РАСТЕНИЕ-СФИНКС
Продолжая публикацию материалов, посвященных 60-летию ЦСБС, предлагаем статью
главного научного сотрудника ЦСБС СО РАН Нелии Седельниковой о результатах
исследований самых загадочных явлений природы — лишайников.
Так назвал лишайники известный русский ученый ХIХ столетия К. Тимирязев в одной из своих публичных лекций в 1885 г.: «Не может ли реальная действительность порой оправдать фантазию поэтов и художников, не найдется ли в каком-нибудь забытом уголке природы чудовищных, сложных существ, представляющих такое сочетание или агломерат двух совершенно разнородных организмов, каковы эти мифологические полугады, полуптицы, полулюди, полузвери?… И поэтому понятно было изумление ботаников, когда … такое загадочное существо, подобно сфинксу, представляющее полное слияние совершенно разнородных и самостоятельных организмов, относящихся к двум различным классам, нашлось в природе…»
До 70-х годов XIX столетия лишайники казались загадочным явлением, а их слоевище часто сравнивали с телом зеленого растения, полагая, что водоросли в их талломе — это органы размножения. Лишь в 1867 г. немецкий исследователь С. Швенденер открыл дуалистическую природу лишайников, и это событие было отнесено к числу «наиболее поразительных и неожиданных открытий биологической науки».
В настоящее время почти каждый знает, что лишайники — это комплексные организмы, основой биологии которых является сожительство различных организмов — гетеротрофного гриба, или микобионта, и автотрофной водоросли, или фикобионта. В симбиотическом сожительстве, исторически выработавшемся и постоянном — основное своеобразие лишайников. В процессе эволюции формообразующий процесс, проходивший на основе симбиоза, создал у лишайников своеобразные жизненные формы, не встречающиеся отдельно ни у водорослей, ни у грибов. Специфичен химический состав лишайников. Особенно интересны вторичные продукты их обмена, так называемые лишайниковые кислоты, многие из которых в других группах организмов не встречаются. Своеобразна биология лишайников: способы размножения, медленный рост, продолжительность жизни (от 10-25 лет у напочвенных кладоний, 40 лет у эпифитных пармелий, до 4500 лет у эпилитных накипных лишайников), отношение к экологическим условиям и др.
 |
Снимок сделан О. Костериным, к.б.н. с.н.с. ИциГ, на гольце Лебединый, возле г. Алдана в Якутии. Специалист по лишайникам С. Пристяжнюк (с.н.с. ЦСБС СО РАН) определил по фотографии крупный червеобразный лишайник как Thamnolia vermicularis, а окружающий его мелкий кустистый — как Cladonia stellaris.
|
Многие, видимо, слышали, что лишайники являются одними из пионеров растительности, распространенными по всему земному шару от жарких пустынь до арктических тундр, льдов Антарктики и вечных снегов высокогорий. Они способны поселяться в наиболее экстремальных условиях, не пригодных для цветковых растений. Конечно же, обращает на себя внимание способность лишайников долгое время находиться в сухом, обезвоженном состоянии, выдерживая как высокие (до 100 градусов), так и очень низкие температуры, не погибая, а приостанавливая свои жизненные функции, т.е. в состоянии, близком к анабиозу. Лишайники участвуют в процессах выветривания горных пород, на которых они поселяются, оказывая на них как физическое, так и химическое воздействие, очевидно с участием выделяемых ими лишайниковых веществ. Мелкие почвообитающие членистоногие — микроартроподы очень тесно связаны с лишайниками, используя последние не только как надежное убежище, но и как постоянный источник пищи. Консорции лишайников и отдельных групп беспозвоночных давно привлекают внимание исследователей, так как являются важнейшей функциональной структурой начальных стадий почвообразовательного процесса при разрушении материнских пород. Очень хорошо об этой роли лишайников еще в 1856 г. писал известный ботаник У. Линдсей, что «они скромны и незначительны, хотя, по-видимому, бесконечно важны — как служанки Природы; они меняют облик земного шара, размягчают остроконечные горные утесы, покрывают плодородной почвой и голую поверхность вулканической лавы, и коралловые островки; на земле они — основа почвы, а, следовательно, — и растительности».
Велико значение лишайников как основного корма для северных оленей. Как известно, олени поедают ягель. Это название объединяет три основных вида кладоний: звездчатую (прежде она называлась альпийской), оленью и лесную. Сюда могут входить и некоторые другие виды кладоний, и цетрария исландская. Доля лишайников в годовом рационе северных оленей может достигать 70 %. При отсутствии лишайников олени погибают от кишечных расстройств.
Широко используются лишайники в медицине. В списках лекарственных растений, изданных в ХIХ веке, было немало видов лишайников. Большое применение в лечебной практике находит цетрария исландская, которую более полутора столетий используют при лечении чахотки. Современными исследованиями было доказано, что высокой антимикробной активностью против стафилококков, стрептококков и других микроорганизмов обладают протолихестериновое и лихестериновое вещества, найденные в данной цетрарии.
В ХХ веке большое внимание стали уделять изучению антибиотических свойств лишайников, которые справедливо связывают с лишайниковыми кислотами.
Лишайниковые кислоты — сложные органические соединения разнообразной структуры. Их молекулы состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. Молекулы содержат чаще всего от одного до трех шестичленных углеродных колец, связанных перемычками и имеющих боковые цепи. Одна из самых загадочных проблем лихенологии — неспособность изолированных из слоевища лишайников микобионтов синтезировать в культуре те химические соединения, которые они синтезируют с водорослью. Факты доказывают, что биосинтез лишайниковых веществ является результатом совместных усилий лишайниковых партнеров.
