Распространение и строение лишайников. Использование лишайников

Лишайники приспособлены к жизни в самых неблагоприятных условиях, нередко они закрепляются там, где могут существовать лишь немногие из живых организмов. Они заходят на юг и на север дальше любых других растений. В Гималаях их находили на высотах, превышающих 5600 м.

Распространение и строение. Лишайники могут жить практически на любой поверхности, будь то опаленная солнцем скала, безводная пустыня, спинка жука или выбеленная кость павшего животного. Один вид (Verrucaria serpuloides) живет, надолго погружаясь в ледяные воды Антарктики, другой (Lecanora esculentd) - разносится ветром. И хотя в целом лишайники очень чувствительны ко всяким промышленным отходам, такой вид, как Lecanora conizaeoides, заметно благоденствует в весьма загрязненных местах.

В соответствии с особенностями роста все известные виды лишайников (а их 15000) делятся на три основные группы: листоватые лишайники [3] процветают в районах с обильными осадками; плотно прилегающие к субстрату накипные (корковые) лишайники [2] устойчивы к засухе и потому преобладают в пустынях; кустистые лишайники способны усваивать влагу из воздуха и распространены преимущественно в зонах влажного климата. Поэтому размеры и внешний облик лишайников очень разнообразны. Некоторые из них образуют нити длиной 2,75 м и более, тогда как другие не больше булавочной головки.

Лобария легочная (Lobaria pulmonaria)- типичный листоватый лишайник, один из 70 в основном субтропических видов этого рода. Лобария распространена в умеренной зоне северного полушария. Ее «листья» могут быть длиной до 10 см. Смоченная водой лобария имеет ярко-зеленую окраску, а сухая-желтовато - коричневую. Размножается спорами, развивающимися в чашевидных образованиях, расположенных на поверхности «листьев»

Накипные лишайники плотно прилегают к субстрату, на котором растут.

На рисунке изображен Caloplaca heppiana. Он часто встречается на стенках и могильных плитах. (Этот и ряд сходных с ним видов лишайников используются как индикаторы возраста субстрата.) Лишайники этой группы часто ярко окрашены, причем пигментированным бывает гриб

Лишайники состоят из растений, относящихся к двум разным отделам,-из водоросли и гриба-и являют собой один из наиболее удачных примеров мутуализма. Этим термином обозначают взаимовыгодное партнерство, которое может установиться между двумя разнородными организмами.

Водорослевый компонент лишайника - это обычно либо зеленые (Chorophyta), либо сине-зеленые водоросли (Cyanophyta), а грибной - представитель сумчатых грибов, или аскомицетов. За редким исключением, лишайник состоит из одного вида гриба и одного вида водоросли. Из водорослей наиболее часто в состав лишайников (более чем у 50% видов) входит одноклеточная зеленая водоросль Trebouxia.

Растут лишайники очень медленно. Большинство накипных лишайников редко вырастают за год более чем на 1 мм. Немногим быстрее растут другие формы, но и они вырастают не более чем на 1 см в год. Отсюда следует, что у крупных лишайников весьма почтенный возраст; считают, что отдельные представители некоторых арктических видов бывают старше 4000 лет. С помощью так называемой лихенометрии, т. е. измерения лишайников, даже определяют возраст поверхности скал. Этим методом был установлен возраст ледников, а также гигантских мегалитов (крупных каменных глыб), найденных на острове Пасхи в Тихом океане.

Функции гриба и водоросли. Солидный возраст лишайников показывает, что они достигли весьма высокой организации и что взаимоотношения водоросли и гриба хорошо сбалансированы. Но истинная природа этих отношений еще не совсем ясна. Фотосинтезирующая водоросль, подобно другим зеленым растениям, обеспечивает пищей обоих партнеров, поскольку гриб не имеет хлорофилла.

Простые углеводы, синтезированные водорослью, выделяются ею и поглощаются грибом, где превращаются в другие углеводы. Этот обмен углеводов и лежит в основе симбиотических отношений, приведших к образованию лишайника. Переход питательных веществ от водоросли к грибу происходит очень быстро: было установлено, что грибы успевают преобразовать сахара, поступившие из водоросли, в течение трех минут с момента начала фотосинтеза. Вероятно, водоросли обеспечивают гриб также витаминами и тем самым стимулируют рост лишайника. Гриб, в свою очередь, поглощает водяной пар, что ускоряет фотосинтез в водоросли; кроме того, он затеняет водорослевый слой, поскольку для некоторых водорослей, как, например, для Trebouxia, сильное освещение нежелательно.

Использование лишайников. Лишайники находят разнообразное применение: служат пищей животным (например, составляют две трети пищи северного оленя [4]), используются птицами в качестве гнездового материала, служат убежищем для многих сотен видов мелких беспозвоночных, таких, как клещи, жуки, улитки и бабочки.

«Олений мох» (Cladonia rangiferina) [Б]-основная пища северного оленя [А] в долгие месяцы полярной ночи, когда нет доступных зеленых растений. Его поедают и другие олени, и овцебык. Лишайники богаты углеводами, служащими хорошим источником энергии, столь необходимой в условиях северного климата. Однако питательность лишайников невысока. Питание только ими приводит к появлению симптомов белкового голодания. В Скандинавских странах некоторые виды Cladonia используются для производства спирта и сахара

Приносят они пользу и человеку. Так, «исландский мох» (Cetraria islandica) вот уже более двух столетий используется в качестве средства против кашля. Присутствующая в некоторых лишайниках усниновая кислота используется для борьбы с заражением поверхностных ран и при лечении больных туберкулезом. Современные исследования обнаружили в лишайниках антибиотики, эффективные против таких заболеваний, как скарлатина и воспаление легких. Кроме того, лишайники находят применение и в промышленности. Так, из лишайника Roccella sp., растущего на севере Африки и на Канарских островах, добывается лакмус-химический индикатор, который становится красным в кислой среде и синим в щелочной.

Лишайники очень чувствительны ко всякого рода загрязнениям атмосферы [1]. Накапливая в больших концентрациях радиоактивные изотопы стронция и цезия, они становятся очень опасными для северных оленей, а значит, и для тех, кто ими питается,-эскимосов и других народностей Севера.

Картируя распределение лишайников, можно выявить территории с высоким и низким уровнем загрязненности среды, а также определить влияние ветра, высоты и расчлененности рельефа на интенсивность загрязнений. Приведенная диаграмма составлена на основании учета распространения ряда лишайников и зеленой водоросли Pleurococcus viridis, растущих на коре дуба в одном из районов. Вертикальными линиями обозначена концентрация ядовитого сернистого газа.

Там, где она высока, лишайников очень мало-это зона «лишайниковой пустыни». Средняя зона («зона сопротивления») переходит в зону с нормальной флорой лишайников. Такие виды, как Lecanora conizaeoides, обильнее развиваются там, где концентрация сернистого газа высока. Некоторые виды встречаются в нескольких зонах. В зоне 1 обитают Usnea articulata и Lobaria amplissima, в зоне 2 -L. amplissimaи Usnea subfloridans, в зоне 3- subfloridans и Parmelia caperata, в зоне 4-Graphis elegans, Parmelia caperata и P. sa- xatilis, в зоне 5- Lecidea scalaris и Parmelia saxati- lis, в зоне 6-Lep- raria тсапа и Pleurococcus viridis, в зоне 7-P. viridis и Lecanora conizaeoides.