Ученые из Института биологических проблем криолитозоны в Якутске сделали открытие, которое заставляет по-новому взглянуть на привычный лесной пейзаж. Лишайник, который часто можно увидеть на ветвях сосен, оказался вовсе не безобидным «украшением», а опасным паразитом. Речь идёт об эпифитном лишайнике Evernia esorediosa. Исследование показало, что его отношения с сосной обыкновенной (Pinus sylvestris) — это не дружеское сожительство, а скрытая война с химическим оружием.
Лишайник использует токсин как оружие
Главное оружие лишайника — усниновая кислота. Это вещество содержится в его талломах (теле) в больших количествах — около 14,6 мг на грамм сухой массы. Оказалось, что кислота способна мигрировать из лишайника в ткани дерева. С помощью высокоточных методов анализа учёные обнаружили её в ветвях прямо в зоне роста лишайника — до 7,5 микрограмма на грамм сухой ткани. Следовые количества нашли даже в хвое и корнях. В то же время на деревьях без лишайника этой кислоты не было вовсе. Таким образом, лишайник буквально отравляет своего хозяина.
Деревья-долгожители, которые не растут
Самый очевидный вред заметили по годичным кольцам. У деревьев, заселённых лишайником, радиальный прирост (то есть утолщение ствола) оказался на 41% меньше, чем у здоровых сосен. Причём внешне этого не видно: высота деревьев с лишайником и без него почти не отличается. Зато возраст сильно различается. Заражённые сосны были в среднем на 18 лет старше, но при этом такой же высоты, как молодые. Это прямое доказательство того, что лишайник тормозит рост. В первые пять лет жизни никакой разницы в приросте между группами не было — значит, дело именно в лишайнике, а не в плохих условиях.
Химический анализ показал внутренний стресс
Когда усниновая кислота проникает в дерево, оно пытается защититься. Учёные провели метаболомный анализ (то есть изучили все вещества в тканях) и увидели чёткую картину: в ветках и хвое заражённых сосен произошла серьёзная перестройка обмена веществ. Снизилось содержание ключевых энергетических соединений — фосфорной, яблочной и янтарной кислот, которые участвуют в клеточном дыхании и производстве АТФ (главного источника энергии). Также упал уровень аминокислот, сахаров и жирных кислот. Проще говоря, дерево испытывает энергетическое голодание.
Сосна включает защиту, но цена высока
В ответ на атаку организм сосны активирует синтез защитных веществ — фенольных соединений и терпенов. Это природные антибиотики и репелленты, которые обычно помогают бороться с грибками или насекомыми. Однако эта защита не компенсирует главную потерю: на ветках, где поселился лишайник, хвоя полностью отсутствует. Учёные полагают, что токсин вызывает опадение хвои, после чего ветка засыхает и перестаёт работать. Потеря фотосинтезирующей поверхности ведёт к углеводному дефициту.
Особая стратегия спасения корней
Интересно, что корневая система страдает меньше всего. В ней нашли лишь следовые количества усниновой кислоты. Это позволяет предположить, что у сосны есть защитный механизм: когда ветка с лишайником засыхает, движение соков по ней прекращается, и токсин не идёт дальше. Дерево как бы «отрезает» поражённую часть, чтобы спасти основные органы. Но расплата за это — замедление роста и общее ослабление всего организма.
Что это значит для лесов?
В суровом климате Центральной Якутии, где лето короткое, а морозы достигают –60 °С, любое дополнительное угнетение может стать для дерева фатальным. Исследование убедительно показывает: эпифитный лишайник — не нейтральный попутчик, а активный биотический стресс-фактор. Он действует через аллелопатию (химическое подавление) и может со временем снижать жизнеспособность сосен, делая их более уязвимыми. Учёные подчёркивают, что раньше такие отношения часто считались комменсализмом (один живёт за счёт другого без вреда), но теперь ясно: вред реален и измерим. Это открытие важно для лесной экологии и, возможно, для будущего лесовосстановления.
Исследование опубликовано в журнале «Природные ресурсы Арктики и Субарктики»
Изображение на обложке: разработано Magnific
