Что такое ягель? Такой вопрос кажется странным, потому что большинство из нас знает, что ягель - это растение, обитающее на просторах тайги и тундры, являющееся основной пищей северных оленей. Но не все так просто. Давайте подробнее разберемся с этим вопросом.
Описание
Ягель - это лишайник рода Cladonia. Представляет собой уникальный живой организм - симбиоз грибов и микроскопических синезеленых водорослей (цианобактерий).
Как выглядит ягель? Это растение имеет особенное строение: вегетативное тело без корней и листьев (по-научному называется таллом или слоевище), внешне напоминает небольшой кустик с очень тонкими извилистыми "ветвями". В высоту достигает в среднем 10-15 см. Цвет лишайника может быть разным: белесым, желтоватым, розовым, светло-коричневым.
Ягель - это растение, которое не способно регулировать водный баланс, поскольку у него нет корней и листьев. Слоевище некоторое время удерживает дождевую воду или растаявший снег, но быстро теряет влагу и переходит в анабиоз - неактивное состояние, при котором может очень долго находиться без воды. После очередного дождя или выпадения росы ягель очень быстро возвращает активную жизненную форму, возобновляя метаболизм.
Но природа все продумала. Во влажном "живом" состоянии слоевище ягеля мягкое, упругое. При высыхании оно твердеет, приобретает хрупкость и сильно крошится. Ветер разносит по окрестности мельчайшие обломки, которые при благоприятных условиях начинают расти. Так ягель размножается (вегетативный способ).
Места произростания
Теперь вы знаете, как выглядит ягель, что это за организм. Продолжим описание удивительного растения.
Где растет ягель? Его родиной является север. Он покрывает большие площади тундры, растет на открытых участках тайги, в сосновых лесах, на болотах, высоко в горах. Селится на стволах деревьев, пнях, камнях, неплодородной почве. Встречается на всех северных европейских территориях, на севере Канады, на просторах Гренландии, в Сибири, на Урале. Ботаники утверждают, что этот лишайник может расти и в тропических широтах.
Растение ягель отличается высокой устойчивостью к морозам, засухам, хорошо переносит перепады температур, никогда не болеет.
Растет ягель очень медленно - всего 3-5 мм в год.
Виды ягеля
Второе название ягеля - кладония (Cladonia rangiferina). Растение имеет несколько видов, самыми распространенными из которых являются:
- кладония альпийская - вырастает в высоту до 20 см, таллом имеет кустистый, предпочитает песчаные почвы, открытые пространства;
- кладония оленья - самый крупный ягель. Это именно то растение, которое так любят олени (откуда и название). Наиболее широко вид распространен в умеренных и северных широтах;
- кладония мягкая - отличается характерным зеленовато-серым цветом, высоту имеет всего 5-7 см;
- кладония лесная - имеет зеленовато-желтый или светло-серый окрас, высота одного лишайника не превышает 10 см, высоко ценится северными народами, имеет жгуче-горький вкус;
- кладония неприглаженная - лишайник окрашен в светло-желтый или зеленовато-серый цвет, вырастает до 10-12 см в высоту, часто растет на мхах, распространен в основном в Западной Сибири;
- кладония тонкая - лишайник кустится слабо, отличается прямостоячими "веточками", имеет красивый бело-зеленый или голубовато-зеленый цвет, чаще встречается в средней полосе Европы.
Все эти виды ягеля являются ценным кормом для животных, широко используются в народном хозяйстве.
Место ягеля в природе и народном хозяйстве
На севере, где растительность очень скудная, ягель составляет более половины рациона северных оленей, также это ценный корм для маралов, кабарги и других животных.
Его очень часто добавляют к рациону домашних животных - коров и свиней. Этот лишайник богат углеводами, по питательности 100 кг ягеля приравнивается к 300 кг свежего картофеля.
Растение в вареном и сушеном виде используют в пищу представители северных народов. Им украшают жилища.
Огромную ценность представляет ягель для медицины. Он по сути является очень сильным антибиотиком. Усиновая кислота, не так давно найденная в ягеле, активно убивает туберкулезную палочку. В народной медицине его используют при язвенной болезни, варикозном расширении вен, патологиях щитовидной железы, для лечения кашля и нормализации работы кишечника.
Ягель - это мох или лишайник?
Очень часто ягель называют "оленьим" или "исландским мхом". Потому что растение является основной пищей северных оленей и очень распространено на территории Исландии - "страны льдов". Однако это название народное, оно не отражает биологические особенности организма. Поэтому на вопрос, ягель - это мох или лишайник, правильным будет только один ответ: это растение - лишайник.
Как упоминалось выше, ягель - это симбиоз гриба и микроскопической водоросли. Так вот, если их разделить между собой, то грибы погибают, а водоросли продолжают развиваться.
Основной причиной миграции северных оленей является то, что после их выпаса на ягелевом пастбище его восстановление занимает от 10 до 15 лет. Потому что ягель растет крайне медленно.
Растение не имеет выраженного запаха, но северные олени могут находить его под снегом толщиной до 1 метра. Ученые пока не выяснили, как это происходит.
Так как ягель отлично впитывает влагу, на севере его одевают новорожденным вместо подгузников.
А благодаря тому что он подавляет рост гнилостных бактерий, им обкладывают на севере продукты, чтобы они не портились при комнатной температуре.
Русское название лишайники получили за визуальное сходство с проявлениями некоторых кожных заболеваний, получивших общее название «лишаи». Латинское название происходит от греческого (лат. Lichen) и переводится как бородавка, что связано с характерной формой плодовых тел некоторых представителей.
За неблагозвучным названием этих растений скрывается удивительный по своеобразию мир.
Как организмы лишайники были известны ученым и в народе задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст (371 – 286 до н. э.) «отец ботаники», дал описание двух лишайников – уснеи (Usnea) и рочеллы (Rocella. Постепенно количество известных видов лишайников возрастало. В XVII веке было известно только 28 видов. Французский врач и ботаник Жозеф Питтон де Турнефор в своей системе выделил лишайники в отдельную группу в составе мхов. Хотя к 1753 году было известно свыше 170 видов, Карл Линней описал только 80, охарактеризовав их как «скудное крестьянство растительности», и включил вместе с печёночниками в состав «наземных водорослей».
