Было бы несправедливо не упомянуть о седобородых красавцах — уснее и бриопогоне, из которых получают ценный антибиотик — уснииовую кислоту. Они свисают с веток елей, лиственниц и кедров длинными лохматыми прядями, напоминающими бороду. По длине такая "борода" (в тайге она дорастает до 7–8 м) подстать бороде Черномора! "Сила" ее тоже немалая: тоненькая веточка "бородатого лишая" длиной 8 см способна удержать груз до 300 кг. Такие лишаи вносят в окружающий пейзаж элемент суровости и придают лесной чаще дикий и сказочный вид. В сумраке непроходимой тайги человека невольно охватывает безотчетно-жутковатое чувство собственной беспомощности. Подобное настроение очень хорошо передано в картине И. И. Шишкина "Лесная глушь".
Лишайники растут и на юге — в безводных пустынях и во влажных тропических лесах, но там они куда менее разнообразны. Обширны владения у маленькой рочеллы, обжившей скалистые берега Западной Африки и Средиземноморья. Всем знакома лакмусовая бумага — необходимая принадлежность химической лаборатории. Лакмус как раз и получают из рочеллы. Попутно добывают еще краску орсейль.
Еще в середине прошлого века никто не сомневался в том, что лишайники представляют собой цельные и однородные растения под стать мхам или грибам. Их даже относили к этим последним, но в отличие от настоящих грибов часто называли "воздушными грибами", так как тело у них лежит целиком на поверхности субстрата. Знали, кроме того, что в лишайниках имеются зеленые шарики, способные усваивать углекислый газ, подобно хлорофиллу зеленых растений, но думали, что шарики рождаются гифами.
В 1867 году русские ботаники А. С. Фаминцын и О. В. Баранец-кий с помощью простого опыта установили, что зеленые шарики лишайника — вовсе не хлорофилльные зерна, а живые водоросли, способные самостоятельно жить и развиваться. Они положили в банку с водой размельченные кусочки загадочного растения и, накрыв ее стеклом, поставили на светлое окно. В воде грибное тело лишайника вскоре загнило, а высвободившиеся из плена зеленые клетки — водоросли сильно размножились делением, образовав зеленый налет на стенках банки. Налет сняли и стали выращивать на питательной среде. При рассмотрении его под микроскопом Фаминцын и Баранецкий увидели, что водоросли (их назвали гонидиями) даже образовывали зооспоры, совсем как их свободно-живущие собратья.
В том же году водоросли выделил из лишайников швейцарский ученый Симон Швенденер. Он упомянул о работах русских ботаников, но в отличие от них сделал четкий вывод о том, что гриб и водоросли живут в лишайнике в состоянии симбиоза. Вначале, как это часто бывало в истории науки, его жестоко осмеяло большинство ботаников, но со временем честь этого замечательного открытия закрепилась за его именем. Так впервые разложением лишайника на составные части была доказана его двойственная симбиотическая природа.
О происхождении лишайников ничего не известно. Полагают, что их предыстория началась с паразитизма гриба на водорослях. Когда особо инициативные представители грибного царства впервые оплели гифами живые зеленые клетки и замуровали их в своем теле, они быстро оценили выгоды совместной жизни с производителями готовой пищи. Водоросли пытались оказать грибам сопротивление и непрерывно делились. Так поступают они и сейчас, когда из прорастающих спор гриба и ближайших к ним водорослей формируется молодое растение лишайника. Благодаря тому что плоскость деления клетки водоросли проходит, как правило, через точку, к которой присосался грибной гаусторий, дочерние клетки оказываются от него свободными. Победа в борьбе за сохранение независимости будет на стороне водоросли или гриба в зависимости от того, какой процесс пойдет быстрее: деление водорослей или увеличение числа гаусториев.
