26.10.2011

Будьте знакомы - лишайники

Вы идёте по сухому сосновому бору. Под ногами похрустывают сероватые кустики. Их часто называют оленьим мхом, или ягелем, и даже лес, в котором обитают такие растения, известен как бор-беломошник. Но на самом деле это не мох, а лишайники. Вот аккуратные круглые башенки кладины звездчатой. Рядом лохматенькая кладина лесная, а дальше - крупные, сильно изрезанные лопасти цетрарии исландской. Трухлявый пень весь зарос разнообразными кладониями, а поверхность стволов деревьев покрыта гипогимнией вздутой и псеудэвернией шелушистой. В тёмном еловом лесу с ветвей свисают бороды уснеи длиннейшей. После дождя все эти жёсткие и хрупкие растеньица преображаются, становятся мягкими и бархатистыми на ощупь, многие приобретают яркую зелёную окраску. Удивительно меняется во влажном состоянии лишайник пельтигера пупырчатая. В сухую погоду его серые лопасти скручены, и их трудно заметить среди травы и мха. Но вот брызнул дождь - и лопасти распрямились, их изумрудная гладкая поверхность резко контрастирует с белой нижней.

Однако лишайники можно встретить не только в лесу. Присмотритесь внимательно и на деревянном заборе или старой крыше сарая вы увидите плотно прилегающие к поверхности жёлтые диски ксантории настенной. Настоящее царство лишайников радует глаз в полярной тундре. В некоторых районах тундра почти сплошь покрыта "ягелем", т.е. разными видами кладоний, которые играют важную роль в питании оленей. В горах преобладают так называемые накипные лишайники, которые так плотно прикрепляются к поверхности камней, что ботаники-коллекторы вынуждены скалывать их вместе с кусками горных пород.

Всего на земле насчитывается более 20 000 видов лишайников, и ежегодно учёные вновь открывают ранее неизвестные виды. Лишайники до сих пор продолжают загадывать всё новые загадки человечеству.

Скромные лишайники могут оказывать человеку неоценимую услугу как индикаторы загрязнения природной среды.

Ещё в 1866 году известный лихенолог В. Нюландер заметил, что в Люксембургском саду Парижа вследствие появления дыма и газов исчезают некоторые виды лишайников. Этим наблюдениям не придавали особого значения, пока развитие промышленности не стало катастрофически сказываться на состоянии лишайников в индустриальных районах.

Советские лихенологи Н. С. Голубкова и Н. В. Малышева проследили изменение лишайниковой флоры города Казани почти за 100 лет - с 1883 по 1976 год. Сравнив данные за 1976 год с данными за 1913 год, они обнаружили, что по мере развития городского транспорта, промышленности и других видов антропогенного воздействия исчезло 49 видов лишайников.

Чтобы понять, почему лишайники так чувствительны к изменениям состояния окружающей среды, и более успешно использовать их "услуги" в природоохранной деятельности, необходимо ближе познакомиться с этими удивительными растениями.

До конца 60-х годов прошлого столетия лишайники рассматривали как обычные целостные растения, а видимые под микроскопом зелёные клеточки внутри их тела считали хлорофиллоносной тканью (теория Вальрота). Однако в 1867 году русские ботаники А. С. Фаминцын и И. В. Баранецкий открыли, что зелёные клетки в лишайнике - не что иное, как одноклеточные водоросли, которые после изоляции из лишайники могут делиться, образуя настоящие зооспоры. В том же 1867 году швейцарский учёный С.Швенденер доказал, что лишайник есть сочетание гриба с водорослью. Через два года немецкий ботаник А. де Бари для обозначения сущности взаимоотношений этих растений ввёл термин "симбиоз", т.е. сожительство двух организмов.

Замечательный русский учёный К. А. Тимирязев в 1885 году посвятил лишайникам одну из своих блестящих публичных лекций, которую назвал "Растение-сфинкс". Характеризуя открытие двойственной природы лишайников, он сказал: "...Не может ли реальная действительность порой оправдать фантазию поэтов и художников, не найдётся ли каком-нибудь забытом уголке природы чудовищных, сложных существ, представляющих такое сочетание или агломерат двух совершенно разнородных организмов, каковы эти мифологические полугады, полуптицы, полулюди, полузвери?".

Натуралисту, на первый взгляд, такой вопрос должен показаться чем-то невозможным, просто абсурдом. И потому было понятно изумление ботаников, когда несколько лет тому назад такое загадочное существо, подобно сфинксу, представляющее полное слияние совершенно разнородных и самостоятельных организмов, относящихся к двум различным классам, нашлось в природе, - когда оказалось, что мы его давно знаем, что оно решительно встречается на каждом шагу".

