Ботанический детектив. Часть первая

Татьяна Моисеева
научный сотрудник Института леса Национальной академии наук Беларуси
7 4190 19 Июн 2019

Мимо малого мира проходишь ты как посторонний. Сев на камень, вглядись в удивительный микрорельеф. На лесном валуне − между мхами − причуды кладонии. Эти формы познай, их фантастику запечатлев. Будто явлен в модели нам образ другой биосферы! Вот лишайник − как рюмочка, рядом − как гранистый лед. А наросты цетрарий похожи на дебри Венеры, Через эту чащобу торопится жук-вездеход... Ю. Линник

Трудно представить себе лес без лишайников. Эти растения часто встречаются на деревьях. Взгляните, например, на толстые стволы старых берез или сосен где-нибудь на опушке. Они обычно покрыты серовато-бирюзовым чешуйчатым налетом, а у осин часто украшены яркими желтовато-оранжевыми лепешками. Это все − лишайники. За неблагозвучным названием скрывается удивительный по своеобразию мир. На редкость изящные, необычно устроенные, эти растения окружают нас со всех сторон, стоит только появиться в лесу...

Вездесущие бродяги 

Вездесущие лишайники поселяются не только на стволах, но и на ветвях деревьях, иногда покрывая их сплошь. Причудливый вид придают елям, свешиваясь с ветвей в виде бороды или косм. Особенно сильно разрастаются они в наших северных лесах. Тот, кто бывал на Севере, это хорошо знает. Сосны и ели так обрастают ими, что даже коры не видно. И ветви становятся бело-мохнатыми, как будто покрываются клочьями ваты. Фантастический, сказочный вид имеет лес из таких деревьев. Настоящее царство Берендея!

Живут эти растения и на почве. Больше всего их, пожалуй, в сухом смолистом бору где-нибудь на песчаных дюнах. Сосны тут невысокие, суковатые, стоят редко. А под ними, на почве − сплошной белый ковер лишайников. В сухую погоду, когда долго нет дождя, эти растения хрустят под ногами, становясь ломкими и крошась даже при легком прикосновении.

Встречаются даже в пустынях. Слышали о знаменитом кочующем обитателе этих, казалось бы, безжизненных просторов − леканоре съедобной. Данный лишайник действительно съедобен и получил оригинальное название − «манна небесная». Он совершенно не прикреплен к почве и свободно перекатывается ветром по просторам пустыни. Бывают случаи, смерчи подхватывают большие массы этого лишайника и поднимают высоко вверх. А когда смерч ослабевает − на землю сыплется настоящий лишайниковый дождь. Точнее не дождь, а град, так как отдельное растение леканоры представляет собой шарик размером чуть меньше вишни.

Есть «бродяги» и в тундрах Сибири и на Чукотке − «жильцы» сухих горных склонов и пологих сопок. Там обитает очень красивый кочующий лишайник цетрария Ричардсона. Темно-коричневые слоевища его в сухом состоянии сжимаются и свертываются в комочки, которые, как миниатюрные перекати поле, блуждают с помощью ветра с места на место.

Много лишайников и в наших лесах, но не «заядлых путешественников», а «сидячих», прочно прикрепленных к почве, листьям тропических деревьев и кустарников, коре, древесине, стенам зданий, камням и скалам, пучками «щетинок»-ризоидов, представляющих собой грибные нити, с клейкими капельками на концах или пяточкой с зубцами... Порой и оторвать их нельзя − только ножом соскоблить можно. Есть даже любители поплавать... 

Индикаторы чистоты 

Но лучше всего эти растения растут не в степях и пустынях, и даже не в лесах. Царство лишайников − высокогорные области и тундра. Именно здесь они особенно многочисленны и пышно развиваются. Этому благоприятствует большая влажность воздуха, характерная для данных районов, насыщенность атмосферы водяными парами. Для их жизнедеятельности такие условия − наилучшие.

