Исследовательская работа на тему: Лишайники

Жизнь на Земле возможна до тех пор, пока существует земная атмосфера - газовая оболочка, защищающая живые организмы от вредного воздействия космических излучений и резких колебаний температуры.

Наибольшее значение для всех живых организмов имеет относительно постоянный состав атмосферного воздуха. В нём содержится азота 78,3%, кислорода 20,95%, диоксида углерода 0,03%, аргона 0,93%, небольшое количество других инертных газов. Пары воды составляют 3-4 процента от всего объёма воздуха.

С развитием промышленности и транспорта доля кислорода стала сокращаться, увеличилось выделение в атмосферу диоксида углерода. Воздух загрязнён промышленными, транспортными и бытовыми выбросами Это сернистый газ SO₂(при высокой концентрации которого в тихую и влажную погоду возникает белый смог - ядовитый туман). С выхлопными газами в атмосферу поступает угарный газ, оксид азота, углеводорода (обладающие канцерогенными свойствами), мелкие частицы свинцовой примеси. Наибольшее количество загрязнений поступает с плохо отлаженными двигателями и работающими на холостом ходу.

Так что выбранная тема исследования загрязнения воздуха биоиндикационным методомявляется для нас актуальной, так какмикрорайон школы распложен вблизиoтфедеральной трассы М-7 Москва - Н.Новгород. Мы проследили за движением транспорта по трассе. Пропускная способность в сутки составляет 45 тысяч единиц автотранспортных средств. День и ночь перевозятся ядовитые и взрывоопасные грузы, загрязняя придорожную растительность продуктами неполного сгорания топлива.

На севере от школы расположено частное предприятие на территории бывшей фабрики «Труд». Юго-западные ветры приносят специфические запахи с ОООКостерёвского комбината пластических масс.

Цельнашей работы - выяснить, как лишайники реагируют на загрязнение воздуха.

для этого мы выбрали 3 контрольных участка:

северо-западный, ограничен рекой Липенка

юго-западный, расположен ближе к трассе

северо-восточный, прилегает к территории реки

описали разнообразие видовлишайников на исследуемых территориях

выявили причины изменения лишайников.

Лишайники - своеобразная группа организмов, появившаяся на Земле более ста миллионов лет назад. В их телах сочетаются 2 компонента: автотрофный фикобионт (водоросль или гонидии, как их называли ранее) гетеротрофный микобионт (гриб), образующие единый симбиотический организм, отличающийся от свободноживущих грибов и водорослей. Вегетативное тело лишайников - слоевище/как и у других низших растений, не дифференцировано на листья, стебель и корень. Окраска слоевища лишайников обусловлена различными пигментами и может быть серой, жёлтой, зеленоватой, чёрной и т.д. Лишайники часто смешивают со мхами, но они отличаются от них отсутствием типичной зелёной окраски и дифференцировкой слоевища на органы. Форма и величина лишайников разнообразны. Размеры их колеблются от нескольких миллиметров до десятков сантиметров.

По форме различают 3 основных морфологических типа слоевищ лишайников: накипный, листоватый и кустистый. Между ними существуют переходные формы. Иногда выделяют лепрозные (чешуйчатые) и филаментозные (нитевидные) типы слоевищ.

Наиболее просто организованы накипные слоевища, имеющие вид порошковатых, зернистых, бугорчатых, гладких налётов или корочек, плотно срастающихся с субстратом и не отделяющихся от него без значительных повреждений. У некоторых лишайников слоевище так врастает в субстрат что присутствие лишайника обнаруживается по изменению окраски субстрата и по плодовым телам микобионта, заметным виде темноокрашенных точек или полос.

Более высокоорганизованные лишайники имеют листоватое в форме дорзовентральных пластинок, распростёртых по субстрату и срастающихся с ним при помощи пучков грибных гиф, называемых ризииами. У немногих видов слоевище прикреплено к субстрату в одном месте при помощи слоевищного выроста - гомфа, образованного грибными гифами. На субстрате листоватые лишайники имеют вид чешуек, розеток или довольно крупных, обычно разрезанных на лопасти пластинок.

Ещё выше организованный тип слоевища - кустистое, имеющее форму ветвящихся лент, либо разветвлённых стволиков, срастающихся с субстратом только основанием. Кустистые лишайники растут или вертикально вверх от субстрата, или вбок, или свисают вниз в виде прядей.

По отношению к субстрату факторам окружающей среды лишайники подразделяют на ряд экологических групп. Различают лишайники, растущие на почве, деревьях, камнях и других субстратах, которых насчитывается свыше 200. Основное условие поселения лишайников - длительная неподвижность субстрата. Трофические связи, вероятно, не

имеют большого значения, хотя известны группы лишайников, предпочитающие субстраты с определёнными химическими свойствами.

