algues d'un éclairage excessif. Par conséquent, la couche crustale des lichens a généralement une structure dense et est de couleur grisâtre, brune, olive, jaune, orange ou rougeâtre. La couche de croûte sert également à renforcer le thalle. Plus le thalle s'élève au-dessus du substrat, plus il doit être renforcé. Le renforcement des fonctions mécaniques dans de tels cas est souvent assuré par une couche crustale épaisse. Les organes de fixation se forment généralement sur la couche crustale inférieure des lichens. Parfois, ils ressemblent à des fils très fins, constitués d'une rangée de cellules. Ces fils sont appelés rhizoïdes. Chacun de ces fils provient d'une cellule de la couche crustale inférieure. Souvent, plusieurs rhizoïdes sont combinés en brins rhizoïdaux épais.
Dans la zone des algues, les processus d'assimilation du dioxyde de carbone et d'accumulation de substances organiques sont réalisés. Comme vous le savez, pour la mise en œuvre des processus de photosynthèse, les algues ne contournent pas la lumière du soleil. Par conséquent, la couche d'algues est généralement située près de la surface supérieure du thalle, directement sous la couche crustale supérieure, et dans les lichens fruticuleux debout verticalement, également au-dessus de la couche crustale inférieure. La couche d'algues est le plus souvent mince et les algues y sont placées de manière à ce qu'elles soient dans presque les mêmes conditions d'éclairage. Les algues dans le thalle du lichen peuvent former une couche continue, mais parfois les hyphes mycobiontes la divisent en sections séparées. Pour mener à bien les processus d'assimilation et de respiration du dioxyde de carbone, les algues ont également besoin d'échanges gazeux normaux. Par conséquent, les hyphes fongiques dans la zone des algues ne forment pas de plexus denses, mais sont situés à une certaine distance les uns des autres.
Sous la couche d'algues se trouve la couche centrale. Habituellement, le noyau est beaucoup plus épais que la couche crustale et la zone d'algues. L'épaisseur du thalle lui-même dépend du degré de développement du noyau. La fonction principale de la couche centrale est de conduire l'air vers les cellules d'algues contenant de la chlorophylle. Par conséquent, la plupart des lichens sont caractérisés par un arrangement lâche d'hyphes dans le noyau. L'air entrant dans le thalle pénètre facilement dans les algues à travers les interstices entre les hyphes. Les hyphes centraux sont faiblement ramifiés, avec des cloisons transversales clairsemées, des parois épaisses lisses et faiblement gélatineuses et une lumière plutôt étroite remplie de protoplasme. Dans la plupart des lichens, le noyau est blanc, car les hyphes de la couche centrale sont incolores.
Selon la structure interne, les lichens sont divisés en:
Les cellules photobiontes homéomères (Collema) sont réparties de manière aléatoire parmi les hyphes fongiques dans toute l'épaisseur du thalle;
Hétéromérique (Peltigera canina), le thalle en coupe transversale peut être clairement divisé en couches.
Les lichens à thalle hétéromère sont majoritaires. Dans le thalle hétéromère, la couche supérieure est corticale, composée d'hyphes fongiques. Il protège le thalle du dessèchement et des influences mécaniques. La couche suivante à partir de la surface est gondiale, ou algue, dans laquelle se trouve le photobionte. Au centre se trouve le noyau, composé d'hyphes du champignon entrelacés au hasard. L'humidité est principalement stockée dans le noyau, il joue également le rôle de squelette. À la face inférieure du thalle, il y a souvent une écorce inférieure, à l'aide d'excroissances (rhizine) dont le lichen est attaché au substrat. Un ensemble complet de couches ne se trouve pas dans tous les lichens.
Comme dans le cas des lichens à deux composants, le composant algal - phycobiont - des lichens à trois composants est uniformément réparti sur le thalle, ou forme une couche sous l'écorce supérieure. Certains cyanolichens à trois composants forment des structures compactes superficielles ou internes spécialisées (céphalodies) dans lesquelles le composant cyanobactérien est concentré.
Méthodes d'alimentation des lichens
Les lichens sont un objet complexe pour les études physiologiques, car ils sont constitués de deux composants physiologiquement opposés - un champignon hétérotrophe et une algue autotrophe. Par conséquent, il est d'abord nécessaire d'étudier séparément l'activité vitale du myco- et du phycobionte, ce qui se fait à l'aide de cultures, puis la vie du lichen en tant qu'organisme intégral. Il est clair qu'une telle « triple physiologie » est une voie de recherche difficile, et il n'est pas surprenant qu'il y ait encore beaucoup de mystère dans la vie des lichens. Cependant, les schémas généraux de leur métabolisme sont encore élucidés.