Как и мхи, они живут от дождя до дождя. Активная жизнь у них бывает лишь, когда они смочены водой и имеют яркую, сочную окраску. Чувствуется, что растения живут полной жизнью. Если сухо − они подсыхают, и жизнь в них замирает: краски блекнут, они тускнеют, сморщиваются, переходя в состояние покоя. Мягкие, упругие до этого, хрустят под ногами, крошась и при легком прикосновении.

А как же в Антарктике? Ведь там из-за низкой температуры осадки выпадают только в виде снега, и в такой форме они не могут быть использованы растениями. Вот здесь-то темная окраска лишайников и приходит им на помощь. За счет высокой солнечной радиации черная поверхность этих растений быстро нагреваются до положительной температуры даже при морозах. Снег, падающий на эти нагретые слоевища, тает, превращаясь в воду, которую лишайник сразу же впитывает. Таким образом, он обеспечивает себя водой, необходимой для осуществления процессов дыхания и фотосинтеза.

Еще один нюанс. Много ли вы встречали лишайников в парках наших крупных городов, например Москвы, Петербурга? Оказывается, их там почти совсем нет: стволы и ветви деревьев обычно чистые. Но вне города, в лесу их предостаточно. В чем же дело? Причина в том, что они очень чувствительны к загрязненности воздуха. А в городах и промышленных центрах он далек от идеальной чистоты. Фабрики и заводы выбрасывают в атмосферу много разных вредных газов, отравляющих воздух. Именно эти газы (особенно сернистый) и губят эти растения.

На это явление обратили внимание еще в прошлом века, назвав лишайники «гигиенометрами» − своеобразными индикаторами чистоты воздуха. Чувствительность эпифитных лишайников обусловлена, главным образом, отсутствием у них кутикулы. Несмотря на то, что деревья могут и сами реагировать на умеренное, хроническое загрязнение воздуха, воздействия на их рост таких факторов, как изменения в почвах, делают реакцию деревьев на загрязнение трудноизмеримыми. Лишайниковые же сообщества позволяют не только измерить загрязнение воздуха, но и показать его влияние на различные аспекты здоровья лесов. Поэтому исчезновение их − тревожный сигнал опасности для всех организмов, в том числе и для человека.  

Парадокс! Эти неприхотливые создания выживают везде, где только можно: «пионеры» голых, бесплодных скал, где не может существовать никакое другое растение. Многочисленные «жильцы» деревьев, почвы, камней, заборов… Их находили даже на стеклах старых, давно необитаемых домов, на рельсах заброшенных железных дорог, на черепах животных, лежавших где-нибудь на лугу и т.д. Лишайники отлично живут в самых суровых условиях, где ни грибы, ни водоросли порознь не могут развиваться. И в то же время они беззащитны: нет у них системы, способной нейтрализовать вредные примеси...

Так что, если вы где-нибудь на деревьях и других предметах заметите много этих растений, можете быть уверены: воздух тут свободен от промышленных газов и можно дышать полной грудью.

Многообразие форм и оттенков 

Растут лишайники на стволах деревьев, свисают с веток, попадаются под ногами, покрывают коркой камни... − они везде, и насчитывают их около 25 тысяч видов (в Беларуси − 477). И каждый год обнаруживаются десятки и сотни новых.

Облик этих растений причудлив и разнообразен: кустистые с прямостоячими выростами-булавами или изгибающимися в разные стороны «веточками» либо повисающие в виде длинной нитевидной бороды и даже «многоэтажных» башен; листоватые − плотные, кожистые пластинки причудливых очертаний: ровные, округлые, волнистые, выемчатые, собранные в розетки либо как искусно сплетенные кружева окутывающие ствол и ветви деревьев разноцветным чехлом; накипные в виде еле заметного порошка, шариков, лепешек, чешуек, корочек, голые или шероховатые, с опушением либо войлочным налетом, с «шипами»-бугорками, бородавочками, ресничками…

Мох или лишайник? 

Лишайники часто путают с мхами. Действительно, эти растения очень похожи: такие же мелкие, также поселяются на деревьях и на почве. Как же их различить? Лучше всего, пожалуй, по цвету.

