Porosty Warmii i Mazur
O POROSTACH
Porosty stanowią jeden z wielu przykładów specyficznych relacji grzybów z innymi organizmami, podejmowanych w celu bardziej efektywnego wykorzystania zasobów środowiska – takich jak pożywienie czy przestrzeń życiowa. Obligatoryjne symbiozy z fotoautotroficznymi glonami, tradycyjnie określane mianem porostów, tworzy około 20% wszystkich gatunków grzybów (głównie z typu grzybów workowych – Ascomycota). Liczba znanych na świecie gatunków porostów wynosi około 20 tysięcy. Choć różnego typu relacje symbiotyczne są zjawiskiem powszechnym w przyrodzie, symbioza porostowa jest pod wieloma względami wyjątkowa. Jedną z jej najbardziej charakterystycznych cech jest ogromna liczba organizmów uczestniczących w powstawaniu i prawidłowym funkcjonowaniu plechy porostowej. Jeszcze do niedawna – od czasu odkrycia podwójnej natury porostów przez Schwendenera w 1869 roku – definiowano je jako wspólnotę życia heterotroficznego grzyba (mykobionta) z jednym lub dwoma fotoautotroficznymi partnerami (fotobiontami), należącymi do zielenic (fykobiont) i/lub cyjanobakterii (cyjanobiont). Nowoczesne narzędzia i techniki badawcze, zwłaszcza w zakresie obrazowania struktury morfologicznej plechy oraz analizy obecnych w niej genomów, doprowadziły do istotnego postępu w poznaniu struktury taksonomicznej porostów oraz roli i znaczenia poszczególnych partnerów symbiozy (biontów). Obecnie wiadomo, że z plechą każdego porostu związany jest również zróżnicowany taksonomicznie i funkcjonalnie mikrobom grzybowo-bakteryjno-wirusowy, który może obejmować setki gatunków. Przynajmniej część z tych mikroorganizmów jest ściśle zintegrowana z plechą porostu i znacząco przyczynia się do jej wewnętrznej stabilności oraz odporności na czynniki zewnętrzne.
Ostatnie odkrycia naukowe doprowadziły do konieczności przedefiniowania pojęcia „porost”. Według jednej z nowszych propozycji, porost to „samowystarczalny (i zdolny do adaptacji) ekosystem utworzony przez interakcję grzyba (mykobionta) z pozakomórkowo umiejscowionymi, jednym lub wieloma partnerami fotosyntetyzującymi (fotobiontami) oraz nieokreśloną liczbą innych mikroskopijnych organizmów”. Choć wszystkie organizmy wchodzące w skład tej symbiozy zachowują swoje odrębne nazwy naukowe, sama wspólnota nie posiada osobnej klasyfikacji. Przyjmuje się, że poszczególne „gatunki porostów” utożsamiane są z nazwą gatunku mykobionta – grzyba lichenizującego. Klasyfikacja grzybów porostowych jest w pełni zintegrowana z ogólnym systemem klasyfikacji grzybów, traktując lichenizację jako jeden ze stylów życia. Ponieważ mykobiont nie jest w stanie samodzielnie funkcjonować w naturze (choć może być utrzymywany w laboratorium w tzw. czystych kulturach), przyjmuje się, że porost stanowi symbiotyczny fenotyp danego grzyba. Dotychczas uważano, że fenotyp ten jest uruchamiany w obecności konkretnego fotobionta. Obecnie wiadomo jednak, że jest on efektem zintegrowanego działania zarówno mykobionta, jak i pozostałych organizmów współtworzących plechę. Mimo że w klasyfikacji porostów kluczową rolę odgrywa unikalny genotyp mykobionta, to relacje między wszystkimi biontami tworzącymi porost są tak ścisłe, że tradycyjna taksonomia opiera się na cechach całej wspólnoty symbiotycznej. Utrwalona genetycznie (dziedziczona z pokolenia na pokolenie) odrębność morfologiczna i anatomiczna plech porostowych stanowi kolejną cechę wyróżniającą grzyby porostowe (lichenizujące) na tle grzybów nielichenizujących.
Symbiotyczny charakter i specyficzna biologia plech porostowych – a zwłaszcza uniezależnienie się od wody obecnej w podłożu (większość gatunków pobiera wystarczające ilości wody bezpośrednio z atmosfery, w postaci opadów lub pary wodnej) – umożliwiają tym organizmom występowanie w bardzo różnorodnych, często skrajnych ekosystemach. Porosty najczęściej spotykane są jako: epifity (rosnące na korze drzew, krzewów i krzewinek), epiksyle (na martwym drewnie, o różnym typie i stopniu rozkładu), epility (na głazach narzutowych i mniejszych kamieniach), epigeity (na glebie – mineralnej lub organicznej). Większość gatunków porostów zasiedla tylko określony typ substratu, choć istnieją także gatunki o szerszej amplitudzie ekologicznej, zdolne do wzrostu na różnych podłożach – zarówno pierwotnych (naturalnych), jak i wtórnych (zmienionych lub wytworzonych przez człowieka). Niektóre porosty potrafią kolonizować również podłoża nietypowe, niewystępujące naturalnie w środowisku – w tym materiały i konstrukcje stworzone przez człowieka, takie jak metal (np. balustrady, skorodowany złom), szkło, czy tworzywa sztuczne (np. opony samochodowe).
