Відміни лишайників від інших рослин

Є спостереження, що багато лишайники більш активно фотосінтезують в ранкові та вечірні години і що фотосинтез продовжується у них і взимку, а у нагрунтових форм навіть під нетовстим сніговим покривом. 
Важливим компонентом у харчуванні лишайників є азот. Ті лишайники, які мають в якості фікобіонт зелені водорості (а їх більшість), сприймають сполуки азоту з водних розчинів, коли їх слоєвища просочуються водою. Можливо, що частина азотистих сполук лишайники беруть і прямо з субстрату - грунти, кори дерев і т. д. Екологічно цікаву групу складають так звані нітрофільні лишайники, які ростуть в місцепроживання, багатих азотистими сполуками, - на «пташиному камені», де багато екскрементів птахів , на стовбурах дерев і т. д. (види ксанторіі, фісціі, калоплакі та ін.) Лишайники, що мають як фікобіонт синьо-зелені водорості (особливо ностока), здатні фіксувати атмосферний азот, оскільки цією здатністю володіють містяться в них водорості. У дослідах з такими видами (з родів коллема, лептогіум, пельтігера, лобарія, стікта та ін) було встановлено, що їх слоевища швидко і активно поглинають атмосферний азот. Ці лишайники часто селяться на субстратах, дуже бідних азотистими сполуками. Більша частина азоту, фіксованого водорістю, направляється мікобіонту і лише незначна частина використовується самим фікобіонтом. Є дані, що мікобіонт в слані лишайника веде активний контроль над освоєнням і розподілом азотистих сполук, фіксованих з атмосфери фікобіонт. 

9Хімічний склад лишайників   

Фенольні  речовини лишайників, так звані лишайникові  кислоти, є численною групою ароматичних  сполук. Всі вони є специфічними метаболітами лишайників і їх традиційно використовують при таксономічних  дослідженнях, вказуючи на додаток  до морфологічних, екологічних та географічних характеристиках досліджуваних таксонів. 
        Всі організми змушені створювати багатоступінчаті захисні системи від згубної дії кисню, що знаходиться в атмосфері і розчиненого у воді, де він знаходиться в молекулярній формі. Цей захист особливо необхідний проти активних форм кисню - перекису водню, синглетного кисню, супераксідного, гідроксильного та інших вільних радикалів кисню. Антіоксідантотерапія за останнє десятиліття стала одним із провідних напрямів у фармакологічних і клінічних розробках. При цьому використання синтетичних антиоксидантів: іонола, буділгідроксіанізола показало їх токсичність, і виникла необхідність заміни синтетичних антиоксидантів в харчовій промисловості і медицині природними сполуками.   

Детально  вивчені депсідони лишайників та пігменти, які виявилися гідроксотрахіномами, і слід вказати, що спільне знаходження цілого набору ароматичних структур в лишайнику створює суцільний екран для ультрафіолетової частини сонячного світла. Абсорбційні максімуми ультрафіолетової області спектрів знайдених депсідонів, атраноріна і усніновой кислоти, а також пігментів накладаються один на одного і обумовлюють цей екран.  

Антимікробна  активність усніновой кислоти. Антибіотична активність лишайників була вперше описана  в 1944 р. Найбільш відомим лишайниковим антибіотиком є ​​уснінова кислота, яка одночасно є і дуже розповсюдженою в лишайниках речовиною. Уснінова кислота має будову бензофурану, її відносять до фенольних сполук, вона легко кристалізується у вигляді красивих блідо-жовтих голок, погано розчинна у воді, слабо розчиняється у спирті. Антибіотична активність уснінової кислоти дуже залежить від характеру оптичного обертання. Всі три форми уснінової кислоти були в минулому широко вивчені на антимікробну активність, була знайдена їх переважна активність проти грамоположительних і кислотостійких мікроорганізмів. З середини нашого століття препарати уснінової кислоти знаходять клінічне застосування в ряді країн. У нашій країні був розроблений препарат Біна. Це натрієва сіль усніновой кислоти. 1% розчин у маслі або на ялицево бальзамі, а також розчин у спирті. Біна в спирті (кілька крапель) прекрасно лікує запалене горло і запобігає ангіну; біна на ялицево маслі добре лікує опіки.   