Наблюдения показали, что сожительство компонентов лишайника - отнюдь не идиллия. Крупный русский ботаник А. А. Еленкин в начале ХХ века рассматривал лишайники как "воздушные грибы", которые паразитируют на водорослях. Наблюдая совместно с А. Н. Даниловым за примитивными слизистыми лишайниками, Еленкин установил, что взаимоотношения гриба и водоросли часто становятся враждебными. Под влиянием внешних условий, благоприятствующих то грибу, то водоросли, партнёры попеременно угнетают один другого. Чаще всего гриб является одновременно и сапрофитом, и паразитом, т. е. питается как продуктами жизнедеятельности водоросли, так и самим её телом. Поэтому А. А. Еленкин назвал взаимоотношения двух этих организмов эндопаразитосапрофитизмом, а английский лихенолог Дж. Кромби определил их как "противоестественный союз пленной девицы - водоросли и тирана - хозяина гриба."

Безусловно, лишайники - трудный объект для изучения. Их медленный рост, трудность содержания в лабораторных условиях, особенности физиологии долго пугали исследователей. И тем не менее учёные приподняли завесу загадок над растением-сфинксом.

За лишайниками давно укрепилось название "пионеры растительности". Лишайники вездесущи. Они обычно первыми заселяют безжизненные места, не боятся ни холода северной тундры, ни безводья и жары африканской пустыни. Попав на голые скалы, лишайники выделяют особые кислоты и растворяют камни, питаясь их солями. Эти организмы широко распространены по всему земному шару, но особенно изумляют тем, что селятся в Арктике и Антарктиде, у кромки вечных снегов в горах и в безводных пустынях - короче говоря, в самых трудных для жизни условиях, где не решается поселиться ни одно другое многоклеточное растение.

Морозоустойчивость этих организмов сказывается, в частности, в том, что они могут удивительно интенсивно ассимилировать углекислый газ при очень низких температурах.

В отличие от других растений, тело лишайника, которое называется слоевищем, или талломом, на корень, стебель и и листья не расчленёно.

По внешнему строению лишайники делятся на три основные группы. Если слоевище плотно прилегает к субстрату в виде зернистого или пылистого налёта либо в виде чешуек и корочек разной формы, то такие лишайники называются накипными.

Если слоевища лишайников имеют вид более или менее расчленённых пластинок (лопастей), они называются листоватыми.

Наконец, лишайники, которые имеют кустистое слоевище, состоящее из прямостоячих в разной степени разветвлённых столбиков (подециев), называются кустистыми.

Не имея корней, лишайники довольно прочно прикрепляются к субстрату особыми выростами, расположенными на нижней стороне таллома.

Слоевище лишайников лишено корней, проводящих сосудов, устьиц и других "хитроумных" приспособлений, с помощью которых цветковые растения регулируют содержание воды в своём теле. Поэтому влажность лишайникового таллома не постоянна и зависит от влажности окружающей среды. Недаром слоевище лишайников часто сравнивают с фильтровальной бумагой.

Сухие лишайники очень быстро впитывают влагу. Большинство листовых и кустистых видов при погружении в воду или во время сильного ливня достигают полного насыщения за несколько минут, накипные виды насыщаются водой медленнее. Способность быстро насыщаться влагой лишайникам совершенно необходима: для отправления важнейших жизненных физиологических функций нужно успеть воспользоваться любым её видом, будь то кратковременный дождь, роса, туман или тающий снег. Если период увлажнения затягивается, лишайники продолжают впитывать влагу и наступает так называемое перенасыщение.

Несомненное преимущество лишайников состоит в том, что они способны поглощать не только воду, но и водяной пар. Водяной пар впитывается этими растениями в несколько тысяч раз медленнее, чем вода. Слоевище смачивается до тех пор, пока не устанавливается равновесие между его влажностью и относительной влажностью атмосферы. Такая особенность очень важна для лишайников, обитающих в сухих местах.

Быстро насыщаясь влагой, лишайники также без задержки теряют её в сухую погоду. При этом большая часть воды испаряется в первые часы высушивания, а оставшуюся часть влаги лишайник теряет медленнее. Быстрая потеря воды - это тоже приспособление к жизни в неблагоприятных условиях. Не имея возможности активно функционировать в периоды "стрессов", лишайник "благоразумно" отдаёт воду и впадает в это время в анабиотическое состояние. Если бы этого не происходило, то при повышенной температуре воздуха увлажнённый лишайник нёс бы огромные потери в процессе дыхания, а в морозы влага внутри его слоевища превращалась бы в лёд и разрывала стенки клеток. Кроме того, все ферменты, "работающие" в живом организме лишайника, немедленно погибали бы в экстремальных условиях.

А.И.Шапиро

Источники:

1. likonsta.ucoz.ru