Jednym z fenomenów symbioz porostowych jest to, że te złożone, wielogatunkowe zbiorowiska wykazują strukturalne i funkcjonalne podobieństwo do roślin wyższych – w szczególności do ich organów asymilacyjnych, takich jak liście. Podobnie jak u roślin, wspólnota porostowa jest uzależniona od dopływu energii słonecznej. Energia pochłaniana przez chloroplasty (obecne w komórkach fotobiontów) inicjuje proces fotosyntezy, w wyniku którego powstają związki organiczne, wykorzystywane następnie w przemianach metabolicznych w obrębie całej symbiozy porostowej. W rezultacie pozycja troficzna symbioz porostowych w ekosystemie upodabnia je do roślin – pełnią one funkcję producentów, mogąc w istotnym stopniu przyczyniać się do pierwotnej produkcji biomasy. Po obumarciu uczestniczą w obiegu materii i energii w ekosystemie. Porosty charakteryzują się powolnym tempem wzrostu, zwykle nieprzekraczającym kilku milimetrów rocznie. Z tego względu większość porostów listkowatych i krzaczkowatych szczególnie licznie występuje tam, gdzie nie muszą konkurować o przestrzeń i światło z szybko rosnącymi roślinami naczyniowymi.
Poza określonymi wymaganiami w stosunku do siedliska i podłoża, istotny wpływ na występowanie porostów mają sposób ich rozmnażania oraz zdolność do rozprzestrzeniania się diaspor. Należy pamiętać, że wymagania gatunku mogą się różnić na poszczególnych etapach jego rozwoju osobniczego, a więc o ostatecznym efekcie decyduje nie tylko maksymalna odległość rozprzestrzeniania się, lecz przede wszystkim skuteczność „zakładania się” nowych osobników. Kluczem do utrzymania dużej różnorodności porostów jest zatem zróżnicowanie siedlisk, oferujących tym organizmom szeroką gamę możliwości. Wiele odpowiednich dla porostów stenotopowych mikrosiedlisk (czyli miejsc o specyficznym substracie i/lub mikroklimacie) kształtuje się jedynie w wyniku naturalnych procesów w zbiorowiskach charakteryzujących się odpowiednio długim czasem trwania – tzw. ciągłością ekologiczną. Obecność lub brak określonych gatunków porostów, uznawanych za wskaźniki ciągłości ekologicznej danego zbiorowiska, pozwala na wymierną ocenę tego ważnego atrybutu siedliska – istotnego również dla wielu innych grup organizmów.
Podobnie jak w przypadku innych grup organizmów, zbiorowiska porostów mają charakter mniej lub bardziej dynamiczny. Wynika to zarówno z procesów naturalnych (dynamika gatunku, sukcesja zbiorowisk), jak i bezpośrednich lub pośrednich skutków działalności człowieka (zanieczyszczenie, niewłaściwe gospodarowanie środowiskiem). Ponieważ podstawowym warunkiem właściwej ochrony i zarządzania zasobami przyrodniczymi jest odpowiednio dokładne ich rozpoznanie, wymusza to nieustanne badanie i monitorowanie zasobów przyrody. W przypadku porostów dodatkowe znaczenie ma postęp w metodach identyfikacji gatunków (wzrost znaczenia chemotaksonomii i taksonomii molekularnej) oraz zmiany w klasyfikacji tych organizmów.
Warto przeczytać:
Lucking R., Spribille T. 2024. The Lives of Lichens: A Natural History. Princeton University Press.
Podobnie jak w przypadku innych grup organizmów, zbiorowiska porostów mają charakter mniej lub bardziej dynamiczny. Wynika to zarówno z procesów naturalnych (dynamika gatunkowa, sukcesja zbiorowisk), jak i z bezpośrednich lub pośrednich skutków działalności człowieka (zanieczyszczenie środowiska, niewłaściwe gospodarowanie zasobami przyrodniczymi). Ponieważ podstawowym warunkiem skutecznej ochrony i racjonalnego zarządzania zasobami przyrodniczymi jest ich odpowiednio dokładne rozpoznanie, konieczne jest prowadzenie systematycznych badań i stałego monitoringu. W przypadku porostów dodatkowego znaczenia nabiera także postęp w metodach identyfikacji gatunków – zwłaszcza rosnące znaczenie chemotaksonomii i taksonomii molekularnej – oraz wynikające z tego zmiany w ich klasyfikacji.