Но началом лихенологии (науки о лишайниках - 1803 год) по праву считается Эрик Ахариус, ученик Карла Линнея. Он выделил лишайники в самостоятельную группу и впервые систематизировал 906 описанных на то время видов.
Первым на симбиотическую природу в 1866 году указал врач и миколог Антон де Барии, а в 1869 г ввёл термин «симбиоз». В 1869 году ботаник Симон Швенденер распространил эти представления на все виды. В том же году русские ботаники Андрей Сергеевич Фаминцын и Осип Васильевич Баранецкий обнаружили, что зеленые клетки в лишайнике - одноклеточные водоросли. Эти открытия были восприняты современниками как «удивительнейшие», так как до конца 60 – х годов 19 века исследователи считали их обычными растениями, а видимые под микроскопом зелёные клетки внутри слоевища – фотосинтезирующей тканью.
Многие исследователи пытались искусственно получить лишайник из различных клеток водорослей и грибов, но это удалось только в 1980 году В. Ахмаджяну и Х. Хеккалю. Американские ученые сумели «соединить» водоросль и гриб, выращенный из споры.
Во всех остальных случаях опыты прекращались на середине. Нашли по источникам и уникальный случай взаимодействия водоросли и гриба. На основании проведенных в лаборатории опытах, американские ученые предположили, что бурая водоросль Аскофиллум узловатый (A. nodosum) имеет облигатную потребность в грибе Mycosphaerella ascophylli и их симбиоз можно охарактеризовать как лишайниковый, но в отличие от традиционных лишайников в данном симбиозе наблюдается преобладание водоросли, а не гриба. Это означает лишь то, что взаимоотношения этих организмов разнообразнее и сложнее.
Сейчас насчитывается около 25 тыс. видов лишайников. И каждый год ученые обнаруживают и описывают десятки и сотни новых неизвестных видов.
Облик этих растений причудлив и разнообразен. Известны палочковидные, кустистые, листоватые, плёнчатые, клубкообразные, «голые» и густо покрытые чешуйками (филлокдадиями) лишайники, имеющие слоевище в виде булавы и плёнки, бороды и даже «многоэтажных» башен.
В зависимости от внешнего облика различают три основных морфологических типа: накипные, листоватые и кустистые лишайники. В природе лишайники занимают несколько экологических ниш: эпилитные, эпифитные, эпиксильные, напочвенные и водные.
Эпилиты очень многочисленны, это растения, произрастающие на голых камнях и скалах. Сюда относятся из накипных лишайников представители родов аспицилия, леканора, лецидея, ризокарпон; из листоватых - дерматокарпон, коллема, пармелия, фисция.
Эпифиты обживают ветви и стволы деревьев и кустарники. К эпифитам принадлежат накипные лишайники графис, леканора, псора; листоватые - коллема, лептогиум, пармелия, фисция; кустистые - кладония и уснея.
Эпиксилы сравнительно немногочисленны, к ним принадлежат растения, заселяющие мертвую, гниющую древесину, а также старые деревянные постройки. Среди накипных эпиксилов известны растения из родов леканора и псора; среди листоватых - пармелия и фисция; среди кустистых - кладония и уснея. Напочвенные лишайники, заселяющие также моховой «ковер», относятся к родам лецидея (накипные), кладония, уснея (кустистые), цетрария, пельтигера, солорина, (листоватые). Собственно водным лишайником является лишь американская гидротирия жилковатая. Все остальные лишайники приспособились выдерживать затопление, но не переселяются в воду окончательно. Это дерматокарпон речной, лецидея беловато-голубоватая, ризокарпон темный и др.
Внешнее строение
Лишайники - это симбиотические организмы, тело которых (таллом), образованно соединением грибных клеток (микобионт) и водорослевых и/или цианобактериальных (фотобионт) клеток во внешне кажущемся однородным организме.
Внутреннее строение этих организмов также неодинаково. Наиболее примитивно устроены некоторые накипные лишайники. Клетки водорослей у них равномерно распределены между нитями гриба (гифами) по всему слоевищу. Такие лишайники называются гомеомерными.
Талломы более высоко организованных лишайников имеют несколько слоёв клеток, каждый из которых выполняет определённую функцию. Такие лишайники называются гетеромерными.
Снаружи находится защитный коровой слой, состоящий из плотного сплетения грибных гиф и окрашенный в различные цвета.
(от белого до ярко-жёлтого, коричневого, сиреневого, оранжевого, розового, зелёного, синего, серого, чёрного).
Этот поверхностный слой из плотно переплетенных гиф, позволяющий лишайникам быстро впитывать окружающую влагу в сырую погоду и так же быстро высыхать, что спасает их клетки от перегрева и переохлаждения.
Под верхним коровым слоем расположена зона водорослей. Водорослевые клетки окружены тонкими грибными гифами. Ниже расположена сердцевина. Это самый толстый слой таллома. Бесцветные грибные гифы сердцевины лежат рыхло, между ними остаётся воздушное пространство. Это и обеспечивает свободный доступ внутрь слоевища углекислого газа и кислорода, которые необходимы лишайнику для фотосинтеза и дыхания. Снизу таллом защищён нижним коровым слоем.
Таллом накипных лишайников - это корочка «накипь», нижняя поверхность плотно срастается с субстратом и не отделяется без значительных повреждений. Это позволяет им жить на оголённой почве, на крутых склонах гор, деревьях и даже на бетонных стенах. Иногда накипной лишайник развивается внутри субстрата и снаружи совершенно не заметен.
Листоватые лишайники имеют вид пластин разной формы и размера. Они более или менее плотно прикрепляются к субстрату при помощи выростов нижнего коркового слоя.
Кустистые имеют более сложное строение. Таллом образует множество округлых или плоских веточек. Растут на земле или свисают с деревьев, древесных остатков, скал. На субстрате они прикрепляются только у своего основания.
К субстрату лишайники прикрепляются особыми выростами, расположенными на нижней стороне таллома, - ризоидами (если выросты сформированы только гифами нижней коры), или ризинами (если эти выросты включают в себя также сердцевинные гифы).
На поверхности слоевища располагаются круглые диски с узкой выемкой, напоминающие маленькие блюдца. Это апотеции, внутри которых созревают споры. Они или едва различимы, или хорошо видны, ярко окрашены и украшают тело лишайника.
