Роль лишайников в природе и их хозяйственное значение. Подготовьте сообщение на тему многообразие лишайников и их значение в природе и жизни человека Значение лишайников для человека и природы коротко

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Поросозерская средняя общеобразовательная школа

Лишайник – друг человека!

(учебно-исследовательская работа)

Артемьева Арина,

Осипов Владислав,

Руководитель:

Учитель географии, биологии

МОУ Поросозерская СОШ п. Гумарино Суоярвского р-на

п. Гумарино 2013 год

Введение…………………………………………………………….стр.3 Основная часть……………………………………………………...стр.3

2.1. Особенности строения и жизнедеятельности лишайников,

их значение в природе и жизни человека………………………....стр.3

2.2. Изучение красящих свойств лишайников…………………стр.4

2.3. Изучение пищевых свойств лишайников………………….стр.6

3. Заключение…………………………………………………………...стр.8

4. Источники…………………………………………………………….стр.9

1. Введение.

На экскурсии в лесу мы познакомились с лишайниками. Одни лишайники по внешнему виду напоминали бороду и усы – это уснея длиннейшая, другие - облепили стволы и ветки деревьев – это гипогимния вздутая и цетрария сосновая, а на земле росли пельтигера пупырчатая и кладония лесная.

Наша учительница сказала, что лишайники - очень необычные организмы, они – друзья человека.

Мы решили поближе познакомиться с лишайниками, выяснить какое значение они имеют для нас, людей – это стало целью нашей исследовательской работы.

Для достижения цели мы поставили перед собой следующие задачи :

Познакомиться с особенностями строения и жизни лишайников с помощью книг и Интернета; Выяснить, какое значение имеют лишайники в природе и жизни человека с помощью книг и Интернета; Провести опыты по изучению свойств лишайников, доказывающие важное значение этих организмов для человека. Оформить результаты исследований.

2. Основная часть.

2.1. Особенности строения и жизнедеятельности лишайников, их значение в природе и жизни человека.

Лишайники – это удивительные организмы. Некоторые люди считают, что это растения, другие – что это грибы. На самом деле лишайники – это сложные организмы, состоящие из нитей гриба и одноклеточных водорослей (или бактерий). Грибы и водоросли помогают друг другу жить: нити гриба играют роль корней и дают водорослям воду с растворенными в ней минеральными веществами, а водоросли дают грибу органические вещества (сахар, крахмал). Такое полезное сожительство организмов называется симбиозом, значит, лишайник – это симбиоз гриба и водоросли.

Лишайники можно встретить практически везде – на камнях, почве, деревьях, но растут они очень медленно (несколько миллиметров в год). Они могут быть накипными (лецидея), листоватыми (пельтигера, гипогимния) и кустистыми (уснея, кладония).

В Интернете и книгах мы нашли много информации о значении лишайников для человека. Оказывается, что лишайники используются в медицине для получения лекарств от кашля, простуды, кишечных инфекций и др. В окрестностях Гумарино растет лишайник пармелия, который в народе называют «порезной травой», так как он быстро останавливает кровь при порезах кожи. Лишайники очень чувствительны к загрязнению окружающей среды , поэтому их используют для определения чистоты воздуха. С помощью лишайников можно красить нити и ткани. Некоторые лишайники съедобны, из лишайниковой муки можно испечь вкусное печенье и хлеб, сварить кисель. Также в лишайниках содержатся вещества, используемые в парфюмерной промышленности, - это закрепители запаха (чтобы духи и одеколоны имели стойкий запах).

В нашей работе мы решили исследовать красящие и пищевые свойства лишайников.

2.2. Изучение красящих свойств лишайников.

Люди издавна научились использовать лишайники для окрашивания тканей. Например, шотландцы еще пятьсот лет назад красили свои шерстяные юбки и пледы в желтые и коричневые цвета. Краски они получали из лишайника пармелии, который собирали осенью, сушили и хранили в мешках. При покраске ткани помещались вместе с лишайниками в большие чаны, заливались водой и кипятились на огне несколько часов. Окраска шерсти получалась очень прочная и не выцветала. Кроме того, лишайниковая краска придавала шерсти приятный запах и отпугивала моль. Известно, что в средневековье на территории Карелии население красило с помощью лишайников овечью шерсть и лен. Нам стало интересно, в какие цвета могут окрасить шерстяные и хлопковые нити лишайники, растущие в окрестностях нашего поселка. Чтобы это выяснить, мы собрали в лесу несколько самых распространенных видов лишайников – уснея длиннейшая, пельтигера пупырчатая, кладония лесная. Затем нашли информацию о том, что красить шерсть с помощью лишайников можно несколькими способами:

Кипячение лишайника и ткани в воде в течение нескольких часов; Настаивание лишайника и ткани в горячей воде в течение суток; Настаивание лишайника и ткани в горячем растворе соды в течение суток; Настаивание лишайника и ткани в горячем растворе уксусной кислоты в течение суток; Настаивание лишайника и ткани в аммиаке в течение недели.

Были и другие рецепты, но по ним требуются вещества, которых у нас нет, или требуется много времени и усилий. Мы выбрали три самых простых и менее затратных способа окраски, чтобы сравнить, при каком из них шерсть окрасится лучше (ярче, красивее). Для исследования мы выбрали те лишайники, которые растут в окрестностях Гумарино – это уснея, пельтигера и кладония.

Каждый из этих лишайников мы поместили в стеклянные емкости с обычной водой, с раствором соды (четвертая часть чайной ложки на 30 мл воды); с раствором уксусной кислоты (9%)¸ затем опустили в емкости белые шерстяные и хлопковые нитки и поставили все это на горячую плиту. Через сутки мы оценили результат.