Исторически верх одержали грибы. Они заставили зеленых пленниц себя кормить. Однако, примирившись с подобной участью, водоросли, ставшие теперь гонидиями, сумели извлечь из такого неравноправного союза определенные выгоды. Мало-помалу они научились отбирать у своего хозяина воду, растворенные в ней минеральные соли и некоторые другие вещества, необходимые для их собственного развития. К тому же, находясь в теле гриба, водоросли не столь подвергались губительному действию палящих солнечных лучей. Им меньше грозило высыхание. А это оказалось очень важным для расширения "владений". В итоге, став составными частями лишайника, и водоросли и грибы смогли проникнуть в такие места, где в силу суровых условий ни те, ни другие самостоятельно существовать были бы неспособны. Можно сказать, что, объединившись, гриб и водоросль стали как бы компаньонами, каждый из которых, оставаясь "себе на уме", извлекает из кооперации дополнительные выгоды.
Тут произошла очень любопытная метаморфоза. Гонидии хотя и изменились, но остались водорослями, сохранив в случае гибели лишайника способность к независимому существованию; гриб же утратил всякую самостоятельность.
Дело в том, что изменения в облике водорослей и способе их размножения, которые произошли под влиянием гриба, обратимы. Они не закреплены генетически. Когда в лаборатории водоросли выделяют из слоевища и начинают выращивать в культуре, они принимают свой обычный вид и продолжают жить и размножаться как ни в чем не бывало. К тому же на камнях, пнях и стволах деревьев, где растут лишайники, можно встретить и свободноживущие лишайниковые водоросли.
Другое дело лишайниковый гриб. Его в природе без водорослей не сыщешь. Тесную зависимость гриба от водорослей можно, вероятно, объяснить тем, что, находясь на всем готовом, он проделал большую эволюцию, в результате которой от исконных грибных черт у него сохранились разве только гифы.
Взглянем на срез лишайника под микроскопом. Мы увидим, что его тело, или слоевище, состоит из тесно сплетенных гиф, между которыми у примитивных корковых лишайников (их называют еще накипными) беспорядочно разбросаны изумрудные шарики водорослей. У высших листоватых и кустистых форм шарики группируются в отдельный слой да и гифы уже неодинаковые. Снаружи они сильно уплотнены, слиты друг с другом и образуют крепкий защитный коровой слой, предохраняющий растение от порывов ветра, ударов дождевых капель, снега, льда и т. п. Под слоем водорослей гифы лежат рыхло. Они составляют сердцевину, или губчатую ткань, через которую к водорослям поступает воздух. Значит, под влиянием симбиоза у лишайникового гриба появилось уже три типа тканей.
Сравнивая тело настоящих грибов, состоящее из клубка однообразных паутинных гиф, погруженных в почву, и кустик какой-нибудь кладонии, которые отличаются друг от друга, как бесформенный кусок глины и изящная статуэтка, нельзя не поразиться тому, что природа принялась "лепить" лишайники согласно тем же конструктивным принципам, что и высшие цветковые растения. А ведь между теми и другими нет ни малейшего родства! Разве не удивительно, что у кустистых лишайников мы видим те же ветвящиеся побеги, покрытые тонкой корой, те же подземные нити (ризоиды), аналогичные корням, с помощью которых слоевище закрепляется на почве?! Можно только поражаться, что кустики лишаев тоже растут вверх и у некоторых форм достигают высоты 30–50 см.
Растения-"сфинксы", ускользающие из рук ученых
После открытия Швенденера для объяснения тайны жизни лишайников был предложен добрый десяток теорий. В них отношения между грибом и водорослями рассматривались то как обоюдополезное сожительство, то как взаимный паразитизм. Благодаря высокому авторитету таких ученых, как де Бари и Бернар, верх одержали сначала сторонники мутуалистического взгляда. Они видели в лишайниковом симбиозе воплощение идеи гармоничного взаимовыгодного союза. На их сторону склонялся Тимирязев. Вскоре, однако, возобладали приверженцы противоположной точки зрения.
Сам Швеиденер считал лишайники настоящими грибами, паразитирующими на водорослях. Действительно, уличить гриб в паразитизме не представляет ни малейшего труда. Доказательство — ненасытные, алчущие гаустории, которые присасываются к оболочке водоросли (а то и проникают в ее содержимое) и сосут ее соки до тех пор, пока не погубят свою жертву. В отдельных частях слоевища можно найти немало мертвых гонидий, совершенно утративших зеленую окраску.