Указатели приближающейся беды

Один из ведущих советских лихенологов, Х. Трасс, разделил методы лихеноиндикации (т. е. индикации с помощью лишайников) на три группы. На первое место он поставил методы, позволяющие изучать изменения, которые происходят в строении и жизненных функциях лишайников под влиянием загрязнения. Методы второй группы основаны на описании видов лишайников, обитающих в районах с разной степенью загрязнения атмосферы. Третья группа включает методы изучения целых лишайниковых сообществ в загрязненных районах и составление специальных карт.

При использовании методов первой группы можно выбрать показательный вид лишайника, достаточно легко отзывающийся на ухудшение атмосферы. Отличный пример такого индикаторного вида - гипогимния вздутая, и многие лихенологи используют это растение при проведении своих исследований. Так, изучая распространение выбросов сталелитейных заводов в Северной Финляндии, ученые собрали со стволов деревьев гипогимнию вздутую, произраставшую на разных расстояниях от заводов. По мере приближения к источнику выбросов сильно изменялись такие показатели состояния растения, как кислотность клеточного сока, электропроводность, содержание хлорофилла, серы и железа в слоевище и степень поврежденности фотобионта. Кстати, за состоянием водоросли в лишайнике легко наблюдать, пользуясь флуоресцентным микроскопом. Здоровые клетки в синем или ультрафиолетовом свете имеют характерное красное свечение. По мере разрушения клеток цвет становится сначала коричневым, затем оранжевым и наконец белым.

Чтобы узнать, насколько быстро изменится лишайник под влиянием загрязнения, пользуются методом трансплантации, т. е. пересадки растения в загрязненные районы. Впервые трансплантацию лишайников осуществил немецкий ученый Ф. Арнольд в 1892 году. Он перенес несколько напочвенных видов этих растений из сельской местности в город Мюнхен. Очень скоро все "переселенцы" погибли. В 1959 году из Хибин в Ботанический сад Тартуского университета привезли пять арктоальпийских лишайников. Уже в первые месяцы пребывания на новом месте растения побледнели, их апотеции утратили свой нарядный вид, рост прекратился. Через год все лишайники погибли. Дольше других продержалась нефрома арктическая.

Существует несколько способов трансплантации. Напочвенные лишайники переносят вместе с почвой, вырезая участки размером 20×20 или 50×50 см. Кустистые виды можно переносить в специальных пластмассовых горшочках или подвешивать в сеточках. Эпифитные виды переносят вместе с ветками или кусочками коры, на которых они росли. Для высекания дисков из коры пользуются особыми бурами диаметром 4-6 см. В загрязненном районе кору и ветки с эпифитами прибивают на деревья тех же пород, что и деревья, с которых они были взяты, или на специальные доски и столбы., Через несколько недель или месяцев лишайники исследуют и определяют степень их страданий. Пересадка дает сведения об индивидуальной устойчивости видов. Она удобна еще и тем, что до некоторой степени позволяет изучить воздействие каждого загрязняющего вещества по отдельности. Так, например, когда в Норвегии образцы гипогимнии вздутой пересадили из фонового района в район индустриального комплекса, то установили, что в них сразу же сильно возросло содержание ртути. В то же время мышьяк и селен в слоевищах растений не обнаружили. Был сделан вывод, что первый элемент выбрасывается в атмосферу, а два другие - нет.

Вместе с тем действие каждого поллютанта по отдельности в природных условиях изучить невозможно. С этой целью ставят специальные лабораторные опыты, при проведении которых лишайник подвергают воздействию какого-то одного загрязняющего вещества в разных концентрациях и с разным временем экспонирования, причем другие условия (например, влажность, температура и освещенность) остаются неизменными.

Уже говорилось, что лишайники могут накапливать в своем теле самые разнообразные химические элементы. Подсчитано, что эти растения используются для наблюдения за распространением в атмосфере более тридцати элементов: лития, натрия, калия, магния, кальция, стронция, алюминия, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, никеля, меди, цинка, галлия, кадмия, свинца, ртути, иттрия, урана, фтора, иода, серы, мышьяка, селена и др.

Листоватые или накипные виды лишайников собирают на разных расстояниях от источников загрязнения: плавилен, электростанций, химических заводов и т. д. Образцы очищают и анализируют с помощью методов атомно-абсорбционной, рентгеновской и флуоресцентной спектрометрии. Как правило, в непосредственной близости от источника загрязнения содержание элементов в слоевищах лишайников очень высокое, затем оно быстро падает, а по мере дальнейшего удаления снижается все медленнее. Равновесие между содержанием элементов в лишайнике и в окружающей среде достигается примерно за 15 месяцев.