Апотеции лишайника Parmelia sulcata, на поверхности видны соредии.
У некоторых лишайников на слоевище или внутри него располагаются особые образования – цефалодии, представляющие собой ассоциацию гриба и цианобактерии. Само слоевище обычно содержит зелёную водоросль. Лишайники могут быть двух и трёх компонентными.
Лишайники, состоящие из гриба одного вида и цианобактерии (сине-зелёной водоросли) (цианолишайник, например, Peltigera horizontalis) или водоросли (фиколишайник, например, Cetraria islandica) одного вида, называют двухкомпонентными; лишайники, состоящие из гриба одного вида, и двух видов фотобионтов (одной цианобактерии и одной водоросли, но никогда не двух водорослей или двух цианобактерий), называют трёхкомпонентными (например, Stereocaulon alpinum).
Строение гетеромерного лишайника на примере Sticta fuliginosa:
a - корковый слой, b - гонидиальный слой, c - сердцевина, d - нижняя кора, e - ризины.
Водоросли, встречающиеся в слоевище лишайников, называются фикобионтами лишайников. По своему систематическому отношению они относятся к различным отделам: к сине- зеленым (cyanophyta), зеленым (chlorophyta), желто- зеленым (xanthophyta) и бурым (phaeophyta) водорослям.
Слоевище лишайников очень разнообразно по окраске, размерам, форме и строению. Окраска слоевища лишайников зависит от наличия пигментов, которые откладываются в оболочках гиф, реже в протоплазме.
Пигменты - химические соединения, которые поглощают свет определенной длины волны. Хлорофилл - это пигмент, поглощающий фиолетовые, синие и красные лучи, при этом отражающий зеленые, поэтому он и обусловливает зеленый цвет растений и ряда водорослей.
Хлорофиллы «b» и «с» - вспомогательные пигменты, которые расширяют спектр поголощения света при фотосинтезе и передают свою энергию хлорофиллу «а». Среди пигментов, которые также передают свою энергию на хлорофилл «а», у водорослей известны многочисленные каротиноиды и фикобилины. Каротиноиды обычно оранжевого, красного, бурого и желтого цвета, они поглощают свет в сине-зеленой области спектра. Считают, что роль многих каротиноидов не светоулавливающая, а светозащитная, т. к. они поглощают потенциально опасное излучение. Наличие этих пигментов приводит к тому, что они могут маскировать зеленый цвет хлорофиллов, и тогда водоросли приобретают бурую, желтоватую, золотистую и коричневатую окраску.
Фикобиллины - водорастворимые пигменты, которые присутствуют у красных, синезеленых и криптофитовых водорослей. Именно они обуславливают сине-зеленую, различные оттенки красного и розового цветов у этих водорослей. В последние годы фикобилины используются в научных целях как химические метки для антител, а также как метки клеток тканей при изучении опухолей.
Иногда цвет слоевища зависит от окраски лишайниковых кислот, которые откладываются в виде кристаллов или зернышек на поверхности гиф.
Большинство лишайниковых кислот бесцветны, но некоторые из них окрашены, и иногда очень ярко – в желтый, оранжевый, красный и другие цвета. Окраска кристаллов этих веществ определяет и окраску всего слоевища. И здесь важнейшим фактором, способствующим образованию лишайниковых веществ, является свет. Чем ярче освещение в месте произрастания лишайника, тем ярче он окрашен. Предполагают, что окрашенные наружные слои защищают нижележащие клетки водорослей от чрезмерной интенсивности освещения.
В коре и сердцевине лишайников образуются сложные жирные кислоты и производные таких соединений, как орсинол и антрахинон. Некоторые из этих веществ неприятны на вкус и делают лишайники несъедобными для животных. Другие, отличающиеся приятным ароматом, используются в парфюмерной промышленности, а некоторые – для производства красителей. Способность синтезировать те или иные соединения – важный систематический признак лишайников.
Питание лишайников.
Водоросли или цианобактерии двухкомпонентных лишайников питаются автотрофно. В трёхкомпонентных лишайниках водоросль питается автотрофно, а цианобактерия, по-видимому, питается гетеротрофно, осуществляя азотфиксацию. Гриб питается гетеротрофно ассимилятами партнера(ов) по симбиозу. Но единого мнения о возможности существования свободноживущих форм симбионтов в настоящее время нет.
Рост лишайников
Лишайники – многолетние растения. Обычно возраст взрослых слоевищ, которые можно увидеть где-нибудь в лесу на стволе деревьев или на почве, составляет не менее 20 – 50 лет. В северных тундрах возраст некоторых кустистых лишайников рода кладония достигает 300 лет. Есть среди них и сверхдолгожители, возраст которых 3000 лет. Растут лишайники медленно, в год накипные прибавляют всего 0,2 – 0,3 мм, а кустистые и листоватые 2 – 3 мм.
В связи с очень медленным ростом, лишайники могут выжить только в местах, не заросших другими растениями, где есть свободные площади для фотосинтеза. На влажных участках, они зачастую проигрывают мхам.
Лишайники, как правило, предъявляют скромные требования к потреблению минеральных веществ, получая их, большей частью, из пыли в воздухе или с дождевой водой, в связи с этим они могут жить на открытых незащищённых поверхностях (камни, кора деревьев, бетон и даже ржавейщий металл). Преимуществом лишайников является терпимость к экстремальным условиям (засухе, высоким и низким температурам (от −47 до +80 градусов по Цельсию, около 200 видов обитают в Антарктике), кислой и щелочной среде, ультрафиолетовому излучению). В мае 2005 года проводились эксперименты на лишайниках Rhizocarpon geographicum и Xanthoria elegans, показавшие, что эти виды, по крайней мере в течение примерно двух недель смогли продержаться вне земной атмосферы, то есть в крайне неблагоприятных условиях.
Многие лишайники специфичны к субстрату, одни хорошо развиваются только на щелочных породах, например, известняке или доломите, другие на кислых, не содержащих извести силикатных породах, таких как кварц, гнейс и базальт. Лишайники-эпифиты также предпочитают определенные деревья: выбирают кислую кору хвойных или берёзовых или осно́вную ореховых, клёна или бузины. Ряд лишайников сами выступают в качестве подложки для других лишайников. Нередко формируется типичная последовательность, в которой различные лишайники нарастают друг на друга. Есть виды, которые постоянно живут в воде, например, Verrucaria serpuloides.