Все цвета радуги и их оттенки встречаются у лишайников. Насколько разнообразны эти растения по форме, настолько разные они и по окраске: чисто-белые, розовые, канареечно-желтые, оранжевые, огненные, кроваво-красные, пепельно-серые, голубоватые, бирюзовые, серовато- и желтовато-зеленые, оливково-коричневые, коричневатые и даже совершенно черные… В сухих борах нередки на почве ковры из густых дерновинок разных цветов. Все цвета им подарила природа − не поскупилась, но только одного цвета не дала: даже во влажном состоянии и на свету нет у них того чистого, ярко-зеленого цвета, какой бывает у мхов.

Окраска слоевища этих растений зависит от наличия лишайниковых кислот, откладывающихся в виде кристаллов или зернышек на поверхности гиф. Большинство кислот бесцветны, но некоторые из них окрашены, и иногда очень ярко – в желтый, оранжевый, красный и другие цвета. Но, главным образом, от пигментов, которых различают пять групп: зеленые, синие, фиолетовые, красные, коричневые. Механизм образования их до сих пор не выяснен, но совершенно очевидно, что важнейшим фактором, влияющим на этот процесс, является свет. Чем лучше освещение в месте произрастания лишайника, тем ярче он окрашен.

Вредят ли они деревьям? 

Распространено мнение, будто лишайники, поселяясь на деревьях, причиняют им вред, губят их. Так думают, наверное, потому, что больше всего мы видим их всегда на чахлых, корявых деревьях. Некоторые даже считают, что они высасывают соки из дерева, являясь паразитами. Все это, конечно, заблуждение. Лишайники, живущие на деревьях, принадлежат к так называемым эпифитам и используют дерево только как место для поселения, но отнюдь не как источник питания.

Но чем же тогда объяснить тот факт, что на слабых деревьях всегда много лишайников? Объясняется это просто. Когда дерево растет хорошо, наружный слой коры на его стволе и ветвях довольно быстро шелушится − то и дело отделяются чешуйки отмершей коры. В этих условиях лишайникам трудно удержаться на месте своего поселения. Дерево постоянно сбрасывает непрошенных «жильцов» вместе со своей старой «одежкой».

Другое дело − «заморыши»: кора шелушится слабо - и тут лишайники процветают, сплошь покрывая ствол и ветви, проникая гифами-корнями между мертвыми клетками коры, расщепляя их на участки. Способны ли они пробить их оболочки, неизвестно. Вероятно, применяют «химию»; с помощью которой подавляют и рост трутовых грибов − разрушителей древесины. Так что обилие лишайников на дереве − не причина, а лишь следствие его плохого роста. Но когда их много, − они могут и вредить, затрудняя дыхание дерева. Так что ответ на вопрос: наносят ли эти растения вред деревьям − ясен. Здоровым − нет, ну а старым да корявым − и так пора на покой.

Союз водорослей и грибов?! 

С давних пор по свету ходит легенда о чудище-сфинксе, подстерегающем путников и загадывающем им загадки. Со временем это слово стало символом чего-то таинственного, загадочного... И не удивительно, что русский естествоиспытатель К.А. Тимирязев назвал лишайники «сфинксами»: ведь они задали людям много загадок, и даже долгое время ученые вообще не могли понять, кто они такие.

Что же это за удивительные растения? Очень интересная группа живых организмов, однако из школы мы узнали о них совсем чуть-чуть: это «симбиоз водоросли и гриба», что они бывают трех видов и некоторые сведения по их экологии. Немногим больше поведал вузовский учебник: уточнил характер отношений между симбионтами, а также подробнее остановился на строении лишайников. Но все сведения излагались обычно сухо, скучно, а между тем это настоящая детективная история, где в качестве «следователей», «судей» и «адвокатов» выступали многие известные ученые.

Ботанический «детектив» 

Если вы не против, приступим к занимательному расследованию. А для этого нам придется заглянуть в глубь веков. Эти низшие растения были известны задолго до открытия их сущности. Еще великий Теофраст − «отец ботаники», живший до нашей эры, дал описание двух видов − уснеи и рочеллы, а в XVIII веке К. Линней различал уже 80 различных форм. Однако основателем лихенологии, науки о лишайниках, по праву считается шведский ученый Эрик Ахариус.