De nombreuses recherches sont consacrées au processus de photosynthèse chez les lichens. Étant donné que seule une petite partie de leur thalle (5 à 10% du volume) est formée d'algues, qui sont néanmoins la seule source d'approvisionnement en substances organiques, une question importante se pose quant à l'intensité de la photosynthèse chez les lichens.
Des mesures ont montré que l'intensité de la photosynthèse chez les lichens est beaucoup plus faible que chez les plantes autotrophes supérieures.
Pour une activité photosynthétique normale, le thalle doit contenir une certaine quantité d'eau, selon le type anatomique et morphologique du lichen. En général, dans les thalles épais, la teneur en eau optimale pour la photosynthèse active est inférieure à celle des thalles minces et lâches. Dans le même temps, il est très significatif que de nombreuses espèces de lichens, en particulier dans les habitats secs, soient généralement rarement ou du moins très irrégulièrement alimentées avec une quantité optimale d'eau intrathalle. Après tout, la régulation du régime hydrique chez les lichens se produit d'une manière complètement différente de celle des plantes supérieures qui disposent d'un appareil spécial capable de contrôler la réception et la consommation d'eau. Les lichens assimilent l'eau (sous forme de pluie, neige, brouillard, rosée, etc.) très rapidement, mais passivement avec toute la surface de leur corps et en partie avec les rhizoïdes de la face inférieure. Cette absorption d'eau par le thalle est un processus physique simple, comme l'absorption d'eau par un papier filtre. Les lichens sont capables d'absorber de l'eau en très grande quantité, généralement jusqu'à 100 - 300% de la masse sèche du thalle, et certains lichens visqueux (kollems, leptogiums, etc.) même jusqu'à 800 - 3900%.
La teneur minimale en eau des lichens dans des conditions naturelles est d'environ 2 à 15 % de la masse sèche du thalle.
La libération d'eau par le thalle se produit également assez rapidement. Les lichens saturés d'eau au soleil après 30 à 60 minutes perdent toute leur eau et deviennent cassants, c'est-à-dire que la teneur en eau du thalle devient inférieure au minimum requis pour la photosynthèse active. Il en résulte une sorte d '«arythmie» de la photosynthèse du lichen - sa productivité change au cours de la journée, de la saison, de plusieurs années, en fonction des conditions environnementales générales, en particulier hydrologiques et thermiques.
Il y a des observations que de nombreux lichens photosynthétisent plus activement le matin et le soir et que la photosynthèse se poursuit en hiver, et dans les formes terrestres même sous une fine couche de neige.
L'azote est un élément important de la nutrition des lichens. Les lichens qui ont des algues vertes comme phycobionte (et la plupart d'entre eux) perçoivent les composés azotés des solutions aqueuses lorsque leurs thalles sont saturés d'eau. Il est possible que les lichens participent également aux composés azotés directement du substrat - sol, écorce d'arbre, etc. Un groupe écologiquement intéressant est celui des lichens dits nitrophiles qui poussent dans des habitats riches en composés azotés - sur des "pierres à oiseaux", où il y a beaucoup d'excréments d'oiseaux, sur des troncs d'arbres, etc. (types de xanthoria, fiscia, caloplaki, etc.). Les lichens qui ont des algues bleu-vert (en particulier nostocs) comme phycobionte sont capables de fixer l'azote atmosphérique, puisque les algues qu'ils contiennent ont cette capacité. Lors d'expériences avec de telles espèces (des genres collema, leptogium, peltiger, lobaria, stikta, etc.), il a été constaté que leurs thalles absorbent rapidement et activement l'azote atmosphérique. Ces lichens se déposent souvent sur des substrats très pauvres en composés azotés. La majeure partie de l'azote fixé par les algues va au mycobionte, et seule une petite partie est utilisée par le phycobionte lui-même. Il est prouvé que le mycobionte dans le thalle du lichen contrôle activement l'assimilation et la distribution des composés azotés fixés à partir de l'atmosphère par le phycobionte.