Джерелом  позитивного - усніновой кислоти, очевидно, повинні бути уснеі, які, на жаль, до цих пір є непотрібним відходом разом з корою і гілками дерев при лісозаготівлях. Техніка зняття рослин та їх первинна обробка прості. Витяг речовини та очищення є стандартними операціями не пов'язані із застосуванням небезпечних хімікатів. На нашу думку, виробництво усніновой кислоти на базі утилізації відходів при лісоповалах, повинно бути економічно вигідно і виправдано для здійснення медичного застосування. 
   На додаток до сказаного, епіфітні лишайники різних видів з лісоповалом можна використовувати в парфумерній промисловості для одержання так званих резиноїд, фіксаторів запахів парфумів, одеколонів та туалетного мила. Одним з результатів науково-дослідної роботи з ароматичними лишайниковими сполуками стало створення колекції цих речовин. 
    До цих пір розуміння біологічної ролі ароматичних лишайникових сполук багато в чому не досягнуто. Більшість ліхенологів допускають, що вони виконують щось, що важко собі уявити. Очевидно, потрібно краще розуміння їх адаптивної ролі, так як відбувається не згасання продукування лишайникових кислот в еволюційному процесі, а вдосконалення цих унікальних метаболітів.

10Роль  лишайників у природі

Лишайники - організми гігіенометри.

Кожен з нас - свідок і учасник зміни  навколишнього природного середовища. Спостережна людина може помітити, що навколо великих міст і там, де відбувається інтенсивне забруднення  середовища автомобільним транспортом, тепловими електростанціями, підприємствами чорної і кольорової металургії, будівельній  або добувної промисловості, з тією чи іншою швидкістю зникають представники різних видів тварин і рослин. Найчастіше, правда, їм на зміну приходять нові види.

Якщо  говорити про рослини, то це або культури, що вирощуються на полях, у садах і городах, і супроводжуючі їх бур'яни, або дерева, чагарники і квіти, що використовуються в озелененні.

А ось  багато представників споконвічно  місцевої флори іноді повністю зникають з територій, що піддаються інтенсивному антропогенному впливу та забруднення. До їх числа належить і лишайники.

Все необхідне  для життя лишайники одержують  з повітря та атмосферних опадів і при цьому не мають спеціальних  пристосувань, що запобігають надходження  в їхні тіла різних забруднювачів. Особливо згубні для лишайників різні оксиди, що утворюють при з'єднанні з  водою кислоти тієї чи іншої концентрації. Вступаючи до них металів, такі сполуки руйнують хлоропласти водоростей, рівновагу між компонентами лишайника порушується, і організм гине. Тому багато видів лишайників швидко зникають з територій, схильних до значного забруднення, зокрема з міст, де автотранспорт і ТЕЦ є постачальниками кислотних забруднювачів. 
Ще в середині минулого століття класик ліхенології В. Нюландер (W. Nylander), швед за походженням, який довгий час працював у Франції, звернув увагу на поступове зникнення лишайників з Люксембурзького саду через використання нових видів палива і газу для освітлення паризьких вулиць. 
Це дало йому підставу назвати лишайники «гігіенометрами», видовий склад і стан яких на даній території відображають якість повітря і комфортність умов проживання для самої людини.

Дійсно, довгоживучі і повільнозростаючі лишайники, що реагують в умовах постійного впливу забруднень навіть на відносно слабке збільшення їх концентрації, виявилися дуже зручним об'єктом для подібної біоіндикації. І в останні десятиліття ХХ століття в багатьох країнах видовий склад і особливості поширення лишайників, особливо епіфітних, у містах, зонах впливу великих об'єктів індустрії і на інших територіях стали об'єктом пильного вивчення спеціалістів.