Лишайники, как и другие организмы, образуют сообщества. Примером лишайниковых ассоциаций является сообщество Cladonio-Pinetum - лишайниковые сосновые лес.
Размножение лишайников
По хаpактеpу полового споpоношения лишайники относят к двум классам: сумчатые (pазмножаются споpами, созpевающими в сумках), к котоpым относятся почти все pазновидности лишайников, и базидиальные (споpы созpевают в базидиях), насчитывающие всего несколько десятков видов.
Pазмножение лишайников осуществляется половым и бесполым (вегетативным) способами. В pезультате полового пpоцесса обpазуются споpы гpиба лишайника, котоpые pазвиваются в закpытых плодовых телах – пеpитециях, имеющих узкое выводное отвеpстие ввеpху, или в апотециях, шиpоко откpытых к низу. Пpоpосшие споpы, встpетив соответствующую своему виду водоpосль, обpазуют с ней новое слоевище.
Вегетативное pазмножение заключается в pегенеpации слоевища из небольших его участков (обломков, веточек). У многих лишайников есть специальные выросты – изидии, которые легко отламываются и дают начало новому слоевищу. В других лишайниках образуются крошечные гранулы (соредии), в которых клетки водоросли окружены плотным скоплением гиф; эти гранулы легко разносятся ветром.
Все необходимое для жизни лишайники получают из воздуха и атмосферных осадков и при этом не имеют специальных приспособлений, предотвращающих поступление в их тела различных загрязнителей. Особенно губительны для лишайников различные окислы, образующие при соединении с водой кислоты той или иной концентрации. Поступая в таллом, такие соединения разрушают хлоропласты водорослей, равновесие между компонентами лишайника нарушается, и организм гибнет. Поэтому многие виды лишайников быстро исчезают с территорий, подверженных значительному загрязнению. Но оказывается не все.
Некоторые не только выживают, но увеличивают территорию своего распространения. В Московской области почти повсеместно и обильно встречается незаметный, но очень устойчивый Scoliciosporum chlorococcum - корковый вид, в начале века также не указываемый для Средней России.
В любом случае гибель отдельных видов должна быть тревожным сигналом не только для людей, проживающих в какой – либо конкретной местности, но и для всего человечества.
Так как лишайники очень чувствительны к загрязнению воздуха и погибают при высоком содержании в нём угарного газа, соединений серы, азота и фтора их можно использовать в качестве живых индикаторов чистоты окружающей среды. Такой метод был назван лихеноиндикацией (от греч. "лихен"-лишайник).
Значение лишайников.
Благодаря лишайниковым кислотам (совместный продукт грибного и водорослевого партнёрства) лишайники выступают в природе как пионеры растительности. Они участвуют в процессах выветривания и почвообразования.
Но лишайники отрицательно действуют на памятники архитектуры, вызывая их постепенное разрушение. По мере развития слоевища лишайников деформируются и пузырятся, а в образовавшихся полостях возникает особый микроклимат, способствующий разрушению субстрата. Именно поэтому лишайниковая мозаика на поверхности древних памятников очень тревожит реставраторов и хранителей старины.
На торфяниках лишайники тормозят рост кустарничков. Иногда участки почвы между подушками лишайников и сосудистыми растениями полностью лишены растительности, так как лишайниковые кислоты воздействуют и непосредственно и на расстоянии (подтверждено лабораторными опытами).
Лишайниковые кислоты не только тормозят, но и стимулируют рост некоторых организмов. В тех местах, где произрастают лишайники, прекрасно чувствуют себя многие почвенные микроскопические грибы и бактерии.
Лишайниковые кислоты имеют горький вкус, поэтому едят их только некоторые улитки и северные олени, которые очень любят ягель, тундровую кладонию.
В тяжёлые голодные годы люди часто при выпечке хлеба добавляли измельчённые в муку лишайники. Для удаления горечи их предварительно обдавали кипятком.
Лишайники издавна были известны как источник получения полезных химических веществ. Более 100 лет назад лихенологии обратили внимание на то, что под воздействием растворов йода, щёлочи и белильной извести окрашиваются в разные цвета. Лишайниковые кислоты в воде не растворяются, но растворяются в ацетоне, хлороформе, эфире. Многие из них бесцветны, но есть и окрашенные соединения: желтые, красные, оранжевые, фиолетовые.
На Севере России их до сего момента используют как красители.
В медицине лишайники применяли ещё древние египтяне за 2000 лет до нашей эры. Их кислоты обладают антибиотическими свойствами.
Карл Линней в1749 году упоминал о семи лекарственных видах лишайников. Из пармелии скальной в то время делали тампоны для остановки кровотечения из носа, из кладонии красноплодной готовили средство от кашля. С успехом применяли препараты для лечения кожных заболеваний, ожогов, послеоперационных ран.
Лекарственные препараты цетрарии исландской используют как в официальной, так и народной медицине для лечения заболеваний верхних дыхательных путей, бронхиальной астмы, туберкулеза, инфекционных заболеваний кожи, гнойных ран и ожогов. Во многих странах, в том числе и в России, готовят лечебные сиропы и пастилки.
Фармакологические исследования показали, что натриевая соль усниновой кислоты обладает бактериостатическими и бактерицидными свойствами относительно стафилококков, стрептококков и бактерии субтилис. Её отвар поднимает тонус организма, регулирует деятельность желудка, лечит заболевания дыхательных путей. Лекарственный препарат натрия уснинат был разработан в Ботаническом институте им. В. Л. Комарова в Петербурге и в честь этого института назван бинаном. Бинан на пихтовом бальзаме заживляет ожоги, а спиртовой раствор помогает при ангине.
Самое неожиданное применение в парфюмерии, хотя и было это известно в 15 – 18 веке. В древнем Египте из них получали порошок, который использовали для приготовления пудры.
Лишайниковые кислоты, полученные из разных видов пармелий, еверний и рамалин, обладают способностью фиксировать запахи, поэтому их и сегодня используют в парфюмерной промышленности. Спиртовой экстракт из лишайников (ризиноид) добавляют в духи, одеколоны и мыла. Вещества, которые содержатся в Эвернии сливовой являются хорошими закрепителями ароматов, поэтому их применяют для изготовления духов и ароматизации хлеба.