Le rythme de vie décrit ci-dessus est l'une des raisons de la croissance très lente de la plupart des lichens. Parfois, les lichens ne poussent que de quelques dixièmes de millimètre par an, le plus souvent moins d'un centimètre. Une autre raison de la lenteur de la croissance est que le photobionte, qui représente souvent moins de 10 % du volume du lichen, prend en charge l'apport de nutriments au mycobionte. Dans de bonnes conditions, avec une humidité et une température optimales, comme dans les forêts tropicales nuageuses ou pluvieuses, les lichens poussent de plusieurs centimètres par an.
La zone de croissance des lichens sous forme d'écailles est située le long du bord du lichen, sous des formes foliacées et fruticuleuses à chaque sommet.
Les lichens sont parmi les organismes vivants les plus anciens et peuvent avoir plusieurs centaines d'années, et dans certains cas plus de 4500 ans, comme Rhizocapron geographicum vivant au Groenland.
Reproduction de lichens
Les lichens se reproduisent soit par des spores, qui sont formées par le mycobionte sexuellement ou asexuellement, soit par voie végétative - par des fragments du thalle, des sorédies et des isidies.
Lors de la reproduction sexuée sur les thalles de lichen, à la suite du processus sexuel, la sporulation sexuelle se forme sous la forme de fructifications. Parmi les fructifications des lichens, on distingue les apothécies, les périthèces et les gastérothécies. La plupart des lichens forment des fructifications ouvertes sous la forme d'apothécies - formations en forme de disque. Certains ont des organes de fructification en forme de périthèce - un corps de fructification fermé qui ressemble à une petite cruche avec un trou au sommet. Un petit nombre de lichens forment des fructifications étroites et allongées, appelées gastérothécies.
Dans les apothécies, les périthèces et les gastérothécies, les spores se développent à l'intérieur des sacs - des formations spéciales en forme de sac. Les lichens qui forment des spores dans des sacs sont combinés en un grand groupe de lichens marsupiaux. Ils sont issus de champignons de la classe des ascomycètes et représentent la principale ligne évolutive de développement des lichens.
Dans un petit groupe de lichens, les spores ne se forment pas à l'intérieur des sacs, mais de manière exogène, au-dessus d'hyphes allongés en forme de massue - basides, aux extrémités desquelles se développent quatre spores. Les lichens avec une telle formation de spores sont combinés en un groupe de lichens basidiaux.
L'organe génital féminin des lichens - l'archicarpe - se compose de deux parties. La partie inférieure est appelée askogon et est un hyphe tordu en spirale, plus épais que les autres hyphes et composé de 10 à 12 une ou plusieurs cellules nucléaires. Trichogyne s'étend vers le haut à partir de l'askogon - un hyphe mince et allongé qui traverse la zone des algues et la couche crustale et émerge à la surface du thalle, le surplombant avec son sommet collant.
Le développement et la maturation du corps du fruit chez les lichens est un processus très lent qui dure de 4 à 10 ans. Le corps fructifère formé est également pérenne, capable de produire des spores pendant plusieurs années. Combien de spores sont capables de produire des fructifications de lichen ? Il a été calculé, par exemple, que dans le lichen Solorin, 31 000 sacs se forment dans une apothécie d'un diamètre de 5 mm et 4 spores se développent généralement dans chaque sac. Par conséquent, le nombre total de spores produites par une apothécie est de 124 000. En une journée, de 1200 à 1700 spores sont éjectées d'une telle apothécie. Bien sûr, toutes les spores rejetées du corps fructifère ne germent pas. Beaucoup d'entre eux, une fois dans des conditions défavorables, meurent. Pour la germination des spores, tout d'abord, une humidité suffisante et une certaine température sont nécessaires.
Chez les lichens, la sporulation asexuée est également connue - conidies, pycnoconidies et stylospores qui se produisent de manière exogène à la surface des conidiophores. Dans le même temps, des conidies se forment sur des conidiophores qui se développent directement à la surface du thalle, et des pycnoconidies et des stylospores dans des réceptacles spéciaux - les pycnides.
A partir de la sporulation asexuée, les lichens forment le plus souvent des pycnides avec des pycnoconidies. Les pycnides se trouvent souvent sur les thalles de nombreux lichens fruticuleux et feuillus, moins souvent elles peuvent être observées sous forme d'écailles.
