Под влиянием загрязнения воздуха наряду с нарушением физиологии развития лишайников происходит заметное изменение морфологии таллома. На участках с большой нагрузкой загрязнения становится очевидным, что нарушается не жизнеспособность отдельных партнеров лишайника, а их способность организовывать таллом. Особенно чувствительны края таллома. Для каждого лишайника имеется определенное значение нагрузки, при котором таллом нормально развивается. При увеличении загрязнения воздуха сложное и взаимное равновесие партнеров в талломе нарушается, так что только части лишайника, а не организованный таллом могут существовать дальше.
Эта особенность лишайников — их чрезмерная чувствительность к загрязнению атмосферы — в настоящее время уже находит применение для определения зон воздействия промышленных выбросов и, как следствие, для создания новой технологии производства, основанных на замкнутом цикле и активизации работ по охране природы. В Швейцарии, например, выделяют зоны чистоты воздуха по частоте встречаемости, степени покрытия и устойчивости лишайников к данному типу загрязненности. В США установлен национальный стандарт качества окружающего воздуха с 3 классами территорий по этому показателю. Этот законодательный акт принят с учетом результатов проведенных лихенологических исследований, показавших значительное ухудшение состояния окружающей среды, Лишайники используются как биологические индикаторы загрязнения и во Франции; на карты наносят результаты загрязнений в виде концентрических зон вокруг источников загрязнения. В условиях города этот метод хотя и не всегда дает удовлетворительные результаты, но позволяет делать важные фитоценотические обобщения. Наиболее результативным выходом таких исследований загрязнения атмосферного воздуха являются различного типа лихеноиндикационные картосхемы.
С помощью лишайников можно проследить, насколько поддерживается контроль за загрязнением, если проводить повторные исследования в тех же местах через определенные промежутки времени.
Вследствие большой кумулятивной способности лишайники, накапливая токсические вещества, обнаруживают морфологические изменения, которые легко заметить. В последнее время широкое распространение получил метод инфракрасной фотографии для оценки состояния лишайников. Разработаны также лабораторные методы по оттоку калия и уменьшению скорости фотосинтеза.
Большое значение имеет изучение загрязнения лишайников радионуклидами, в частности радиоактивным цезием и стронцием. Кроме того, лишайники часто применяют для изучения распространения и накопления редкоземельных элементов, а также для мониторинга загрязнения более чем 30 различными элементами.
Степень повреждаемости лишайников промышленными отходами с большой точностью определяется с помощью флюоресцентной микроскопии. Так, для водорослевых клеток лишайника Hypogymniaphysodes, инкубированных в растворах сульфитов в лабораторных условиях, или для растений, трансплантированных в естественные местообитания с различным уровнем загрязнения атмосферы, характерна следующая флюоресценция. У неповрежденных клеток — красная при освещении ультрафиолетовыми лучами или синим светом. У поврежденных клеток последовательно меняются коричневая, оранжевая и белая — в зависимое ти от степени повреждения. Метод флюоресценции позволяет быстро, с высокой чувствительностью и на малом количестве материала определить степень повреждения клеток.
Действие S02 на лишайники можно учитывать также по проценту плазмолизированных водорослевых клеток. У ряда лишайников степень влияния загрязненности воздуха сернистым ангидридом можно учитывать по двум параметрам, а именно — по степени плазмолиза водорослевых клеток и по проценту площади клеток гиф, пораженных бактериями.
Электронно-микроскопические исследования позволили установить происходящие под воздействием промышленных отходов, в частности SО2 и соединений азота, определенные изменения в клетках фикобионта и микобионта. В клетках водоросли хлоропласти изменяют форму с дисковидной на округлую, у них значительно уменьшается количество цитоплазмы и появляются темные тельца внутри вакуолей. У поврежденных клеток микобионта отмечается ненормально сильная вакуолизация, капли цитоплазмы значительно уменьшаются или совсем отсутствуют. Грибные вакуоли часто содержат темные скопления, которые не встречаются у неповрежденных лишайников.
У лишайников, подвергшихся комплексному воздействию поллютантов SО2, NOx, NH4, F, происходит быстрая дегенерация клеточных органелл фико- и микобионтов в результате плазмолиза клеток, хронического нарушения формы хлоропластов, сморщивания митохондрий, увеличения плотности водорослевых клеток, возрастания вакуолизации и появления темных вакуолярных скоплений в клетках микобионтов.
Внешние факторы обусловливают и морфологические вариации лишайников, особенно кустистых, проявляющихся в форме роста, степени беловатого налета оксалата кальция, числе водорослевых клеток на единицу сухой массы слоевища, толщине стенок гиф и в других признаках.
Действие озона на лишайники зависит от их видовых особенностей. Так, при озоновом стрессе у Pseudoparmeliacaperata наступает подавление фотосинтеза, а у Ramalinamanziesii ингибирование фотосинтеза отсутствовало. Повышенная концентрация озона в естественных условиях обитания является причиной малого распространения некоторых лишайников.
Литература
1. Курс низших растений/Под ред. М. В. Горленко. — М., 1981
2. Биохимия/Н. Е. Кучеренко, Ю. Д. Бабенюк, А. Н. Васильев и др. — К., 1988
3. Полевой В. В. Физиология растений. — М., 1999
4. Шапиро И. А. Нитратредуктазная активность лишайника Lobariapulmonaria. – М., 2001