Некоторые лишайники употребляют в пищу. В Японии, например, считается деликатесом гирофора съедобная (gyrophora tsculenta)-растущий на скалах листоватый лишайник. Давно известна под названием «лишайниковая манна», астицилия съедобная(Asticilia esculenna), образующая своеобразные «кочующие» шаровидные комочки в степях, пустынях и засушливых горных областях. Ветер иногда переносит эти шарики на большие расстояния. Возможно отсюда и возникло библейское предание о «манне небесной», ниспосланный Богом евреям, странствовавшим по пустыне на пути из египетского рабства. А в самом Египте эвернию шелушащуюся (Evernia furfuracea) добавляли в выпекаемый хлеб, чтобы он долго не черствел.
По составу лишайников с помощью разработанных шкал и формул определяют концентрацию в воздухе различных загрязняющих веществ. Они являются классическими биологическими индикаторами. Также всей поверхностью лишайники впитывают дождевую воду, где концентрируется много токсических газов. Наиболее опасны для лишайников окислы азота, угарный газ, соединения фтора. В последнее десятилетие показало, что самое негативное воздействие на них оказывают соединения серы, особенно серистый газ, который уже в концентрации 0,08-0,1 мг/м угнетает большинство лишайников, а концентрация 0,5мг/м губителен практически для всех видов.
Многими исследователями используются как для картирования территорий, так и для трансектных исследований, трансплантационных, в экологическом образовании и т. д.
Лишайники успешно используют в экологическом мониторинге.
Служат индикаторами окружающей среды, так как проявляют повышенную чувствительность к химическому загрязнению. Устойчивости к неблагоприятным условиям способствует невысокая скорость роста, наличие различных способов извлечения и накопления влаги, развитые механизмы защиты.
Российские исследователи М. Г. Нифонтова и её коллеги установили, что лишайники накапливают радионуклеотиды на несколько величин больше, чем травянистые растения. Кустистые лишайники накапливают больше изотопов, чем листоватые и накипные, поэтому для контроля за радиоактивностью в атмосфере выбирают именно эти виды. Напочвенные лишайники накапливают в основном цезий и кобальт, а эпифиты – преимущественно стронций и железо. Эпилиты, растущие на камнях, накапливают совсем мало радиоактивных элементов. Вымывание изотопов из талломов сильно заторможено, в связи с длительными периодами обезвоживания, поэтому лишайники служат барьером для дальнейшего распространения губительной радиации. Благодаря способности накапливать изотопы, лишайники используются как индикаторы радиоактивного загрязнения среды.
Определение лишайниковых зон
Загрязнители воздуха нарушают пигментную систему фотосинтеза, окисляя хлорофилл, и нарушая процесс транспорта органических веществ.
Степень загрязнённости воздуха можно определить по следующим показателям
1. лишайниковая пустыня – полное отсутствие лишайников
2. зона соревнования – лишайниковая зона бедна
3. Нормальная зона – встречаются многие виды лишайников
Степень загрязнения воздуха оценивают по обилию различных лишайников
Степень загрязнения Кустистые лишайники Листовые лишайники Накипные лишайники
Загрязнений нет Встречаются Встречаются Встречаются
Слабое загрязнение Отсутствуют Встречаются Встречаются
Среднее загрязнение Отсутствуют Отсутствует Встречаются
Сильное загрязнение Отсутствуют Отсутствует Отсутствует
Чувствительность к атмосферным загрязнителям
Среднечувствительные виды высокочувствительные виды некоторые виды пармелий (бороздчатая, скальная) и кладоний уснеи (хохлатая, пышная), цетрария сизая, кладония неприглаженная,
(порошистая, бахромчатая). гипогимния вздутая, ксантория настенная (золотянка).
В Подмосковье произрастает несколько сотен видов лишайников, в Москве около
90. Они чувствительны к загрязнениям и поэтому служат хорошими индикаторами окружающей среды.
Анализ проведенного исследования
При анализе жизненных форм лишайников было выявлено, что из собранных нами образцов имеются накипные, листоватые и кустистые формы. Воздушная среда загрязнена (т. к. кустистых видов мало), но умеренно, т. к два кустистых вида все же встречается на нашей территории, а листоватые виды представлены сравнительно большим числом видов.
Нами были исследованы деревья, растущие вдоль автомобильных дорог по улицам Школьная, Садовая, Тополиная, Мира. Улица Школьная - это улица с высокой степенью движения транспорта, преобладающим является легковой транспорт. На улицах Садовая, Мира и Тополиная степень интенсивности движения транспорта средняя.
В ходе исследования нами определено:
На деревьях, растущих вдоль автомобильных дорог встречаются следующие виды лишайников: оранжевая ксантория, серо-зеленая пармелия, пепельно-серая гипогимния и зеленая водоросль
Загрязнение воздуха сказывается и на внешнем виде. Лишайники преждевременно стареют. По мере приближения к источнику загрязнения слоевища лишайников становятся толстыми, компактными и почти совсем утрачивают плодовые тела.
Преобладающим лишайником, на исследуемых улицах, является оранжевая ксантория.
Ксантория настенная (золотянка): а) - в нормальном состоянии, б) - в угнетенном состоянии. Колонии этих растений приобретают специфические очертания полумесяца, потому что центральные части их слоевищ отстают от субстрата и выпадают, хотя края лопастей скорости роста не снижают. Слоевища угнетенных лишайников обильно покрыты соредиями - маленькими шаровидными тельцами.
По объездной дороге встречаются деревья, на которых вместе с лишайниками растет зеленая водоросль.
На деревьях встречаются только зелёные водоросли.
Тревогу вызывают показатели исследований, проведенных в вдоль Каширо – Симферопольского шоссе. Здесь совсем не выявлено лишайников. На деревьях встречаются только зелёные водоросли.
Атмосфера испытывает сильное загрязнение. Это связано с антропогенным влиянием на данную территорию: сказывается близкое расположение автострады и заправочной станции.
(по Сернандеру)
1 – 2 – Нормальная
7 – 10 0,08 – 0,10 Борьбы (I)
10 0,10 – 0,30 Борьбы (II)
Провели исследование территории по определению степени загрязнения воздуха, используя простейший тест на чистоту воздуха по видовому составу лишайников. В ходе обследования определяется наличие на каждом стволе липы – стандартного объекта исследований лишайников кустистой, листоватой и накипной формы. Затем в соответствии с простейшей шкалой для определения степени загрязнения воздуха определяется степень загрязнения.
