Porosty - Polski Serwis Naukowy

Zróżnicowanie morfologiczne porostów

Porosty (łac. Lichenes z gr. λειχήνα, leichena) – tradycyjna nazwa licznej grupy grzybów (ponad 20%), określanych jako zlichenizowane, tworzących obligatoryjne symbiozy głównie z prokariotycznymi cyjanobakteriami (Cyanobacteria) lub eukariotycznymi zielenicami (Chlorophyta). Jako samodzielna jednostka taksonomiczna, przestała istnieć w 1981 roku w wyniku zmian, wprowadzonych przez Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury Botanicznej. Pojęcie to ujmowane jest obecnie w kategoriach ekologicznych (podobnie jak grzyby mikoryzowe), a nie systematycznych. Systematyka i nomenklatura porostów dotyczy ich komponenta grzybowego.

Sinice, cyjanofity, cyjanobakterie, cyjanoprokariota (Cyanobacteria) – gromada organizmów samożywnych, dawniej uznawanych za rośliny, według nowszej taksonomii zaliczanych do Procaryota (prokarioty, królestwo bakterii). Nazwa tradycyjna Cyanophyta (końcówka -phyta – roślina), stosowana w taksonomii wcześniejszej, kładzie nacisk na te właściwości, które upodabniają sinice do organizmów roślinnych – zdolność do tlenowej fotosyntezy oraz obecność chlorofilu. To podobieństwo jest o tyle naturalne, że chloroplasty roślin powstały w wyniku endosymbiozy z sinicami – są po prostu uwstecznionymi sinicami.

Formacja skalna (popularnie, potocznie skałka) – naturalna, wypukła forma terenu o wysokości zwykle od kilku do kilkudziesięciu metrów, występująca na szczytach lub zboczach gór i wąwozów.

Nauka zajmująca się porostami to lichenologia.

Występowanie

Porosty są organizmami pionierskimi, porastającymi korę drzew, kamienie, gleby najbardziej ubogie i raczej suche, zwane też "glebami poligonowymi". Występują niemalże na wszystkich długościach i szerokościach geograficznych. Najwięcej gleb poligonowych znajduje się w tundrze, a także na pustyniach i stepach. Gleby tundrowe, pustynne i stepowe należą do bardzo ubogich w przyswajalny azot i dlatego porosty asymilują azot z atmosfery przy pomocy cyjanobakterii, znajdujących się w zgrubieniach plechy, zwanych cefalodiami. Asymilacja azotu przez porosty (a właściwie sinice) zachodzi w zakresie temperatur -5 °C - 35 °C.

Zielenice (Chlorophyta) – . Zielenice stanowią jedną z trzech linii rozwojowych roślin (obok glaukofitów i krasnorostów). Współcześnie dzielone są na dwie lub cztery równorzędne grupy (gromady). W rygorystycznych ujęciach taksonomicznych do zielenic zaliczane są także rośliny lądowe, przy czym dla takiego ujęcia stosuje się odrębną nazwę rośliny zielone. Termin zielenice oznacza w aktualnym ujęciu wszystkie linie rozwojowe roślin zielonych po wyłączeniu z nich roślin lądowych.

Bazydiospory, zarodniki podstawkowe – zarodniki wykształcane przez grzyby z gromady podstawczaków (Basidiomycota). Bazydiospory są połączone z końcami struktur zwanych podstawkami (basidium). U wielu gatunków 4 bazydiospory łączą się z jedną podstawką.

Porosty spotkać można na korze drzew (epifity), drewnie (epiksylity), glebie (epigeity) oraz na naturalnych i antropogenicznych podłożach skalnych, takich jak skałki, kamienie i głazy narzutowe, beton, tynk, cegły, eternit, dachówki (epility). Duża grupa porostów zasiedla różne podłoża, gatunki takie określamy jako ubikwistyczne. Na przykład niektóre chrobotki (chrobotek szydlasty Cladonia coniocraea, chrobotek strzępiasty Cladonia fimbriata) osiedlają się głównie na murszejących pniakach, często jednak występują także na glebie, korze drzew, a nawet pokrytym cienką warstewką gleby podłożu skalnym.

