Я познаю мир. Ботаника - Касаткина Юлия Николаевна (читать книги полностью TXT) 📗
У более высоко организованных видов существуют специальные органы вегетативного размножения, в которых образуются мельчайшие клубочки (их называют соредиями), состоящие из одной или нескольких клеток водорослей, окруженных гифами гриба. Благодаря этому практичному изобретению лишайниковый гриб получил возможность никогда не расставаться с водорослью. Риск погибнуть без зеленой кормилицы голодной смертью у наиболее продвинутых лишайников был сведен к минимуму. Это еще одно доказательство того, что лишайник – единый организм, хотя и состоящий из двух компонентов.
Миллионы таких клубочков образуют порошкообразную зеленоватую массу, которая местами покрывает верхнюю поверхность слоевища или развивается в виде каймы по краям его лопастей.
Соредии – специализированные органы размножения. Эти клубочки состоят из клеток водорослей (1) и гиф гриба (2). Клубочки выходят на поверхность лишайника через раз рывы коры (3) и распространяются ветром
Органы вегетативного размножения, в которых происходит формирование клубочков, лишайники тоже «изобрели» совершенно самостоятельно – ничего похожего нет ни у грибов, ни у водорослей.
Лишайниковые кислоты
Еще один факт, убеждающий нас в том, что лишайник представляет собой целостный организм, состоит в том, что лишайники способны вырабатывать особые вещества, которые больше в природе нигде не встречаются. Речь идет об уже упоминавшихся лишайниковых кислотах. Ни гриб, ни водоросль по отдельности лишайниковых кислот не образуют. Данное биохимическое изобретение – продукт их совместной деятельности.
Лишайниковые кислоты, накапливаясь в верхнем коровом слое, защищают тело лишайника и особенно водорослевый слой от чрезмерного солнечного излучения. Результаты экспериментов по влиянию лишайниковых кислот на растения показали, что они способны подавлять рост грибов и мхов и прорастание семян цветковых растений. Похоже, что эти вещества являются аналогами антибиотиков – химического оружия грибов и некоторых бактерий в борьбе за жизненное пространство.
Предположение о химическом оружии лишайников кажется особенно правдоподобным, если вспомнить, как медленно они растут – всего на 7–10 миллиметров в год в лучшем случае. С такими темпами роста даже медленно растущие мхи могут оказаться серьезными конкурентами, не говоря уж о цветковых растениях. Конечно, засухоустойчивость лишайников снижает вероятность конкуренции за пространство с влаголюбивыми мхами, но с цветковыми растениями приходится сложнее. Вытеснить цветковые растения лишайникам просто не под силу, но, первыми захватив подходящий кусок земли, они стоят насмерть, никого не пуская на свою территорию. Лишайник разрастается во все стороны, образуя низкий, но очень плотный коврик. Через такое препятствие, да еще усиленное действием агрессивных лишайниковых кислот может пробиться далеко не каждое растение. Но если лишайниковый покров случайно окажется сбит, скажем, копытом северного оленя или сапогом человека, цветковые растения тотчас же воспользуются моментом и захватят освободившийся кусочек земли.
Чем хуже, тем лучше
Лишайниковый ковер можно встретить далеко не везде. Массово лишайники разрастаются только там, где условия среды настолько суровы, что сильной конкуренции со стороны более совершенных претендентов на жизненное пространство ожидать не приходится. Каменистые осыпи, неприютные скалы и склоны гор, безлесные пространства тундры, сухие сосновые боры на песчаных почвах – вот владения лишайников, здесь они чувствуют себя настоящими хозяевами жизни. Это – настоящие экстремалы, и их девиз «Чем хуже, тем лучше»!
Там, где условия для роста и развития, казалось бы, более благоприятны – мягче климат, выше влажность, богаче почва, лишайники занимают скромное подчиненное положение, довольствуясь самыми неприглядными уголками, словно и впрямь ищут, где же хуже. Вы, наверное, уже догадались, что свет, тепло, обилие питательных веществ и другие блага жизни лишайникам вовсе не противны, наоборот! Они бы и рады всем этим воспользоваться, но... Тоненькие одноклеточные ризоиды лишайников не могут соперничать с мощными корнями трав, а само слоевище растет так медленно, что даже неторопливые мхи могут дать лишайникам большую фору.
Однако, с другой стороны, лишайники – одни их самых выносливых и стойких организмов. Они распространены в природе необычайно широко – от жарких пустынь до Антарктиды. Всего в Антарктиде насчитывается 350 видов лишайников, и из них 7 видов встречаются почти до самого Южного полюса! Правда, не на льду, а на выступающих скалах. Лишайники могут выдерживать жесткое солнечное облучение, полное высыхание, сильное нагревание и суровые холода. Кстати, цветковых растений в Антарктиде всего 3 вида, и те на побережье. Из них только два представителя семейства гвоздичных – аборигены, а еще один вид – мятлик луговой – попал на ледяной материк совсем недавно вместе с людьми.
Как могут лишайники выживать в таких суровых условиях, которые непригодны для других организмов? Во–первых, лишайники способны длительное время обходиться без воды. Обезвоженное тело лишайника полностью пересыхает, и организм впадает в полубезжизненное состояние анабиоза. Спящий в анабиозе лишайник гораздо более устойчив к облучению, перегреванию и переохлаждению. Происходит так из–за того, что внутренняя кора лишайника, высыхая, становится толстой и непрозрачной, преграждая путь солнечному свету. Влажный лишайник разрушается ярким светом и экстремальными температурами, которые в сухом виде для него не опасны.
Мятлик луговой
Большую часть своей жизни лишайники пребывают в почти обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет всего 2–10% сухой массы. В таких условиях фотосинтез в клетках водорослей полностью прекращается, а значит, прекращается и рост всего лишайника. Во многих местах, где живут неприхотливые лишайники, фотосинтез возможен только по нескольку часов в день несколько месяцев в году, когда влажность воздуха относительно высока. Следствие этого – очень низкая скорость роста лишайников; их радиус увеличивается всего на 0,1–10 мм в год.
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.