Простейшая шкала для определения степени загрязнения воздуха
Степень загрязнения Наличие лишайников
I слабое загрязнение исчезают кустистые лишайники
II среднее загрязнение исчезают листоватые и кустистые лишайники
III сильное загрязнение исчезают кустистые, листоватые и накипные лишайники – «Лишайниковая пустыня
По результатам теста составляется карта загрязнения воздуха по морфологической (жизненной) форме лишайников.
По лихенофлористическому списку в соответствии с таблицей: составляется карта загрязнений воздуха по видовому составу лишайников.
Шкала для определения степени загрязнения воздуха по лихенофлористическому списку
Степень загрязнения воздуха Лишайники
0 зона лишайников нет, только водоросль Плеврококкус на деревьях и камнях очень сильного загрязнения
1 зона лишайник Леканора сильного загрязнения
2 зона лишайник Ксантория на камнях уменьшения загрязнения
3 зона Пармелия на камнях, на деревьях отсутствует уменьшения загрязнения
4 зона серые листоватые лишайники появляются на стволах деревьев относительно чистый воздух
5 зона появляются кустистые лишайники, в том числе и Эверния зона чистого воздуха
6 зона Кустистые лишайники, в том числе и Уснея очень чистый воздух
В связи с угрозой надвигающейся экологической катастрофы, и возникшей необходимостью выявлять антропогенные изменения состояния природной среды сформировалась потребность в организации специальной информационной системы – системы наблюдения и анализа состояния природной среды, называемой мониторингом.
Экологический мониторинг подразделяется на биологический и географический.
Биологический мониторинг направлен на выявление и оценку антропогенных изменений, связанных с изменением биоты, биологических систем, на оценку состояния этих систем.
Главное внимание в биологическом мониторинге уделяется наблюдениям за биологическими последствиями, откликами, реакциями биологических систем на внешние воздействия, на изменения состояния природной среды.
Биологическому мониторингу уделяется большое внимание по следующим причинам:
Во-первых, измерение физических и химических параметров загрязненности природной среды более трудоемко по сравнению с методами биологического мониторинга;
Во-вторых, в окружающей человека среде нередко присутствует не один, а несколько токсических компонентов.
Разумеется, биологический мониторинг не подменяется и не вытесняет физико-химических методов исследования состояния природной среды. Однако его использование позволяет повысить точность прогнозов в экологической обстановке, сложившейся в результате деятельности человека.
Например: по некоторым видам лишайников можно довольно точно установить концентрацию сернистого газа в воздухе. Если на стволах деревьев присутствуют пармелии, алектории и др. , значит, воздух чист; если же лишайники на деревьях полностью отсутствуют, значит, концентрация двуокиси серы в воздухе превышает 0,3мг/м3.
В местах постоянного антропогенного воздействия лишайники исчезают. Это говорит о том, что атмосфера данной местности загрязняется, негативное антропогенное воздействие велико.
Ежедневно мы слышим предостережение об экологической опасности.
Однако призывы к спасению и защите природы останутся словами, если каждый человек не осознает главного: человечество стоит на пороге экологической катастрофы, здесь нет преувеличения. 40% населения живут в неблагоприятных экологических условиях, а еще 20% - в зонах экологического бедствия. Поэтому решение экологических проблем – одна из наиболее важнейших задач сегодняшнего времени.
Проведя эту работу, мы не только расширили свои знания, но и убедились в том, что лишайники – не только интересный, необычный, но и трудный для определения и изучения в лабораторных условиях объект. Совершенно иначе стали относиться к этим маленьким, неповторимым созданиям природы. Какие же героические усилия приходится прикладывать им, чтобы выжить. Берегите их! Не тревожьте это сказочное Берендеево царство. Повнимательнее смотрите вокруг себя. Ведь в лесу не просто деревья, пни, разбросанные веточки, камни, а сказочные. Как богато они украшены! И делают их такими лишайники. А какую неоценимую услугу они оказывают учёным и всем нам.
Планируем провести трансплантационное исследование (перенести лишайники с низким классом полеотолерантности, то есть с высокой чувствительностью в выделенные нами зоны антропогенного воздействия.
Ход работы.
1. Взяли кусочек слоевища разных лишайников вместе с субстратом. Зарисовали, сфотографировали и измерили длину данных объектов (кустистые, листоватые, накипные лишайники)
2. Прикрепили кусочки лишайников на стенах, коре деревьев, в разных участках села.
3. Наблюдаем за объектами.
4. Через полгода или год снимем их, измерим, зарисуем
5. Сравним их внешний облик с первоначальным по фото и по рисунку
6. Выясним, с какими лишайниками произошли изменения, а с какими нет.
Такое исследование позволит или подтвердить, или опровергнуть предположение о том, что современные среднегодовые концентрации действительно ниже значения 0,05мг/м³, и современная лихеноиндикационная картина связана именно с тем, что должно пройти порядка 10 – 15 лет, прежде чем снижение антропогенного прессинга станет заметным по лишайникам.
Корреляция значений индексов полеотолерантности и среднегодовых концентраций диоксида серы в воздухе.
Индекс полеотолерантности концентрация SO2, мг/м³ Зона
(по Сернандеру)
1 – 2 – Нормальная
2 – 5 0,01 – 0,03 Смешанная (I)
5 – 7 0,03 – 0,08 Смешанная (II)
7 – 10 0,08 – 0,10 Борьбы (I)
10 0,10 – 0,30 Борьбы (II)
0 более 0,3 Лишайниковая пустыня
Согласно полученным данным можно судить о среднегодовых концентрациях диоксида серы в воздухе.
Решили провести ещё одно наблюдение.
Результаты исследования.
Название улицы Кол-во деревьев Кол-во деревьев, на Виды лишайников Преобладающие виды которых располагаются лишайники
Школьная Серо-зеленая пармелия, Серо-зеленая пармелия оранжевая ксантория
Садовая Пепельно-серая гипогимния, равномерно оранжевая ксантория
Тополиная Серо-зеленая пармелия, до перекрестка преобладает оранжевая ксантория, зеленые оранжевая ксантория и зеленые водоросли. водоросли, от перекрестка распределение лишайника равномерное зеленая водоросль отсутствует.