Askospory – haploidalne zarodniki (mejospory) workowe, typowe dla workowców, powstające w workach. Przed wytworzeniem askospor następuje kariogamia, a po niej mejoza. Askospory powstają wewnątrz worka (endogenicznie) w wyniku tzw. swobodnego wytwarzania komórek (tj. po podziale jąder niezwiązanym ściśle z podziałem cytoplazmy). Zwykle w worku powstaje osiem askospor (więcej u Dipodascaceae, cztery np. u Ascocybe sp.) Askospory niektórych grzybów pasożytniczych są czynnikiem zakażającym, np. podłużne, unoszone przez wiatr zarodniki buławinki czerwonej.

Wiązanie azotu cząsteczkowego — zjawisko włączania atomów azotu pochodzących z cząsteczek tego pierwiastka (N2) w związki chemiczne. Azot cząsteczkowy jest stosunkowo słabo reaktywną jego postacią i jako gaz stanowi większość ziemskiej atmosfery. Nawet w wodzie większość azotu to rozpuszczony azot cząsteczkowy. Z drugiej strony, ma istotne znaczenie biologiczne, gdyż jako makroelement wchodzi w skład aminokwasów i nukleozydów oraz ich pochodnych, takich jak polipeptydy, białka, kwasy nukleinowe, ATP, NAD+ i in., a także chityny i innych związków (oraz metabolitów tych związków). Wiązanie azotu jest niezbędnym etapem biogeochemicznego cyklu azotu, dzięki któremu może on przejść z atmosfery do hydrosfery i litosfery, a przede wszystkim biosfery.

Budowa i czynności życiowe porostów

Budowa

Porosty tworzą plechy, które mogą mieć dwie postacie. Komponenty grzybowe i glon mogą być rozmieszczone równomiernie (plecha homeomeryczna) lub komponenty ułożone są warstwowo (plecha heteromeryczna). W drugim przypadku wyróżniamy korę górną (grzyb), warstwę glonową i niżej warstwa strzępek grzyba.

Międzynarodowy Kodeks Nomenklatury Botanicznej (ang. International Code of Botanical Nomenclature, ICBN) – zespół zasad i zaleceń dotyczących tworzenia nazw naukowych (systematycznych) roślin stosowanych w botanice, stanowiących nomenklaturę botaniczną.

Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny z grupy niemetali. Zawartość w górnych warstwach Ziemi wynosi 0,0019%. Stabilnymi izotopami azotu są 14N i 15N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości). Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotany oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).

Plecha porostów może mieć następujące formy:

nitkowata;

krzaczkowata – porozgałęziana i wzniesiona (zwisająca w wypadku porostów nadrzewnych);

listkowata – lekko odstaje od podłoża i przypomina pofałdowany na brzegach liść;

skorupiasta – płaska i ściśle przylegająca do podłoża, np. skały, muru lub kory drzewa;

proszkowata – płaska i przylegająca do podłoża, mniejsza od skorupiastej.

Wiek pospolitych u nas porostów nadrzewnych i naziemnych jest określany z reguły na kilka do kilkunastu lat; najbardziej długowieczne z tej grupy żyją 50-100 lat. Porosty naskalne o plechach skorupiastych mogą dożywać od 2 do 4,5 tysiąca lat (np. wzorzec geograficzny Rhizocarpon geographicum). Najwolniej rosną porosty o plechach skorupiastych, np. wzorzec geograficzny przyrasta rocznie 0,25–0,5 mm, pawężnice (Peltigera) 1-3 cm rocznie.

Język grecki albo greka — język indoeuropejski z grupy helleńskiej, w starożytności ważny język basenu Morza Śródziemnego. W cywilizacji Zachodu zaadaptowany obok łaciny jako język terminologii naukowej, wywarł wpływ na wszystkie współczesne języki europejskie, a także część pozaeuropejskich i starożytnych. Od X wieku p.n.e. zapisywany jest alfabetem greckim. Obecnie, jako język nowogrecki, pełni funkcję języka urzędowego w Grecji i Cyprze. Jest też jednym z języków oficjalnych Unii Europejskiej. Po grecku mówi współcześnie około 15 milionów ludzi.

Glukoza (dokładniej: D-glukoza), C6H12O6 – węglowodan należący do cukrów prostych z grupy aldoheksoz. Jest białym, drobnokrystalicznym ciałem stałym, z roztworów wodnych łatwo krystalizuje jako monohydrat. Bardzo dobrze rozpuszczalna w wodzie (nie zmienia pH roztworu), nierozpuszczalna w etanolu. Ma słodki smak, nieco mniej intensywny od sacharozy.

