За лишайниками закріпилася назва "піонери рослинності". Ці організми взагалі широко поширені по планеті, але особливо вражають тим, що селяться в Арктиці і Антарктиді, у кромки вічних снігів в горах і в безводних пустелях - іншими словами, в найважчих для життя умовах, де не вирішується оселитися жоден інший багатоклітинний організм . Здавалося б, така стійкість погано пов'язується з високою чутливістю лишайників до забруднення навколишнього середовища. Мабуть, найбільш дивна особливість лишайників, яка впадає в очі - це їх здатність тривалий час перебувати в сухому, обезвоженном стані, але при цьому не гинути, а тільки припиняти всі життєві процеси до першого зволоження. Такий стан, що нагадує летаргічний сон казкової Сплячої Красуні, називається анабіозом.
Безсумнівна перевага лишайників в порівнянні з вищими рослинами полягає в тому, що лишайники здатні поглинати і водяну пару. Слоевище вбирає водяну пару до тих пір, поки не встановлюється рівновага між його вологістю і відносною вологістю атмосфери. О.Б. Блюм поміщав лишайники різних видів в камеру з відносною вологістю 100%. Виявилося, що деякі з них продовжували поглинати вологу навіть через 22 дня, правда, дуже повільно. Навіть в насиченою водяною парою атмосфері лишайники поглинають лише 40-60% тієї кількості вологи, яке могли б увібрати при зануренні у воду. Це пояснюється тим, що при поглинанні пара крапельки води всередині таллома і на його поверхні не утворюються.
Здатність вбирати водяну пару з атмосфери особливо важлива для лишайників, що мешкають в сухих районах. Німецький вчений О. Ланге виявив, що вологість лишайника рамаліна тощеобразная, що росте в негевський пустелі (в Ізраїлі), в ранкові години досягала 31% маси сухої речовини виключно за рахунок поглинання водяної пари з атмосфери. Цією вологості достатньо, щоб у рослини відбувався фотосинтез протягом трьох годин після сходу сонця, поки температура повітря не піднімається вище 20 ° С. Однак воложитися за рахунок водяної пари здатні не всі лишайники. Так, представники сімейства коллемових з простим гомеомерного слоєвіщем можуть використовувати вологу виключно в рідкому стані.
Швидко насичуючись вологою, лишайники так само без затримки втрачають її в суху погоду. При цьому велика частина води випаровується з насиченого нею слані в перші години висушування, а частину, що залишилася вологи лишайник втрачає набагато повільніше. Швидка втрата води - це теж пристосування до життя в несприятливих умовах. Не маючи можливості активно функціонувати в несприятливі періоди, лишайник "розсудливо" віддає воду і впадає на цей час в анабіотичних стан. Якби цього не відбувалося, то при підвищеній температурі повітря зволожений лишайник ніс би великі втрати в процесі дихання, а в морози волога всередині його слані перетворювалася б у лід і розривала стінки клітин. Крім того, всі ферменти, "працюють" в живому організмі лишайника, негайно гинули б у екстремальних умовах.
Однак здатність лишайників швидко поглинати і випаровувати вологу, яка допомагала їм тисячі років і дозволила зайняти найважчі для життя місця на планеті, в наші дні обернулася проти них. Адже разом з водою слань лишайника всією своєю поверхнею вбирає розчинені у воді сполуки, в тому числі і забруднюючі речовини.
Джерелом вуглеводів для лишайників служить процес фотосинтезу в зелених і синьо-зелених фотобіонтах. Як і хлорофіллоноснимі рослини, лишайникові водорості на сонячному світлі поглинають вуглекислий газ і синтезують з нього і води органічна речовина, виділяючи при цьому в атмосферу кисень. Щоб скласти уявлення про інтенсивність фотосинтезу у лишайників, небайдуже, як вести розрахунок. Якщо за прикладом фізіологів вищих рослин розділити кількість поглиненої вуглекислоти на площу слані або на масу сухої речовини, інтенсивність процесу вийде дуже маленькою. Так, за даними фізіологів Е. Шульце та О. Ланге, швидкість фотосинтезу у лишайників роду гіпогімнія при 0 ° С була в п'ять-шість разів нижче, ніж у трав'янистих рослин. Таке "відставання" може пояснюватися тим, що лишайниковий таллом в чотири - десять разів бідніші хлорофілом, ніж листя вищих рослин. Крім того, водоростеві клітини розташовуються в слань не завжди рівномірно. Тому правильніше розраховувати швидкість фотосинтезу в лишайникових водоростях нема на площу таллома, а на кількість хлорофілу в ньому. Коли Шульце і Ланге зробили такий розрахунок для лишайника гіпогімнія роздута, то отримали величину, близьку до швидкості фотосинтезу свободноживущей водорості хлорели. Значить, лишайникові водорості добувають вуглеводи не гірше за своїх вільноживучих родичів. Інтенсивність фотосинтезу у великій мірі залежить від екологічних умов. Одне з них - вологість. Дослідження показали, що оптимальна вологість слані лишайника, при якій фотосинтез досягає найвищої швидкості, коливається у різних видів від 30 до 90% на масу сухої речовини, в залежності від того, живе чи рослина у вологому або в сухому місці. Якщо вологість нижче або вище оптимальної, швидкість фотосинтезу швидко знижується.