Мира Пепельно-серая гипогимния, оранжевая ксантория оранжевая ксантория
Каширо – Симферопольское шоссе зеленые водоросли
Сильное загрязнение Среднее загрязнение Загрязнения почти нет (низкое загрязнение)
Зеленые водоросли на стволах деревьев. Листоватые лишайники на стволах деревьев Листовые лишайники на деревьях (серо-зеленая
(оранжевая ксантория). пармелия и пепельно-серая гипогимния).
Изучение водорослей, входящих в состав лишайников.
Демонстрация работы перед учащимися в 6 классе при изучении темы «Лишайники»
Отчёт о проделанной работе.
Ягель (олений мох) принадлежит к роду кладония. Его очень часто путают со мхом. Это растение, относящееся к роду лишайников, насчитывает в себе более 40 видов.
Лишайник ягель , или о лений мох . Это один из самых крупных наших лишайников, высота его достигает 10-15 см. Отдельное растение ягеля напоминает какое-то причудливое дерево в миниатюре - у него есть более толстый «ствол», поднимающийся от земли, и более тонкие извилистые «ветви». И ствол и ветви к концам постепенно становятся тоньше и тоньше. Кончики их почти совсем сходят на нет - они не толще волоса.
Ягель имеет беловатую окраску. Во влажном состоянии ягель мягкий, упругий. Но после высыхания он твердеет и становится очень хрупким, легко крошится. Достаточно малейшего прикосновения, чтобы от лишайника отломились кусочки. Эти мельчайшие обломки легко переносятся ветром и способны дать начало новым растениям. Именно с помощью таких случайных обломков в основном и размножается ягель.
Растёт как в холодном, так и тёплом климате, в хорошо осушаемой, открытой среде. Олений мох с легкостью переносит большие температурные перепады, выживает на палящем солнце, после затяжных засух восстанавливается при малейшем поступлении влаги. В основном произрастает в альпийской тундре, обладает чрезвычайно высокой морозостойкостью. Растет на деревьях, камнях, пнях.
Растёт очень медленно: 3-5 мм в год. Для восстановления пастбища после выпаса оленей может потребоваться несколько десятилетий. Чтобы избежать истощения пастбищ, дикие олени постоянно мигрируют.
2. Виды ягеля
Кладония альпийская состоит из полых цилиндрических выростов высотой до 20 см, имеет кустистое слоевище. Этот вид лишайника предпочитает песчаные почвы, открытые солнцу полянка. Часто растет в сосновых лесах, на болотах. В лишайнике выражена антимикробная активность. Он содержит усиновую кислоту. Используется в медицине.
Кладония оленья это самый крупный лишайник из рода кладоний. Ягель этого вида обитает на песчаных почвах, в тундре, сосновых лесах, болотах и торфяниках. Широкое распространение этот олений мох получил в умеренных и северных широтах. Также он является основным кормом для северных оленей.
Кладония мягкая образует зеленовато-серые подеции. Растет до 7 сантиметров в высоту. Распространен в умеренных и северных широтах. Растет на торфе, песчаной почве сосновых лесов, пнях. Является отличным кормом для северных оленей.
Кладония лесная отличается серовато-зеленым или зелено-желтым окрасом. Растет до 10 сантиметров в высоту. Вкус жгуче-горький. Растет в умеренных и северных широтах. Любит торфяные почвы, открытые солнечные места в сосновых лесах, песчаные почвы. Ценный вид лишайника, служит кормом скверных оленей.
Кладония неприглаженная зеленовато-серый или светло-желтый, высотой до 10 сантиметров. Любят расти на мхах, песчаной почве. Распространен в Западной Сибири. Очень ценный вид, является кормом для северных оленей.
Кладония тонкая — отличается прямостоячими или полегающими веточками. Кустится слабо, имеет бело-зеленую или голубовато–зеленую окраску. Обитает на гнилых пнях, песчаных почвах, торфяниках в средней полосе Европейской части. Также является ценным видом.
3. Роль ягеля
Ягель составляет до 1/3 рациона северных оленей. Ценность ягеля состоит в высокой питательности, он богат углеводами, хорошо усваивается оленями.
Его используют и как дополнительный корм для других животных. Его поедает марал и кабарга. Сушеный ягель добавляют к комам коровам и свиньям.
Олений мох имеет высокую пищевую ценность. Так 100 килограмм ягеля в питании животных заменяют 300 килограмм картофеля.
Ягель используют в пищу и коренные народы севера. Его едят вареным, добавляют в пищу в сушеном виде. У этих народов ягель заменяет подгузники новорожденным, так как обладает отличными впитывающими свойствами. Его используют для украшения оконных пространств.
4. Лечебные свойства ягеля
Лечебные свойства ягеля стали известны людям не так уж давно. Ученые в ягеле нашли сильный антибиотик, он останавливает рост гнилостных бактерий, препятствует их размножению. Это свойство ягеля использовалось многими северными народами, чтоб сохранить мясо в теплое время года. С этой целью мясо обкладывали со всех сторон ягелем, оно длительное время не портилось даже при комнатной температуре.
Кислота, обнаруженная в ягеле, убивает туберкулезную палочку. Усиновая кислота, убивая туберкулезную палочку, сохраняет микрофлору кишечника. На основе ягеля разработали многие антибиотики.
В народной медицине ягель применяется при туберкулезе, язвенной болезни, атеросклерозе, заболеваниях щитовидной железы, варикозном расширении вен, кашле, гастрите, как средство, очищающее кровь, нормализующее работу кишечника.
5. Статус и охрана
Ягель растет очень медленно. Его уничтожение оленями на одном пастбище, вынуждает пастухов постоянно перегонять стада в поисках новых пастбищ. Для полного восстановления съеденного пастбища надо от 10 до 15 лет. Но большие площади произрастания этого лишайника позволяют находить новые пастбища, а старым — восстанавливаться.
Оленьи пастбища нуждаются в охране.
Олений мох, несмотря на свое название, мхом по сути не является. Это растение является представителем группы кустарниковых лишайников рода Кладония. Состоит он из небольшого слоевища и разветвленных веточек. Особенность данного растения в том, что его с одинаковой вероятностью можно встретить как в полярном, так и тропическом климате.