Symbioza

W symbiozie komponent grzybowy, określany jako mikobiont, należy w przeważającej części (ok. 98%) do workowców (Ascomycota), rzadziej grzybów podstawkowych (Basidiomycota) lub grzybów niedoskonałych (Deuteromycota). Komponentami autotroficznymi, określanymi mianem fotobiont, są zielenice lub sinice. Najczęściej spotykanym fotobiontem są przedstawiciele rodzajów trebouksja (Trebouxia) i trentepolia (Trentepohlia) – zielenice oraz trzęsidło (Nostoc) – sinica. Wymienione rodzaje występują w plechach ponad 90% gatunków porostów. Inne, stosunkowo często współtworzące porosty zielenice, to Coccomyxa, Chlorella i Cystococcus. Większość porostów współtworzą zielenice, sinice zawiera 8% porostów, np. Peltigera, Collema, Leptogium, Stereocaulon i Lichinia. Związki między tymi organizmami mogą mieć różny charakter - od bardzo swobodnego po bardzo ścisły i jest różnie interpretowany. Niektórzy uważają go za związek mutualistyczny, inni jako symbiozę antagonistyczną (helotyzm, pasożytnictwo, endosaprofityzm, glonopasożytnictwo). Obok podstawowego, niektóre porosty zawierają także dodatkowy gatunek fotobionta, który umieszczony jest zazwyczaj w określonych partiach plechy – cefalodiach. Na plechach porostów mogą także występować grzyby naporostowe – w formie pasożytów, saprobiontów lub organizmów parasymbiotycznych. Z tego powodu plechy porostów porównuje się często do miniaturowych ekosystemów.

Piżmowół, wół piżmowy (Ovibos moschatus) – gatunek ssaka łożyskowego z rzędu parzystokopytnych, jedyny przedstawiciel rodzaju Ovibos Blainville, 1816.

Epifit (porośle, aerofit) – roślina rosnąca na innej roślinie, ale nie prowadząca pasożytniczego trybu życia. Korzysta z innego gatunku jako podpory, a odżywia się samodzielnie. Wyrasta w miejscach, gdzie gromadzi się martwa materia organiczna (np. w kącie gałęzi/pędu) lub osiedla się na pędach innych roślin, a składniki odżywcze i wodę pobiera z powietrza lub opadów.

Współtworzące porosty sinice mają zdolność wiązania azotu atmosferycznego, co ma istotne znaczenie w warunkach braku łatwo przyswajalnych jego form. Sinice przekazują grzybom również powstałą w wyniku fotosyntezy glukozę. Zielenice zaś przekazują sacharydy takie jak: erytrytol, tetrytol, rybitol lub sorbitol.

Diaspora, propagula – dowolna część rośliny lub grzyba, która przeniesiona na odległość może dać początek nowemu organizmowi. Diaspory dzielą się na generatywne i wegetatywne.

Gleba - biologicznie czynna powierzchniowa warstwa litosfery, powstała ze skały macierzystej pod wpływem czynników glebotwórczych (głównie organizmów żywych, klimatu i wody) i podlegająca stałym przemianom. Gleba składa się z trzech faz:

Rozmnażanie

Rozmnażanie porostów następuje w wyniku wytwarzania diaspor, które podzielić można na diaspory zlichenizowane oraz diaspory niezlichenizowane. Diaspory zlichenizowane to różnego typu wytwory, np. wyrostki – izydia lub urwistki – soredia (powstające w soraliach), złożone ze strzępek mikobionta i komórek fotobionta, które po oddzieleniu od plechy macierzystej mogą w sprzyjających warunkach odtworzyć nowy organizm o identycznych cechach genetycznych. Diaspory niezlichenizowane są wyłącznymi wytworami grzybni mikobionta. Zaliczyć można do nich zarodniki (mejospory) – askospory lub bazydiospory, których wytworzenie poprzedzone jest procesem płciowym, typowym dla danej grupy grzybów. Powstają one w charakterystycznych dla danego rodzaju grzyba owocnikach (np. perytecja – otocznie lub apotecja – miseczki) oraz konidia (mitospory), tworzonych z wyspecjalizowanych strzępek grzybni wegetatywnej, zazwyczaj w różnego typu owocowniach (np. pyknidiach). Propagacja diaspor odbywa się biernie, za pośrednictwem wiatru, wody lub zwierząt. W przypadku diaspor niezlichenizowanych, utworzenie nowej plechy (lichenizacja) możliwe jest tylko w wyniku bezpośredniego kontaktu rozwijającej się z diaspory grzybni mikobionta z komórkami odpowiedniego fotobionta. Zjawisko to nie odgrywa zapewne głównej roli w procesie rozprzestrzeniania się porostów. Reprodukcja porostów następuje także w wyniku mechanicznej fragmentacji plech (np. u naziemnych chrobotków Cladonia spp.).