Среди эпигейных (напочвенных) лишайников различают кочующие формы, у которых почти нет связи с почвой, и они легко переносятся ветром (например, пармелия блуждающая), и постоянно прикреплённые формы. Последние поселяются на бедных питательными веществами почвах, малопригодных для развития других растений. Огромные пространства тундр и лесотундр покрыты лишайниками, среди которых преобладают виды кладония, кладина, алектория, цетрария, стереокаулон и др. в лесах эпигейные лишайники встречаются в редколесье и на опушках, где обычны виды кладония, кладина и пельтигера. В сухих бора) развит лишайниковый покров из кустистых лишайников. На замшелых отмерших стволах деревьев в лесах северной и умеренной зон флора лишайников близка к флоре надпочвенных лишайников и представлена видами беомицес, цетрария, нефрома и др. Эпигейные лишайники, развивающиеся в пустынях и полупустынях, обычно представлены накипными формами.

Эпифитные лишайники, растущие на стволах и ветвях деревьев и кустарников, включают накипные, кустистые и листоватые формы. Среди накипных имеются гипофлеодные виды, слоевища которых развиваются под корой, и эпифлеодные, слоевища которых произрастают на коре. К наиболее распространённым эпифитным кустистым и листоватым лишайникам относятся виды пармелия, фисция, эверния и др. Имеется некоторая приуроченность разных видов лишайников к древесным порода и частям деревьев. Факторы адаптации к этим условиям - физические и химические свойства коры, освещённость и влажность. Во влажных условиях горных ущелий эпифитные лишайники затрудняют доступ воздуха к коре, способствуют накоплению влаги и являются приютом для насекомых и грибов, многие из которых разрушают древесину.

Эпифильные лишайники, растущие на листьях и хвое вечнозелёных пород, немногочисленны и произрастают главным образом в тропиках и субтропиках. Развиваются они на поверхности листьев, редко проникая в их ткани. Вопрос о паразитизме лишайников до сих пор не решён, хотя имеются наблюдения, что среди эпифильных лишайников существуют переходные формы от чистого эпифитизма к умеренному паразитизму. Примером эпифильных лишайников может стать катиллярия бутеля, произрастающая на чайных листьях.

К эпиксильным лишайникам, развивающимся на обнажённой или гниющей древесине, относятся многочисленные виды накипных, листоватых и кустистых лишайников. Видовой состав их близок к флорелишайников других субстратов данной местности.

Эпилитные лишайники развиваются на каменистом субстрате. Они мои быть эндолитными - со слоевищем, целиком погруженным в субстрат, и полуэндолитными, у которых внутри субстрата лишь половина слоевища. Из лишайников с накипными слоевищами на камнях произрастают виды:лакопсис, лецидея, биатора и др., с кустистыми - виды сферофорус, стереокаулон и др., с листоватыми - виды пармелия, цетрария, фисция и др. Среди эпилитных лишайников имеются кальциефильные виды, поселяющиеся на известняках и других горных породах, содержащих известь, и кальциефобные, растущие на гранитах и других не известковых породах.

Амфибические лишайники произрастают в непосредственной близости от воды, либо погружены в неё. Одним из приспособлений к жизни в этих условиях является защита органов размножения лишайника, которые закладываются глубоко в слоевище.

Как авто-гетеротрофные компоненты биогеоценозов, лишайники одновременно аккумулируют солнечную энергию и разлагают органически и минеральные вещества. Первыми колонизируя субстраты, непригодные для поселения других растений, лишайники постепенно разрушают их. В результате их жизнедеятельности, как пионеров растительности подготавливается почва для постепенной смены одних лишайников другие и поселения сосудистых растений. Долговечность, нетребовательность и устойчивость к неблагоприятным условиям среды делают лишайники в биогеоценозах основными компонентами.

Распределение лишайников/ю территории зависит от многих причин, е том числе и от степени загрязнения воздуха. Они могут служить индикаторами его чистоты. Наиболее устойчивы к загрязнению некоторые виды ксантория, фисция, анаптихия, леканора и др.

Лишайники тундр служат основным кормом северных оленей, и миграция этих животных по тундре объясняется поиском лучших пастбищ. Некоторые виды улиток и другие беспозвоночные так же питаются лишайниками. Хотя их значение в рационе человека невелико, известно, что в Японии готовят различные блюда из умбиликарии съедобной. В качестве источника витамина С цетрария клобучковая. Так же известно, ч^-во время Великой Отечественной войны в СССР был разработан способ промышленного получения глюкозы из слоевищ лишайников.

Некоторые виды лишайников ранее применялись для получения красок и лакмуса. Вещества, экстрагируемые из видов эверния, рамалина, пармелия, используются в парфюмерной промышленности. Многие лишайники продуцируют антибиотические вещества. К их числу относится усниновая кислота, на основе которой был создан противовоспалительный препарат «Бинан», применяемый в медицине.

При определении возраста горных пород и в археологии в последнее время применяют метод лихенометрии, основанный на знании ежегодного прироста лишайников, растущих на определённом субстрате и в определённой климатической области.

По наличию или отсутствию определённых лишайников можно определить степень чистоты или загрязнённости воздуха на данной территории. Лишайники, как организмы чрезвычайно нетребовательны к условиям обитания, встречаются повсюду, начиная с тундры и кончаятропиками. Засуху или низкую температуру они переносят, полностью высыхая, и в таком состоянии могут оставаться длительное время.