Разновидности оленьего мха
Олений мох – это отдельный вид лишайников, в который входит более 40 подвидов. Интересно узнать, как правильно называется олений мох, ведь мхом он, как мы уже выяснили, не является. Итак, второе название оленьего мха – ягель.
Наиболее ценными подвидами ягеля являются кладония оленья, кладония альпийская, кладония лесная, кладония мягкая и кладония неприглаженная. Все они объединены тем, что по мере роста и развития у них исчезает корковидное слоевище, а также то, что лишайник напоминает кустик с большим количеством веточек.
С развитием растения нижняя часть подеций отмирает и нарастает верхний слой. Обильный прирост биомассы делает ягель привлекательным для северных оленей.
Как размножается олений мох?
Ягель является наиболее крупным из лишайников. В высоту он может достигать 10-15 см. Размножение его осуществляется следующим образом: ветви лишайника со временем высыхают и становятся ломкими, крошатся и отламываются, а поскольку они очень легкие, они разносятся ветром на большие расстояния.
На верхушках и краях этих веточек имеются плодовые тела округлой формы красного или коричневого цвета. В них содержатся споры, с помощью которых растение успешно размножается.
Полезные свойства оленьего мха
Лечебные свойства ягеля известны людям довольно давно. В нем содержится сильный антибиотик, который способен остановить рост и размножение гнилостных бактерий. Северные народы активно использовали это знание для сохранения мяса в теплое время.
Кислота, присутствующая в лишайнике, убивает , сохраняя при этом микрофлору кишечника. Именно на основе ягеля были разработаны многие современные антибиотики.
В народной же медицине до сих пор ягель применяется при туберкулезе, язве, атеросклерозе, кашле, гастрите, для очищения крови, при варикозном расширении вен и заболеваниях щитовидной железы.
Благодаря своей питательной ценности, ягель востребован как кормовое растение для крупного рогатого скота и свиней. Для сравнения – 1 центнер ягеля заменяет 3 центнера картофеля.
Природа крайнего Севера не радует человеческий глаз особым разнообразием, больше всего здесь растет мхов и лишайников. Так ягель или олений мох не только используется для кормления животных и утепления стен в землянках, но и как лечебное средство, способное поставить на ноги человека, истощенного постоянным холодом и простудными заболеваниями.
Полезные свойства ягеля
Ягель, исландский или олений мох – на самом деле это не мох и даже не растение, лишайники относятся к особому разряду организмов, которые представляют собой симбиоз водорослей, бактерий и грибов. Благодаря такому необычному «составу» они могут расти практически везде – в знойных пустынях, на Крайнем Севере или голых камнях. Коренные народы Севера издавна использовали ягель для лечения заболеваний органов дыхания, пищеварения, для активизации защитных сил и укрепления иммунитета. Жителям средней полосы и жарких стран о полезных свойствах ягеля раньше было известно гораздо меньше, но сегодня его используют повсеместно.
По мнению врачей, ягель – превосходный аналог натурального антибиотика , входящая в его состав урсиновая кислота уничтожает многие болезнетворные микроорганизмы и предотвращает гниение тканей. В старину, поранившиеся охотники обкладывали рану лишайником и могли больше не беспокоиться за ее чистоту, гной в ране не образовывался. Сегодня врачи говорят о способности ягеля уничтожать туберкулезную палочку, олений мох начали использовать для лечения разных форм туберкулеза, но, пока, научного подтверждения эта теория не имеет.
Кроме урсиновой кислоты в состав ягеля входит множество других активных компонентов, например, слизь, которая обволакивает слизистые оболочки дыхательных путей и пищеварительного тракта и помогает справиться с кашлем, болями при гастрите, язве желудка и с другими заболеваниями .
Удивляет высокое содержание в ягеле витаминов и минералов, причем находящихся в легкоусвояемой для человеческого организма форме, так олений мох содержит витамины группы В, витамин А, С и другие, микроэлементы: железо, медь, титан, йод, никель, марганец, хром, барий и многие другие. Такое высокое содержание полезных веществ делает ягель не только высококалорийным питанием для парнокопытных, но ценнейшей биологически активной добавкой для человека, которая поможет ему быстро восстановить силы после болезни и укрепить свой иммунитет.
Ягель используют для лечения :
- заболеваний дыхательных путей – при кашле, простуде, ангине, бронхите;
- заболеваний органов желудочно-кишечного тракта – при гастрите, язве желудка и кишечника, запорах;
- кожных заболеваний – при трофических язвах, ранах, фурункулезе и так далее;
- туберкулеза – в качестве вспомогательного средства;
- заболеваний щитовидной железы;
- снижения иммунитета – действует как иммуномодулятор.
Лечение ягелем в домашних условиях
1. Отвар из ягеля – помогает при простудных заболеваниях и поражениях органов ЖКТ. Для его приготовления 2 ст л сухого, измельченного ягеля заливают 2 ст холодной воды, на водяной бане доводят до кипения, охлаждают и процеживают. Такой отвар выпивают в течение дня, за 2-3 раза при простуде, заболеваниях желудочно-кишечного тракта и для укрепления иммунитета. Курс лечения может быть разным – от нескольких дней до месяца и больше. Для лечения ран, пролежней, трофических язв используют также отвар из ягеля, из него делают примочки и обмывают поврежденную поверхность 3-4 раза в день до полного выздоровления;
2. Кисель из ягеля – для лечения более тяжелых заболеваний 100 гр сухого ягеля заливают 1 л воды, настаивают в течение нескольких часов, добавляют 1 ч л соды, затее сливают воду, заливают смесь 0,5 л кипятка и варят на медленном огне 30 минут. Готовую смесь процеживают, охлаждают и дают больному по 12 ст 2-3 раза в день;
3. Ягель с молоком – используется для лечения сильного сухого кашля при хроническом бронхите, эмфиземе легких и так далее. Для этого 1 ст л сухого мха заливают 1 ст кипятка, кипятят под крышкой и процедить. Пить теплым, 1 раз в день перед сном, до исчезновения кашля;
Кроме всего вышеперечисленного, отвар из ягеля можно использовать для лечения запоров, угрей и заболеваний щитовидной железы. При наличии серьезных заболеваний внутренних органов перед применением отваров или киселя из ягеля необходимо проконсультироваться со своим лечащим врачом.
