地衣是一种怎么样的生物?

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教材研究:教材中多处讲到了地衣,如群落的演替中出现地衣阶段,种间关系中出现地衣,生物进化中出现地衣等,可见,地衣对自然界起着重要的作用。学生对地衣也不熟悉,有必要查找一些资料整理如下。
一、发现简史(来自果壳网)
地衣在生物学中有着重要的地位,19世纪六十年代,科学家认为它们是植物,到了1868年,瑞士科学家西蒙·施文德纳(Simon Schwendener)揭示出它们其实是一种复合生命体,由真菌与微型藻类结伴相生。这个“双生假说”遭到了某种不满,因为生物学家一直致力于把生物分类为一个个界限分明的独立物种,但这种生命形态假说对此提出了挑战,不过施文德纳最终化解了种种非议,他用精密的显微镜与灵巧的双手,设法分开了地衣中的那一对伙伴。
施文德纳误认为是真菌“奴役”了藻类,但是别人的研究表明这两者其实是平等合作。藻类利用阳光制造真菌所需的养分,而真菌则提供矿物质,水和保护。此前人们从未听过这种互惠共利的关系,也没有与之对应的词汇,于是由两个德国人,阿尔伯特·弗兰克(Albert Frank)和安东·狄·百瑞(Anton de Bary)创造了一个完美描述这种现象的术语——“共生”(symbiosis),源于古希腊词汇“共同”和“生活”。
二、形态和结构
目前已知的地衣大约有500属,25000多种,还有很多种类有待发现。如此众多的成员大致可以按外貌分为三类:紧贴石壁、树皮等生长,像干壳般的壳状地衣;呈树枝状或柱状,多数具分枝,仅基部附着于基质上的枝状地衣;体扁平,有背腹之分,呈叶片状,四周有瓣状裂片,下方(腹面)以假根或脐固着在基物上,易与基质剥离的叶状地衣。
地衣中的菌丝缠绕藻细胞,并从外面包围藻类。藻光合作用制造的有机物,大部分被菌类所夺去,藻类和外界环境隔离,不能从外界吸取水、无机盐和二氧化碳,只好依靠菌类供给,这是一种特殊的共生关系。地衣的形态几乎完全由菌类决定。
一个显微镜下的地衣(左)与其模式图(右),图中绿色颗粒状的为藻类,丝状的则是真菌的菌丝。图片来源:microscopy-uk.org.uk(左)与lichens.lastdragon.org(右)
三、在自然界中的作用
地衣在土壤形成中有一定作用。生长在岩石表面的地衣,所分泌的多种地衣酸可腐蚀岩面,使岩石表面逐渐龟裂和破碎,加之自然的风化作用,逐渐在岩石表面形成了土壤层,为其他高等植物的生长创造了条件。因此,地衣常被称为“植物拓荒者”或“先锋植物”。
地衣对大气污染十分敏感,可作为大气污染的指示植物。根据各类地衣对二氧化硫的敏感性,有人提出无任何地衣存在的区域为SO2严重污染区,只有壳状地衣生长的区域为SO2轻度污染区,有枝状地衣正常生长的区域为无SO2污染的清洁区。
地衣具有广泛的用途。地衣所分泌的地衣酸多达百余种,其中不少具有较强的抗菌能力。在《本草纲目》中已有记载的松萝、石蕊等种类,可用于提取抗菌素。