Результаты окрашивания шерстяных ниток.

Результаты окрашивания хлопковых ниток.

Таким образом, мы видим, что лучше всего шерстяные нитки окрасились в растворе соды, в воде они совсем не изменили свой цвет; в уксусной кислоте только пельтигера окрасила

шерсть в светло-коричневый цвет. Нитки из хлопка окрасились только уснеей в растворе соды, и то очень слабо.

Затем мы выяснили, стойкая ли получилась окраска. Для этого мы постирали нитки в теплой воде со стиральным порошком. Цвет ниток после стирки не изменился, значит, лишайниковая краска стойкая.

2.3. Изучение пищевых свойств лишайников.

Мы нашли информацию о том, что некоторые лишайники люди употребляли и употребляют в современное время в пищу. Например, многие индейские племена, живущие в Северной Америке, ели в сыром виде умбиликарию и гипогимнию. В Карелии растет лишайник ягель («олений мох»), из него партизаны варили кисель. А в Японии из некоторых лишайников готовят вкусные салаты и соусы. Мы решили оценить вкусовые качества уснеи длиннейшей. Для этого мы использовали рецепт печенья из лишайниковой муки известного российского ученого. Только ученый брал для печенья лишайник цетрарию, а мы заменили его уснеей. Известно, что уснея не только безопасна для человека, а даже наоборот, содержит вещество, применяемое при лечении

заболеваний желудка и кишечника. Все лишайники содержат в себе кислоты, которые придают блюдам неприятный вкус, поэтому мы сначала вымочили уснею в растворе соды. Затем мы промыли лишайник водой, высушили и на кофемолке сделали муку.

Чтобы ощутить, какой вкус придаст печенью лишайник, мы тесто разделили на две части: в одну добавили лишайниковую муку, а в другую – нет. Вот рецепт печенья с лишайником: 0,5 стакана пшеничной муки, 0,5 стакана лишайниковой муки (в тесто без лишайника необходимо положить 1 стакан муки ) , 2 столовых ложки сахара, 1 столовая ложка сметаны, щепотка соды. Все продукты надо смешать, тесто раскатать скалкой и вырезать формочками печенье. Выпекать 20-25 минут при температуре 200 град.

Готовое печенье мы предложили попробовать нескольким людям (5 взрослых, 5 детей). Мнения разделились: троим взрослым больше понравилось обычное печенье (один человек даже сказал, что у печенья с лишайником чувствуется слабый привкус грибов), трем детям и одному взрослому больше понравилось печенье из лишайниковой муки, так как у него более насыщенный вкус, а остальные (2 ребенка и 1 взрослый) сказали, что не почувствовали никакой разницы. Нам самим печение с уснеей понравилось, так как по запаху оно не отличается от обычного, а по вкусу даже лучше обычного.

Теперь нам предстояло выяснить, действительно ли лишайник уснея содержит вещества, не дающие появляться плесени. Для этого мы взяли обычное печенье и печенье из лишайниковой муки, поместили их во влажную, теплую среду на пять дней.

На шестой день мы проверили печенье и увидели, что обычное печенье покрылось сероватой плесенью и имеет неприятный запах, а печенье с уснеей совсем не изменилось. Значит, действительно, уснея содержит вещества, помогающие человеку бороться с плесневыми грибами.

3. Заключение .

В ходе нашей работы мы познакомились с удивительными организмами – лишайниками. Мы узнали, что лишайник – это сложный организм, состоящий из нитей гриба и одноклеточных водорослей, он может расти везде и иметь различную окраску и форму. Лишайники играют большую роль в природе, а также очень полезны для человека. Мы убедились, что лишайники действительно содержат красящие вещества, с помощью которых можно окрашивать шерстяные нити и ткани. Например, лишайник уснея длиннейшая окрасил шерсть в растворе соды в красивый ярко-коричневый цвет. Полученные краски также очень стойкие. Мы считаем, что лишайниковые краски можно использовать для изготовления безопасной одежды, игрушек, например, для малышей.

Лишайники можно использовать в приготовлении пищи. Мы убедились, что лишайниковая мука из уснеи длиннейшей очень незначительно меняет вкус и аромат печенья, но главное, что ее можно использовать вместо химических консервантов для того, чтобы продукт долго не портился. Это может быть полезным для моряков дальнего плавания, для ученых, которые надолго уходят в лес в экспедиции.

Но лишайники растут очень медленно, и если люди начнут их заготавливать в больших количествах, то они могут исчезнуть. Поэтому лишайники для нужд человека необходимо специально выращивать.

Мы выяснили, что лишайники не только полезные для человека организмы, они еще и очень красивы. Без них наша карельская природа была бы не такой прекрасной и привлекательной.

4. Источники.

Захаров. 7 кл. Многообразие живых организмов: Учебник для общеобразоват. учеб. заведений/ , .- М.: Дрофа, 2006. Я познаю мир: Дет. энциклопедия: Растения/ Сост. .- М.: АСТ», 1998. ru. wikipedia. org/wiki/Лишайники www. *****

Варакушка на страницах районной газеты «Вятско-Полянская правда». Назвали варакушечкой. Птичка носит с собой Словно неба кусочек Голубой, голубой. (Воробьев А.В.). Варакушка птица года. И красива варакушка оперением, И красива варакушка своим пением. Изящная красавица Поет нам у реки И песни пересмешницы Уж очень хороши. На кусточке варакушка Звонко песню поет. Варакушка – птица 2012 года. Сестрица соловьиная Поет: «чак-чак-ваа-рак» За пенье бормотушечку.

