Нескучная биология - Алексей Целлариус

Строение лишайников: 1 – водоросли; 2 – слой коры; 3 – слой водорос-лей; 4 – сердцевина

Грибы проявляют прямо-таки страсть к сожительству с представителями других царств. Кроме микоризы, о которой мы уже говорили, есть еще один плод этой страсти – лишайники. Лишайник – это плотное переплетение гиф гриба аскомицета, в котором заключены клетки цианобактерий или одноклеточных зеленых водорослей. Кончики гиф проникают в клетки сожителя, который обеспечивает их продуктами фотосинтеза. Что касается водоросли, то она, похоже, ничего полезного для себя из гриба не извлекает.

Обычно лишайники приводятся как пример симбиоза – взаимовыгодного союза двух организмов. На самом деле, это скорее не симбиоз, а паразитирование гриба на водоросли. Водоросли, входящие в состав лишайников, встречаются в природе и сами по себе, причем растут и размножаются на свободе они гораздо лучше. А вот те виды грибов, которые образуют лишайники, сами по себе расти не могут и в «чистом виде» не встречаются. Некоторые лишайники размножаются так называемыми соредиями – это маленькие комочки гиф, опутывающие клетку водоросли, которые отпочковываются от тела лишайника. Но чаще гриб размножается привычным для себя способом и молоденький мицелий опутывает гифами встреченную клетку водорос-ли. А если подходящей водоросли не подвернулось – гибнет.

Соредии: А – при сильном увеличении (1 – водоросли; 2 – гриб); Б – выход соредиев через разрыв стенки лишайника

Растут лишайники везде, от раскаленных пустынь до скал, выступающих из-под ледникового щита в центре Антарктиды. Живучесть лишайников объясняется, как ни странно, их способностью стремительно терять воду. Высыхает лишайник за пару часов. При этом верхняя корка становится плотной и непрозрачной, фотосинтез прекращается, лишайник впадает в своего рода анабиоз. В таком состоянии некоторые лишайники способны находиться годами, выдерживая температуры от плюс восьмидесяти (до такой температуры раскаляется поверхность скал в пустыне) до минус 80 (зимние температуры в центральных районах Антарктиды). Но стоит появиться росе или пролиться дождичку, лишайник оживает буквально за две, три минуты. А как только влажность начинает падать – снова впадает в спячку.

Жизненные формы лишайников: А – накипной; Б – листоватый; В – кустистый

Лишайник ориентируется на наличие воды, и при жизни в Антарктиде или в центре Австралии в этом есть глубокий смысл. Появление воды – это, одновременно, означает снижение (в пустыне) или повышение температуры. В иных пустынях дожди (или роса) случаются раз в несколько лет, причем через несколько дней все высыхает до исходного состояния. «Жаркие» дни в центре Антарктиды или в высокогорье, когда солнце нагревает поверхность скалы до такой степени, что она «отпотевает» – тоже очень большая редкость, и длится эта благодать недолго. Даже и не в столь запредельных условиях, скажем, на скалах Таймыра или Ставрополья, лишайник большую часть жизни проводит в спячке. Поскольку растут лишайники «урывками», то обычно рост идет очень медленно. Известны лишайники, которым, по приблизительным расчетам, должно быть более пяти тысяч лет.

Растения в целом – сухопутные существа. То, что мы называем водными растениями, это, в большинстве своем, вполне сухопутные создания, просто стоящие «по колено», «по пояс» или «по горло» в воде. Некоторые водные растения не стоят, а плавают, что дела не меняет. Но практически все они черпают углекислый газ и кислород из воздуха, а прочие минеральные вещества из грунта, со дна водоема, а не из воды, в отличие от водорослей. И даже те очень немногие, которые полностью погружены под воду, вроде элодеи, органы размножения обычно выносят на поверхность. Среди растений по-настоящему водных на свете – раз-два и обчелся. Собственно, все главные признаки и свойства растений – это приспособления, приобретенные их предками водорослями при выходе на сушу.

Море – колыбель жизни, большинство из нас усвоило это еще в школе. Однако возможно, первые формы жизни возникли не в море, а на суше, в почвенных растворах, и только потом проникла в море. Соответственно, на сушу из воды вышла не жизнь вообще, а жизнь многоклеточная. При этом, практически все сухопутные группы многоклеточных организмов вышли на берег не из моря, а из пресной лужи. Растения не исключение – их предками были пресноводные зеленые водоросли, по-видимому очень похожие на современные харовые водоросли. Обитали эти предки, вероятно, не в озерах и реках, а именно в мелководных лужах. Лужам свойственно периодически высыхать, и это служит очень мощным стимулом к выработке приспособлений для сухопутной жизни.

Посидония – водное цветковое растение

Завоевание суши зелеными водорослями началось очень давно, около полумиллиарда лет назад, в начале ордовикского периода. А уже из середины ордовика известны споры, очень напоминающие споры растений. А совершенно несомненные остатки растений появляются в силуре, в отложениях, имеющих возраст около 430 миллионов лет. В девонском периоде, около 400 миллионов лет назад, когда сушу начали осваивать наши предки амфибии, растения были уже многочисленны и разнообразны. Очень вероятно, что за покорение безжизненных берегов водоросли взялись не в одиночку, а в союзе с грибами. Тесный союз гриба и корня – микориза – ныне известен для огромного большинства (более 80 %) «высших» растений. Гриб снабжает растение минеральными веществами, а растение расплачивается за это углеводами. Похоже, что этот союз возник на заре времен и был одним из условий успеха завоевания суши.

Жизнь водоросли, надо сказать, довольно проста, избыток проблем водоросль не обременяет. Особые органы питания не нужны, питательная среда – вода с растворенными в ней разно-образными веществами – окружает водоросль со всех сторон, и она «впитывает» необходимое, так сказать, всем телом. Хотя у некоторых, в основном крупных, водорослей и в воде возникают сложности. У многометровой ламинарии, например, верхняя часть освещена лучше, чем прикрепленная ко дну, и появляется необходимость транспортировки продуктов фотосинтеза из одной части слоевища в другую. При жизни на суше эта проблема встает в полный рост.

Из весьма приличного набора веществ, потребных живому организму, в воздухе в доступной для растения форме содержатся только углерод (в составе углекислого газа) и кислород. Прочие нужные вещества есть в почве, и растению на суше необходимо часть тела погрузить под землю, к источнику питания, а часть оставить на поверхности, под лучами солнца, иначе невозможен фотосинтез. Хочешь не хочешь, а нужно наладить транспортировку минеральных веществ из подземной части наверх.