Звичайно, дані про видовий склад лишайників не можуть бути основою для оцінки фактичної концентрації забруднювачів  у середовищі. Хоча для деяких регіонів і була знайдена залежність концентрації двоокису сірки в повітрі і  наявністю в місцевій ліхенофлорі представників тих чи інших конкретних видів, це не може бути механічно перенесено на інші території. 
Однак не можна забувати, що з біологічної точки зору і з позицій охорони природи фактичні концентрації забруднювачів у середовищі малоінформативні. Куди важливіше знати біологічний ефект багатоваріантної дії різних фітотоксікантів, наочно інтегрованих в реакції лишайників. Зникнення представників чутливих до забруднення видів має бути сигналом небезпеки для інших організмів, і в тому числі для людини. 
У наші дні було б навіть дивно зустріти в збережених у місті лісових масивах, в яких, мабуть, немає квадратного дециметра, на який би не ступала нога людини (а витоптування вельми негативно діє на лишайники), представників таких помітних нагрунтових видів, як ісландський мох , оленячий мох, Peltigera або Stereo-caulon tomentosum. Відсутність на деревах бородовідних бріорій (Bryoria) і усней (Usnea), накипних (Pertusaria) або ряду видів роду Lecanora пов'язане з сильним забрудненням повітряного басейну, оскільки представники цих видів негативно реагують навіть на незначну домішку в повітрі таких забруднювачів, як двоокис сірки, оксиди азоту, вуглецю та інші.

І звичайно ж, як причину зникнення багатьох лишайників слід назвати знищення їх місць існування, забудову великих  площ житловими будинками, підприємствами, прокладку доріг і багато інші процеси, що тривають і понині. Ці окремі факти свідчать, що лишайники як таксономічна група ще тривалий час  будуть зберігати свої позиції на планеті і, можливо, переживуть людину. Звичайно, багато видів лишайників зникають з тих чи інших зазнали забруднення районів. Багато хто, але не всі. Деякі продовжують існувати на цих площах, а іноді навіть розширюють за їх рахунок територію свого поширення. У Західній Європі, наприклад, слоевища Lecanora conizaeoides дуже рясні у багатьох забруднених районах, а ще на початку століття цей вид там знаходили надзвичайно рідко. У Московській області майже повсюдно і рясно зустрічається непомітний, але дуже стійкий Scoliciosporum chlorococcum - корковий вигляд, на початку століття також не вказується для Середньої Росії. Так що лишайники як група організмів на планеті збережуться. І коли людство з тих чи інших причин зникне з лиця Землі, вони знову освоять колись займані ними місцеперебування. А відступ окремих видів з конкретної території повинно бути тривожним сигналом насамперед для нас. Бо ясно, що якість повітря в місті потребує прийняття ефективних і масштабних заходів для його поліпшення.

Ці заходи варто було б прийняти для того, щоб не тільки городяни, а й усе  людство проіснувало б на Землі  більш тривалий період. З цієї ж  причини не варто забувати і про  науку. Зокрема, про таку древнью її галузь, як ботаніка, про те, що збираються ботаніками колекції і про збереження цих самих колекцій. Адже тільки кваліфікований науковий працівник, оснащений досконалими приладами, може зібрати точну інформацію про події навколо нас і з нашою участю природних процесах, про динаміку їх у часі і просторі, достовірно витлумачити отримані факти. Щоб людство знало, що ж реально відбувається з ним і довкола нього.

Лишайники надзвичайно широко поширені на земній кулі, вони зустрічаються майже у  всіх наземних і навіть деяких водних екосистемах. Особливо велика їх роль в тундрових, лесотундровую і  лісових біогеоценозах, де вони складають  помітну частину рослинного покриву. 
Розвиваючись на грунті, стовбурах дерев, валунах і скелях, лишайники утворюють в біогеоценозах певні рослинні угруповання - синузії, які є компонентами біогеоценозів і відіграють певну роль в їх житті, динаміці і кругообігу речовин. Лишайникові синузії через своєрідність лишайників як організмів (повільне зростання, особливого типу харчування та обміну речовин, своєрідності продуктів метаболізму) володіють деякою автономністю розвитку і рядом специфічних рис.