Dans chacune des pycnides, de petites spores unicellulaires, les pycnoconidies, se forment en grand nombre. Le rôle de ces sporulations généralisées dans la vie du lichen n'a pas encore été élucidé. Certains scientifiques, appelant ces spores spermatozoïdes, et pycnides - spermagonies, les considèrent comme des cellules germinales mâles, bien qu'il n'existe toujours pas de données expérimentales ou cytologiques prouvant que les pycnoconidies sont réellement impliquées dans le processus sexuel des lichens.
reproduction végétative. Si les lichens cochenilles forment en règle générale des fructifications, alors parmi les lichens feuillus et buissonnants les plus organisés, il existe de nombreux représentants qui se reproduisent exclusivement par voie végétative. Dans ce cas, ces formations sont plus importantes pour la reproduction des lichens, dans lesquels des hyphes fongiques et des cellules d'algues sont simultanément présentes. Ce sont les sorédies et les isidies. Ils servent à reproduire le lichen comme un organisme entier. Une fois dans des conditions favorables, ils donnent directement naissance à un nouveau thalle. Les sorédies et les isidies sont plus fréquentes dans les lichens foliacés et fruticuleux.
Les sorédies sont de minuscules formations sous forme de particules de poussière, constituées d'une ou plusieurs cellules d'algues entourées d'hyphes fongiques. Leur formation commence généralement dans la couche gonidiale. En raison de la formation massive de sorédies, leur nombre augmente, elles exercent une pression sur l'écorce supérieure, la déchirent et se retrouvent à la surface du thalle, d'où elles sont facilement emportées par tout mouvement d'air ou lavées à l'eau. Les grappes de sorédies sont appelées sorales. La présence et l'absence de sorédies et de sorales, leur emplacement, leur forme et leur couleur sont constants pour certains lichens et servent de caractéristique déterminante.
Parfois, lorsque les lichens meurent, leur thalle se transforme en une masse poudreuse constituée de sorédies. Ce sont les formes dites lépreuses de lichens (du mot grec "lepros" - "rugueux", "inégal"). Dans ce cas, il est presque impossible de déterminer le lichen.
Les sorédies, portées par le vent et l'eau de pluie, une fois dans des conditions favorables, forment progressivement un nouveau thalle. Le renouvellement d'un nouveau thalle à partir des sorédies est très lent. Ainsi, chez les espèces du genre Cladonia, les écailles normales du thalle primaire ne se développent à partir des sorédies qu'après une période de 9 à 24 mois. Et pour le développement d'un thalle secondaire avec apothécies, il faut de un à huit ans, selon le type de lichen et les conditions extérieures.
Les isidies se trouvent dans un plus petit nombre d'espèces de lichens que les sorédies et les soralies. Ce sont des excroissances simples ou ramifiées de corail, recouvrant généralement de manière dense la face supérieure du thalle (voir figure). Contrairement aux sorales, les isidies sont recouvertes d'écorce à l'extérieur, souvent plus foncée que le thalle. À l'intérieur, sous l'écorce, ils contiennent des algues et des hyphes fongiques. Les isidies se détachent facilement de la surface du thalle. Se détachant et se propageant avec l'aide de la pluie et du vent, ils peuvent, comme les sorédies, former de nouveaux thalles de lichen dans des conditions favorables.
De nombreux lichens ne forment pas d'apothécies, de sorédies et d'isidies et se multiplient dans les zones de thalles qui se détachent facilement des lichens fragiles par temps sec par le vent ou les animaux et sont également transportés par eux. La reproduction des lichens par les sites de thalles dans les régions arctiques, représentants des genres Cetraria et Cladonia, dont beaucoup ne forment presque jamais de fructifications, est particulièrement répandue.
Définition
Lichens- associations symbiotiques de champignons et d'algues
Structure des lichens
Le corps végétatif d'un lichen s'appelle thalle.
Les hyphes du champignon forment la base du thalle, formant la croûte inférieure attachée au substrat, et la couche crustale de surface, provoquant la forme et la couleur du lichen.
Algue occupant des cavités entre les hyphes,forment une couche de gonidies (algues).
Sous une couche d'algues, les hyphes fongiques sont situés de manière lâche, de grands espaces entre eux sont remplis d'air - c'est le noyau. Le noyau est suivi de la croûte inférieure, dont la structure est similaire à celle de la partie supérieure. Des faisceaux d'hyphes (rhizoïdes) traversent le cortex inférieur à partir du noyau, qui fixent le lichen au substrat.
Les lichens crustacés n'ont pas d'écorce inférieure et les hyphes fongiques du noyau fusionnent directement avec le substrat.
Riz. Structure des lichens
Fonctions de l'écorce :
protecteur;
Support;
attacher (net des rhizoïdes se forment dans la couche crustale inférieure) ;
échanges gazeux (à travers les perforations (zones mortes de la couche crustale), les fissures et les ruptures de la couche crustale).