Хотя их и называли в те времена нередко то мхами, то водорослями, то даже «хаосом природы» и «убогой нищетой растительности», но ни в чем «криминальном» не подозревали. Кто-то считал, что это плодоносящая форма водорослей, другие говорили, что это некая загадочная группа живых организмов, в которых то, что мы теперь считаем водорослью, рассматривалось либо как фотосинтезирующая ткань, либо (что чаще) как органы размножения лишайников.

Постепенно «улики» накапливались. Возникало все больше подозрений относительно природы лишайников, даже обнаруживались кое-какие неприятные факты... Но традиционные представления заставляли научную общественность смотреть на все это сквозь пальцы. Все же наиболее настороженных и любопытных «криминалистов» они навели на правильные выводы, прямо высказать которые, правда, не имея весомых доказательств, никто не решался: либо водоросль − это недоразвившийся лишайник, либо лишайник является не единым организмом, а сочетанием водоросли и гриба − симбиозом.

Но когда в 1867 г. сожительство подтвердилось гипотезой Симона Швенденера, «следственная комиссия» отвергла ее, назвав «абсурдной сказкой». Тут же возбудили «уголовное дело» по двум статьям: по подозрению симбионтов в соучастии при образовании нового организма, а также им приписывались противозаконные действия по отношению друг к другу.

Со временем состав комиссии поменялся. Новые ученые-«следователи», в виду большей обоснованности представлений С. Швенденера, сочли его версию основной. Было проведено множество более или менее успешных «следственных экспериментов» (искусственных синтезов лишайников из отдельных компонентов), в которых удалось доказать причастность к этим низшим растениям как грибов, так и водорослей. Но сторонники прежних взглядов до 1930-х гг. всеми силами через средства массовой информации (научные журналы) пытались вернуть водорослям и грибам их «доброе имя». 

Кто «раб», а кто «хозяин»? 

Сразу же после открытия двойственности возник вопрос: на чем держится «заговор» между «жильцами»? Одну из версий озвучил сам автор − умеренный паразитизм гриба. Заподозрив его в «рабовладельчестве», он считал, что тот, как хороший «хозяин» следит, чтобы «раб» был сыт (снабжен водой и минеральными веществами), защищен от пересыхания и перегрева и лучше работал (создавал органические вещества − еду для гриба).

Некоторые же «обвиняли» гриб в тирании, называя его сожительство «противоестественным союзом с пленной девицей», Иные предполагали то паразитизм обоих «жильцов», то взаимовыгодный контракт и абсолютную гармонию. Другие, наблюдая громадные «кладбища» водорослей, якобы убитых грибным токсином, считали его сапрофитом, питающимся «мертвечиной»…

«Адвокат» гриба ученый Ф. Моро считал виновником всех бед − водоросль − паразита на теле лишайника, подтверждая это примером из «судебной практики» − паразитизм насекомых на высших растениях: якобы галлы − аналоги лишайников.

Третий лишний 

Долгое время «некоторые ботаники», по словам К.А. Тимирязева, все не могли «очнуться от впечатления, вызванного… поразительным открытием»: гриб «сговаривается» с водорослью о совместной работе − и возникает новый организм. Так им удобнее и выгоднее: то, что не «умеет» один «партнер», делает другой, и наоборот... Пытались соединить их искусственно, но это получалось не всегда − связь «компаньонов» оказалась значительно сложнее, чем просто взаимовыгодное сотрудничество, то есть симбиоз. Некоторые ученые решили, отвергая уже вроде бы общепризнанную версию о двойной природе лишайников: а может быть, здесь замешан кто-то третий?

Так отечественный «независимый детектив» биолог П.А. Генкель параллельно с итальянской исследовательницей Ченджа Самбо стали свидетелями, как им показалось, соучастия в образовании лишайника и третьего лица − азотофиксирующеей бактерии. Они предположили наличие у лишайников полисимбиоза.

