Как устроены лишайники?

Лишайники — это не “один организм” в привычном смысле, а устойчивая совместная система (симбиоз) как минимум двух участников:

1. Гриб (микобионт) — основной “строитель” тела лишайника.

2. Фотосинтезирующий партнёр (фотобионт) — обычно зелёная водоросль, реже цианобактерия (сине-зелёные). Иногда в одном лишайнике могут встречаться оба типа фотобионтов.
   Дополнительно внутри лишайников почти всегда живёт целое сообщество бактерий и других микроскопических организмов, но “каркас” и классическая схема — это гриб + водоросль/цианобактерия.

Как распределены роли

• Гриб образует большую часть массы лишайника, делает “корпус”, защищает от высыхания, ветра, ультрафиолета, добывает и удерживает воду и минеральные вещества. Также гриб выделяет специфические лишайниковые кислоты (вторичные метаболиты), которые помогают защищаться, регулировать влагу, подавлять конкурентов и т. п.

• Фотобионт производит органические вещества при фотосинтезе и делится ими с грибом.

  • Если фотобионт — зелёная водоросль, основным “продуктом” чаще бывают сахара (например, близкие к глюкозе/рибитолу в разных группах).

  • Если фотобионт — цианобактерия, кроме фотосинтеза она у некоторых видов умеет фиксировать атмосферный азот, обогащая систему соединениями азота (это особенно важно на бедных почвах и камнях).

Идея простая: гриб даёт “дом” и воду, фотобионт даёт “еду” (и иногда азот).

Из чего состоит тело лишайника (слоевище)

Тело лишайника называют слоевищем (таллом). У многих листоватых и кустистых лишайников оно устроено слоисто, как “бутерброд”. Классическая схема такая:

1. Верхняя кора
   Плотный защитный слой из тесно сплетённых грибных нитей (гиф). Он снижает испарение, защищает от механических повреждений и солнечной радиации. Часто содержит пигменты.

2. Слой фотобионта (водорослевый слой)
   Ниже коры располагаются клетки водоросли/цианобактерии, “встроенные” в грибную ткань. Здесь идёт фотосинтез. Грибные гифы обволакивают клетки фотобионта и получают от них продукты фотосинтеза.

3. Сердцевина (медулла)
   Более рыхлая часть из грибных гиф с множеством воздушных промежутков. Она работает как “губка” и “теплоизоляция”: помогает удерживать влагу и обеспечивать газообмен.

4. Нижняя кора (есть не у всех)
   У листоватых лишайников часто есть нижняя кора — тоже плотный слой, контактирующий с субстратом.

5. Ризины (есть у многих листоватых)
   Это “корешкоподобные” выросты из грибных гиф, которыми слоевище прикрепляется к поверхности (камню, коре). Важно: ризины в основном служат для закрепления, а не для “питания” как корни растений.

Варианты строения

• Накипные лишайники (корка на камне/коре) часто не имеют выраженной нижней коры и как бы “врастает” в микронеровности субстрата.

• Листоватые имеют заметные верх/низ, коры и ризины.

• Кустистые обычно образуют “ветвистое” слоевище, прикрепляясь одной точкой, и имеют сложную внутреннюю организацию.

Как лишайник “работает” физиологически

Лишайники — пойкилогидрические организмы: они не поддерживают постоянную внутреннюю влажность, а “живут по погоде”.

• Когда сухо — они почти полностью останавливают обмен веществ, могут быть ломкими и выглядеть “мертвыми”.

• Когда появляется влага (дождь, туман, роса) — быстро оживают, фотосинтез запускается, начинается рост.

Воду они получают не корнями, а:

• напрямую из дождя и тумана,

• из влажного воздуха,

• частично удерживают капиллярно в структуре слоевища.

Минералы и микроэлементы:

• из пыли, дождевой воды, частиц субстрата,

• поэтому лишайники часто используют как биоиндикаторы загрязнения воздуха: они накапливают вещества из атмосферы.

Как устроено размножение и расселение

Есть два основных пути.

1) Вегетативное (сразу “командой”)

Это самый надёжный способ, потому что новый фрагмент уже содержит и гриб, и фотобионта.

• Фрагментация: кусочек слоевища отламывается и приживается.

• Соредии: мелкие “порошинки” — группы клеток фотобионта, оплетённые грибными гифами, которые высыпаются наружу.

• Изидии: маленькие выросты на поверхности слоевища, тоже содержащие оба партнёра.

2) Половое (обычно размножается гриб)

У многих лишайников гриб образует споры (например, в плодовых телах — апотециях или перитециях). Но спора гриба сама по себе лишайником не станет, пока не найдёт подходящего фотобионта и не сформирует с ним новый таллом. Поэтому “половое” размножение у лишайников часто менее эффективно для быстрого расселения, чем вегетативное.

Почему это считается отдельной “формой жизни”

Потому что в таком объединении появляются свойства, которых нет у каждого партнёра по отдельности:

• способность жить на голых камнях, в тундре, пустынях, на коре деревьев,

• высокая устойчивость к холоду, засухе, сильной инсоляции,

• очень медленный, но стабильный рост и долговечность,

• активное химическое взаимодействие со средой (в том числе разрушение минералов и образование почвенного слоя).

Итог: лишайник устроен как слоевище, “собранное” грибом, внутри которого живут фотосинтезирующие клетки. Гриб обеспечивает защиту и влагу, фотобионт — органическое питание (а цианобактерии иногда ещё и азот). Такая конструкция делает лишайники необычайно выносливыми и способными заселять места, где большинство организмов выжить не может.