Fonction zone algues :
photosynthèse;
accumulation de matière organique.
Fonction principale:
conduire l'air aux cellules d'algues;
fonction support (àquelques lichens touffus).
Les lichens forment principalement :
champignons - ascomycètes et basidiomycètes;
algues - le plus souvent vertes (les cyanobactéries sont moins courantes).
L'essence de la symbiose:
Les algues donnent au champignon des substances organiques obtenues lors de la photosynthèse.
Le champignon, ayant un mycélium étendu, fournit aux algues de l'eau et des minéraux.
De telles symbioses de certains types de champignons et d'algues sont si stables qu'elles sont perçues comme un certain type d'organisme.
Classement des lichens
Selon la forme du thalle, les lichens sont divisés en:
échelle: attaché au substrat sur toute sa surface (rhizocarpon);
feuillu: attaché au substrat en des points distincts (parmelia, xanthoria).
Chez certains lichens à feuilles, le thalle est attaché par une courte tige. (gomfa), situé dans la partie centrale du thalle.
broussailleux:
attachées en un point et ramifiées (cladonie, mousse de renne, dormante).
Les lichens touffus construits radialement ont une écorce à la périphérie de la section transversale, une couche gonidiale en dessous et un noyau à l'intérieur.
Les lichens crustacés poussent avec leur périphérie, et les fruticuleux poussent avec les extrémités des "brindilles".
Riz. Cochenille Fig. lichen feuillu
Riz. lichen fruticuleux
Reproduction de lichens
Les lichens ont une reproduction végétative, sexuée et asexuée.
Reproduction asexuée:
fragmentation;
sorédies- des glomérules microscopiques, constitués d'une ou plusieurs cellules d'algues entourées d'hyphes fongiques ; se forment à l'intérieur du thalle et, après maturation, remontent à la surface et éclatent, diffusant des diaspores;
isidie- petites excroissances de forme variable de la face supérieure du thalle, se brisant à maturité.
Dans les deux cas, la structure détachable comprend à la fois des composants fongiques et algaux.
Reproduction sexuée:
la formation de fructifications de formes diverses, où mûrissent les spores de la reproduction sexuée. Le développement et la maturation de la fructification peuvent durer jusqu'à 10 ans, puis pendant plusieurs années, la fructification est capable de produire des spores. Beaucoup de spores se forment, mais toutes ne germent pas. Pour la germination, des conditions sont nécessaires, principalement certaines température et humidité.
Caractéristiques de l'écologie des lichens
Les lichens se caractérisent par une croissance très lente :de quelques fractions de millimètre à plusieurs centimètres par an.Cela est probablement dû au faible volume relatif d'algues autotrophes synthétisant des substances organiques.
Les lichens des forêts tropicales ont le taux de croissance le plus élevé, les habitants des rochers et de la toundra ont le plus bas.
Le faible taux de croissance conduit au fait que les lichens poussent principalement dans des endroits où ils ne rencontrent pas la concurrence des plantes.Ce sont avant tout des zones montagneuses, où ils sont pionniers sur les pierres et les rochers, créant des sols primaires.Les lichens ne rencontrent pas de concurrents dans la toundra, où en raison des sols gelés, les racines des plantes ne peuvent pas se développer.Souvent, les lichens poussent sous forme d'épiphytes dans les cimes des arbres.
La capacité du champignon à absorber et à retenir l'eau permet aux lichens d'exister dans des conditions extrêmement sèches. Ils peuvent absorber l'eau non seulement pendant les pluies, mais aussi du brouillard et de l'air saturé de vapeur d'eau.
Fait intéressant, l'âge du thalle est souvent de plusieurs centaines et milliers d'années.
De nombreux lichens sont très exigeants sur la pureté de l'air, de sorte que la diversité des espèces de lichens dans les villes est nettement inférieure à celle à l'état sauvage.
La signification des lichens
formation de sols primaires dans les biogéocénoses primaires ;
principaux producteursdans les communautés de la toundra.
Utilisation humaine des lichens :
les lichens sont la nourriture des troupeaux de rennes de la toundra;
certains types de lichens sont consommés;
sont des matières premières pour la production de colorants (par exemple, tournesol);
utilisé en médecine traditionnelle (par exemple, dormir);
sont utilisés dans la surveillance de l'environnement en raison de leur grande sensibilité aux polluants chimiques.
Les lichens sont un groupe d'organismes vivants.