«Урок Простейшие» - Тема учебного проекта Простейшие - одни из первых на Земле. Основополагающий вопрос: А так ли просты Простейшие? Какова жизнь инфузории-туфельки? Суровенкова Валентина Анатольевна, учитель биологии школы № 121 г. Н. Новгород. Что можно обнаружить в капельках аквариумной и прудовой воды? Учебные предметы: Биология, экология, география, информатика. Вопрос учебной темы: Каковы биологические особенности простейших? Цели и задачи проекта:

«Биология Класс Птицы» - Пестрая крякуша Ловит лягушек. Сердце у птиц 3-х камерное. Птицы водоемов и побережий. Птицы леса. Какие утверждения верны? Нет хозяин не боится. Два могучие крыла У хозяина… Днем спит, Ночью летает, И прохожих пугает. Основу оперения составляют контурные перья. Дневные хищные птицы. Ночные хищные птицы. Экологические группы. Мозжечок у птиц развит плохо. Ходит вразвалочку, Спотыкалочку. Грудина у многих птиц несет киль.

«Типы животных» - Головной отдел тела утолщен. Нервные (звездчатые). Коралловые полипы Прикрепленные Имеют скелет, образованный роговым веществом. Какие виды клеток расположены в эктодерме Гидры? Подошва. Сердце. Тип Моллюски. Из личинки развивается ВЗРОСЛЫЙ ЧЕРВЬ, который откладывает яйца. Личинка Бычьего цепня в мясе. Как происходит чередование поколений у кишечнополостных? Рот. План повторения. Нога. Устье. Тип Губки. Симметрия тела лучевая (радиальная). Органы выделения. Эпителиально-мускульные.

«Млекопитающие 7 класс» - Длина тела 3,5 – 8 см. Зрение развито плохо, но в темноте ориентируются прекрасно с помощью ультразвуков. Встречается в пойме р. Ворскла (Борисовский район) и в бассейне р. Лопань (Белгородский район). Да, я действительно п…….к! Землеройка обыкновенная. Селятся поодиночке и большими колониями до 3 –4 тысяч особей. Отряд Рукокрылые. Утконос, два вида ехидн, три вида проехидн. Общая характеристика класса Млекопитающие.

Значение многих биологических ресурсов в современном обществе остаётся недооценённым. Одним из источников таких ресурсов являются отдельные компоненты растительного покрова Земли. Компонентами могут служить отдельные виды, группы растений, сообщества в целом. В условиях восточно-европейских тундр к недооценённому компоненту растительного покрова в зависимости от специфики хозяйственной деятельности можно отнести лишайники, как отдельные виды и группы растений, сообщества лишайников. Многие не знают, что своеобразную группу комплексных симбиотических организмов под названием лишайники используют в сельском хозяйстве, пищевой, химической, фармацевтической, парфюмерной промышленности, в гидролизном производстве, при оценке экологических параметров окружающей среды, не говоря уже о биогеоценотическом значении этой группы организмов.

Использование лишайниковых сообществ в качестве кормовой базы северного оленеводства

Растительный покров восточно-европейских тундр, как правило, используют в качестве оленьих пастбищ. Участки, занятые лишайниковыми сообществами, являются наиболее значимыми в оленеводстве. Северное оленеводство использует обширные территории под пастбища. Площадь, необходимая для нормального питания одного оленя в течение года, равна 80–100 га. Эта величина, прежде всего, зависит от качества пастбищ, но нельзя исключать и другие факторы естественной среды (климатические условия, геоморфологическое строение, биотические связи и т.п.).

Ягель (в просторечии – мох, по-ненецки – нядей, по-коми – яла-ниш) – это особая группа лишайниковых растений, поедаемых оленями. Впервые среди русских исследователей Севера на это обратил внимание еще в 18 веке академик Иван Иванович Лепехин. Он писал, что олени питаются зимой белым, горьким и на болотах растущим мохом, называемым яголью. Лишайники - это сложные растения, представляющие собой симбиоз гриба и водоросли (одноклеточной, реже нитчатой). Тело их называется слоевищем, не разделяется на стебель и листья и имеет различную форму. Различают несколько форм лишайников: кустистую, листоватую и накипную. Для оленеводства наибольшее хозяйственное значение имеют кустистые лишайники.

В начале XX века существовало мнение среди практиков-оленеводов, что ягель является основным кормом оленей и что без ягеля олень существовать не может. Но впоследствии это мнение было опровергнуто. Да, действительно, лишайники являются важной частью рациона оленей, в отсутствии других кормов (обычно с сентября до июня), но питаясь одним ягелем олень жить не сможет. Это вызвано неполноценностью лишайникового корма. У оленей, питающихся исключительно лишайниками, нарушается баланс азотистого и солевого обмена в организме, что приводит к истощению животных.

Оленьи пастбища принято делить на четыре группы: тундровые, лесотундровые, таежные и нагорные. Оленеводческие хозяйства Ненецкого автономного округа (за исключением островов Колгуев и Вайгач) включают в себя сразу несколько видов пастбищ. Лишайниковые сообщества входят в состав всех типов. Еще один принцип деления территорий пастбищ - сезонный. Он основан на использовании оленем различных кормовых групп растений в течение года. Годичный цикл принято делить на шесть сезонов: ранневесенний, поздневесенний, летний, раннеосенний, позднеосенний и зимний.