І все  ж, незважаючи на певну автономність розвитку, лишайникові синузії перебувають  у певних відносинах з іншими компонентами біогеоценозів. Перш за все слід зазначити, що з лишайниками пов'язана велика група тварин. В основному це безхребетні, але є і великі хребетні тварини, що поїдають лишайники. У «лишайникових  чагарниках» мешкає величезна кількість  кліщів, ногохвосток, сіноїдів, гусениць, листоїдів, тарганів, павуків, клопів, цикад, жужелиць та ін. Всього було зареєстровано близько 300 - 400 видів безхребетних тварин, життя яких так чи інакше пов'язана з лишайниками. Деякі з них всього лише прибульці з інших біотопів - верхніх горизонтів грунту, підстилки, стовбурів та крон дерев - і використовують слоевища лишайників як тимчасовий притулок. Але цілий ряд тварин - кліщі, ногохвостки, сеноеди, гусениці нижчих метеликів та ін - пов'язані з лишайниками набагато тісніше. Вони харчуються слоєвищеами лишайників і продуктами їх руйнування. У біогеоценозах лишайники разом з деякими комахами та іншими безхребетними тваринами, а також з своєю мікросередою утворюють особливі біогеосінузіі. Займаючи такі екологічні ніші, як стовбури дерев, поверхня валу новий і ін, ці біогеосінузіі ускладнюють структуру біогеоценозів, впливають на кругообіг речовин в них, підвищують ефективність використання сонячної радіації. 
Використовуючи енергію сонячних променів, поглинаючи воду і мінеральні солі для побудови свого тіла, лишайники утворюють певні фітомаси. Поряд з накопиченням фітомаси, в біогеоценозах йде і зворотний процес - відмирання лишайників. Внаслідок старіння і механічного пошкодження деякі слоєвища лишайників обпадають на поверхню грунту. Швидкість розпаду цих слоєвищ досить висока, причому на перших стадіях велику роль у цьому процесі відіграють безхребетні тварини. У результаті розкладання різні речовини, укладені в слоевища лишайників, потрапляють у грунт і сприяють накопиченню ряду хімічних елементів у верхніх її шарах і утворенню грунтового гумусу. Ці речовини надають також вплив на грунтову мікрофлору і інші організми біогеоценозів. Одним з методів контролю за станом природних екосистем, включаючи цілий ряд параметрів біологічного різноманіття рослинного покриву, в даний час є широке застосування спектрозональних аерофото-і космічних знімків. Раніше численними дослідженнями показано, що відбивні здатності рослинного покриву дозволяють використовувати контури рослинності на знімках для ідентифікації природних екосистем та організації аерокосмічного моніторингу за їх станом. Це обумовлено тим, що спектральні характеристики різних видів рослин істотно розрізняються по віддзеркаленню світла в різних спектральних діапазонах. Крім того, значний вплив на відбитий спектр робить стан рослинного покриву. 
Космічний знімок, отриманий із супутника Landsat ТМ5, що має просторовий дозвіл 30х30 м, містить величезну кількість інформації, яку можна витягти шляхом його обробки з застосуванням спеціального програмного забезпечення. 
Грунтуючись на відомих антимікробних властивостях поширеної в лишайниках усніновой кислоти і власних даних по антиоксидантної активності фенольних сполук лишайників, ми вважали за доцільне запропонувати зразки лишайникових кислот для дослідження їх протипроменевих властивостей. Попереднє дослідження фенольного препарату лишайників показало його ефективність зниженням тяжкості ускладнень при променевій терапії слизових оболонок.