Лишайники поселяются на бесплодных субстратах: скалах, камнях, досках, коре деревьев, бесплодной почве, ибо здесь они не встречают конкуренции высших растений. Однако лишайники, используя атмосферную влагу и пыль, очень чувствительны к химическим загрязнениям. Благодаря этой особенности лишайники можно считать индикаторами загрязнения атмосферы. При этом не все виды их одинаково реагируют на загрязнение воздуха, и, следовательно, индикационное значение их различно.

Лишайниковая «пустыня», т.е. отсутствие лишайников, указывает на сильное загрязнение воздуха сернистым газом - свыше 0,3 мг/куб.м. Если произрастают некоторые выносливые по отношению к загрязнителям лишайники (ксантории, фисции, анаптихии, леканоры), то воздух загрязнён умеренно (количество оксида серы IV колеблется между 0,05-0,02 мг/куб.м.).

Чем чище воздух, тем больше разнообразие видов лишайников, интенсивнее их рост.

Качественный и количественный контроль лишайников на выбранных территориях, проводившихся апреле- июне 2011 г. Показал следующее:

Участок юго – западный

Юго-западный участок отделён от федеральной трассыМ7 полосой леса, но тем не менее выявлены изменения в строении лишайников и их биологическом разнообразии. Встречается только 2 вида: ксантория (многочисленна, крупные талломы, ярко-оранжевые) и пармелии (единичные , мелковатых размеров представители).

Следовательно, воздух юго-западнее школы частично загрязнён выхлопами автомобильного транспорта с трассы М.7.

Северо-западный участок.

Оптимистичная экологическая картина сложилась на северо-западном участке от школы. Мы отмечаем видовое разнообразие лишайников: пармелии, кладония, олений мох. Их талломы хорошо сформированы, крупные по размерам, интенсивно окрашены, что указывав на довольно чистый воздух (оксида серы IV меньше 0.05 мг/м³).

Северо-восточный участок. Наиболее настораживающая обстановка сложилась на этом участке.

Мы видим резкое сокращение численности лишайников (ксантория и пармелии встречаются как единичные экземпляры) с плохо развитыми талломами и блёклой окраской.

Анализируя полученный результат, выявили связь между загрязнением воздуха отходами промышленного производства и выхлопными газами автомобилей и видовым разнообразием лишайников. Чем больше загрязнения атмосферы, тем менее богата флора лишайников. Отмечается последовательное исчезновение лишайников: сначала вымирают кустистые, потом листоватые, затем накипные. Эта закономерность была выявлена и в микрорайоне Липенской школы и хотя он удалена и от проезжей частики промышленных предприятий, частичное загрязнение воздуха присутствует даже здесь.

Но, что тогда говорить об жилых и учебных массивов, расположенных не столь благоприятно с экологической точки зрения. Некоторые из них соседствуют с промышленными зонами, автомагистралями и железнодорожными путями, где загрязнение воздуха сернистым газом настолько велико, что лишайники практически отсутствуют, т.е. человечество движется по пути создание лишайниковой пустыне. Пока ещё не поздно, в наших силах это остановить. Ведь длительное время локальные загрязнения атмосферы сравнительно быстро разбавлялись массами чистого воздуха. Пыль, дым, газы рассеивались воздушными потоками и выпадами на землю с дождём, снегом, нейтрализовались, вступая в реакции с природными соединениями.

Сейчас объёмы и скорость выбросов превосходят возможности природы. Поэтому необходимы специальные меры для устранения опасного загрязнения атмосферы.

Основные усилия сейчас должны быть направлены на предупреждение выбросов загрязняющих вредных веществ в атмосферу. На предприятиях должны быть установлено пылеулавливающее и газоочистительное оборудование. Таким образом, задерживается около всех выбросов.

Другое возможное направление это создание и внедрение безотходных технологий.Безотходные технологии ценны сходством с процессами, происходящими в биосфере, где отходов не существует, т.к. все биологические выделения утилизируются различнымизвеньями экосистемы.

Благодаря современным исследованиям, разработаны и внедряются в практику приёмы, снижающие и предотвращающие загрязнения от выхлопных газов автомобилей. Частично загрязнения снижают, устанавливая в двигателях автомобилей фильтры и дожигающие устройства организуя чёткое движение транспорта на улицах, без частой смены ритме работы двигателей. Создают образцы газотурбинных, роторных и иных двигателей.

Соблюдение всех этих мер должно привести к восстановлению гармоничных отношений человека и природы.

Мир и прекрасен и многообразен. В нем все взаимосвязано и имеет свое место и назначение.

Лишайникилишь часть этого огромного и уникального мира, обладающие способностью сигнализировать о неблагополучии в окружающей среде. Задача человека на современном этапе развития не допустить их полнейшего исчезновения с лица планеты Земля.

Литература

Трайтак Д.И. «Книга для занятий по ботанике»

Великанов Л.Л. «Курс низших растений»

Верзилин Н. «По следам Робинзона»

Константинов В.М. «Экология»

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/64155-issledovatelskaja-rabota-na-temu-lishajniki