Многие «следователи» по другим делам были так поражены размерами коррупции: тем, что с виду самые обычные лишайники состоят из многих компонентов, связанных столь сложно, - что принялись и в других организмах искать нечто подобное. Например, что хлоропласты − это тоже какие-то водоросли, на которых паразитируют бесцветные высшие растения!

«Дело» снова передали в «суд» для выяснения числа «квартирантов», характера их связей и степени вины каждого из них. В качестве свидетеля был вызван известный советский микробиолог Н.А. Красильников. Он поведал, что на «месте преступления» (в лишайнике) бактерия находилась совершенно случайно. В противном случае круг «подозреваемых» необходимо было бы значительно расширить, так как микрофлора лишайников весьма многообразна. Приняв во внимание показания ученого и учитывая проведенные следственные эксперименты, в которых все попытки ввести бактерию в состав лишайника оказались напрасными, суд снял подозрения с нее и не стал рассматривать версию о полисимбиозе.

Как найти себе пару? 

Долгое время считали: каждому виду лишайника соответствует своя водоросль. Но оказалось, что лишь немногие водоросли (всего из 28 родов) могут жить вместе с грибом. Ведь, в отличие от свободноживущих, они получают меньше света; совсем или значительно лишены избытка продуцируемых ими органических веществ; у них замедленный рост. И если они не смогут приспособиться, то погибнут. Так же и гриб: не найдя себе «партнершу», прекращает существовать, так и не став компонентом лишайника. Но для поиска «невесты» у него есть спецгифы: ищущие − для обнаружения, охватывающие − для оплетения и двигательные − для переноса клеток водорослей в нужную зону.

Кто же главный паразит? 

«Обвинители» гриба тут же предъявили «орудия преступления» для паразитирования его на водоросли. Таких спецприспособлений при «обыске» оказался целый «арсенал»: всасывающие органы для прорыва и вдавливания оболочек клеток. Против столь веского аргумента трудно было что-либо возразить, − и версию о добровольном контракте отвергли.

Но резкий паразитизм гриба обнаружен лишь у примитивных лишайников и при содержании «подсудимых в неволе» (на искусственных средах). У высокоорганизованных он носит умеренный характер: вырастает не одно поколение водорослей, пока гриб убьет их, поглотив и остатки. Учитывая смягчающие обстоятельства («сожители» вместе «не от хорошей жизни»: чуть получше − они «оформляют развод» на любом году (стадии) жизни; водоросль тоже способна защищаться и, пусть и пассивно, но переходить в нападение, нанося грибу смертельные травмы), «суд» вынес «вердикт»: отношения между грибом и водорослью в слоевище лишайника признать эндосапрофитопаразитизмом.

В 1974 году приговор был обжалован советским лихенологом А.Н. Окснером, указавшего в тексте «апелляции» на очевидный, до того не упоминавшийся факт: сложный двойной паразитизм «жильцов», когда водоросль, изолированная от внешнего мира со всех сторон тканью гриба, как паразит, забирает у него воду, минеральные соли, азотистые и другие неорганические соединения. К тому же, может контролировать развитие слоевища, влияя на «детство» гриба (в чистой культуре он остается бесформенным). (По последним данным гриб также определяет размеры слоевища, форму и детали общего вида.) Позже, ввиду запутанности дела, было вынесено решение: продолжить «следствие» для нахождения новых улик…

Продолжение следует.