В поздневесенний, летний и раннеосенний периоды олени используют в рационе грибы, летнезеленые и зимнезеленые корма, т.к. в них содержится большое количество протеина, витаминов и минеральных веществ. В течение этого времени олени набирают массу для перезимовки. Использование лишайниковых пастбищ ограниченно, чаще всего лишайниковые растительные сообщества вообще не используются, особенно это касается летнего периода. Полное исключение лишайников из рациона, даже в летний период, может вызывать у оленей кишечные заболевания. Лишайники, благодаря наличию в них лишайниковых кислот, оказывают вяжущее действие на слизистую оболочку кишечника оленей.

Их значение огромно в другой период времени, а именно: в позднеосенний, ранне-весенний и самый длительный в условиях заполярного круга - зимний, средняя продолжительность которого составляет 160 суток. В целом за год лишайники составляют 70-75% годового рациона оленей, являются главным источником подножного корма. В целом в течение года олень в среднем съедает 12 ц лишайников, а при раскопке снега средняя площадь, выедаемая одним оленем в середине зимы, составляет 70–100 м 2 , в конце зимы – 50–60 м 2 .

В практике оленеводства также существуют примеры, когда в наиболее трудный период года (зимний) был невелик процент употребления оленем лишайников. Таким примером может служить Чукотский полуостров. На долю ягельных кормов в зимний период приходится лишь 10-30%, а на долю травянистых - 70-90%, как правило, это зимне-зеленые корма (Карев, 1956). Особенности зимнего рациона у оленей, пасущихся в Ненецком автономном округе, также имеют свою специфику. Так, по данным Архангельского межотраслевого территориального научного центра научно-технической информации и пропаганды, опубликованным в 1989 году, известно, что на о. Колгуев в зимний период в рационе оленей преобладают подснежные зеленые растения с кустарничками – 64,9%, мхи составляют 8,5–15,2% от суточного рациона, торф и прочие примеси – 2,6–3,0%. В конце марта лишайники в рационе питания составляли 24%, а в конце ноября – 17,7%. Таким образом, у колгуевских оленей сформировался травянисто-ягельный тип кормления. На материковых пастбищах в кормовом рационе Малоземельских оленей (район р. Индига) преобладают лишайники −53,4%, доля зеленых кормов составляет 36,3%, мхов - 8,9% и торфа - 1,4%. На ягельных пастбищах Большеземельской тундры (район р. Шапкино) в рационе оленей доминируют лишайники (83,6%), сравнительно мало зеленых кормов (11,2%) и мхов (5,2%).

Питательная ценность ягеля, как основного корма, заключается в высоком содержании легкопереваримых углеводов и клетчатки, однако в них мало протеина, переваримость которого не превышает 20%. Нельзя также не упомянуть о недостаточном количестве минеральных веществ (солей) и их не переваримости. Содержание минеральных веществ составляет 2-3%. В основном это кремний (70-80% в составе золы), который не переваривается оленями. На втором месте стоят алюминий (10-20%) и железо, далее магний и калий (5-10%), остальные вещества представлены в ничтожных количествах.

Достоинством же ягельных кормов является высокое содержание хорошо переваримых и усвояемых углеводов, что позволяет оленю выжить в зимний период. Также одним из достоинств является то, что лишайники на протяжении всего года не изменяют свою питательность, а их запасы в зимний период во много раз превышают запасы зеленых кормов. Переваримость лишайников оленем составляет 70-80%, а при смешанном типе питания ягеля возрастает. Способность оленя переваривать лишайники – это одно из его главных приспособлений в условиях Крайнего Севера. Однако, это приспособление не совершенно, т.к. олени не могут использовать минеральные вещества.

Лишайниковые сообщества образуют сплошные одновидовые или полидоминантные покровы. При этом от 80 до 90% фитомассы образуют 7–8 видов кустистых лишайников (кладоний, цетрарий и т.п.). Но обычно ягели встречаются рассеяно среди других растений и не образуют сплошных покровов. Наиболее ценными в кормовом отношении являются лишайники рода Cladonia sp. (Cladonia arbuscula (Wallr.) Flot. em Ruoss, Cladonia stellaris, Cladonia rangiferina, на втором месте идут Cetraria sp. и Flavo-cetraria sp. (Flavocetraria cucullata (Bellardi) Kärnefelt, Flavocetraria nivalis (L.) Kärnefelt, Cetraria islandica (L.) Ach.). Третье, как правило, делят лишайники родов Alectoria sp. и Stereocaulon sp. (в литературных источниках разные данные).

Хозяйственное использование кустистых лишайников (главным образом как пастбищного корма, а также как возможного сырья для промышленности) должно предусматривать: во-первых, употребление только тех пастбищ, в которых подеции полностью завершили первый период существования, в результате чего образовался запас кустистых лишайников, в дальнейшем почти не увеличивающийся; во-вторых, недопущение в условиях правильной эксплуатации перестойности ягеля, т.е. длительного его пребывания во втором периоде существования, в течение которого нарастание живой массы уравновешивается ее бесполезной гибелью в результате отмирания основания подециев; в-третьих, создание условий для быстрейшего полного восстановления использованных лишайников.

Для организации правильного использования лишайниковых пастбищ Владимир Николаевич Андреев предлагал применять два показателя: наивысшего запаса живой массы лишайников, достигаемого в начале второго периода существования подеция, и срока, необходимого для восстановления, использованного при выпасе массы. Благодаря своим исследованиям он стал основателем отдельного направления науки в оленеводстве, называемого «учением о пастбищеоборотах». На основе учения о пастбищеоборотах проводятся все землеустроительные работы, которые связаны с оценкой кормового запаса пастбищ.