Leur corps est construit à partir d'une combinaison de deux micro-organismes qui sont en symbiose : un champignon (mycobionte) et une algue (phycobionte ou cyanobactérie).
caractéristiques générales
La science de la lichénologie, qui est un département de botanique, est engagée dans l'étude de cette espèce.
Pendant longtemps, les lichens ont été un mystère pour les scientifiques, même si leur utilisation était répandue dans divers secteurs de la vie humaine. Et ce n'est qu'en 1867 que la structure de cette espèce a été scientifiquement prouvée. Des scientifiques-lichénologues y étaient engagés.
À l'heure actuelle, les scientifiques ont découvert plus de 25 000 espèces, mais elles ont toutes une structure externe et interne similaire. Les caractéristiques par lesquelles chaque espèce doit être distinguée sont basées sur des caractéristiques structurelles.
A quoi ressemble un lichen
Comme déjà mentionné, la partie principale de l'espèce est le corps, qui se distingue par une variété de formes et de couleurs. Dans ce cas, la croissance peut être une plaque, une croûte qui ressemble à une feuille, en forme de buisson, de tube ou de boule.
La hauteur de la plante varie également dans des limites assez larges : de 3 centimètres à la hauteur d'une personne.
Types et noms de lichens
La lichénologie a divisé les lichens en plusieurs groupes en rapport avec la forme du thalle :
De plus, en fonction de l'endroit où ils poussent, il y a:
- épigéique (principalement sur une base terrestre);
- épiphyte (sur une base d'arbre);
- épilithique (sur pierre).
Caractéristiques de la structure interne
Il semble possible de voir la structure du lichen sous un appareil grossissant. Un lichen est un organisme constitué d'une partie d'un champignon - un mycélium et des algues, entrelacés.
Selon la façon dont les cellules d'algues et de champignons sont réparties entre elles, une autre classification est distinguée:
- homéomère, dans lequel le phycobionte est localisé au hasard parmi les cellules du mycobionte ;
- hétéromère, dans lequel il y a une séparation claire en couches.
Les lichens à structure en couches se trouvent partout et ont la structure en couches suivante :
- La couche corticale est composée de cellules mycobiontes et protège des influences extérieures, notamment du dessèchement.
- Superficiel ou gonidial : ne contient que des cellules phycobiontes.
- Le noyau est constitué d'un champignon, remplit la fonction d'un squelette et contribue également à la rétention d'eau.
- Le cortex inférieur remplit la fonction d'attachement à la base.
Il est à noter: chez certaines espèces, certains types de couches peuvent être absentes ou avoir une structure modifiée.
Où vivent-ils
Les lichens se distinguent par leur capacité à s'adapter à absolument toutes les conditions d'existence. Par exemple, ils poussent sur des pierres nues, des rochers, des murs et des toits de bâtiments, des écorces d'arbres, etc.
Cela est dû à la coopération mutuellement bénéfique des myco- et phycobiontes inclus dans la composition. L'activité vitale de l'un complète l'existence de l'autre, et vice versa.
Comment mangent les lichens
La nutrition est assurée par des symbiotes. Étant donné que les champignons n'ont pas la fonction de nutrition autotrophe, dans laquelle se déroule le processus de conversion des composants organiques en composants inorganiques, les algues fournissent au corps les éléments nécessaires.
Cela passe par la photosynthèse. Et le champignon fournit au lichen des sels minéraux, qu'il absorbe du fluide entrant. De cette façon, le processus de symbiose se produit.
Comment ils se reproduisent
Ils se reproduisent de deux manières :
- Sexuelle - est réalisée en raison de la formation de spores.
- Végétatif - pour cela, il existe des sorédies (une cellule d'algue tressée avec un fil de mycélium, qui est transportée par le vent) et des isidies (excroissances qui forment la couche superficielle du thalle).
La valeur des lichens dans la nature et la vie humaine
Ils ont les effets positifs suivants :
Les lichens sont réputés pour leur longévité, car seule la période de croissance peut atteindre 4 000 ans.
En conséquence, ils peuvent être utilisés pour déterminer approximativement l'âge de la roche.
Il est populaire de les utiliser comme engrais dans l'industrie agricole. De plus, leur utilisation a commencé dans l'Antiquité. Les lichens étaient utilisés comme colorants naturels.
Les lichens sont une espèce unique qui possède de nombreuses propriétés et qualités utiles applicables dans pratiquement tous les domaines de la vie humaine.
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