Porosty - organizmy symbiotyczne

Porost jest trwałym układem symbiotycznym tworzonym przez grzyb oraz jednego lub kilku partnerów fotosyntetyzujących, którymi może być zielenica lub sinica. Powiązanie to jest przykładem symbiozy: grzyb dostarcza wodę i sole mineralne, a zielenica lub sinica – produktów fotosyntezy. Niektóre teorie mówią jednak, że związek ten ma bardziej niewolniczy charakter: grzyb, który może rozmnażać się płciowo, więzi partnera czerpiąc z niego pokarm i ograniczając jego wzrost oraz uniemożliwiając mu rozmnażanie płciowe. Ten typ współżycia nazwano helotyzmem. W niektórych systematykach porosty traktowane są też jako grupa taksonomiczna w obrębie grzybów, tzw. grzyby lichenizujące.

Budowa i czynności życiowe porostów

Ciało porostów ma postać plechy, która ze względu na stopień rozczłonkowania może być: skorupiasta (np. wzorzec geograficzny Rhizocarpon geographicum), listkowata (np. płucnica islandzka Cetraria islandica) lub krzaczkowata (różne gatunki chrobotków Cladonia i brodaczek Usnea). 

Ze względu na stopień komplikacji budowy wewnętrznej wyróżnia się plechy homeomeryczne (niewarstwowane), w których komórki glonów rozmieszczone są w całej plesze mniej więcej równomiernie, oraz heteromeryczne (warstwowane), w których grzyb i glon tworzą wyraźnie wyodrębnione warstwy.

RnHlMwf0G4Itq

Grafika przedstawia budowę dwóch typów plech porostów. W górnej części grafiki przedstawiono budowę plechy niewarstwowanej. Komórki glonów w postaci zielonych, owalnych punktów są luźno i dość równomiernie rozmieszczone pomiędzy strzępkami grzybów, które przedstawiono jako kremowe, kręte linie. Między nimi widoczne są także brązowe, skręcone linie. W dolnej części grafiki przedstawiono budowę plechy warstwowej. Składa się z kolejnych warstw: górnej warstwy korowej, warstwy glonowej, warstwy rdzeniowej oraz dolnej warstwy korowej. U dołu ilustracji znajdują się chwytniki w postaci niewielkich, brązowych punktów. W warstwie glonowej pogrupowane są zielone, owalne, spore punkty przedstawiające glony. W warstwie środkowej widoczne są strzępki grzyba.

Rozmnażanie

Porosty jako układ symbiotyczny rozmnażają się głównie wegetatywnie przez fragmentację plechy oraz za pomocą sorediów (urwistków) i izydiów (wyrostków), które zawierają zarówno komórki zielenicy lub sinicy, jak i strzępki grzyba. Dzięki temu mogą dawać początek nowym plechom. Grzyb tworzący porost może również rozmnażać się płciowo, lecz jego zarodniki nie zawierają partnera fotosyntetyzującego. Powstanie nowego porostu wymaga więc ponownego nawiązania symbiozy między grzybem a zielenicą lub sinicą.

Urwistki zbudowane są z komórek zielenicy lub sinicy oplecionych strzępkami grzyba. Powstają w wyspecjalizowanych obszarach i wydostają na zewnątrz po przerwaniu warstwy korowej. Wyrostki są okrytymi korą wyrostkami plechy, zawierającymi strzępki grzyba i fotosyntetyzującego partnera. Urwistki i wyrostki są roznoszone przez wiatr, co przyczynia się do rozprzestrzeniania organizmu.

Znaczenie w przyrodzie i gospodarce człowieka

Porosty są samożywne i mają bardzo niskie wymagania życiowe, dlatego mogą zasiedlać tereny niedostępne dla innych organizmów (skały, wieczną zmarzlinę), stając się organizmami pionierskimi. Wydzielają do podłoża kwasy porostowe kruszące skały, przez co przyczyniają się do zapoczątkowywania procesów glebotwórczych.

Wykazują wysoką wrażliwość na zanieczyszczenia powietrza, co czyni je dobrymi bioindykatorami. Specyficzna wrażliwość poszczególnych gatunków na dwutlenki siarki (SOIndeks dolny 2₂) w atmosferze jest podstawą tzw. skali porostowej, wykorzystywanej w lichenoindykacji – metodzie bioindykacji polegającej na określaniu stopnia zanieczyszczenia powietrza SOIndeks dolny 2₂ na podstawie występowania na danym terenie określonych gatunków porostów.

Wiele gatunków porostów wykorzystywanych jest w przemyśle, np. płucnica islandzka (Cetraria islandica) w przemyśle farmaceutycznym, mąkla tarniowa (Evernia prunastri) w przemyśle perfumeryjnym, a orselka barwierska (Roccella tinctoria) w przemyśle chemicznym. Niektóre gatunki są źródłem pokarmu dla wielu zwierząt, np. krusznica jadalna (Lecanora esculenta). Będąc dominującym elementem tundry, porosty tworzą miejsce schronienia dla drobnych zwierząt bezkręgowych.

Skala porostowa

Poniżej podano wskaźnikowe gatunki porostów występujących w Polsce. Jeśli na korze drzew na danym terenie znajduje się np. pustułka pęcherzykowata, oznacza to, że stężenie SOIndeks dolny 2₂ na tym obszarze mieści się w granicach 50–70 μmug/mIndeks górny 3³ powietrza.

Klasyczna skala porostowa była związana głównie z oddziaływaniem SO₂, ale współczesna jakość powietrza i rozmieszczenie porostów zależą również od:

• związków azotu,

• pyłów,

• zakwaszenia podłoża,

• wilgotności,

• struktury siedliska,

• gatunku i właściwości kory drzewa.

Należy zaznaczyć, że podane wartości stężenia w powietrzu są wartościami orientacyjnymi.

Podsumowanie

• Porosty to symbiotyczne organizmy samożywne, będące trwałym połączeniem grzyba (najczęściej workowca) z autotroficznym partnerem: zielenicą lub sinicą.

• W relacji tej grzyb dostarcza wodę z solami mineralnymi i chroni partnera, natomiast zielenica lub sinica dostarczają produkty fotosyntezy (substancje organiczne).

• Ze względu na kształt plechy wyróżnia się porosty skorupiaste (ściśle przylegające do podłoża), listkowate (rozszerzone i płaskie) oraz krzaczkowate (odstające, często rozgałęzione).

• Pod względem budowy wewnętrznej plechy dzielą się na homeomeryczne (komórki glonów rozmieszczone równomiernie) oraz heteromeryczne (wyraźny układ warstwowy).

• Cała plecha porostów rozmnaża ssię wyłącznie wegetatywnie za pomocą fragmentacji plechy oraz specjalnych struktur: urwistków (sorediów) powstających wewnątrz plechy i wyrostków (izydiów) tworzących się na jej powierzchni.

• Jako organizmy pionierskie porosty potrafią zasiedlać skrajnie trudne środowiska (np. gołe skały), gdzie dzięki wydzielaniu kwasów porostowych kruszą podłoże i inicjują procesy glebotwórcze.

• Są doskonałymi bioindykatorami czystości powietrza, ponieważ wykazują dużą wrażliwość na stężenie dwutlenku siarki; zjawisko to wykorzystuje się w tzw. skali porostowej.

• W przyrodzie stanowią źródło pokarmu dla zwierząt (szczególnie w tundrze) oraz zapewniają schronienie drobnym bezkręgowcom.

• W gospodarce człowieka wykorzystuje się je w przemyśle farmaceutycznym, perfumeryjnym oraz chemicznym do produkcji barwników.

Ćwiczenia utrwalające