В ГНУ Нарьян-Марская СХОС Архангельского НИИСХ Россельхозакадемии группой исследователей, возглавляемой к.б.н. Игорем Анатольевичем Лавриненко, в течение 12 лет ведутся работы по модернизации процессов проведения землеустроительных работ на основе многозональной космической съёмки. В результате этих исследований уже сейчас возможно сократить затраты на проведение землеустроительных работ в несколько раз. В будущем планируется создать научно-обоснованную дистанционную систему оценки кормовых ресурсов оленеводческих хозяйств Ненецкого автономного округа, которая позволит, ежегодно получать достоверные данные по кормовых запасам оленьих пастбищ, при минимальных финансовых затратах.

Использование лишайниковых как корма для домашнего скота

На Крайнем Севере развитие животноводства встречает серьезные затруднения вследствие недостатка кормов, поэтому в некоторых странах местное население прибегает к заготовке лишайников. В основном используют представителей родов Cladonia sp., Cetraria sp. и Flavocetraria sp. Например, свиньи и овцы охотно поедают Cladonia arbuscula, Cladonia rangiferina и др. Одним из наиболее используемых видов лишайников является Cetraria islandica, так называемый исландский мох, который был рекомендован еще Мурреем в 1790 году.

Переваримость лишайников у баранов, свиней, овец и т.п. гораздо ниже, чем у оленей, она не превышает максимального значения в 6,5%. Потому как пищеварительные соки млекопитающих совсем не способны переварить углеводы лишайников, поэтому усвояемость этих растений организмом следует отнести за счет деятельности микробов, обитающих в пищеварительном тракте. Однако значительно целесообразней использовать лишайники в качестве добавки к сену или другим кормам, практика таких приемов известна давно в Швеции, Финляндии, Норвегии и Дании.

На основании выше изложенного едва ли можно сказать, что лишайники являются концентрированным и полноценным кормом для сельскохозяйственных животных. Тем не менее, использование этих растений при чрезвычайных обстоятельствах в качестве добавки к сену или другим кормам представляется вполне целесообразными.

Использование лишайников в пищу человеком

На севере некоторых стран Европы, Азии и Америки местное население употреб-ляет некоторые виды лишайников в пищу, примешивая их к муке и к некоторым другим пищевым продуктам. Наибольшее значение в этом отношении приобрели Cetraria islandica и лишайники рода Gyrophora sp., обитающие на скалах и камнях. Известно, что жители о. Исландия, имя которого носит лишайник, примешивают Cetraria islandica к хлебу. Впервые в России литературные данные о съедобности исландского моха опубликовал в 1802 г. могилевский аптекарь Федор Бранденбург. Также известно, что в конце XIX - начале XX века многие полярные путешественники (экспедиция Франклина) во время длительных стоянок, когда заканчивался запас продовольствия, питались исключи-тельно исландским мхом. Имеются сведения, что исландский мох можно использовать для приготовления киселя и бутербродной массы.

В пищу лишайники использует не только население северных народов, но и жители более юных регионов. Например, в степях Казахстана широко распространен лишайник аспецила съедобная (Aspicila esculenta (Pall.) Flag.), который, отрываясь от почвы, скручивается в шарики и катится по степи. Иногда он скапливается в углублениях, откуда его собирают. Этот лишайник содержит в своем составе не только углеводы, но еще около 60% щавелевокислого кальция. У местного населения Aspicila esculenta считается съедобным и примешивается к хлебу. В Японии также существует несколько видов съедобных лишайников, которые используют в пищу, например, довольно редко встречающийся лишайник умбеликария съедобная - Umbilicaria esculenta (Miyoshi) Minks, из которого готовят деликатесное блюдо - «иватаке». Лишайник собирают со скал и высушивают. Затем ее размачивают и промывают до удаления черной окраски и отваривают до мягкости. Затем «иватаке» вымачивают в уксусе или кунжутном масле и используют в салатах. «Иватаке» также едят в соевом супе или обваливают в муке и обжаривают в масле наподобие хрустящего картофеля. Конечно, «иватаке» не является повседневной пищей японцев, однако используется в чайной церемонии и подается как деликатес в ресторанах. Ежегодно собирают около 800 кг этого лишайника.

Несмотря на достаточную изученность этого вопроса, питательная ценность лишайников для человеческого организма не привлекает к себе достаточно серьезного внимания. Своеобразие углеводного комплекса лишайников и бедность их прочими составными частями придавали вопросу об их усвояемости человеком особую остроту. Примеры длительных лишайниковых диет на севере среди рыбаков, охотников и зимовщиков свидетельствуют о сильном истощении организма при исключительном питании только этими растениями. Из чего следует, что лишайники могут употребляться в пищу в качестве примесей к различным источникам питания.

Лишайники как источник желирующих веществ

Если ценность лишайников как пищевого продукта можно подвергнуть сомнениям, то использование некоторых видов лишайников в качестве источника желирующих веществ является вполне целесообразным. Одной из характерных составных частей лишайников является полисахарид лихенин, а также некоторые другие близкие к нему углеводы. Эти вещества обладают особенностью набухать и растворятся в горячей воде, при остывании раствор густеет и превращается в студень. В 1916 году Якоби рекомендовал использовать желирующее свойство лихенина для приготовления некоторых кондитерских изделий с добавлением какао или апельсинового сока. Во Франции на рубеже XIX–XX веков лихенин применяли для приготовления некоторых сортов мармелада. Также приготовляли густые кисели с добавлением к ним ягодных соков.

