Я познаю мир. Ботаника

Интересно, что слоевища многих антарктических лишайников окрашены в черный или другой темный цвет. Как известно, условия в Антарктике очень суровы не только потому, что здесь растениям приходится переносить постоянное воздействие мороза, но потому, что здесь фактически нет доступной воды. Среднегодовая температура ледяного континента –16°С, летом днем она поднимается выше нуля, а ночью вновь падает до –10°С. Из–за низких температур осадки выпадают в Антарктиде только в виде снега и не могут использоваться растениями. Вот здесь–то темная окраска лишайников и приходит им на помощь. Темноокрашенные слоевища быстро разогреваются на солнце, снег вокруг слоевища тает и впитывается лишайником. Таким способом ему удается обеспечить себя водой даже в ледяной пустыне.

Температура тоже не играет в жизни лишайников особенно большой роли. В пустыне они легко переносят ежедневное нагревание до +50–60°С, а полярной зимой хорошо себя чувствуют при температуре –40–50°С и даже ниже. Если большинство растений могут фотосинтезировать в узких границах температуры от 0°С до +30°С, то у лишайников нижний температурный предел, при котором возможен фотосинтез, равен –7–13°С, а в Антарктике у них наблюдалось поглощение углекислого газа (а значит, и фотосинтез) при –25°С! Правда, интенсивность фотосинтеза, т. е. количество образованных органических веществ в единицу времени, у лишайников даже в оптимальных условиях намного ниже, чем у высших растений. Например, картофель за одно и то же время синтезирует в 16 раз больше сахаров, чем лишайник. Значит, скорость роста лишайника так мала не только из–за того, что большую часть жизни он проводит в неактивном состоянии, но еще и из–за очень низкой эффективности фотосинтеза. Что ж, стахановские рекорды по производству сахаров лишайникам, конечно, не по плечу, зато в конкурсе выживания в экстремальных условиях они наверняка взяли бы первый приз.

Слишком медленный рост слоевища не дает возможности лишайникам расти в более или менее благоприятных местообитаниях, так как там им приходится конкурировать с быстрорастущими мхами и цветковыми растениями. Поэтому любые мало–мальски пригодные для жизни растений почвы для лишайников заказаны. Остаются голые, лишенные

Почвенного слоя скалы и валуны, поваленные стволы, кора деревьев и бросовые, бедные пи^ тательными веществами почвы. Но то, что не подходит растениям, лишайников как раз устраивает. Недостаток минеральных веществ их не смущает – при таком медленном росте их требуется совсем немного, поэтому даже на самых бедных почвах лишайники чувствуют себя прекрасно.

Совсем другое дело – голые скалы, где растворенных минеральных веществ нет совсем. Здесь лишайник выручают лишайниковые кислоты – плод совместного творчества гриба и водоросли. Кислоты вымываются из слоевища с водой и эффективно растворяют каменный субстрат, на котором поселился лишайник. Лишайник впитывает полученный раствор всей поверхностью слоевища и, таким образом, восполняет недостаток минеральных веществ. Большинство лишайников не останавливает даже недостаток азотистых соединений. Ведь в состав многих из них входят не только водоросли, но и цианобактерии (см. с. 15), способные к фиксации атмосферного азота.

Таким образом поколение за поколением лишайники постепенно разрушают твердую каменную породу. Конечно, ее разрушение происходит не без помощи ветра, воды и перепадов температур – лишайники только ускоряют этот процесс. Но без их помощи было бы невозможно начальное накопление перегноя.

Остатки слоевищ лишайников разлагаются с помощью бактерий, становясь основой для формирования тонкого слоя почвы, на котором позже поселятся мхи, а затем и другие растения.

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 – растительными и животными остатками, а значит, могут жить только там, где эти остатки имеются. Именно поэтому в самых засушливых районах планеты грибов совсем немного, а голая поверхность скал, каменистых осыпей, пустынные просторы Антарктиды совсем не заселены грибами – им там просто нечего есть. Заключив союз с водорослями, грибы «научились» выживать даже на абсолютно голых скалах – источник органических веществ у них теперь всегда «при себе».

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, что касается действия природных факторов: температуры, влажности, богатства почвы, освещенности – лишайники практически неуязвимы. Но за последние 200 лет из–за увеличения роста населения планеты и усиления эксплуатации природных ресурсов на первый план вышел антропогенный фактор (от антропос – человек и геннао – порождать), влияние которого подчас сильнее всех природных факторов вместе взятых.