Mikoryza - występujące powszechnie zjawisko, polegające na współżyciu korzeni lub innych organów, a nawet nasion roślin naczyniowych z grzybami (dotyczy około 85% gatunków roślin wyższych z całego świata). Tego typu symbioza daje obu gatunkom wzajemne korzyści, polegające na obustronnej wymianie substancji odżywczych – rośliny mają lepszy dostęp do wody i rozpuszczonych w niej soli mineralnych, ale także do substancji regulujących ich wzrost i rozwój, które produkuje grzyb, ten zaś korzysta z produktu fotosyntezy roślin - glukozy. Odkrycia mikoryzy dokonał w roku 1880 polski botanik, Franciszek Kamieński[potrzebne źródło].

Chlorella (Chlorella) – , podczas gdy . Występuje w każdym wodnym i wilgotnym środowisku: w wodach słodkich i słonych, w wilgotnej korze i ziemi ( i Ch. vulgaris w Bałtyku. Jest to glon jednokomórkowy o zielonej barwie i kulistym (ewentualnie elipsoidalnym) kształcie. Nie tworzy kolonii. Zawiera jeden duży, kubkowaty chloroplast. Jest samożywna, ponieważ zawiera zielony barwnik zwany chlorofilem. Chlorella bywa także cudzożywna, gdyż jeżeli pokarm jest łatwo dostępny, woli spożywać gotowe związki pokarmowe (miksotrofia). Rozmnaża się przez podział komórki na autospory, które wydostają się na zewnątrz po rozerwaniu ściany komórkowej komórki macierzystej.

Systematyka

Chrobotek strzępiasty

Na świecie znanych jest ok. 13,5 tysiąca gatunków porostów, z czego w Polsce występuje ok. 1600. Wiele z nich jest długowieczne. Do najbardziej znanych przedstawicieli należą chrobotek reniferowy (Cladonia rangiferina) czy płucnica islandzka (Cetraria islandica). W najnowszych systemach taksonomicznych porosty nie są wydzielane, a należące do nich taksony są włączane do klasyfikacji jako taksony grzybów. Ze względu na przynależność grzybów porostowych do trzech różnych grup taksonomicznych wyróżnia się także sztuczne grupy: porosty workowe (Ascolichenes), porosty podstawkowe (Basidiolichenes) oraz porosty niedoskonałe (Deuterolichenes).

Urwistki, soredia – drobne wytwory plechy porostów, które składają się z komórki glonu oplecionej strzępkami grzyba. Urwistki powstają w soraliach i jednocześnie umożliwiają one wegetatywne rozmnażanie się wszystkich rodzajów porostów.

Mutualizm - jedna z interakcji protekcjonistycznych między populacjami, charakteryzująca się obopólnymi korzyściami o takim stopniu, który praktycznie wzajemnie uzależnia istnienie obu populacji.

Przykłady rodzin porostów workowych (Ascolichenes)

rodzina: brodaczkowate (Usneaceae Zenker)

rodzina: brodawnicowate (Verrucariaceae Zenker)

rodzina: chrobotkowate (Cladoniaceae Zenker)

rodzina: granicznikowate (Stictaceae Stizenb.)

rodzina: krusznicowate (Umbilicariaceae Chevall.)

rodzina: literatowate (Graphidaceae Dumort.)

rodzina: misecznicowate (Lecanoraceae Körb.)

rodzina: plamicowate (Arthoniaceae Rchb.)

rodzina: skórnicowate (Dermatocarpaceae Stizenb.)

rodzina: tarczownicowate (Parmeliaceae Zenker)

Przykłady rodzin porostów podstawkowych (Basidiolichenes)

rodzaj Lichenomphalia z rodziny wodnichowatych (Hygrophoraceae Lotsy)

Przykłady rodziny porostów niedoskonałych (Deuterolichenes)

rodzina Stereocaulaceae Hoffm.

