Про лишайники. Часть 4.

Продолжая наш рассказ о лишайниках, хочется отметить, что они — медленнорастущие организмы. Темпы их роста всего от долей миллиметра до нескольких сантиметров в год. При этом скорость роста зависит от различных факторов, таких как температура и влажность воздуха и субстрата, количество осадков, продолжительность периода вегетации и др. Вот некоторые примеры темпов роста лишайников разных групп:

• Накипные виды — 0,5–2 мм в год.
• Листоватые виды — 0,5–4 мм.
• Кустистые виды — 1,5–10 мм.

Однако некоторые листоватые лишайники, например, виды родов Peltigera и Nephroma, растут чуть быстрее, их скорость может достигать 25 мм в год. При таком медленном росте лишайники проявили себя необычайно выносливыми существами, которые выживают там, где не выживает ни одно растение. Эти невероятные способности проявляются в: 

• экстремальных условиях среды, где они обитают; 
• в особенностях их строения, физиологии, которые убедительно свидетельствуют о возможностях, которыми лишайники обладают; 
• в научных экспериментах, вскрывающих эти возможности.

Действительно, лишайники выживают в очень суровых природных условиях. Их можно встретить в арктических пустынях и в засушливых горных регионах. Переносить засушливый климат им помогает способность поглощать воду всей поверхностью слоевища. При этом они могут выдерживать очень длительное обезвоживание. При высыхании биологические процессы практически полностью приостанавливаются, что предотвращает повреждение тканей. При возвращении влаги метаболизм (обмен веществ — совокупность химических процессов, происходящих в живом организме, направленных на поддержание жизни) быстро восстанавливается. Находится в "высушенном" состоянии лишайники могут иногда годами и буквально возрождаются при возвращении к нормальным условиям обитания. Лишайники устойчивы к высоким и низким температурам. Например, арктические виды восстанавливают фотосинтезирующие свойства даже после замораживания жидким азотом при температуре –196° С. 

Такая невероятная выносливость обусловлена  рядом факторов: 

• сложным многокомпонентным составом, на котором мы уже останавливались в своём рассказе, 
• особенностями метаболизма и 
• особым строением самого тела лишайника – его таллома, слоевища. 

Рассмотрим более подробно внутреннее строение лишайников. Их таллом образован переплетёнными гифами гриба, между которыми располагаются клетки фотобионта (водоросли и/или цианобактерии). На нижней стороне имеются пучки гиф — ризины, которые служат для прикрепления. 

По внутреннему строению лишайники можно разделить на: 
Гомеомерные — клетки фотобионта распределены хаотично среди гиф гриба по всей толщине таллома.
Такой тип строения характерен для слизистых лишайников, например, родов Collema и Leptogium. В качестве примера: Лептогиум насыщенный, также известен как «диск Сатурна» (Leptogium saturninum (Dicks.) Nyl.)— лишайник из семейства Коллемовые (Collemataceae). 
Имеет большое, листоватое, уплощенное слоевище в форме розетки до 30 см в диаметре. Верхняя поверхность во влажном состоянии зеленовато-серая, в сухом — бледно-серая или коричневатая. Нижняя поверхность чёрная, бархатистая, с многочисленными ризинами, которые помогают лишайнику прикрепляться к субстрату. Вид встречается в Северной Америке, Азии и Европе. Растёт на скалах, валунах и стволах деревьев. Занесён в ряд региональных Красных Книг, например, Ленинградской области. В заповеднике "Кивач" отмечен в разных типах леса, на основаниях, реже на стволах, осин, как встречающийся довольно часто. В Красной Книге Карелии этот вид лишайника не отмечен, что говорит о стабильности его популяций в нашей природе.

Второй вариант строения лишайниковых слоевищ:
Гетеромерные — здесь на поперечном срезе таллом можно чётко разделить на слои:
Верхний слой — корковый, сложенный гифами гриба. Он защищает лишайник от высыхания и механических воздействий. Следующий от поверхности слой — гонидиальный, или альгальный, в нём располагается фотобионт.
В центре — сердцевина, состоящая из беспорядочно переплетённых гиф гриба. В сердцевине в основном запасается влага, она также играет роль скелета. У нижней поверхности таллома часто находится нижняя кора, с помощью выростов которой (ризин) лишайник прикрепляется к субстрату. 