В Советском Союзе научились применять технологию приготовления лихенинового студня в промышленных масштабах, с высокой степенью очистки от нежелательных примесей. При качественном приготовлении студень не имеет ни вкуса, ни запаха, поэтому его можно применять вместо агар-агара или желатина в кондитерском производстве, например, при приготовлении мармеладов, желе, киселей, студней и пр., где вкус и питательное значение будут определяться прибавленными веществами, а сам студень определяет при этом форму и свойства данной пищи. Б. Кузьминский с успехом применял лихениновые растворы в качестве заменителей декстринового клея при приготовлении асбестового картона.

Использование лишайников в качестве красителей

В некоторых лишайниках групп Roccellaceae содержатся ярко окрашенные, желтые или красные вещества, которые с успехом используются жителями Севера для окраски шерстяной или хлопчатобумажной пряжи. Красящими веществами в этих лишайниках являются эритрин и леконоровая кислота. При обработке аммиаком кислота распадается на углекислоту и орсин. Последний под влиянием кислорода воздуха переходит в орцеин, который является основным красителем.

Еще в древней Греции и Риме лишайники использовали в качестве красителей, об этом упоминают Плиний и Теофраст, но в средние века это ремесло было утеряно, и лишь в XVII–XVIII вв. лишайниковые краски вновь стали предметом торговли. Но в связи с развитием анилиновых красок значительно ограничилось использование растительных красителей, поскольку синтетические обходятся дешевле, более стойки и разнообразны в своих оттенках.

Фармацевтическое (медицинское) использование лишайников

Другим направлением хозяйственного использования лишайников является фармацевтическое (медицинское). Оно основано на содержании в талломах лишайников высокомолекулярных органических соединений – «лишайниковых кислот»: усниновой, эверновой, физодовой и др. (около 230), обладающих бактериостатическими и бактерицидными свойствами. В Ботаническом институте им. В.Л. Комарова был создан препарат уснинат натрия (натриевая соль усниновой кислоты), обладающий антибактериальными свойствами. Уснинат натрия употребляют наружно при лечении инфицированных ран, трофических язв, ожогов. К лишайникам, содержащим большое количество усниновой кислоты, относятся: Alectoria ochroleuca (Hoffm.) A. Massal., Cetraria islandica, Cladonia arbuscula, Cladonia stellaris, Flavocetraria cucullata, Flavocetraria nivalis и т.д.

Лечебные свойства многих лишайников объясняются также содержанием в них витаминов А, В1, В2, В12,° C, D и др. Cetraria islandica также принимается и в лекарственных целях. Она повышает защитные свойства организма, особенно при частых заболеваниях, а также нормализует деятельность желудочно-кишечного тракта. Является хорошим противовоспалительным средством: крепким отваром обмывают раны, ожоги, делают примочки при фурункулах, пьют при опухолях горла. При язвах во рту или зубной боли также долго держат пережеванное слоевище. При изжоге, стригущем лишае делают из золы мазь на растительном масле. Также отвар из исландского мха можно использовать для профилактики цинги.

Использование лишайников в парфюмерной промышленности

Одно из важных значений лишайники имеют в парфюмерной промышленности, где из них получают резиноиды – вещества, являющиеся фиксаторами запахов для духов, а также самостоятельным ароматическим началом. Экстракт (резиноид) дубового мха Evernia prunastri (L.) используется в современной парфюмерной промышленности для фиксации ароматов. Коммерческий сбор дубового мха ведётся в странах Южной и Центральной Европы. Собранный урожай экспортируется во Францию, где перерабатывается. Кроме того, лишайники используются для получения лакмуса, например, Cetraria islandica.

Использование лишайников для получения спирта

Углеводы лишайников при нагревании с разведенной кислотой гидролизуются, почти количественно превращаясь в глюкозу. Этот сахар применяют с дрожжами для получения винного спирта. Попытки получить спирт непосредственно из лишайников не привели к положительным результатам, так как дрожи не обладают способностью превращать лихенин и близкие к нему углеводы в сахар. Поэтому для использования лишайников в качестве сырья для бродильной промышленности необходимо предварительно подвергнуть гидролизу содержащиеся в них углеводы, а уже затем производить сбраживание образовавшейся глюкозы.

Первые заводы по переработке лишайников в спирт были образованы в Щвеции в 1869 году, но из-за хищнического использования лишайниковые покровы в районах промышленных заводов исчезли, а подвоз сырья был экономически не рентабелен. Аналогичные заводы появлялись и в нашей стране. Первым гидролизным заводом, работавшим на лишайниковом сырье, был завод Фредерикса близ станции Сиверская Петербургской губернии, организованный в 1870 году. Аналогичные предприятия начали появляться в 70х годах XIX века в Псковской, Новгородской и Архангельской губерниях. В начале XX века советским ученым удалось получить из лишайников спирт довольно высоко качества. Сбраживание проводилось на основе использования Cetraria islandica и проводилось по следующей схеме: 1) освобождение материала перед гидролизом от лишайниковых кислот и 2) отделение сахаристого раствора, полученного после гидролиза, от нерастворимой массы перед сбраживанием.

В результате весь сахар, образовавшийся в процессе гидролиза лишайников, перерабатывают как и всякий другой сахаристый раствор, он может быть сброжен дрожжами в спирт. Для получения более крепкого спирта его отгоняют тем или иным способом из сброженного раствора, и полученный бесцветный 80-86% спирт с несильным, но довольно тонким и приятным ароматом можно с успехом применять для водочных изделий.