Фото автора

Заглавное фото: endoecotours.by

Комментарии пользователей (7)
Оставьте ваш комментарий первым
Владимир Пенькевич    13 Мая 2014 в 14:06
0
0
Знаете, Татьяна, очень интересно и познавательно, а фотографии показывают красоту этого мира растений. Вот, если бы Вы еще  подписали каждый снимок (если это еще можно сделать?), мы тогда могли узнать, что есть у нас. С уважением, Владимир.
Татьяна Моисеева    14 Мая 2014 в 10:12
0
0
Владимир, спасибо за проявленный интерес к очерку.
В наших белорусских лесах встречаются из лишайников, в основном, виды кладоний: кладония лесная (олений мох альпийский) -- кустистая, серовато-белая с зеленым оттенком; кладония оленья (олений мох) -- кустистая, серовато-белая и кладония красноголовая -- чуть поменьше (до 5 см) высотой предыдущих, с листовидным слоевищем с сизыми столбиками с красными головками.
А на ветках деревьях попадается более лопастной серовато-зеленый исландский мох (цетрария исландская). На стволах и ветках деревьях, а также на камнях часто красуется стенная золотянка, или ксантория постенная. Много произрастает на деревьях и других многочисленных видов накипных и листоватых лишайников (леканора, пармелия, фисция, псора и др.).
Вот эти-то виды и изображены на снимках. 
Юрий Капкович    14 Мая 2014 в 13:41
0
0
Татьяна, спасибо за познавательный материал! Давно, в детстве, от кого-то услышал, что лишайники являются индикаторами чистоты воздуха. И так забавно теперь, через десятки лет получить подтверждение тому из вашего "ботанического детектива". Очень понравилось. Спасибо!
Владимир Пенькевич    14 Мая 2014 в 18:27
0
0
Спасибо, Татьяна. Вот, теперь полная информация. Но, было бы хорошо, если Вы напишете, сверху вниз: фото 1 - это, фото 2 - это, и т.д. Извините за настойчивость и любопытство. Ваши фотки скопирую в свою коллекцию, с Вашего позволения. С уважением, Владимир.
Татьяна Моисеева    16 Мая 2014 в 13:19
0
0
Владимир, постаралась подписать фотографии лишайников так, как вы хотели.
Фото 1 – Колония талломов золотянки стенной, или ксантории постенной (Xanthoria parietina (L.) Belt.
Фото 2 – Скопление розеток накипных и листоватых лишайников-эпифитов (золотянки стенной, фисции аиполии, пармелии козлиной, или козьей)
Фото 3 – Таллом фисции аиполии (Physcia aipolia (Ehrh.) Hampe).
Фото 4 – Таллом золотянки стенной, или ксантории постенной (Xanthoria parietina (L.) Belt.
Фото 5 – Колония талломов золотянки стенной, или ксантории постенной (Xanthoria parietina (L.) Belt. на ветках и стволах дерева.
Фото 6 – Таллом фисции аиполии (Physcia aipolia (Ehrh.) Hampe) под микроскопом.
Фото 7 – Таллом золотянки стенной, или ксантории постенной (Xanthoria parietina (L.) Belt).
Фото 8 – Таллом гипогимнии вздутой (Hypogymniaphysodes (L.) Nyl.).
Фото 9 – Скопление талломов гипогимнии вздутой (Hypogymniaphysodes (L.) Nyl.).
Фото 10 – Талломы золотянки стенной, или ксантории постенной (Xanthoria parietina (L.) Belt).
Фото 11 – Колонии накипных и листоватых лишайников-эпифитов (золотянка стенная, фисция аиполия, пармелия козлиная, или козья).
Фото 12 – Талломы кладонии лесной (Cladonia sylvatical L.).
Фото 13 – Скопление талломов кладонии оленьей (Cladonia rangiferina Hoffm.).
Фото 14 – Колония талломов кладонии бахромчатой (Cladoniafimbriata (L.) Fr.).
Конечно, я не против включения понравившихся вам фото лишайников в коллекцию. Только радуюсь, что не перевелись еще люди, неравнодушные к красоте природы.
Всего хорошего!
Владимир Пенькевич    17 Мая 2014 в 18:05
0
0
Ну, Татьяна, Вы – прелесть! Я человек любопытный, и в ботанике хочется поднатореть, а лишайники часто вижу, и теперь буду их частично знать. Спасибо Вам, и, извините, за мою беспардонную настойчивость. С уважением, Владимир.
Юрий Емельянов    17 Мая 2014 в 20:34
0
0
Увлекательный детектив. Посмотрим, к чему придет следствие С улыбкой
Для того чтобы оставить комментарий, необходимо подтвердить номер телефона.