Особый интерес среди лишайниковых веществ представляет так называемая усниновая кислота, которая сейчас известна примерно в 70 видах лишайников. Усниновая кислота — антибиотик широкого спектра действия. Именно эта кислота обусловливает антимикробную активность многих из видов лишайников, содержащих ее, поэтому она включается в состав различных антибиотических препаратов. В нашей стране был получен антибиотик бинан — натриевая соль усниновой кислоты, названной в честь Ботанического института им. В.Л. Комарова (сокращенно БИН), где он был разработан и изучен. С 1955 г. этот препарат был введен в медицинскую практику. Бинан эффективен против граммположительных бактерий: стрептококков, пневмококков, золотистого стафилококка, туберкулезной палочки. Препарат применялся при лечении гнойных ран, ожогов, раневых поверхностей, трофических язв. К сожалению, после перестроечных событий, произошедших в 90-х годах ХХ столетия в нашей стране, выпуск этого препарата прекращен.
Некоторые лишайники содержат ароматические вещества, поэтому издавна использовались в парфюмерной промышленности при изготовлении пудр, в основном для париков. Спиртовый раствор из эверний, некоторых видов пармелий, рималин, так называемый резиноид, состав которого изучен пока недостаточно, обладает своеобразным ароматом и способен фиксировать запахи. Для производства самых лучших сортов духов во Франции в прежние времена обязательно использовали лишайники.
В этой статье затронут лишь фрагмент из характеристики уникальных лишайниковых веществ и роли, которую они играют во взаимоотношениях с другими организмами и почвой, в хозяйственной деятельности человека.
Хотелось бы остановиться на том, что планомерное изучение в Сибири этих оригинальнейших организмов началось со второй половины шестидесятых годов ХХ столетия, когда в лабораторию низших растений ЦСБС были приняты два аспиранта: автор данной статьи и С. Кравчук, которая по окончании аспирантуры возвратилась работать в Красноярский пединститут. До этого времени для Сибири имелись лишь эпизодические сведения по данной группе организмов. Планомерные исследования лишайников начались с Горной Шории, из которой были описаны три новых для науки вида. В дальнейшем работы автора были продолжены на Кузнецком Алатау, в Горном Алтае, в Тыве — на нагорье Сангилен, Западном и Восточном Танну-Ола, в Убсунурском биосферном заповеднике, на хребте ак. Обручева, Монгун-Тайге — на Салаирском кряже, Западном и Восточном Саяне, по ряду из которых опубликованы 4 монографии. К настоящему времени биоразнообразие лишайников, по данным автора данной статьи, для Кемеровской области определяется 1311 видами, для Салаира — 671 видом, Красноярского края (Западный и Восточный Саян) — 1318 видами, Республики Алтай — 1572 видами, Республики Хакасия — 1272 видами, Республики Тыва — 1222 видами.
Кроме горных территорий изучались лишайники Ханты-Мансийского автономного округа: заповедника «Кондинские озера», Елизаровского заказника, определялись сборы лишайников с полуостровов Гыданьский и Ямал.
Исследования С. Кравчук на Ойском хребте Западного Саяна, к сожалению, не были завершены, ею было опубликовано лишь 135 видов.
С 1977 г. изучением лишайников Байкальской Сибири в лаборатории низших растений занимается с.н.с. к.б.н. Т. Макрый, которая начала свои исследования с Байкальского хребта, определив для него 453 вида лишайников и опубликовав данные этого исследования в монографии.
Кроме изучения биоразнообразия, исследовалась роль лишайников в структуре растительных сообществ.
С 2000 г. автором впервые в нашей стране была предпринята попытка использования лишайников, вернее лихенометрии, для датировки петроглифов Горного Алтая. В ходе лихенометрических измерений были определены диаметры 260 наиболее крупных слоевищ, в основном пяти видов эпилитных лишайников, установлен их годичный прирост. Работы проводились совместно с сотрудниками Института археологии и этнографии СО РАН при поддержке гранта СО РАН. Наиболее крупные диаметры слоевищ лишайников, перекрывающих петроглифы, измерены на огромной композиции наскальных изображений в урочище Караоюк, возраст некоторых из них превышал 4400 лет. Полученные результаты не противоречат археологической периодизации петроглифов, относящихся к эпохе бронзы и раннему железному веку.
С 90-х годов ХХ столетия выращены специалисты-лихенологи для Якутии, Омской области, Кемеровской области, Красноярского края, Томской области и г. Новосибирска. Т. Макрый вырастила двух специалистов для г. Иркутска.
Досрочно подготовлена к защите кандидатская диссертация выпускницы НГУ Е. Свирко «Лишайники — биоиндикаторы загрязнения атмосферного воздуха г. Новосибирска», также выполняемая при поддержке гранта СО РАН, в которой диссертант впервые приводит видовой состав лишайников г. Новосибирска и, проанализировав закономерности распространения лишайников в пределах города, выделяет 10 классов полеотолерантности и составляет карту загрязненности города.
В последние десятилетия определенное внимание стало уделяться охране лишайников. Некоторые виды были занесены в Красные книги СССР, РСФСР, региональные Красные книги, в составлении которых принимали участие лихенологи ЦСБС. Включение вида в Красную книгу, к сожалению, не обеспечивает его охрану, лишь напоминая, что вид находится под угрозой исчезновения или является уязвимым к антропогенным воздействиям.
Помните, природа, в отличие от человека, ничего не создает зря. Берегите ее.
стр. 7
|