Лихеноиндикация (использование для оценки степени загрязненности воздуха)

На загрязнённость воздуха лишайники реагируют по-разному: одни прекрасно переносят загрязнение, живут только в городах и населённых пунктах, другие не переносят загрязнения вовсе. Изучая реакцию отдельных видов лишайников на загрязнение воздуха, можно дать общую оценку степени загрязненности окружающей среды, особенно атмосферного воздуха. В результате такой оценки стало развиваться особое направление индикационной экологии – лихеноиндикация.

Лишайники в городах по-разному реагируют на загрязнение воздуха и имеют ряд общих закономерностей:

1. Количество видов лишайников, площадь покрытия их на стволах и других субстратах зависят от индустриализации города и силы загрязнения его воздуха (чем выше сила загрязнения, тем ниже площадь покрытия лишайниками разных субстратов).
2. При повышении степени загрязнённости воздуха первыми исчезают кустистые лишайники, за ними – листоватые и последними – накипные.

В практике использование метода лихеноиндикации в крупных городах принято выделять так называемые «зоны лишайников». Впервые такие зоны начали выделять в Стокгольме, где стали различать три зоны: «зону лишайниковой пустыни» (фабричные районы и центр города с сильным загрязнением воздуха, где почти отсутствуют лишайники), «зону соревнования» (части города со средней загрязненностью воздуха, в ней флора лишайников бедна, виды с пониженной жизнеспособностью) и «нормальную зону» (периферийные районы города, где встречаются многие виды лишайников). Позднее такие зоны были установлены и в других городах. Современная тенденция ведет к тому, «что зона лишайниковых пустынь» в крупных городах разрастается.

Компонентами загрязненного воздуха, которые имеют отрицательное влияние на лишайники, являются: двуокись серы (SO2), окислы азота, окись углерода, соединения фтора и т.д. Двуокись серы среди них самый вредный. Экспериментально установлено, что это вещество при концентрации 0,08–0,1 мг на 1 м 3 воздуха начинает вредно воздействовать на лишайники: в хлоропластах водорослевых клеток появляются бурые пятна, начинается деградация хлорофилла, плодовые тела лишайников теряют жизненные свойства. При концентрации 0,5 мг/м 3 почти все виды лишайников вымирают. Не менее губительно на лишайники в городах воздействуют сильно измененные микроклиматические параметры условий среды – сухость, повышенные температуры, уменьшение количества поступающего света и т.п. Зная хотя бы 15–20 видов лишайников, человек способен сказать, насколько сильно загрязнён воздух в той или иной части города. Например, на этой аллее воздух сильно загрязнён (количество двуокиси серы в воздухе превышает 0,3 мг/м 3 («зона лишайниковой пустыни»), в этом парке воздух загрязнён умеренно (количество SO2 колеблется между 0,05–0,2 мг/м 3 , это можно установить по произрастанию на стволах некоторых выносливых по отношению к загрязнителям лишайников – ксантории, фисции, анаптихий, леканоры и др.), а на этом кладбище воздух довольно чистый (SO2 менее 0,05 мг/м 3), на это указывает произрастание на стволах видов естественной флоры – пармелий, алектории и др.

Биогеоценотическое значение лишайников

Велико значение лишайников в растительном покрове. Почвенно-растительный покров редкостойных лесов и открытых тундровых пространств в основном слагается из лишайников и моховых группировок, основная роль в которых принадлежит кустистым и листоватым лишайникам. Накипные формы лишайников, живущие на скалах, являются пионерами в процессе почвообразования, их значение особенно велико в горных районах и на Крайнем Севере, где широко распространены первые стадии почвообразования.

Накипные формы лишайников также имеют полезные свойства. Они реагируют на характер и состав субстрата. Это проявляется в том, что разные эпифитные лишайники селятся на разных видах (породах) деревьев, то же самое можно сказать и о лишайниках, обитающих на камнях. Это свойство зависит от состава горных пород: силикатные породы, известковые породы; кроме того, некоторые лишайники способны накапливать в слоевище некоторые элементы, такие как S, P, Ca, Fe, а также некоторые микроэлементы. Таким образом, эти виды лишайников выступают в роли индикаторов показателей определенного химического вещества в горной породе.

Практическое использование лишайников показывает, что растения, которые не привлекают к себе внимание, заслуживают значительно большего знакомства с ними, так как они могут получить широкое хозяйственное применение. Исследования лишайников и лишайниковых сообществ на этапе современной науки не стоят на месте, об этом свидетельствуют научно-исследовательские работы учёных ГНУ Нарьян-Марская СХОС Архангельского НИИСХ Россельхозакадемии, а также накопленный научный фундамент и потенциал, которые могут быть применимы для лишайниковых сообществе восточно-европейских тундр.

Являясь симбиотрофным компонентом биогеоценозов лишайники одновременно осуществляют фотосинтез, синтезируя и накапливая органические вещества, и в то же время разлагают минеральные соединения, что позволяет им первыми колонизировать субстраты, делая их пригодными для дальнейшего заселения высшими растениями. Таким образом, они участвуют в самом начале почвообразовательного процесса. Это основная и важнейшая функция лишайников в природе.

Практическое использование:

1. В высокогорных и высокоширотных экосистемах они являются одними из эдификаторных организмов и имеют большое значение для экономики этих районов. Устойчивое развитие оленеводства – базовая отрасль экономики многих народов Севера – невозможно без лишайниковых пастбищ.

2. Лихеноиндикация предполагает использование лишайников в качестве реагентов на загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами и газообразными веществами, особенно SO 2 , NO 2 , SO 3 .

3. В парфюмерной промышленности. Из эвернии сливовой Evernia prunastri получают концентрированный спиртовой экстракт, который используется в качестве ароматического компонента для некоторых духов, а также для придания духам стойкости. Этот же лишайник использовали в Древ­нем Египте для ароматизации хлеба.