Період висихання, який може переносити фотосинтетичний апарат лишайникових водоростей, у різних видів різний. Водний лишайник веррукарія олійно-чорна страждає вже після 24-годинного висихання. У той же час пустельний лишайник рамаліна тощеобразная може пробути в сухому стані понад 50 тижнів, а при зволоженні швидко відновити фотосинтетичну здатність. Як правило, нетривалий висушування не впливає на газообмін в лишайниках, але чим довше посушливий період, тим більше часу потрібно на відновлення газообміну.
Давно помічено, що різні види лишайників воліють різну освітленість: одні поселяються під пологом дерев, інші - на відкритих галявинах, одні біля основи стовбура дерева, інші - на його вершині, одні на південних, інші - на північних схилах скель. Виявилося, що у тіньовитривалих видів лишайників освітленість, оптимальна для фотосинтезу, набагато нижче, ніж у світлолюбних. Іншими словами, кожен організм пристосувався до найбільш продуктивної фотоасиміляції саме в тих умовах, в яких живе. Встановлено, що хлоропласта (хлоропласт - містить хлорофіл внутрішньоклітинний освіту, в якому відбувається фотосинтез) лишайникових водоростей отримують в слань дещо менше світла, ніж хлоропласта вищих рослин: так, якщо шкірочка листа пропускає 90% падаючого світла, то незабарвлений коровою шар лишайникового таллома - 70 %, а пофарбований - лише 50%. Звикнувши до невеликого затінення в симбіозі, лишайникові водорості не переносять яскравого світла і в вільному стані швидко бліднуть.
Добре відома стійкість лишайників до низьких і високих температур. Морозостійкість цих організмів позначається, зокрема, в тому, що вони можуть дивно інтенсивно асимілювати вуглекислий газ при дуже низьких температурах. За даними О. Ланге, у альпійського виду Летар лисяча швидкість фотосинтезу була максимальною при температурі 7 ° С, дуже слабо знижувалася при 0 ° С, а при -5 ° С досягала половини максимуму. Полярним лишайникам необхідна здатність протистояти заморожуванню. Така здатність була виявлена у деяких арктичних видів лишайників, які відновлювали фотосинтетические властивості навіть після заморожування до -196 ° С. Що стосується високих температур, то сухий таллом деяких видів лишайників може витримувати нагрівання до 100 ° С без руйнування фотосинтетичного апарату. Але стійкість вологого таллома до нагрівання набагато менше. У середніх широтах найсприятливіші для лишайників сезони - осінь і весна з їх змінною вологістю і невисокими температурами.
У лісі, де опади проходять крізь крони дерев і стікають зі стовбурів, вони значно багатшими мінеральними і органічними сполуками, ніж на відкритих місцях. Тому лісові лишайники отримують з опадами набагато більше харчування, ніж види, які мешкають у відкритих місцях. Особливо багато мінеральних і органічних речовин потрапляє в тіло епіфітів, тобто лишайників, що ростуть на стовбурах дерев.
Отже, в стресових обставинах лишайники швидко втрачають вологу і припиняють головні процеси життєдіяльності, а при настанні сприятливих умов знову накопичують вологу і починають функціонувати. Лишайники з готовністю використовують найрізноманітніші поживні речовини: як здобуті фотобіонтом в процесах фотосинтезу і азотфіксації, так і розчинені в навколишньому грунтової і дощової вологи. Однак витрачаються ці ресурси дуже економно. Синтез білків і їх розпад протікає в слань вкрай повільно, а неминучі втрати енергії компенсуються запасами розчинних вуглеводів. Разом з тим здатність лишайників практично необмежено поглинати і накопичувати забруднюючі речовини, призводить до накопичення в їх тканинах високих концентрацій забруднюючих речовин.
При використанні матеріалів сайту, необхідно ставити активні посилання на цей сайт, видимі для користувачів і пошукових роботів.