Отметим, что полный набор слоёв может встречаться не у всех лишайников с гетеромерным строением. 
В качестве примера можно назвать — представителей рода Леканора (Lecanora), имеющих накипной тип таллома и уже упоминавшийся в наших публикациях род кустистых лишайников Уснея (Usnea). В заповеднике "Кивач" произрастают разные виды из этих родов. Самые обычные из них: Леканора разнообразная (Lecanora allophana Nyl.) и Уснея нитчатая (Usnea filipendula Stirton).

* Леканора разнообразная (Lecanora allophana Nyl.) — вид лишайников семейства Леканоровые (Lecanoraceae). Широко распространён в обоих полушариях, особенно  в умеренных регионах Голарктики. Встречается в зонах хвойно-широколиственных и широколиственных лесов, местами довольно далеко проникает на север, например в Мурманскую область и Карелию. Растёт на коре деревьев лиственных пород, а также на обнаженной древесине. В заповеднике "Кивач" отмечен очень часто в разных типах леса, на коре лиственных пород, особенно осин.

* Уснея нитчатая (Usnea filipendula Stirton) — кустистый лишайник семейства Пармеливые
(Parmeliaceae). В народе его называют «бородой лешего» из-за нитчато-кустистой структуры слоевища. 
Распространён в Европе, Азии, Северной Африке, Северной Америке, Океании. В России встречается на всей территории лесной зоны, в горах, к востоку более редок. Его можно увидеть на стволах и ветвях елей, лиственниц, пихт, кедров, реже — сосен, берёз, буков и других пород деревьев. В заповеднике "Кивач" встречается очень часто в разных типах леса, на стволах и ветвях деревьев хвойных и лиственных пород.

А какие же особенности строения таллома и метаболизма помогают лишайникам выживать? Вот только некоторые из них:

• Утолщение коркового слоя, которое можно обнаружить у видов, обитающих в засушливом климате. Это обеспечивает меньшую потерю воды. 
• Производство веществ, которые выполняют роль природных фильтров от ультрафиолета, защищая фотосинтетический аппарат. 
• Способность поддерживать воду в жидком состоянии — это важно в холодных районах, поскольку замёрзшая вода не пригодна для использования организмом.

Эксперименты учёных с разными видами лишайников также помогли выявить их уникальные возможности.
Так во время эксперимента с лишайниками Diploschistes muscorum и Cetraria aculeata учёные поместили их в камеру, где воспроизвели марсианскую атмосферу: низкое давление, углекислый газ, резкие перепады температур и радиацию, эквивалентную годовому уровню на Марсе при сильной солнечной активности. Через пять часов испытаний лишайники не только выжили, но и продолжали метаболическую активность. 

При исследование лишайника Clavascidium lacinulatum учёные в течение трёх месяцев подвергали его воздействию ультрафиолетового излучения UVC — типа радиации, которая считается наиболее разрушительной для живых организмов. Несмотря на экстремальные условия, лишайник не только выжил, но и смог восстановиться, и даже начал размножение.

Хочется также отметить, что лишайники хоть и растут медленно, но продолжительность их жизни может быть колоссальной. Средний возраст большинства листоватых и кустистых лишайников — от 50 до 100 лет. Но учёные утверждают, что некоторые наскальные виды, обитающие в суровых условиях Арктики, могут иметь возраст в несколько тысяч лет.

Например, упоминавшийся уже в наших публикациях Ризокарпон географический (Rhizocarpon geographicum (L.) DC.). Этот вид характеризуется медленным ростом, и в арктических широтах в год прирастает примерно на 0,2 мм. В Арктике были найдены экземпляры ризокарпона географического, возрастом — 4,5 тыс. лет. Получается, что эти маленькие организмы пережили множество климатических изменений и являются настоящими свидетелями длительной истории нашей планеты. 

Продолжение следует...

Материал подготовила экскурсовод заповедника "Кивач" Светлана Милевская.