15. Система – это нечто большее, чем сумма ее частей

Лишайники и приговор Дарвина

Лишайники – симбиоз водоросли с грибом; из этого научного факта исходили все последние 150 лет. Теперь учебники придется переписывать: ученые дамы доказали, что у наиболее часто встречающихся в мире видов лишайников есть партнер – дрожжевой гриб.

Innovation-reports, июль 2016 года

Мы уже знаем, что наука о грибах не считается частью ботаники. Микология – это самостоятельная научная дисциплина. Существует одна группа живых организмов, которая ставит в науке все с ног на голову, – это лишайники.

Когда мы внимательнейшим образом рассмотрим в этой главе лишайники, или Lichenes, то поймем, что имеем дело отнюдь не с какими-то малозначительными, влачащими незаметное существование созданиями, не бросающимися людям в глаза, как это обычно бывает с микроорганизмами. Лишайники господствуют, занимая огромные жизненные пространства и участки суши. Правда, нам придется отправиться в экстремальные климатические зоны. По всему миру распространено 25 000 видов лишайников. Они обитают в самых неприветливых местах планеты. Но насколько адекватно специалисты описывают эти смешанные существа, состоящие из двух, а иногда и из трех организмов? Уже беглый обзор заглавий материалов в интернете показывает, что в этом вопросе наблюдается изрядная путаница: «Низшие целительные растения. Грибы – водоросли – лишайники» (Die niederen Heilpflanzen. Pilzen – Algen – Flechten), или «Мхи, папоротники и лишайники» (Moose, Farne und Flechten), или даже «Лишайники. Двойные существа из гриба и водоросли» (Flechten Doppelwesen aus Pilz und Alge). При внимательном рассмотрении выясняется, что с научной точки зрения эти названия неточны: обозначать лишайники как «низшие целительные растения» попросту неверно, поскольку лишайник – это не растение, потому что на 90 % состоит из гриба. Бросить в один горшок мхи, папоротники и лишайники – значит создать впечатление, что эти биологические организмы систематически близки друг другу, что никак не соответствует действительности. И наконец, последнее название: «Лишайники. Двойные существа из гриба и водоросли», тоже не соответствует (уже!) действительности. Во-первых, приведенная в эпиграфе к этой главе цитата указывает на то, что в случае лишайников речь идет о тройном существе, а во‑вторых, в заголовке стоит слово «водоросль», но что это за водоросль? «Вторая половина» лишайника (меньшая, заметим, половина) является в некоторых случаях цианобактерией, а это не водоросль и не растение, а микроорганизм без клеточного ядра, прокариот. В других случаях партнер гриба в составе лишайника – зеленые водоросли, но и их не стоит уравнивать с «высшими растениями». Эти водоросли (то есть либо зеленые водоросли, либо цианобактерии) или равномерно распределены по массе лишайника, или образуют отчетливый слой между внешней корой и мозговым веществом тела лишайника.

Теснейшая связь

Биологи обозначают лишайники как организационный тип, то есть лишайник – это нечто большее, чем какое-то живое существо. В этом суперорганизме скрываются радикально отличающиеся друг от друга партнеры, или, иными словами, симбионты. Их общее «тело» по-научному называется слоевищем, или талломом. Партнеры живут, тесно сплетаясь в этом общем теле, и образуют анатомическое, морфологическое и физиологическое единство.

Ради простоты изложения мы пока оставим в стороне новые открытия и будем исходить из наличия только двух партнеров: каждый вид лишайника содержит специфический, характерный только для него вид гриба, который представлен в этом партнерстве определенным микобионтом. Вегетативные тела лишайников состоят из сплетений грибных нитей (гиф), будь то корковые, листоватые, кустовидные или пенистые лишайники, в которых партнерами гриба выступают цианобактерии. Эти микобионты являются гетеротрофами: как и все грибы, они не способны к фотосинтезу и должны поэтому «питаться». Составляя остов лишайника и формируя большую часть его массы, микобионты поставляют лишайнику воду и необходимые питательные вещества, защищают его от высыхания и механических повреждений, а также предохраняют весь организм от избыточного действия светового излучения.

В большинстве своем лишайники состоят из многих слоев; во внутреннем слое живут фикобионты, или фотобионты, – зеленые водоросли или цианобактерии, которые, как истинные фотосинтезирующие автотрофные организмы, осуществляют фотосинтез. Листовидные выросты листоватых лишайников оптимально приспособлены для улавливания света. С помощью солнечного света фикобионты синтезируют органические вещества из неорганических. В основе каждого симбиоза лежит то, что партнеры получают преимущества от совместной жизни.

Мы можем выжить только вместе

Лишайники могут обитать в таких местах, которые непригодны для жизни каждого из партнеров (составных частей) по отдельности. Они хорошо чувствуют себя там, где не смогут выжить порознь ни грибы, ни водоросли. Для примера возьмем морское побережье: лишайники обнаруживаются на скалах, на которых вообще ничто не может расти. Условия окружающей среды здесь весьма суровы: огромное механическое, физическое и химическое воздействие на лишайник оказывают волны, ветер, солнце, вода, холод, ультрафиолетовое излучение и соль. Тем не менее, не имея конкурентов, некоторые лишайники процветают в подобных жестких условиях. Лишайники можно принять за пятна смолы, но они производят неизгладимое впечатление своим долгожительством. От потенциальных голодных врагов они защищены содержащимися в них веществами, которые едва ли могут прийтись кому-то по вкусу. Если условия становятся совсем жесткими, эти мастера выживания переносят засушливый период, впадая в состояние абсолютного физиологического покоя.

Что касается питательных веществ – или питания для грибов, – то здесь лишайники выходят из положения поразительно легко. Обмен веществ в их организмах в большой степени независим от субстрата; питательные вещества лишайник получает из пыли, морской пены и дождевых капель и лишь небольшую долю – из собственно субстрата.