Znaczenie porostów

Zawierają liczne związki chemiczne wykorzystywane w farmacji, np. śluzy, lakmus i perfumerii (związki zapachowe) oraz inne barwniki stosowane (przynajmniej dawniej) w farbiarstwie.

Porosty są bardzo czułym biowskaźnikiem (bioindykatorem) czystości atmosfery. Specjalna skala porostowa pozwala na podstawie składu gatunkowego porostów określić stopień zanieczyszczenia atmosfery.

Porosty jako organizmy pionierskie mają pewną funkcję glebotwórczą; rola ta jest jednak przeceniana, w wielu miejscach występowania porostów nie powstanie nigdy gleba ze względu na ostry klimat, warunki atmosferyczne, nachylenie terenu (stoki skalne). Szczątki porostów przyczyniają się do powstawania próchnicy, która z rozdrobnionym materiałem skalnym tworzy glebę.

Są ważnym składnikiem pokarmowym (dla reniferów i piżmowołów) oraz schronieniem bezkręgowców. Niektóre ptaki wykorzystują porosty do budowy gniazd. Porosty wykorzystywane są w lecznictwie (płucnica islandzka, brodaczka, tarczownica), inne używane są w kuchni (krusznica jadalna – "manna z nieba").

Ochrona prawna

Wykaz gatunków porostów objętych obecnie w Polsce ochroną gatunkową ścisłą i częściową zawiera Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 lipca 2004 r. w sprawie gatunków dziko występujących grzybów objętych ochroną (Dz.U. 04.168.1765 z dnia 28 lipca 2004 r.). W Polsce występuje od 217 do ok. 240 gatunków objętych ochroną, w zależności od przyjętej listy gatunków występujących w kraju.

Step (z степ) – równina pozbawiona drzew, rzek i jezior. Step przypomina pod tym względem prerię, z tą różnicą, że preria jest z reguły zdominowana przez wysokie trawy, a step może być obszarem półpustynnym lub pokrytym trawą i krzewami (czasem w zależności od pór roku). Występuje w warunkach klimatu umiarkowanego z gorącym, suchym latem.

Polska, oficjalnie Rzeczpospolita Polska – państwo położone w Europie Środkowej nad Morzem Bałtyckim. Graniczy z Niemcami (na zachodzie), Czechami i Słowacją (na południu), Ukrainą i Białorusią (na wschodzie), na północnym wschodzie z Litwą oraz na północy z Rosją (obwód kaliningradzki). Ponadto polska granica wyłącznej strefy ekonomicznej na Bałtyku graniczy ze strefami Danii i Szwecji.

Lista porostów objętych ochroną prawną w Polsce

Przypisy

Article 13 (ang.). W: International Code of Botanical Nomenclature (Vienna Code) [on-line]. [dostęp 2011-12-10].
↑ Stefan Gumiński: Fizjologia glonów i sinic. Wrocław: Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 1990. ISBN 83-229-0372-3.
↑ Alicja Szweykowska, Jerzy Szweykowski (red.): Słownik botaniczny. Warszawa: Wiedza Powszechna, 2003. ISBN 83-214-1305-6.

Linki zewnętrzne

Porosty jako organizmy wskaźnikowe

Gatunek wskaźnikowy, bioindykator (rzadziej biowskaźnik) - gatunek lub inny takson o wąskim zakresie tolerancji (stenobiont) względem niewielkiej liczby czynników ograniczających. Wykorzystuje się je np. do oznaczania stopnia zanieczyszczenia powietrza (głównie porosty), stopnia zanieczyszczenia wody (wybrane gatunki ryb, i larwy niektórych owadów), zawartości różnych substancji w glebie (gatunki roślin) i innych. Większość z nich znajduje się pod ochroną prawną ze względu na znaczną degradację środowiska.

Fotosynteza (gr. φῶς – światło, σύνθεσις – łączenie) – anaboliczny proces biochemiczny redukcji dwutlenku węgla wodorem pochodzącym ze związków nieorganicznych z wykorzystaniem promieniowania słonecznego przy udziale barwników asymilacyjnych i enzymów, prowadzącym do powstania związków organicznych. Jest to jedna z najważniejszych przemian biochemicznych na Ziemi [1]. Proces ten utrzymuje wysoki poziom tlenu w atmosferze oraz przyczynia się do wzrostu ilości węgla organicznego w puli węgla zwiększając masą materii organicznej, kosztem materii nieorganicznej.