4. Сырьё для получения красителей. Roccella tinctoria использовалась для приготовления синей краски, которая при добавке уксусной кислоты дает пурпурные, красные и жёлтые тона. До сих пор традиционные шотландские твиды окрашиваются только красителями, добытыми из лишайников.

5. Перспективно использование лишайников в медицинских целях. Первые сведения об использовании лишайников в медицине относятся к глубокой древности. Для этих целей их употребляли ещё в Древнем Египте 2000 лет назад. У водных экстрактов многих видов лишайников была обнаружена значительная антибактериальная активность. В 1950-е гг. из лишайников были получены препараты паралицин, применявшийся при лечении открытой формы туберкулёза лёгких; уснимицин, использовавшийся при лечении туберкулёза и некоторых кожных заболеваний; препарат "Бинан" (натриевая соль усниновой кислоты) – эффективное наружное антимикробное средство для лечения ран, нашедшее применение в хирургической практике при лечении ожогов. Исходным сырьём для приготовления препарата служат лишайники родов кладония, уснея, алектория, эверния, пармелия. Исследования в этом направлении проводятся во многих странах мира.

6. Для датирования поверхностей рельефа в лихенометрии используют наиболее долгоживущие эпилитные лишайники. В арктоальпийских ландшафтах используются в основном лишайники из рода Rhizocarpon , продолжительность жизни отдельных слоевищ которого может достигать нескольких тысяч лет.

Лекция 12. Значение грибов в природе и жизни человека

1. Вред, приносимый грибами

2. Полезные свойства грибов

1. Вред, приносимый грибами

Болезни растений. Вне нарушенных человеком фитоценозах вред травянистым и древесным растениям, приносимый грибами, невелик, более того, они выполняют важные функции регуляторов численности компонентов фитоценозов. Иная картина наблюдается в посевах сельскохозяйственных культур (агроценозах) и лесных массивах, подвергнутых антропогенному воздействию. Такие растительные сообщества часто подвержены массовым заболеваниям (эпифитотиям), которые, если не проводить специальных защитных мероприятий (посев и посадка устойчивых сортов, обработка семян и вегетирующих растений химическими веществами - фунгицидами и др.), могут вызвать гибель всей популяции.

Высокая рекреационная нагрузка на лесные массивы (вытаптывание и уплотнение почвы, приводящее к снижение аэрации корней), наличие вред­ных веществ в воздухе и почве снижают природные меха­низмы устойчивости к болезням.

Массовые болезни растений приводили к голоду и гибели населения в ме­стах, где выращивалась одна пищевая культура. Так, в 40-х гг. XIX в. от неурожая картофеля, вызванного фитофторозом, погибло и эмигрировало за океан большинство населения Ирландии, а через сто лет подобное бедствие (гибель 2 млн жителей) случилось в Бенгалии вследствие гибели риса от гельминто-спориозного ожога листьев. Грибные болезни растений, в частности ржавчина, сыграли решающую роль в перемещении центра выращивания кофе из Юго-Восточной Азии (Индии, Цейлона) в Южную Америку. На западном побережье Северной Америки рак каштанов, вызванный сумчатым грибом Cryphonectria parasitica , привел к изменению ландшафтов: каштановые леса сменились кустарниковыми зарослями.

Болезни животных и человека. Долгое время важнейшими грибными болезнями домашних животных и человека были дерматомикозы, поражающие кожу, ногти и волосы. От них очень страдал скот, часто поражались комнатные животные, от которых болезни переходили и на людей (некоторые грибы способны поражать человека и без предварительного заражения животных). В последние годы благодаря применению противогрибных сывороток, разработанных известным микологом А. X. Саркисовым, удалось снизить урон от дерматомикозов в животноводстве, а современные химические средства борьбы с грибными болезнями (фунгициды) позволяют успешно бороться и с поверхностными микозами человека.

Повреждение промышленных материалов и изделий. Обладая обширным набором ферментов, грибы могут развиваться на разнообразных субстратах и при благоприятных условиях (температура, влажность) вызывать быстрое их разрушение. На первом месте среди таких грибов стоят ксилотрофы, разрушающие древесину. Выше было сказано, что эти грибы играют важную экологическую роль, разрушая мертвые части деревьев и освобождая связанный в них углерод. Однако они являются бичом для деревянных строений. Особенно опасна группа кортициевых базидиомицетов (с лепешкообразными плодовыми телами), которые чрезвычайно агрессивны и очень быстро превращают деревянные изделия в труху. Для их развития необходима высокая влажность воздуха, поэтому они сильно поражают деревянные полы в деревенских домах с плохо проветриваемыми подвалами, бани, сваи мостов на границе вода – воздух и другие строения. Для защиты деревянных шпал на железных дорогах проводится дорогостоящая пропитка защитными химическими веществами.

Грибы освоили и другие материалы, такие, как кожа и ее заменители, стекло, бумага, даже углеводородное топливо. Ежегодно во всем мире затра­чиваются огромные средства для борьбы с грибами, создают специальные режимы хранения в библиотеках, архивах, чтобы препятствовать их разви­тию. Невосполнимые потери приносят повреждения грибами раритетов (на­пример, старинных манускриптов) и произведений искусства (картин, фре­сок, исторических зданий). Специальные лаборатории, в которых изучают грибы, вызывающие биокоррозию, и разрабатывают методы защиты от них, созданы на заводах, в научно-исследовательских институтах, крупных биб­лиотеках.