Я познаю мир. Ботаника
Шрифт:
В природе лишайники играют роль настоящих пионеров–первопроходцев: именно они первыми поселяются на валунах ледниковых морен, голых скалах, на лаве, застывшей после извержения вулкана. Именно с лишайников начинается многотысячелетний процесс образования почв. Правда, лишайники довольно быстро передают эстафетную палочку почвообразования в руки растений, но без их участия этот процесс занимал бы гораздо больше времени.
Вместе мы завоюем мир
Объединившись в составе лишайника, оба компонента: и гриб, и водоросль получили возможность значительно расширить область своего распространения. Судите сами: грибы питаются исключительно готовыми органическими веществами –
Наземные водоросли тоже не упустили возможности улучшить свое положение. До соединения с грибами в составе лишайника они занимали в хозяйстве природы довольно скромное место. Влажная почва, стволы деревьев, узкая полоска берега вдоль кромки водоемов, где влажность достаточна высока, чтобы водоросли могли сохранять жизнеспособность – вот и все их владения. Войдя вместе с грибами в состав лишайников, водоросли существенно расширили сферу своего влияния: завоевали безводные пустыни, поднялись высоко в горы, совершили блестящий прорыв в глубь ледяной Антарктиды. Толстая «кора», сплетенная гифами гриба, надежно защищала их от иссушения, резких изменений температуры, сильного солнечного излучения. Без преувеличения можно сказать, что в составе лишайников грибы и водоросли завоевали планету.
Теперь давайте попробуем ответить на вопрос, поставленный в начале этой главы. Чем же все–таки отличается лишайник от любого другого содружества организмов, например симбиоза между термитами и жгутиконосцами их кишечника? Почему лишайник считается единым организмом, а термит и его микроскопические помощники рассматриваются как два отдельных вида, хотя и тесно связанные между собой?
Наши примеры схожи между собой только в том, что ни гриб и водоросль в составе лишайника, ни термит и жгутиконосцы не могут жить друг без друга – благополучие одного компонента системы полностью зависит от благополучия другого. Но для возникновения единого организма одного только тесного сотрудничества еще мало. Целостность лишайника как организма достигается набором приспособлений гриба и водоросли для совместной жизни. Все эти общие приспособления гриба и водоросли мы с вами уже обсудили, это: особенности внешнего и внутреннего строения лишайника (одни двигающие гифы чего стоят!), специальные органы размножения, способность синтезировать общие вещества – лишайниковые кислоты.
Наконец, еще одно важное условие единство системы организма – согласованное взаимодействие частей. Лишайники таким свойством обладают. Вспомните, в зависимости от освещенности в коровом слое меняется концентрация лишайниковых кислот, чтобы водоросли в глубине слоевища не испытывали ни избытка, ни недостатка света. Такая реакция «нормального организма» не вызывает удивления – например, мы каждое лето покрываемся загаром. Но в случае лишайника изменение цвета «коры» – явление поистине удивительное. Ведь это значит, что водоросль умеет каким–то образом «рассказать» грибу о своих потребностях – либо, что ей темно, либо, что свет слишком яркий. Значит, внутри лишайника существует какой–то «язык», видимо, химический, связывающий два его компонента. Благодаря этому лишайники по способности к саморегуляции почти не .уступают обычным организмам.
Ахиллесова пята лишайников
При чтении этой главы у вас, наверное, создалось ощущение, что лишайники – это какие–то суперорганизмы, которым не страшно любое воздействие внешней среды. Действительно,
Деятельность промышленных предприятий и выбросы автотранспорта приводят к тому, что содержание отравляющих веществ в воздухе, воде и почве в сотни и тысячи раз превосходит их естественный уровень. От загрязнения окружающей среды страдают все живые организмы и в том числе сам человек.
Уснея
Но лишайники оказались особенно уязвимыми.
Еще в 1866 году финский ученый Б. Нюландер отметил, что видовой состав лишайников в большом городе значительно беднее, чем в его окрестностях. При увеличении загрязненности воздуха первыми исчезают из города кустистые лишайники, затем листоватые и, наконец, накипные (см. с. 190). В центрах крупных городов, особенно вокруг промышленных предприятий, возникают зоны, в которых лишайники вообще отсутствуют. Такие зоны получили название «лишайниковых пустынь».
Особенно опасен для лишайников сернистый газ. Его выбрасывают тепловые электростанции, металлургические предприятия, цементные заводы, заводы по производству серной кислоты и синтетических волокон, аммиака, целлюлозы. Экспериментально установлено, что сернистый газ в концентрации 0,08 – 0,10 мг/м3 вызывает разрушение хлорофилла водорослей и нарушение фотосинтеза. При концентрации сернистого газа равной 0,5 мг/м3 гибнут все виды лишайников.
Почему именно лишайники так чувствительны к загрязнению окружающей среды? Вспомним, как питаются лишайники.
Благодаря хлорофиллу водорослей лишайник осуществляет фотосинтез, а поступление минеральных веществ происходит благодаря грибным гифам. Вещества либо поглощаются из субстрата, на котором растет лишайник, либо улавливаются из воздуха и дождевой воды. У лишайников нет непроницаемой кожицы, как у высших растений, поэтому газы и вода свободно проникают через тонкий коровый слой.
Большинство токсичных газов растворяются в дождевой воде, а лишайники впитывают ее всей поверхностью в отличие от высших растений, которые поглощают воду в основном из почвы. Сам способ жизни лишайников заставляет их жадно впитывать всё, что падает сверху – иначе не выжить на голой коре дерева или на поверхности камня. Это приводит к быстрому накоплению ядов в теле лишайника. Кроме того, в отличие от высших растений лишайники не способны избавляться от пораженных ядовитыми веществами частей своего тела (например, сбрасывать листья).
Наконец, лишайники обладают способностью к росту при температурах ниже О°С, а зимой уровень загрязненности среды обычно много выше, чем летом, когда активны растения.
Благодаря высокой чувствительности к загрязняющим веществам лишайники широко используются как очень точные индикаторы наличия в воздухе вредных примесей и помогают следить за состоянием атмосферы вокруг крупных городов. Состояние внешнего вида лишайников (скорость отмирания и нарастания слоевищ), и анализ химического состава слоевищ используются для определения «качества» местообитания. Так с помощью лишайников можно следить за уровнем загрязнения сернистым газом и тяжелыми металлами вокруг промышленных центров.